(57)【要約】【課題】Ｗｅｔ処理中のみならず、Ｗｅｔ処理後においても基板へのイオンコンタミネーションを防止する。【解決手段】薬液に由来して処理チャンバ内に拡散するイオンを検出し、検出されたイオンの量が予め設定した数値範囲内にあるかどうかを判定し、検出されたイオンの量が該数値範囲の上限を超える場合に、処理チャンバ内への吸気量および処理チャンバからの排気量を調整することにより処理チャンバ内のイオンを排出する。【選択図】図２
2010206086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持して回転駆動する支持手段と、洗浄液を前記基板に供給する洗浄液供給手段と、が設けられて前記基板にＷｅｔ処理を行う処理チャンバと、
前記処理チャンバに空気を供給する吸気手段と、
前記処理チャンバから空気を排気する排気手段と、
前記洗浄液から発生し、前記処理チャンバ内に拡散するイオンを検出するイオン検出手段と、
検出されたイオンの量が予め設定した数値範囲内にあるかどうかを判定する判定手段と、
検出されたイオンの量が前記数値範囲の上限を超える場合に、前記吸気手段および前記排気手段を制御して前記処理チャンバ内のイオンの量を調整する制御手段と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記検出されたイオンの量が前記数値範囲の上限を超える場合に、前記吸気手段および前記排気手段により前記検出されたイオンの量が予め設定した数値範囲内に収まるまで前記基板の前記処理チャンバからの搬出または引き続く処理への移行を禁止する警告を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記検出されたイオンの量が前記数値範囲の下限を下回る場合に、基板処理装置の動作モードを通常処理モードから省電力モードに切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板を支持して回転駆動する支持手段と、洗浄液を前記基板に供給する洗浄液供給手段と、が設けられた処理チャンバを備えるＷｅｔ処理可能な基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記処理チャンバに基板を搬入してＷｅｔ処理を行う工程と、
前記洗浄液から発生し、前記処理チャンバ内に拡散するイオンを検出する工程と、
検出されたイオンの量が予め設定した数値範囲内にあるかどうかを判定する工程と、
前記検出されたイオンの量が前記数値範囲の上限を超える場合に、前記処理チャンバ内への吸気および前記処理チャンバからの排気により前記処理チャンバ内のイオンの量を調整する工程と、
を備える基板処理方法。
【請求項５】
前記基板は金属配線パターンが形成された第１の面と、前記第１の面とは逆の裏面とを有し、
前記金属配線パターンは、前記基板の前記第１の面で露出し、
前記Ｗｅｔ処理は、前記基板の前記裏面への洗浄処理を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置および基板処理方法に関し、例えばＷｅｔ処理後の基板へのイオンコンタミネーション防止を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
基板のＷｅｔ処理においては、処理中に基板表面に誘導帯電を含めた静電気が発生し、これによりイオンが基板に再付着するという問題があり、これを解決するため、基板の周囲に紫外線やイオンを照射することにより基板の帯電を防止することが提案されている（例えば特許文献１および２）。
【０００３】
しかしながら、薬液吐出から水洗・乾燥を経て搬出されるまでの間に薬液に由来して発生し処理チャンバ内に拡散したイオン成分が基板表面に残留し、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）内に積載されて放置されている間に、上下に隣接する他の基板の表面に残留イオンが転写して汚染が拡大する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１６５４２
【特許文献２】特開２００５−００５４６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、Ｗｅｔ処理中のみならず、Ｗｅｔ処理後においても基板へのイオンコンタミネーションを防止する基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、
基板を支持して回転駆動する支持手段と、洗浄液を前記基板に供給する洗浄液供給手段と、が設けられて前記基板にＷｅｔ処理を行う処理チャンバと、
前記処理チャンバに空気を供給する吸気手段と、
前記処理チャンバから空気を排気する排気手段と、
前記洗浄液から発生し、前記処理チャンバ内に拡散するイオンを検出するイオン検出手段と、
検出されたイオンの量が予め設定した数値範囲内にあるかどうかを判定する判定手段と、
検出されたイオンの量が前記数値範囲の上限を超える場合に、前記吸気手段および前記排気手段を制御して前記処理チャンバ内のイオンの量を調整する制御手段と、
を備える基板処理装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の第２の態様によれば、
基板を支持して回転駆動する支持手段と、洗浄液を前記基板に供給する洗浄液供給手段と、が設けられた処理チャンバを備えるＷｅｔ処理可能な基板処理装置を用いた基板処理方法であって、
前記処理チャンバに基板を搬入してＷｅｔ処理を行う工程と、
前記洗浄液から発生し、前記処理チャンバ内に拡散するイオンを検出する工程と、
検出されたイオンの量が予め設定した数値範囲内にあるかどうかを判定する工程と、
前記検出されたイオンの量が前記数値範囲の上限を超える場合に、前記処理チャンバ内への吸気および前記処理チャンバからの排気により前記処理チャンバ内のイオンの量を調整する工程と、
を備える基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、Ｗｅｔ処理中のみならず、Ｗｅｔ処理後においても基板へのイオンコンタミネーションを防止すること可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の一形態による基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態による基板処理方法の概略手順を示すフローチャートである。
【図３】処理対象である基板の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について説明する前に、本願発明者が本発明に想到した経緯について簡単に説明する。
【００１１】
前述したとおり、Ｗｅｔ処理中での基板へのイオンコンタミネーションは従来から問題視され、その解決手段もいくつか提案されてきた。
【００１２】
しかしながら、Ｗｅｔ処理後における基板へのイオンコンタミネーションは問題にされることがなく、これに関心を寄せる技術者もいなかった。
【００１３】
この一方、Ｗｅｔ処理が完了した基板について、必ずしも即座に次工程に移行するとは限らず、個々の製造プロセスの進捗状況に応じてＦＯＵＰ内に積載されたまま待機する場合もある。待機後に次の処理を施す場合、基板の上面に形成された配線パターンが汚染しており、これにより歩留まりが低下する可能性があることが分かった。詳細に調査した結果、基板の上面に形成された金属配線が露出している状態で裏面洗浄を行い、薬液処理終了から水洗・乾燥を経て払い出しされるまでの間に処理チャンバ内に拡散したイオン成分が基板の裏面に残留し、待機期間中にＦＯＵＰ内で直下の他の基板の上面に残留イオンが転写し、これにより基板上面の配線パターンが汚染していることが判明した。
【００１４】
本願発明者は、このような経緯からＷｅｔ処理中だけでなく、Ｗｅｔ処理後においても基板へのイオンコンタミネーションを防止する必要性を強く認識し、上述した通りの解決手段を導出した。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において同一の部分には同一の参照番号を付し、その重複説明は適宜省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の一形態による基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示す基板処理装置１は、処理チャンバ１０と、ＦＦＵ（Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ）２０と、チャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂと、カップ排気ユニット９０と、イオン検出器４０，４２ａ，４２ｂ，９２と、制御コンピュータ５０と、ＦＦＵ制御部６０と、チャンバ／カップ排気量調整部７０と、表示部８０とを備える。
【００１７】
処理チャンバ１０は、処理対象である基板Ｗを支持すると共に基板Ｗを回転駆動する基板ステージ１２と、カップ１８と、薬液を供給して基板Ｗの裏面に吐出する薬液ノズル２２と、不活性ガス供給パイプ１４と、薬液ミストの基板Ｗへの再付着を防止する遮蔽板１６と、を含む。
【００１８】
ＦＦＵ２０は、処理チャンバ１０の頂面に取り付けられ、フィルタによりダストを濾過しながらファンにより処理チャンバ１０へ空気を吸入する。
【００１９】
チャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂは、基板ステージ１２の近傍に設けられた排気ダクトから処理チャンバ１０内の空気を排出する。
【００２０】
カップ排気ユニット９０は、カップ１８内に設けられた排気ダクトからカップ内の空気を排出する。
【００２１】
イオン検出器４０は、薬液に由来して処理チャンバ１０内に拡散するイオンを検出し、検出結果を制御コンピュータ５０に送る。また、イオン検出器４２ａ，４２ｂはチャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂから排出される空気中のイオンをそれぞれ検出し、イオン検出器９２はカップ排気ユニット９０から排出される空気中のイオンを検出し、それぞれ検出結果を制御コンピュータ５０に送る。
【００２２】
制御コンピュータ５０は、イオン検出器４０，４２ａ，４２ｂ，９２の他、ＦＦＵ制御部６０、チャンバ／カップ排気量調整部７０および表示部８０にも接続されて次記するようにこれらの構成要素を制御する。
【００２３】
制御コンピュータ５０は、予め設定されメモリＭＲ１に格納された数値範囲をメモリＭＲ１から取り出し、イオン検出器４０，４２ａ，４２ｂ，９２から送られる各検出結果と比較して該各検出結果がその数値範囲内にあるか否かを判定する。
【００２４】
制御コンピュータ５０は、イオンの検出結果が予め設定された数値範囲の上限を超えていると判定した場合に、制御信号を生成してＦＦＵ制御部６０およびチャンバ／カップ排気量調整部７０に供給する。ＦＦＵ制御部６０はＦＦＵ２０に接続され、制御コンピュータ５０から送られた制御信号に従ってＦＦＵ２０のファンの風量を調整させる。また、チャンバ／カップ排気量調整部７０はチャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂおよびカップ排気ユニット９０に接続され、制御コンピュータ５０から送られた制御信号に従ってチャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂおよびカップ排気ユニット９０の各バルブＶＥを調整させる。これにより処理チャンバ１０内に拡散するイオンが速やかに排出し、処理チャンバ１０内の雰囲気を清浄な状態に保ち、イオンコンタミネーションを防止する。本実施形態において、制御コンピュータ５０は例えば判定手段および制御手段に対応し、ＦＦＵ２０およびＦＦＵ制御部６０は例えば吸気手段に対応し、チャンバ／カップ排気量調整部７０、チャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂおよびカップ排気ユニット９０は例えば排気手段に対応し、さらに、薬液ノズル２２は洗浄液供給手段に対応する。
【００２５】
制御コンピュータ５０はまた、イオンの検出結果が予め設定された数値範囲の上限を超えていると判定した場合に、Ｗｅｔ処理が終了した後であっても、基板Ｗの処理チャンバ１０からの搬出を禁止する旨の警告信号を生成し、表示部８０に表示させてオペレータの注意を喚起する。また、同一の基板処理装置１にて連続する処理を行う場合には、制御コンピュータ５０は次工程の処理への移行を禁止する旨の警告信号を生成して表示部８０に表示させる。
【００２６】
基板処理装置１は、通常動作モードと省電力モードとを有する。イオンの検出結果が予め設定された数値範囲の下限を下回っていると制御コンピュータ５０が判定した場合、制御コンピュータ５０はモード切替信号を生成して図示しない切換手段に供給する。これにより、基板処理装置１は省電力モードに切り替わる。
【００２７】
基板処理装置１を用いた基板処理方法について図２のフローチャートを参照しながら簡単に説明する。
【００２８】
まず、基板Ｗを処理チャンバ１０のカップ１８内に搬入し（ステップＳ１）、ステージ１２により両側を保持させる。基板Ｗは、例えば図３の断面図に示すように、上面に成膜された炭素を含有する絶縁膜、例えばＳｉＯＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＮＣ膜等のＬｏｗ−ｋ膜１１０と、Ｌｏｗ−ｋ膜１１０内に形成された銅（Ｃｕ）配線１００と、基板Ｗの裏面に成膜された窒化膜または酸化膜等の絶縁膜１３０とを備え、銅（Ｃｕ）配線１００は基板Ｗの上面に露出した状態となっている。銅（Ｃｕ）配線１００は、ストッパ膜１２０をエッチングストッパとしてレジストを用いたパターニングによりＬｏｗ−ｋ膜１１０内にビア（Ｖｉａ）およびトレンチを形成した後、バリアメタルを成膜し、その後銅（Ｃｕ）メッキで埋め込み、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により上面を平坦にすることにより形成可能である。本実施形態において、基板Ｗの上面は例えば第１の面に対応し、基板Ｗの裏面は例えば第２の面に対応する。なお、基板Ｗは、半導体基板の他、ガラス基板やセラミック基板も使用可能である。また、配線１００の材料も銅（Ｃｕ）に限ることは決してなく、他の金属材料による配線にも適用可能である。
【００２９】
続いて、ステージ１２を回転させながらＷｅｔ処理を開始するとともにイオン検出器４０，４２ａ，４２ｂ，９２により処理チャンバ１０内のイオンを検出する（ステップＳ２）。このイオン検出はＷｅｔ処理が終了した後も基板Ｗを処理チャンバ１０から搬出するまで継続して行う（ステップＳ８、Ｓ９）。Ｗｅｔ処理の薬液として、例えば塩化水素（ＨＣｌ）および過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）を使用し、裏面に付着した余分な金属不純物を洗浄する。
【００３０】
同時に、不活性ガス供給パイプ１４から不活計ガス、例えば窒素（N２）を基板Ｗの上面に継続的に吹き付け、これにより、裏面に向けて吐出された薬液（塩化水素（ＨＣｌ）および過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２））が基板Ｗの上面の銅（Ｃｕ）配線１００へ回り込むことを防止する。
【００３１】
次に、検出したイオンの量を予め設定した数値範囲と比較し、その上限を超えている場合には（ステップＳ３）、制御コンピュータ５０、ＦＦＵ制御部６０およびチャンバ／カップ排気量調整部７０により、ＦＦＵ２０による吸気量、チャンバ排気ユニット３０ａ，３０ｂおよびカップ排気ユニット９０による排気量を、例えば処理チャンバ１０内の塩素イオン（Ｃｌ−）濃度が１ｐｐｂ以下になるまで調整する（ステップＳ４）。
【００３２】
次に、Ｗｅｔ処理が終了し、検出したイオンの量が、上記数値範囲の下限を下回ることとなった場合には、基板処理装置１の動作モードを省電力モードに切り換える（ステップＳ７）。
【００３３】
同一処理チャンバを用いた次工程、例えば超純水によるリンス工程、スピンドライによる乾燥工程などがある場合には（ステップＳ８）、次工程に移行し（ステップＳ９）、次工程が無い場合には、基板Ｗを処理チャンバ１０から搬出する（ステップＳ１０）。
【００３４】
本実施形態によれば、例えば塩素イオン（Ｃｌ−）（実際には塩化水素（ＨＣｌ）のガス成分）の処理チャンバ１０内の量を常にモニタし、所定の上限値を超えると吸排気量を調整して処理チャンバ１０の外部に排出するので、塩素イオン（Ｃｌ−）（または塩素（Ｃｌ）系ミスト）による基板Ｗへのセルフコンタミネーションが防止され、ＦＯＵＰ内に積載されたまま待機する場合があっても、下方の基板Ｗの上面の金属配線へのイオン吸着が抑制されてクロスコンタミネーションを防止できる。これにより、基板Ｗの表面および裏面への塩素イオン（Ｃｌ−）（または塩素（Ｃｌ）系ミスト）の吸着がなくなるので、製品歩留まりの低下を防止することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の一形態について説明したが、本発明は上記形態に限るものでは決してなく、その技術的範囲内において種々変更して実施できることは勿論である。例えば、図２に示すフローチャートでは吸気量および排気量の調整後にＷｅｔ処理が終了することとしたが、この順序に限るものでは決してなく、例えばステップＳ３の前にＷｅｔ処理が終了しても、ステップ６の後にＷｅｔ処理が終了する場合にも適用可能である。また、Ｗｅｔ処理の薬液として、塩化水素（ＨＣｌ）を用いる場合を例に挙げたが、これに限るものでは決してなく、塩化水素（ＨＣｌ）以外の酸系またはアルカリ系の薬液も使用可能である。また、上記実施形態では裏面を洗浄する形態について説明したが、金属材料が表面に露出している状態で、酸系またはアルカリ系のＷｅｔ処理を行う全てのプロセスに適用可能である。さらに、上記実施形態では、一例として塩素イオン（Ｃｌ−）について説明したが、これに限ることなく、全てのイオン種に適用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１：基板処理装置
１０：処理チャンバ
２０：ＦＦＵ
２２：薬液ノズル
３０ａ，３０ｂ：チャンバ排気ユニット
９０：カップ排気ユニット
４０，４２ａ，４２ｂ，９２：イオン検出器
５０：制御コンピュータ
６０：ＦＦＵ制御部
７０：チャンバ／カップ排気量調整部
８０：表示部
【図１】
2010206086.tif 000003
【図２】
2010206086.tif 000004
【図３】
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