JP6289241B2 - 液処理方法、液処理装置及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、液処理の後、疎水化処理が行われた基板のリンス洗浄を行う技術に関する。
基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）に対して液処理を行う枚葉式のスピン洗浄装置（液処理装置）では、回転するウエハの表面に例えばアルカリ性や酸性の薬液を供給し、この薬液をウエハの表面に広げることによって、ウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去している。ウエハ表面に残存する薬液はリンス液などにより除去され、ウエハを回転させたままリンス液の供給を止めると、残ったリンス液が振り切られて乾燥したウエハが得られる。
ところが半導体装置の高集積化や高アスペクト比化に伴い、上述のリンス液を除去する処理などにおいて、いわゆるパターン倒れの問題が大きくなってきている。パターン倒れは、パターン内に入り込んだリンス液が振り切られる際に、パターンを形成する凹凸の例えば凸部の左右に残っている液体が不均一に除去されることにより、この凸部を左右に引っ張る表面張力のバランスが崩れ、液体が多く残っている方向に凸部が倒れる現象である。
このパターン倒れの発生を抑えつつウエハ表面に残った液体を除去する手法として、ウエハ表面を疎水化し、ウエハと液体との接触角を大きくすることによりパターンに作用する表面張力を低減する技術がある（特許文献１）。
一方で、疎水化されたウエハに対しても、リンス液に純水を用いた場合、リンス液がウエハ表面を流れることによってウエハが帯電することがある。特に、疎水化されたウエハにおいては、リンス液は球状に近い液滴に***してウエハの表面を転がるように流れるので、液滴の***の際に発生した電荷によってウエハが帯電しやすい。ウエハが帯電すると、その後の処理工程にてウエハ表面のパターンが破壊されてしまうおそれがある。
このため、疎水化処理されたウエハの表面を効果的に除電する技術が必要となっている。
このため、疎水化処理されたウエハの表面を効果的に除電する技術が必要となっている。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、疎水化処理された基板の表面を除電することが可能な液処理方法、液処理装置及び前記方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
本発明の液処理方法は、液処理が行われた回転する基板の表面に疎水化液を供給し、当該基板の表面を疎水化する工程と、
前記疎水化された基板の表面に、アルカリ性のリンス液を供給し、前記基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が予め設定された目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行う工程と、を含むことを特徴とする。
前記疎水化された基板の表面に、アルカリ性のリンス液を供給し、前記基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が予め設定された目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行う工程と、を含むことを特徴とする。
前記液処理方法は、下記の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記リンス液は、抵抗率が０．０５〜０．２ＭΩ・ｃｍの範囲であり、またｐＨが９〜１２の範囲であって、例えばアンモニア、水酸化物からなるアルカリ群から選択されるアルカリ性物質を含む水溶液であること。また前記リンス液の温度は、２３℃よりも高く、８０℃以下であること。さらに、前記リンス液は、当該リンス液中に不活性ガスをバブリングして溶存酸素を低減したものであること。
（ｂ）疎水化液は、基板の表面のシラノール基をシリル基で置換することにより疎水化を行うものであること。
（ｃ）前記基板に疎水化液を供給した後、アルカリ性のリンス液を供給する前に、これら疎水化液及びリンス液に対して相溶性を有する置換液を基板の表面に供給する工程を含むこと。
（ｄ）回転する基板の表面に薬液を供給する液処理が行われた基板に疎水化液を供給する前に、当該基板の表面に前記アルカリ性のリンス液を供給し、当該基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が、前記目標値とは別に予め設定された薬液洗浄時の目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行う工程を含むこと。
（ａ）前記リンス液は、抵抗率が０．０５〜０．２ＭΩ・ｃｍの範囲であり、またｐＨが９〜１２の範囲であって、例えばアンモニア、水酸化物からなるアルカリ群から選択されるアルカリ性物質を含む水溶液であること。また前記リンス液の温度は、２３℃よりも高く、８０℃以下であること。さらに、前記リンス液は、当該リンス液中に不活性ガスをバブリングして溶存酸素を低減したものであること。
（ｂ）疎水化液は、基板の表面のシラノール基をシリル基で置換することにより疎水化を行うものであること。
（ｃ）前記基板に疎水化液を供給した後、アルカリ性のリンス液を供給する前に、これら疎水化液及びリンス液に対して相溶性を有する置換液を基板の表面に供給する工程を含むこと。
（ｄ）回転する基板の表面に薬液を供給する液処理が行われた基板に疎水化液を供給する前に、当該基板の表面に前記アルカリ性のリンス液を供給し、当該基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が、前記目標値とは別に予め設定された薬液洗浄時の目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行う工程を含むこと。
本発明は、導電性を有するアルカリ性のリンス液を用いて基板のリンス洗浄を行うので、疎水化処理された基板の表面を効果的に除電することができる。
本発明の実施の形態に係わる液処理装置の構成について図１、図２を参照しながら説明する。図１に示すように、液処理装置は、ウエハＷを水平に支持する複数個、例えば３個の支持ピン２３が設けられた円板状の支持プレート２１と、支持プレート２１の下面に連結され、上下方向に伸びる回転軸２２と、を備えている。
回転軸２２の下端側にはプーリ３３が設けられており、このプーリ３３の側方には回転モータ３１が配置されている。これらプーリ３３と回転モータ３１の回転軸とに駆動ベルト３２を捲回することにより、支持プレート２１上のウエハＷを鉛直軸周りに回転させる回転駆動部３０を構成している。回転モータ３１は、支持プレート２１の回転速度、即ち、当該支持プレート２１に支持されたウエハＷの回転速度を変化させることができる。また、回転軸２２は、ベアリング３４を介して当該液処置装置が配置された筐体の床板１２に固定されている。既述の支持プレート２１や支持ピン２３、回転軸２２や回転駆動部３０は、本液処理装置の基板保持部に相当する。
支持プレート２１は、その中央部が円形に切りかかれていて、その切り欠き内には、円板状の昇降プレート２４が配置されている。昇降プレート２４の上面には、外部のウエハ搬送機構との間での受け渡し時にウエハＷを裏面（下面）側から支持するための複数個、例えば３個のリフトピン２６が設けられている。
昇降プレート２４の下面には、回転軸２２内を上下方向に貫通するリフト軸２５が連結されており、このリフト軸２５の下端には、当該リフト軸２５を昇降させるための昇降機構３５が設けられている。
また、支持プレート２１の外方には、支持ピン２３によって支持されたウエハＷをその周縁及び斜め上方側から覆うカップ１１が設けられている。
また、支持プレート２１の外方には、支持ピン２３によって支持されたウエハＷをその周縁及び斜め上方側から覆うカップ１１が設けられている。
本実施の形態の液処理装置は、薬液をウエハＷの表面に供給し、当該面の液処理を行う。本例では、ウエハＷの表面に付着している有機性の汚れやパーティクルを除去するためのＳＣ−１（アンモニアと過酸化水素との混合水溶液）を薬液として使用する。
薬液を供給する手段として、液処理装置は液ノズル４１１を備えている。液ノズル４１１は、回転するウエハＷの表面（上面）の中央部に、薬液（ＳＣ−１）と、リンス液とを供給する役割を果たす。当該液ノズル４１１は、薬液を供給するという観点において薬液ノズルに相当し、リンス液を供給するという観点においてリンス液ノズルに相当している。
また本液処理装置は、ウエハＷの表面に疎水化液を供給するための疎水化液ノズル４１２、並びにウエハＷに対してＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）の供給を行うＩＰＡノズル４１３が設けられている。ＩＰＡは、薬液やリンス液と、疎水化液との双方に対して相溶性があり、これらの処理液を置換する際の置換液として供給される。ウエハＷの表面に置換液を供給する観点において、ＩＰＡノズル４１３は置換液ノズルに相当する。
これらのノズル４１１〜４１３はノズルアーム４３の先端部に取り付けられている。ノズルアーム４３の基端部は、回転軸４２周りにノズルアーム４３を回転させる駆動部４４によって支持されている。そして、この駆動部４４によりノズルアーム４３を回転させて、その先端部を移動させることにより、ウエハＷの中央部（ウエハＷの回転中心）の上方の位置と、ウエハＷの上方から側方へと退避した位置との間で液ノズル４１１、疎水化液ノズル４１２、及びＩＰＡノズル４１３を移動させることができる。なお便宜上、図２においてはカップ１１の記載を省略してあるが、ノズル４１１、４１２、４１３を退避させる位置はカップ１１よりも外側に設定されている。ここで、液ノズル４１１、疎水化液ノズル４１２、ＩＰＡノズル４１３は、共通のノズルアーム４３に設ける場合に限られるものではなく、各々のノズル４１１、４１２、４１３専用のノズルアームや移動機構などを設けてもよい。
ノズルアーム４３には、液ノズル４１１、疎水化液ノズル４１２、及びＩＰＡノズル４１３に各々接続された不図示の液流路が設けられている。
液ノズル４１１に接続された流路には各処理液（薬液及びリンス液）のタンクと、流量調節機構とを備えたリンス液供給部６２、薬液供給部６５が接続されている。また、本例のリンス液供給部６２から供給されるリンス液は、液処理の際に帯電したウエハＷの表面の除電を行う役割も有している。
この点、リンス液供給部６２からは、アルカリ性のリンス液が供給される。リンス液供給部６２は、所定の濃度に調整されたアンモニア水を供給するアンモニア水供給部６２２、及びＤＩＷ（DeIonized Water）を供給するＤＩＷ供給部６２１に接続されている。リンス液供給部６２において、これらアンモニア水供給部６２２、ＤＩＷ供給部６２１からアンモニア水及びＤＩＷが所定の供給比で供給され、この結果、アンモニアと水の混合比が重量基準で１：５００の希アンモニア水（アルカリ性のリンス液）がリンス液供給部６２のタンク内に調製される。
ウエハＷの除電を行う観点において、リンス液供給部６２から供給されるアルカリ性のリンス液の抵抗率（比抵抗）は０．０５〜０．２ＭΩ・ｃｍの範囲にあることが好ましく、ｐＨは９〜１２の範囲であることが好ましい。
ウエハＷの除電を行う観点において、リンス液供給部６２から供給されるアルカリ性のリンス液の抵抗率（比抵抗）は０．０５〜０．２ＭΩ・ｃｍの範囲にあることが好ましく、ｐＨは９〜１２の範囲であることが好ましい。
上述のリンス液供給部６２には、その内部に収容されたアルカリ性のリンス液を加熱して洗浄効果を高めるための加熱部６２３が設けられている。例えば加熱部６２３はヒーターを備え、不図示の温度検出部にて検出したリンス液供給部６２内のリンス液の温度に基づいて電源部６２４から供給される電力を増減し、当該リンス液を予め設定された温度に加熱する。リンス液供給部６２内のリンス液の温度は、例えば２３℃（常温）よりも高く、８０℃以下の範囲、好適には、２３℃よりも高く、６０℃以下の範囲の温度でウエハＷに供給されるように調節される。
さらにリンス液供給部６２には、窒素ガスなどの不活性ガスをリンス液に供給する不活性ガス供給ライン６２５が接続されている。不活性ガス供給ライン６２５の末端部はリンス液供給部６２内のリンス液中に挿入され、不活性ガス供給ライン６２５から供給された不活性ガスを当該リンス液中にバブリングするバブリング機構を構成している。リンス液には溶存酸素が含まれている場合があり、この酸素は、後述する疎水化処理の際にシリル化されたウエハＷの表面からシリル基を脱離させ、疎水性を低下させる要因となる。そこで、不活性ガス供給ライン６２５から供給された不活性ガスにて、リンス液供給部６２内のリンス液をバブリングすることにより、ウエハＷへ供給されるリンス液中の溶存酸素を低減することができる。バブリングに用いられた不活性ガスは、不図示の排気ラインを介してリンス液供給部６２から排気される。
以上に説明した各処理液の供給部６２、６５は、接続管路を介して前記液流路と繋がれており、これら接続管路上に設けられた開閉バルブＶ１、Ｖ４を開閉することにより、液ノズル４１１からウエハＷへ各処理液（薬液及びリンス液）を切り替えて供給することができる。なお、加熱部６２３によって加熱されたリンス液の温度低下を抑えるために、リンス液供給部６２からノズルアーム４３までのリンス液の液流路は保温されている。
次に、疎水化液ノズル４１２に接続された流路には、疎水化液である例えばトリメチルシリルジメチルアミン（TriMethyl Silyl DiMethyl Amine；以下、ＴＭＳＤＭＡと記す。）のタンクと流量調節機構とを備えた疎水化液供給部６４が接続されている。疎水化液供給部６４は、接続管路を介して前記液流路と繋がれており、接続管路上に設けられた開閉バルブＶ２を開閉することにより、疎水化液ノズル４１２からウエハＷへと疎水化液を供給することができる。
ＴＭＳＤＭＡは、ウエハＷの表面をシリル化することにより当該表面を疎水化して、リンス洗浄時に用いられるリンス液を除去する際に、ウエハＷと液体との接触角を大きくする役割を果たす。この結果、ウエハＷの表面に形成されたパターンに作用する力が低減され、パターン倒れを発生させずに液体を除去することができる。本例におけるシリル化とは、ウエハＷの表面のＳｉ原子と結合している親水性の官能基、例えばＯＨ基（シラノール基）などを、Ｓｉ原子を含む疎水性の官能基（シリル基）と置換することにより、ウエハＷの表面を疎水化する処理であり、ＴＭＳＤＭＡの場合にはトリメチルシリル基との置換が行われる。
ＩＰＡノズル４１３に接続された流路には、溶剤であるＩＰＡのタンクと、流量調節機構とを備えたＩＰＡ供給部６３が接続されている。前記液流路とＩＰＡ供給部６３とを繋ぐ接続管路上に設けられた開閉バルブＶ３を開閉することにより、ＩＰＡノズル４１３からウエハＷへと置換液であるＩＰＡを供給することができる。
以上に述べた構成を備えた液処理装置は、図１、図２に示すように制御部７と接続されている。制御部７は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には液処理装置の作用、即ち支持プレート２１上に支持されたウエハＷを回転させ、予め設定されたスケジュールに基づいて処理液を切り替えて供給し、ウエハＷの液処理や疎水化処理、乾燥を行った後、当該ウエハＷを搬出するまでの制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
以下、これらの機能を備えた液処理装置の動作について、図３のフロー図を参照しながら説明する。
液処理装置は、ノズル４１１、４１２、４１３をカップ１１の外側に退避させ、また支持プレート２１を停止させた状態で待機している。そして外部のウエハ搬送機構が、ウエハＷを保持したフォークを支持プレート２１の上方側まで進入させると、昇降プレート２４を上昇させてフォークと交差させ、昇降プレート２４のリフトピン２６上にウエハＷを受け渡す。
液処理装置は、ノズル４１１、４１２、４１３をカップ１１の外側に退避させ、また支持プレート２１を停止させた状態で待機している。そして外部のウエハ搬送機構が、ウエハＷを保持したフォークを支持プレート２１の上方側まで進入させると、昇降プレート２４を上昇させてフォークと交差させ、昇降プレート２４のリフトピン２６上にウエハＷを受け渡す。
フォークが支持プレート２１の上方から退避した後、昇降プレート２４を降下させ、支持プレート２１の支持ピン２３上にウエハＷを載置する。次いで回転モータ３１を作動させ、支持プレート２１上のウエハＷを回転させた後、ウエハＷが所定の回転速度に到達したらノズル４１１、４１２、４１３をウエハＷの中央部の上方位置まで移動させる。
しかる後、液ノズル４１１から予め設定された時間だけＳＣ−１を供給し、有機性の汚れやパーティクルの除去を行う（図３の薬液工程、ステップＳ１０１）。次いで、ウエハＷの回転速度を上昇させると共に、液ノズル４１１から供給する処理液をリンス液に切り替えてリンス洗浄を行い、ウエハＷの表面のＳＣ−１を洗い流す（リンス液工程、ステップＳ１０２）。
このとき薬液工程の際にウエハＷの表面に発生した電荷が、アルカリ性のリンス液に含まれるイオン（例えばＯＨ−イオンやＮＨ４ ＋イオン）と結合して中和され、これによりウエハＷの除電が行われる。
さらにアルカリ性のリンス液を用いることにより、リンス液で覆われたウエハＷの表面のゼータ電位はマイナスになる。一方、ウエハＷに付着しているパーティクルは、ゼータ電位がプラスとなる酸性の液中の場合に比べて、ゼータ電位がマイナスになるアルカリ性のリンス液中の方がゼータ電位の絶対値が大きくなる（等電位点から離れる）傾向を持つものが多い。このため、アルカリ性のリンス液を用いると、ゼータ電位がマイナス同士のウエハＷとパーティクルとの間の電気的な反発力が大きくなり、ウエハＷからパーティクルが取れやすくなる。
さらにアルカリ性のリンス液を用いることにより、リンス液で覆われたウエハＷの表面のゼータ電位はマイナスになる。一方、ウエハＷに付着しているパーティクルは、ゼータ電位がプラスとなる酸性の液中の場合に比べて、ゼータ電位がマイナスになるアルカリ性のリンス液中の方がゼータ電位の絶対値が大きくなる（等電位点から離れる）傾向を持つものが多い。このため、アルカリ性のリンス液を用いると、ゼータ電位がマイナス同士のウエハＷとパーティクルとの間の電気的な反発力が大きくなり、ウエハＷからパーティクルが取れやすくなる。
これに加えて、アルカリ性のリンス液は、酸性の液に比べて銅（Ｃｕ）などの金属配線の腐食を引き起こしにくく、この点でもリンス液として優れている。そして、リンス洗浄が終了した後は、ウエハＷは除電されているので、周囲の雰囲気中のパーティクルがウエハＷへと付着しにくい状態となっている。
ＳＣ−１がリンス液によって洗い流され、またウエハＷの除電に必要な時間だけアルカリ性のリンス液の供給を行ったら、リンス液の供給を止める一方、回転するウエハＷの表面にＩＰＡノズル４１３から置換液であるＩＰＡを供給する（置換液工程、ステップＳ１０３）。そしてリンス液がＩＰＡと置換されたら、ＩＰＡの供給を止めて、回転するウエハＷの表面に疎水化液ノズル４１２から疎水化液を供給し、ウエハＷを疎水化する処理を実行する（疎水化液工程、ステップＳ１０４）。各工程において、ウエハＷの回転速度は、ウエハＷの表面に置換液や疎水化液が行き渡ることが可能な回転速度となっている。
疎水化液によりウエハＷの表面が疎水化されたタイミングで、疎水化液の供給を停止する一方、回転するウエハＷの表面にＩＰＡノズル４１３から置換液であるＩＰＡを供給する（置換液工程、ステップＳ１０５）。そして疎水化液がＩＰＡと置換されたら、ウエハＷの回転速度を上昇させると共に、液ノズル４１１から供給する処理液をリンス液に切り替えてリンス洗浄を行い、ウエハＷの表面のＩＰＡを洗い流す（リンス液工程、ステップＳ１０６）。
このとき置換液工程、疎水化液工程及びその後の置換液工程（ステップＳ１０３〜１０５）の際にウエハＷの表面に発生した電荷が、アルカリ性のリンス液に含まれるイオンと結合して中和され、これによりウエハＷの除電が行われる。この際にもアルカリ性のリンス液を用いることによって、ウエハＷ及びパーティクルの周囲に形成されるマイナスのゼータ電位を大きくして、パーティクルを取れやすくする作用や、銅などの金属配線の腐食を抑える作用、効果が得られる。そしてリンス洗浄の終了後は、ウエハＷが除電され、周囲の雰囲気中のパーティクルがウエハＷへと付着しにくくなる。
また、液処理後に実施される疎水化液工程においては、ウエハＷの表面をシリル化する際に生成した反応生成物がウエハＷの表面に付着する場合があり、リンス液には、これらの付着物を除去する能力も必要となる。この点、加熱部６２３によってリンス液を常温（２３℃）よりも高い温度に加熱することにより、常温で供給されたリンス液と比べて高い洗浄能力を発揮させることができる。
さらにウエハＷに供給されるリンス液を予め不活性ガスでバブリングし、溶存酸素を低減しておくことにより、リンス液中の酸素が、シリル化されたウエハＷの表面からシリル基を脱離させる現象の発生を抑え、ウエハＷの疎水性を維持することができる。
これらに加え、液処理に用いたＳＣ−１や、リンス洗浄用のアルカリ性のリンス液はアンモニアを含み、ＤＩＷと比較して表面張力が低いので、これらの処理際にパターン倒れの発生を抑制する効果もある。
さらにウエハＷに供給されるリンス液を予め不活性ガスでバブリングし、溶存酸素を低減しておくことにより、リンス液中の酸素が、シリル化されたウエハＷの表面からシリル基を脱離させる現象の発生を抑え、ウエハＷの疎水性を維持することができる。
これらに加え、液処理に用いたＳＣ−１や、リンス洗浄用のアルカリ性のリンス液はアンモニアを含み、ＤＩＷと比較して表面張力が低いので、これらの処理際にパターン倒れの発生を抑制する効果もある。
ＩＰＡがリンス液によって洗い流され、またウエハＷの除電に必要な時間だけアルカリ性のリンス液の供給を行ったら、リンス液の供給を止める。
さらにウエハＷの回転を継続してウエハＷの乾燥が完了したら、ノズル４１１、４１２、４１３をウエハＷの上方から退避させると共に、ウエハＷの回転を停止する。このとき、加熱されたリンス液を用いてリンス洗浄を行っていることにより、ウエハＷの乾燥に要する時間を短縮することもできる。しかる後、昇降プレート２４を上昇させてウエハＷを持ち上げ、外部のウエハ搬送機構に処理済みのウエハＷを受け渡した後、昇降プレート２４を降下させて次のウエハＷの搬入を待つ。
本実施の形態に係わる液処理装置によれば以下の効果がある。導電性を有するアルカリ性のリンス液を用いてウエハＷのリンス洗浄を行うので、疎水化処理されたウエハＷの表面を効果的に除電することができる。
特に、薬液工程の後や疎水化工程に伴う置換液工程の後など、複数回行われる各リンス液工程（リンス洗浄）にてアルカリ性のリンス液を用いることにより、それまでの工程で帯電したウエハＷを段階的に除電できる。この結果、最後のリンス液工程（ステップＳ１０６）にのみアルカリ性のリンス液を用いる場合に比べて、当該最後のリンス液工程において除電のためにアルカリ性のリンス液を供給する時間を短縮することができる。
特に、薬液工程の後や疎水化工程に伴う置換液工程の後など、複数回行われる各リンス液工程（リンス洗浄）にてアルカリ性のリンス液を用いることにより、それまでの工程で帯電したウエハＷを段階的に除電できる。この結果、最後のリンス液工程（ステップＳ１０６）にのみアルカリ性のリンス液を用いる場合に比べて、当該最後のリンス液工程において除電のためにアルカリ性のリンス液を供給する時間を短縮することができる。
アルカリ性のリンス液は、希アンモニア水を用いる場合の他、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの水酸化物であるアルカリ性物質をＤＩＷに溶解させて抵抗率やｐＨが既述の範囲（抵抗率０．０５〜０．２ＭΩ・ｃｍ、ｐＨ９〜１２）にあるものを調製してもよい。
また疎水化剤として使用する疎水化液はＴＭＳＤＭＡに限定されるものではない。例えばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリメチルシリルジエチルアミン（ＴＭＳＤＥＡ）、ジメチル（ジメチルアミノ）シラン（ＤＭＳＤＭＡ）、1,1,3,3−テトラメチルジシラン（ＴＭＤＳ）などを挙げることができる。
また、ウエハＷの処理に用いられる薬液の種類もＳＣ−１に限定されるものではなく、ウエハＷの表面のパーティクルなどの汚れを除去する希フッ酸溶液（Diluted HydroFluoric acid：ＤＨＦ）やウエハＷ表面の金属不純物を除去するＳＣ−２（塩酸と過酸化水素との混合水溶液）などであってもよい。ここで酸性の薬液と共通の液ノズル４１１にアルカリ性のリンス液を供給することにより、塩の発生が問題となる場合には、薬液及びリンス液を各々別のノズルを用いて供給してもよい。
この他、薬液、疎水化液とリンス液との置換液は、ＩＰＡに限定されるものではなく例えばアセトンなどを利用してもよい。
さらに、近年はリンス液（水）とも混合しやすい疎水化剤も開発されつつあり、その場合にはＩＰＡ等を用いた置換液工程は必ずしも設けなくてもよい。
さらに、近年はリンス液（水）とも混合しやすい疎水化剤も開発されつつあり、その場合にはＩＰＡ等を用いた置換液工程は必ずしも設けなくてもよい。
（実験１）
アンモニアを含むアルカリ性のリンス液を加熱して回転するウエハＷに供給し、リンス液が乾燥するまでの時間を計測した。
Ａ．実験方法
液処理装置の支持プレート２１に支持され１０００ｒｐｍで回転するウエハＷの上面に１．５Ｌ／分の流量でリンス液を６０秒間供給し、リンス液の供給停止後、ウエハＷの表面から液膜が消えるまでの時間を計測した。液膜が消えるまでの時間は、液膜の形成に伴って観察される干渉縞が消失するまでの時間に基づいて決定した。
（実施例１−１）ＤＩＷに３質量ｐｐｍのアンモニアを含有するアルカリ性のリンス液を３０℃に加熱してリンス洗浄を行い、乾燥時間を計測した。
（実施例１−２）アルカリ性のリンス液の温度を４５℃とした点以外は、実施例１と同様の条件で乾燥時間を計測した。
（実施例１−３）アルカリ性のリンス液の温度を６０℃とした点以外は、実施例１と同様の条件で乾燥時間を計測した。
（比較例１−１）リンス液として、２３℃（常温）のＤＩＷを用いた点以外は、実施例１と同様の条件で乾燥時間を計測した。
アンモニアを含むアルカリ性のリンス液を加熱して回転するウエハＷに供給し、リンス液が乾燥するまでの時間を計測した。
Ａ．実験方法
液処理装置の支持プレート２１に支持され１０００ｒｐｍで回転するウエハＷの上面に１．５Ｌ／分の流量でリンス液を６０秒間供給し、リンス液の供給停止後、ウエハＷの表面から液膜が消えるまでの時間を計測した。液膜が消えるまでの時間は、液膜の形成に伴って観察される干渉縞が消失するまでの時間に基づいて決定した。
（実施例１−１）ＤＩＷに３質量ｐｐｍのアンモニアを含有するアルカリ性のリンス液を３０℃に加熱してリンス洗浄を行い、乾燥時間を計測した。
（実施例１−２）アルカリ性のリンス液の温度を４５℃とした点以外は、実施例１と同様の条件で乾燥時間を計測した。
（実施例１−３）アルカリ性のリンス液の温度を６０℃とした点以外は、実施例１と同様の条件で乾燥時間を計測した。
（比較例１−１）リンス液として、２３℃（常温）のＤＩＷを用いた点以外は、実施例１と同様の条件で乾燥時間を計測した。
Ｂ．実験結果
実施例１−１〜１−３及び比較例１−１の結果を図４に示す。図４の縦軸は、各実験で計測したリンス液の乾燥時間を示している。
図４に示した実験結果によれば、実施例１−１（３０℃）→実施例１−２（４５℃）→実施例１−３（６０℃）の順に、アルカリ性のリンス液の温度を高くするに連れて乾燥時間を短くできることが確認できた。これに対して常温のＤＩＷを用いた比較例１−１では、いずれの実施例よりも乾燥時間が長くなっている。
実施例１−１〜１−３及び比較例１−１の結果を図４に示す。図４の縦軸は、各実験で計測したリンス液の乾燥時間を示している。
図４に示した実験結果によれば、実施例１−１（３０℃）→実施例１−２（４５℃）→実施例１−３（６０℃）の順に、アルカリ性のリンス液の温度を高くするに連れて乾燥時間を短くできることが確認できた。これに対して常温のＤＩＷを用いた比較例１−１では、いずれの実施例よりも乾燥時間が長くなっている。
（実験２）
リンス液の種類を変えてウエハＷのリンス洗浄を行い、乾燥後のウエハWの表面電位を測定した。
Ａ．実験方法
実験１と同様の条件で６０℃のリンス液を３０秒間供給し、リンス液の供給停止後もウエハＷを回転させて乾燥させたウエハＷの表面の電位を表面電位計にて計測した。
（実施例２−１）抵抗率が０．１５ＭΩ・ｃｍとなるようにアンモニアの含有量を調整したリンス液を用いてリンス洗浄を行い、乾燥後のウエハＷの表面電位を計測した。
（比較例２−１）リンス液としてＤＩＷを用いてリンス洗浄を行い、乾燥後のウエハＷの表面電位を計測した。ＤＩＷの抵抗率は１８ＭΩ・ｃｍであった。
リンス液の種類を変えてウエハＷのリンス洗浄を行い、乾燥後のウエハWの表面電位を測定した。
Ａ．実験方法
実験１と同様の条件で６０℃のリンス液を３０秒間供給し、リンス液の供給停止後もウエハＷを回転させて乾燥させたウエハＷの表面の電位を表面電位計にて計測した。
（実施例２−１）抵抗率が０．１５ＭΩ・ｃｍとなるようにアンモニアの含有量を調整したリンス液を用いてリンス洗浄を行い、乾燥後のウエハＷの表面電位を計測した。
（比較例２−１）リンス液としてＤＩＷを用いてリンス洗浄を行い、乾燥後のウエハＷの表面電位を計測した。ＤＩＷの抵抗率は１８ＭΩ・ｃｍであった。
Ｂ．実験結果
実施例２−１、比較例２−１の結果を（表１）に示す。
実施例２−１、比較例２−１の結果によれば、いずれのリンス液を用いた場合においても、ウエハＷには表面電位の分布が観察された。（表１）に示すように、絶対値で比較すると、実施例２−１に係るウエハＷの平均の表面電位は、比較例２−１の約１０分の１まで低減され、アルカリ性のリンス液を利用することによってウエＷの表面を効果的に除電できていることが分かる。また、最大表面電位、最小表面電位のいずれにおいても実施例２−１に係るウエハＷは、比較例２−１に係るウエハＷよりも表面電位の値が小さく、ウエハＷの前面に亘って、除電の効果が発揮されていることが分かる。
実施例２−１、比較例２−１の結果を（表１）に示す。
Ｗ ウエハ
２１ 支持プレート
２２ 回転軸
２３ 支持ピン
４１１ 液ノズル
４１２ 疎水化液ノズル
４１３ ＩＰＡノズル
２１ 支持プレート
２２ 回転軸
２３ 支持ピン
４１１ 液ノズル
４１２ 疎水化液ノズル
４１３ ＩＰＡノズル
Claims (15)
- 液処理が行われた回転する基板の表面に疎水化液を供給し、当該基板の表面を疎水化する工程と、
前記疎水化された基板の表面に、アルカリ性のリンス液を供給し、前記基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が予め設定された目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行う工程と、を含むことを特徴とする液処理方法。 - 前記リンス液は、抵抗率が０．０５〜０．２ＭΩ・ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の液処理方法。
- 前記リンス液は、ｐＨが９〜１２の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の液処理方法。
- 前記リンス液は、アンモニア、水酸化物からなるアルカリ群から選択されるアルカリ性物質を含む水溶液であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の液処理方法。
- 前記リンス液の温度は、２３℃よりも高く、８０℃以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の液処理方法。
- 前記リンス液は、当該リンス液中に不活性ガスをバブリングして溶存酸素を低減したものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の液処理方法。
- 前記疎水化液は、基板の表面のシラノール基をシリル基で置換することにより疎水化を行うものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の液処理方法。
- 前記基板に疎水化液を供給した後、アルカリ性のリンス液を供給する前に、これら疎水化液及びリンス液に対して相溶性を有する置換液を基板の表面に供給する工程を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の液処理方法。
- 回転する基板の表面に薬液を供給する液処理が行われた基板に疎水化液を供給する前に、当該基板の表面に前記アルカリ性のリンス液を供給し、当該基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が、前記目標値とは別に予め設定された薬液洗浄時の目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行う工程を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の液処理方法。
- 基板を水平に保持し、鉛直軸周りに回転させる基板保持部と、
前記基板の表面に薬液を供給する薬液ノズルと、
前記基板の表面に疎水化液を供給する疎水化液ノズルと、
前記基板の表面にアルカリ性のリンス液を供給するリンス液ノズルと、
前記基板保持部に保持され、回転する基板の表面に前記薬液ノズルから薬液を供給することと、前記薬液による液処理が行われた基板を回転させながら当該基板の表面に、前記疎水化液ノズルから疎水化液を供給して当該基板の表面を疎水化することと、疎水化ガスが供給された後の基板を回転させながら当該基板の表面にアルカリ性のリンス液を前記リンス液ノズルから供給して、前記基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が予め設定された目標値以下となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行うことと、を実行するための制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする液処理装置。 - 前記基板の表面に、前記疎水化液及びリンス液に対して相溶性を有する置換液を供給する置換液ノズルを備え、
前記制御部は、前記基板に疎水化ノズルから疎水化液を供給した後、リンス液ノズルからアルカリ性のリンス液を供給する前に、回転する基板の表面に前記置換液ノズルから置換液を供給するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載の液処理装置。 - 前記リンス液ノズルから供給されるリンス液を、２３℃よりも高く、８０℃以下の範囲の温度に加熱する加熱部を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載の液処理装置。
- 前記リンス液ノズルから供給されるリンス液に対し、予め不活性ガスをバブリングして、当該リンス液中の溶存酸素を低減するバブリング機構を備えることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか一つに記載の液処理装置。
- 前記制御部は、薬液による液処理が行われた基板に疎水化液を供給する前に、回転する基板の表面に前記リンス液ノズルからアルカリ性のリンス液を供給し、当該基板の表面の液体を洗い流すと共に、当該基板の平均表面電位が、前記目標値とは別に予め設定された薬液洗浄時の目標値となるまでの予め設定された時間だけリンス洗浄を行うように制御信号を出力することを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか一つに記載の液処理装置。
- 基板の表面に、液処理を行う液処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、前記プログラムは請求項１ないし９のいずれか一つに記載された液処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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