(57)【要約】【課題】基板上に形成された構造物の劣化を抑制しつつ、ポリマー等の有機物を効果的に除去する技術を提供する。【解決手段】改質処理部１０において、表面にポリマー等の有機物が残存する基板９０に対してＵＶを照射することによって、ポリマー等の有機物を改質する。その後、除去液処理部２０において、改質処理された基板９０に除去液を供給することによって、ポリマー等の有機物を除去する。【選択図】図１
2018056274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理方法であって、
表面に有機物が残存する基板に対してＵＶを照射することによって、前記有機物を改質する改質処理工程と、
前記改質処理工程の後、前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項２】
基板処理方法であって、
表面に有機物が残存する基板を加熱するとともに、前記基板の表面に酸化性ガスを接触させることによって、前記有機物を改質する改質処理工程と、
改質処理工程の後、前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記酸化性ガスがオゾンガスを含む、基板処理方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項の基板処理方法であって、
前記除去液が、有機溶媒非含有の処理液である、基板処理方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項の基板処理方法であって、
前記改質処理工程は、配線形成工程後において、表面に金属膜又はＬｏｗ−Ｋ膜が露出した状態の前記基板を処理する工程である、基板処理方法。
【請求項６】
請求項５の基板処理方法であって、
前記改質処理工程が、前記金属膜が損失しない状態で行われる、基板処理方法。
【請求項７】
請求項５に記載の基板処理方法であって、
前記改質処理工程が、前記Ｌｏｗ−Ｋ膜に劣化が発生しない状態で行われる、基板処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理方法であって、
前記改質処理工程が、前記Ｌｏｗ−Ｋ膜を酸化しない状態で行われる、基板処理方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項の基板処理方法であって、
前記改質処理工程は、プラズマエッチング処理後の前記基板を処理する工程である、基板処理方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板処理方法であって、
第１チャンバー内に前記基板を配した状態で前記改質処理工程が行われた後、前記基板を前記第１チャンバーとは異なる第２チャンバーへ移動させる移動工程、
をさらに含み、
前記除去液処理工程が、前記第２チャンバー内に前記基板を配した状態で行われる、基板処理方法。
【請求項１１】
基板処理装置であって、
表面に有機物が残存する基板にＵＶを照射することによって、前記有機物を改質する改質処理部と、
前記有機物が改質された前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理部と、
を備える、基板処理装置。
【請求項１２】
基板処理装置であって、
表面に有機物が残存する基板を加熱するとともに、前記基板の表面に酸化性ガスを接触させることによって、前記有機物を改質する改質処理部と、
前記有機物が改質された前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理部と、
を備える、基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１２の基板処理装置であって、
前記酸化性ガスがオゾンガスを含む、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の表面に付着しているポリマー等の有機物を除去液によって除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウエハの表面に微細な回路パターンを形成する場合には、反応性イオンエッチング等のドライエッチング工程が行われる。このドライエッチング工程における金属膜のエッチングが終了する時点においては、レジスト膜の一部が変質してポリマー等の有機物が生じ、その反応生成物が金属膜の表面等に堆積する場合がある。この有機物はエッチング工程に続いて行われるレジスト除去液処理工程ではウエハ上から除去されないため、レジスト除去液処理工程の前にこの有機物をウエハの表面から除去しておく必要がある。そこで、ドライエッチング工程の後に、有機物を除去する作用を有する除去液をウエハの表面へ供給し、その除去液により有機物をウエハ表面から除去する処理が行われている。
【０００３】
この除去液処理を行う前に、前処理剤によって、前処理を行うことが提案されている（例えば、特許文献１，２）。前処理剤として、オゾン水、水素水、オゾンガス、ドライアイスの小片を用いることによって、基板上の有機物が酸化される。酸化された有機物は、除去液によって容易に除去可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３４４０１号公報
【特許文献２】特開２００４−９６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前処理剤としてオゾン水等の液体を用いた場合、金属膜等の構造物も酸化されることによって、構造物が損失又は劣化するおそれがあった。一方で、オゾンガスなどの気体単体で処理をした場合、酸化力が弱いために、処理時間の短縮が困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、基板上に形成された構造物の劣化を抑制しつつ、ポリマー等の有機物を効果的に除去する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第１態様は、基板処理方法であって、表面に有機物が残存する基板に対してＵＶを照射することによって、前記有機物を改質する改質処理工程と、前記改質処理工程の後、前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理工程とを含む。
【０００８】
また、第２態様は、基板処理方法であって、表面に有機物が残存する基板を加熱するとともに、前記基板の表面に酸化性ガスを接触させることによって、前記有機物を改質する改質処理工程と、改質処理工程の後、前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理工程とを含む。
【０００９】
また、第３態様は、第２態様に係る基板処理方法であって、前記酸化性ガスがオゾンガスを含む。
【００１０】
また、第４態様は、第１から第３態様のいずれか１つの基板処理方法であって、前記除去液が、有機溶媒非含有の処理液である。
【００１１】
また、第５態様は、第１から第４態様のいずれか１つの基板処理方法であって、前記改質処理工程は、配線形成工程後において、表面に金属膜又はＬｏｗ−Ｋ膜が露出した状態の前記基板を処理する工程である。
【００１２】
また、第６態様は、第５の基板処理方法であって、前記改質処理工程が、前記金属膜が損失しない状態で行われる。
【００１３】
また、第７態様は、第５態様に係る基板処理方法であって、前記改質処理工程が、前記Ｌｏｗ−Ｋ膜に劣化が発生しない状態で行われる。
【００１４】
また、第８態様は、第７態様に係る基板処理方法であって、前記改質処理工程が、前記Ｌｏｗ−Ｋ膜を酸化しない状態で行われる。
【００１５】
また、第９態様は、第１から第８態様のいずれか１つの基板処理方法であって、前記改質処理工程は、プラズマエッチング処理後の前記基板を処理する工程である。
【００１６】
また、第１０態様は、第１から第９態様のいずれか１つ態様に係る基板処理方法であって、第１チャンバー内に前記基板を配した状態で前記改質処理工程が行われた後、前記基板を前記第１チャンバーとは異なる第２チャンバーへ移動させる移動工程、をさらに含み、前記除去液処理工程が、前記第２チャンバー内に前記基板を配した状態で行われる。
【００１７】
また、第１１態様は、基板処理装置であって、表面に有機物が残存する基板にＵＶを照射することによって、前記有機物を改質する改質処理部と、前記有機物が改質された前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理部とを備える。
【００１８】
また、第１２態様は、基板処理装置であって、表面に有機物が残存する基板を加熱するとともに、前記基板の表面に酸化性ガスを接触させることによって、前記有機物を改質する改質処理部と、前記有機物が改質された前記基板に除去液を供給することによって、前記有機物を除去する除去液処理部とを備える。
【００１９】
また、第１３態様は、第１２態様の基板処理装置であって、前記酸化性ガスがオゾンガスを含む。
【発明の効果】
【００２０】
第１態様の基板処理方法によると、ＵＶ照射によって発生するオゾンガス及びラジカルによって、基板に形成された構造物の酸化を抑制しつつ、基板上の有機物を酸化できる。ここで、改質とは、基板に膜が残存した状態で、その状態（組成の一部）が変化することをいい、酸化は、改質の一態様である。一部が酸化することによって改質された有機物は、除去液を用いて基板から容易に除去できるため、除去液の使用量の低減、又は、除去液処理の時間短縮を図ることができる。
【００２１】
第２態様の基板処理方法によると、加熱された基板の表面に酸化性ガスを接触させることによって、基板に形成された構造物の酸化を抑制しつつ、基板上の有機物を酸化できる。酸化された有機物は、除去液を用いて基板から容易に除去できるため、除去液の使用量の低減、又は、除去液処理の時間短縮を図ることができる。
【００２２】
第３態様の基板処理方法によると、オゾンガスを基板に接触させることによって、基板に形成された構造物の酸化を抑制しつつ、基板上の有機物を酸化できる。
【００２３】
第４態様の基板処理方法によると、前処理によって有機物をあらかじめ酸化することによって、有機溶媒非含有の除去液であっても、有機物を有効に除去できる。
【００２４】
第５態様の基板処理方法によると、金属膜又はＬｏｗ−Ｋ膜が形成された基板であっても、比較的緩やかな条件下で改質処理を行うことによって、金属膜の損失又はＬｏｗ−Ｋ膜の劣化を抑制できる。
【００２５】
第６態様の基板処理方法によると、金属膜が損失することを抑制できる。
【００２６】
第７態様の基板処理方法によると、Ｌｏｗ−Ｋ膜が劣化することを抑制できる。
【００２７】
第８態様の基板処理方法によると、Ｌｏｗ−Ｋ膜の酸化を抑制することによって、Ｌｏｗ−Ｋ膜が酸化によって劣化することを抑制できる。
【００２８】
第９態様の基板処理方法によると、プラズマエッチング処理後に基板上に残存した有機物を有効に除去できる。
【００２９】
第１０態様の基板処理方法によると、ドライ処理とウエット処理を分けて行うことができる。
【００３０】
第１１態様の基板処理装置によると、ＵＶ照射によって発生するオゾンガス及びラジカルによって、基板に形成された構造物の酸化を抑制しつつ、基板上の有機物を酸化できる。酸化された有機物は、除去液を用いて基板から容易に除去できるため、除去液の使用量の低減、又は、除去液処理の時間短縮を図ることができる。
【００３１】
第１２態様の基板処理装置によると、加熱された基板の表面に酸化性ガスを接触させることによって、基板に形成された構造物の酸化を抑制しつつ、基板上の有機物を酸化できる。酸化された有機物は、除去液を用いて基板から容易に除去できるため、除去液の使用量の低減、又は、除去液処理の時間短縮を図ることができる。
【００３２】
第１３態様の基板処理装置によると、オゾンガスを基板に接触させることによって、基板に形成された構造物の酸化を抑制しつつ、基板上の有機物を酸化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態の基板処理装置１００の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の改質処理部１０を示す概略側面図である。
【図３】第１実施形態の除去液処理部２０を示す概略側面図である。
【図４】基板９０の表面を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【図５】Ｃ−Ｆポリマーの構造式を示す図である。
【図６】ＵＶの照射時間に応じた接触角の変化を示す図である。
【図７】ＵＶ照射によって起きる結合状態の変化をフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ分光法）で評価した図である。
【図８】ＵＶ照射によるＬｏｗ−Ｋ膜９３の結合状態の変化を示す図である。
【図９】ＵＶ照射によるＬｏｗ−Ｋ膜９３の膜厚の変化を示す図である。
【図１０】ＵＶ照射後における酸化銅の膜厚の測定結果を示す図である。
【図１１】第２実施形態の改質処理部１０Ａを示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。
【００３５】
＜１．  第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理装置１００の概略構成図である。図２は、第１実施形態の改質処理部１０を示す概略側面図である。図３は、第１実施形態の除去液処理部２０を示す概略側面図である。
【００３６】
基板処理装置１００は、基板９０の表面に付着しているポリマー等の有機物を除去する装置である。具体的には、基板９０は、半導体ウエハの表面に形成されたアルミニウム、銅、チタン、タングステン等の金属膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、有機絶縁膜、低誘電率誘電材料膜（以下、Ｌｏｗ−Ｋ膜）等を、レジスト膜をマスクとしてドライエッチング（例えば、プラズマエッチング）したもの、すなわち、配線形成工程における基板９０が想定される。基板処理装置１００は、ドライエッチング後に基板９０の表面に付着した、レジスト膜由来のポリマー等の有機物を除去する。
【００３７】
基板処理装置１００は、改質処理部１０、除去液処理部２０及び搬送装置３０を備えている。また、基板処理装置１００は、改質処理部１０、除去液処理部２０及び搬送装置３０の動作を制御する制御部（不図示）を備えている。
【００３８】
＜改質処理部１０＞
改質処理部１０は、閉空間を形成可能な第１チャンバー１１を備えており（図１参照）、その第１チャンバー１１内に、改質処理を行うための構成を備えている。具体的には、改質処理部１０は、ステージ１２及びＵＶ照射器１４を備えている（図２参照）。
【００３９】
ステージ１２は、その上面において基板９０を水平姿勢に支持する。ステージ１２に対して基板９０を載置する際には、ステージ１２の表面より上側に突出する複数のリフトピン（不図示）が使用される。複数のリフトピン上に基板９０が載置された状態で、リフトピンが下降し、ステージ１２の表面より下側に埋没することによって、基板９０がステージ１２に載置される。ステージ１２から基板９０を搬出する際には、複数のリフトピンが基板９０を突き上げることによって、基板９０がリフトピンに支持される。
【００４０】
ステージ１２の上面に、基板９０を吸着保持するための複数の吸着孔が設けられていてもよい。また、ステージ１２上に細長状の吸着溝が形成されていてもよい。
【００４１】
ＵＶ照射器１４は、ステージ１２に支持された基板９０の表面に、紫外線（以下、ＵＶ）を照射する。ＵＶ照射器１４は、特に限定されるものではないが、例えば、エキシマＵＶランプ（波長１７２ｎｍのＵＶを出力）又は低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのＵＶを出力）によって構成するとよい。また、照度についても、特に限定されないが、一例として２０〜５０ｍＷ／ｃｍ２とし、基板９０の表面全体に均一にＵＶを照射できるとよい。
【００４２】
ＵＶ照射器１４が基板９０に対してＵＶ照射を行うと、基板９０上において酸化性ガスであるオゾンガス１８が発生するとともに、ラジカルが発生する。これによって、ポリマーの酸化が促進され、ポリマーが改質され、可溶性が高められる。改質処理部１０において基板９０にＵＶを照射する工程は、改質処理工程に相当する。
【００４３】
＜除去液処理部２０＞
除去液処理部２０は、閉空間を形成可能な第２チャンバー２１を備えており（図１参照）、その第２チャンバー２１の内部に除去液処理を行うための構成が備えられている。
【００４４】
例えば、除去液処理部２０は、スピンチャック２２０、回転支軸２２２及びスピンモータ２２４を備えている。スピンチャック２２０は、基板９０を吸着して水平姿勢に保持する円板状の部材である。スピンチャック２２０は回転支軸２２２に支持されており、その回転支軸２２２はスピンモータ２２４の回転軸に連結されている。スピンモータ２２４を駆動させることによって、基板９０がスピンチャック２２０に支持されて水平面内で鉛直軸周りに回転する。
【００４５】
除去液処理部２０は、基板９０を囲繞するカップ２４０を備えている。カップ２４０は、上方向に開口しており、基板９０の側方及び下方を囲む形状に形成されている。カップ２４０は、基板９０の搬出入の際に昇降するように支持されている。カップ２４０の底面には、排出管２４２が接続されている。基板９０から落下した処理液（除去液）は、カップ２４０の内周壁面に衝突し、その壁面を伝って底面に流下し、排出管２４２を介してカップ２４０外に排出される。
【００４６】
除去液処理部２０は、除去液供給機構２６を備えている。除去液供給機構２６は、カップ２４０の外側に配設されている。除去液供給機構２６は、吐出ノズル２６０、アーム２６２、アーム保持部２６４、回転支軸２６６及びアーム移動機構２６８を備えている。
【００４７】
吐出ノズル２６０は、スピンチャック２２０に支持された基板９０の上方に配設され、その先端の吐出口が基板９０の表面に対向するように下向きに配置され、基板９０の表面へ除去液を吐出する。これによって、基板９０に除去液が供給される。
【００４８】
吐出ノズル２６０はアーム２６２の先端に支持されている。アーム２６２は、その基端部においてアーム保持部２６４に保持されており、水平方向に沿うように配されている。アーム保持部２６４は、鉛直方向に沿って配された回転支軸２６６の上端部に固定されている。回転支軸２６６は、鉛直方向に延びる軸周りに、アーム移動機構２６８よって回動する。また、回転支軸２６６は、アーム移動機構２６８によって鉛直方向に沿って上下に移動する。
【００４９】
アーム移動機構２６８を駆動することによって、吐出ノズル２６０は、基板９０の中心部と周縁部との間で水平面内において往復移動する。また、アーム移動機構２６８を駆動することによって、吐出ノズル２６０を基板９０の表面に接近させるとともに、その表面から離間させる。吐出ノズル２６０を支持するアーム２６２は、カップ２４０の外側の位置まで退避するように構成されている。
【００５０】
除去液処理部２０は、除去液供給用配管２８を備えている。除去液供給用配管２８は、一端が図示しない除去液供給装置に接続されており、他端が吐出ノズル２６０に接続されている。除去液供給装置からは、適宜、除去液供給用配管２８を通して吐出ノズル２６０へ除去液が供給され、これによって、吐出ノズル２６０の吐出口から基板９０の表面に除去液が吐出される。
【００５１】
除去液処理部２０は、一対の裏面洗浄ノズル２９を備えている。裏面洗浄ノズル２９は、カップ２４０の底部を貫通し、その上端の吐出口が、スピンチャック２２０に支持された基板９０の裏面に近接して対向する。裏面洗浄ノズル２９は、その吐出口から純水又は温純水等の洗浄液を基板９０の裏面側へ吐出する。
【００５２】
除去液処理部２０において基板９０に除去液を供給してポリマー等の有機物を除去する工程は、除去液処理工程に相当する。
【００５３】
＜搬送装置３０＞
図１に示すように、搬送装置３０は、改質処理部１０と除去液処理部２０との間に配されており、改質処理部１０にて改質処理された基板９０を除去液処理部２０へ搬送する。
【００５４】
搬送装置３０は、ハンド部３２と進退駆動部３４と回転台３６とを備えている。ハンド部３２は、基板９０を水平姿勢にて支持する。ハンド部３２は、例えば平面視においてフォーク状に形成されており、そのフォーク状部分で１枚の基板９０の下面を支持する。
【００５５】
進退駆動部３４は、回転台３６上に設けられており、ハンド部３２を回転台３６に対して移動させる機構である。進退駆動部３４は、例えば、ハンド部３２の基端部が摺動可能に配置されたガイドレール、及び、ハンド部３２の基端部をそのガイドレールに沿ってスライドさせる駆動部によって構成するとよい。ガイドレールを水平方向に延びていることによって、ハンド部３２が水平方向に進退する。
【００５６】
回転台３６は、進退駆動部３４及びハンド部３２を、鉛直軸周りに一体に回転させる装置である。回転台３６によって、ハンド部３２の先端の向きが適宜変更される。ハンド部３２の先端を改質処理部１０に向けた状態で、進退駆動部３４がハンド部３２を改質処理部１０に移動させることによって、改質処理部１０から基板９０の受け取りが行われる。また、基板９０を保持しているハンド部３２の先端を除去液処理部２０に向けた状態で、進退駆動部３４がハンド部３２を除去液処理部２０に移動させることによって、除去液処理部２０への基板９０の引き渡しが行われる。
【００５７】
なお、進退駆動部３４及び回転台３６を設ける代わりに、多関節アーム等を利用して、ハンド部３２を回転及び平行移動させてもよい。
【００５８】
搬送装置３０は、改質処理前の基板９０を基板処理装置１００の外部から受け取り、その基板９０を改質処理部１０へ搬入してもよい。この場合、その基板９０の受け渡しを行うための搬入用バッファー部を設けてもよい。また、除去液処理部２０での除去液処理が完了した基板９０を搬送装置３０が受け取り、基板処理装置１００の外部に搬出するようにしてもよい。この場合にも、その基板９０の受け渡しを行うための搬出用バッファー部を設けてもよい。
【００５９】
また、改質処理部１０及び除去液処理部２０を、縦方向に積層配置してもよい。また、積層された改質処理部１０，除去液処理部２０を、搬送装置３０の周囲にクラスター状に配置してもよい。
【００６０】
基板処理装置１００においては、改質処理部１０の内にてドライ処理である改質処理が基板９０に対して行われた後、その基板９０を搬送装置３０が除去液処理部２０の第２チャンバー２１に移動させる。そして、第２チャンバー２１内にて、基板９０がウエット処理である除去液処理が行われる。このように、ドライ処理及びウエット処理を異なるチャンバーで行うことによって、チャンバー内に備え付けられた構成を保護することができる。例えば、ＵＶ照射器１４を、ウエット処理を行う第２チャンバー２１とは異なる第１チャンバー１１に配置することによって、ＵＶ照射器１４に除去液が付着して故障することを抑制できる。また、ＵＶ照射器１４に除去液が付着することを抑制できるため、メンテナンスが容易となる。
【００６１】
＜ポリマー残渣について＞
図４は、基板９０の表面を部分的に拡大して示す概略断面図である。
【００６２】
基板９０は、配線形成工程後におけるドライエッチング工程後のものであって、下側から金属膜９１、エッチ停止層９２、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３、酸化膜９４及び金属ハードマスク層９５が形成されている。基板９０の表面には、ビア９０２及びトレンチ９０４が形成されている。ビア９０２は、金属ハードマスク層９５、酸化膜９４、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３及びエッチ停止層９２を貫通しており、ビア９０２を通じて金属膜９１が表面に露出している。また、トレンチ９０４を通じて、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３が表面に露出している。
【００６３】
ドライエッチング工程後の基板９０の表面には、ポリマー９６が残存している。このポリマー９６は、例えば、フルオロカーボン系ポリマー（以下、「ＣＦポリマー」と称する。）等である。
【００６４】
図５は、Ｃ−Ｆポリマーの構造式を示す図である。Ｃ−Ｆポリマーが残存した基板９０に対して、改質処理部１０においてＵＶ照射が行われると、Ｃ−Ｆポリマーが酸化される反応が起こる。具体的には、図５に示すように、ＣＦ−Ｃ３Ｆ７の共有結合、ＣＦ−ＣＦ２の共有結合、及び、Ｃ−Ｆの共有結合がそれぞれ外れ、炭素原子に酸素原子が結合する。
【００６５】
このように、改質処理部１０において改質処理された基板９０の表面には、酸化したポリマー９６が残存している。この基板９０を、搬送装置３０が改質処理部１０から除去液処理部２０に搬送する。そして、除去液処理部２０において、基板９０を除去液で処理することによって、ポリマー９６が除去される。
【００６６】
除去液処理部２０において使用される除去液としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、ヒドロキシルアミン等の有機アルカリ液を含む液体、モノエタノールアミン、アルカノールアミン等の有機アミンを含む液体等が使用され、その他、１−メチル−２−ピロリドン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、カテコール、アロマティックジオール等を含む液体、又は、上記薬液の混合液等が使用される。
【００６７】
なお、除去液処理部２０において使用される除去液は、有機溶媒非含有である非有機溶剤系の処理液であってもよい。例えば、ＳＣ１（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、フッ酸（ＨＦ）、リン酸等の無機酸を含む液体、フッ化アンモニウム系物質を含む液体等であってもよい。
【００６８】
基板処理装置１００においては、予めＵＶ照射による改質処理を行うことによって、基板９０に残存するポリマー９６を酸化する。このため、ポリマー９６が除去液によって容易に除去可能な状態とすることができる。したがって、除去液処理部２０において、除去液の使用量の低減、又は、除去液処理の時間短縮を図ることができる。
【００６９】
＜ＵＶ照射がＬｏｗ−Ｋ膜に与える影響について＞
ここで、ＵＶ照射がＬｏｗ−Ｋ膜に与える影響について検討する。図６は、ＵＶの照射時間に応じた接触角の変化を示す図である。ここでは、シリコン層９８の表面にＬｏｗ−Ｋ膜９３が形成されており、その表面にポリマー９６（ここでは、ＣＦポリマー）を残存させた試料９０Ａを使用している。図６は、その試料９０ＡにＵＶ照射のみを行った場合と、ＵＶ照射後に除去液で処理した場合とのそれぞれで、接触角を測定した結果を示している。なお、ＵＶ照射は、低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのＵＶを出力）を使用して空気雰囲気中で行われており、照度を２５ｍＷ／ｃｍ２としている。
【００７０】
図６において、横軸はＵＶ照射の時間を示しており、縦軸は接触角を示している。図６に示すように、試料９０Ａに対してＵＶ照射のみが行われた場合であっても、照射時間の増大に応じて接触角が小さくなっている。例えば、ＵＶ未照射のときの接触角が８０度であるのに対して、３００秒のＵＶ照射のみによって、接触角が２０度以下となる。この結果は、すなわち、長時間のＵＶ照射によって、Ｌｏｗ−Ｋ膜の劣化が起こる可能性が考えられる。
【００７１】
一方、ＵＶ照射と除去液処理とを組み合わせた場合、ＵＶ照射時間が比較的短時間の場合でも（たとえば、１２０秒以下）、接触角の大幅な減少が起きている。すなわち、比較的短時間のＵＶ照射の後、除去液処理を行うことによって、ポリマー９６を除去することが可能であると考えられる。また、ＵＶ照射を比較的短時間とすることによって、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３の劣化が抑制されると考えられる。
【００７２】
図７は、ＵＶ照射によって起きる結合状態の変化をフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ分光法）で評価した図である。ＵＶ照射は、低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのＵＶを出力）を使用して空気雰囲気中で行われており、照度を２５ｍＷ／ｃｍ２としている。
【００７３】
図７に示すように、ＵＶ照射時間の増大に応じて、ポリマー９６におけるＣ＝Ｏ結合、及び、Ｃ−Ｆ結合に対応する波数の吸光度が減少する。この測定結果は、すなわち、ＵＶ照射によって、ポリマー９６におけるＣ＝Ｏ結合及びＣ−Ｆ結合が、酸化により減少したことを示しており、１２０秒以上のＵＶ照射によって、Ｃ−Ｆ結合が顕著に減少している。
【００７４】
なお、ＵＶ照射時間が３００秒以上の場合、波数が「１０２６」の付近の吸光度が減少し始めている。この波数は、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３のＳｉ−Ｏ結合に対応する。すなわち、Ｓｉ−Ｏ結合の減少が起こることから、長時間のＵＶ照射によって、Ｌｏｗ−Ｋ膜の劣化が起きる可能性が考えられる。
【００７５】
図８は、ＵＶ照射によるＬｏｗ−Ｋ膜９３の結合状態の変化を示す図である。図８に示すデータは、シリコン層９８上にＬｏｗ−Ｋ膜９３のみを形成した試料９０Ｂを使用して得られたデータである。ＵＶ照射は、低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのＵＶを出力）を使用して空気雰囲気中で行われており、照度を２５ｍＷ／ｃｍ２としている。
【００７６】
図８に示すように、１２０秒以下のＵＶ照射によっては、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３を構成するＣＨｘ結合又はＳｉ−ＣＨ３結合の減少は、殆ど観察されない。このことから、短時間のＵＶ照射であれば、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３の劣化は、殆ど起きないと考えられる。
【００７７】
図９は、ＵＶ照射によるＬｏｗ−Ｋ膜９３の膜厚の変化を示す図である。図９に示すデータは、図８に示す試料９０Ｂについて、ＵＶ照射を行わなかった場合（○）と、５秒、３０秒、６０秒及び１２０秒のＵＶ照射を行った場合（□）とにおいて、Ｌｏｗ−Ｋ膜の膜厚をエリプソメトリーで測定して得たものである。ＵＶ照射は、低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのＵＶを出力）を使用して空気雰囲気中で行われており、照度を２５ｍＷ／ｃｍ２としている。
【００７８】
図９に示すように、ＵＶ照射時間を５秒〜１２０秒間行ったとしても、Ｌｏｗ−Ｋ膜の膜厚に有意な変化が起きていない。また、ＵＶ照射を行った場合の膜厚と、ＵＶ照射を行わなかった場合の膜厚には有意な差が見られない。これらのことから、ＵＶ照射が比較的短時間（１２０秒以下）である場合には、Ｌｏｗ−Ｋ膜にほぼ損失が起きないと考えられる。
【００７９】
以上の結果に基づくと、比較的短時間（１２０秒以下）のＵＶ照射を行った後に、除去液処理を行うことによって、Ｌｏｗ−Ｋ膜９３の劣化を起こさずに、かつ、ポリマー９６を効果的に除去できると考えられる。
【００８０】
＜ＵＶ照射が金属膜に与える影響について＞
次に、ＵＶ照射が金属膜９１に与える影響について検討する。ここでは、金属膜９１が銅膜である場合について検討する。
【００８１】
図１０は、ＵＶ照射後における酸化銅の膜厚の測定結果を示す図である。図１０は、金属膜として銅膜が形成された試料にＵＶ照射を１０秒、３０秒又は６０秒照射した後、酸化銅（酸化第二銅（ＣｕＯ）及び酸化第一銅（Ｃｕ２Ｏ））の膜厚をＸ線反射率法（ＸＲＲ）で測定したものである。ＵＶ照射は、低圧水銀ランプ（波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのＵＶを出力）を使用して空気雰囲気中で行われており、照度を２５ｍＷ／ｃｍ２としている。
【００８２】
図１０に示すように、ＵＶ照射によって形成される酸化銅の膜厚は、ＵＶ照射時間の長短に関わらず、基板の中央付近及び縁部付近のいずれにおいても、基準値である０．５ｎｍよりも小さくなっている。すなわち、比較的短時間のＵＶ照射によっては、銅膜の酸化（すなわち、銅膜の損失）は殆ど起きないといえる。
【００８３】
なお、改質処理として、従来のように、オゾン水を使用した場合、ポリマー等の有機物とともに銅膜も酸化されてしまい、銅膜が損失しやすい。これに対して、ＵＶ照射の場合、銅膜が殆ど酸化させずに済むため、銅膜の損失を抑制できる。
【００８４】
＜２．  第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。
【００８５】
図１１は、第２実施形態の改質処理部１０Ａを示す概略側面図である。第２実施形態の基板処理装置１００は、ＵＶ照射を行う改質処理部１０の代わりに、改質処理部１０Ａを備えている。改質処理部１０Ａは、基台１２０と、ホットプレート１２２とを備えている。基台１２０は、ホットプレート１２２が載置される部材であり、ホットプレート１２２を下方から支持している。ホットプレート１２２は、上面において基板９０を水平姿勢に支持する。
【００８６】
ホットプレート１２２は、内部に熱源を備えており、上面にて支持している基板９０を所定の温度（例えば１００度以上）にまで加熱可能に構成されている。
【００８７】
改質処理部１０Ａは、ノズル１４０、オゾンガス供給用配管１４２、オゾンガス供給部１４４を備えている。ノズル１４０の吐出口は、ホットプレート１２２に保持された基板９０に向けられている。ノズル１４０は、オゾンガス供給用配管１４２を介して、オゾンガス供給部１４４に接続されている。オゾンガス供給部１４４は、オゾンガス供給用配管１４２を通じてノズル１４０へ酸化性ガスであるオゾンガスを供給する。これによって、ノズル１４０の吐出口から基板９０の表面に向けてオゾンガス１８が噴射される。このようにして、改質処理部１０Ａは、基板９０の表面にオゾンガス１８を接触させる。基板９０の表面にオゾンガス１８が接触することによって、表面に付着したポリマー等の有機物が酸化される。
【００８８】
ノズル１４０は、ノズル移動機構１６によって、回動可能に構成されている。具体的に、ノズル移動機構１６は、アーム１６２と、アーム保持部１６４と、回転支軸１６６と、アーム回動機構１６８とを備えている。
【００８９】
ノズル１４０は、アーム１６２の先端に支持されている。アーム１６２は、その基端部においてアーム保持部１６４に保持されており、水平方向に沿うように配されている、アーム保持部１６４は、鉛直方向に沿って配された回転支軸１６６の上端部に固定されている。回転支軸１６６は、鉛直方向に延びる軸周りに、アーム回動機構１６８によって回動する。
【００９０】
アーム回動機構１６８を駆動することによって、ノズル１４０は、基板９０の中心付近の位置と基板９０の外側の位置（基板９０の上方から外れる位置）との間で往復移動する。このノズル１４０の移動は、例えば基板９０をホットプレート１２２上に搬入する際、及び、ホットプレート１２２上から搬出する際に実行される。
【００９１】
ホットプレート１２２に対する基板９０の載置及び搬出は、複数のリフトピン（不図示）を介して行うとよい。また、ホットプレート１２２の上面に、吸着孔又は吸着溝等が形成されていてもよい。
【００９２】
改質処理部１０Ａにおいては、ホットプレート１２２の表面に基板９０が支持された状態で、ホットプレート１２２が基板９０を加熱しつつ、ノズル１４０からオゾンガス１８が基板９０に供給される。基板９０を加熱しながら、オゾンガス１８に接触させることによって、基板９０上に残存するポリマー９６を効率的に酸化できる。したがって、除去液処理部２０における除去液処理によって、ポリマー９６を効果的に除去できる。
【００９３】
＜３．  変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００９４】
例えば、第２実施形態の改質処理部１０Ａにおいて、ノズル１４０から吐出されるガスは、オゾンガス１８に限定されるものではない。すなわち、ノズル１４０から吐出されるガスは、ポリマー９６を酸化させる酸化性ガスであればよい。酸化性ガスとしては、オゾンガス１８の他、酸素ガス、炭酸ガス、又は、これらの混合ガス等が挙げられる。
【００９５】
また、ノズル１４０から酸素ガスを吐出しつつプラズマ放電を行うことによって、その吐出された酸素ガスからオゾンガス１８を生成してもよい。
【００９６】
第２実施形態においては、ホットプレート１２２によって基板９０を加熱しているが、これは必須ではない。例えば、赤外線ヒータ等の熱源からの放射熱を利用して基板９０を加熱してもよい。また、オゾンガス１８等、ノズル１４０から基板９０に供給されるガスの温度を上昇させることによって、基板９０を加熱してもよい。
【００９７】
また、第２実施形態の改質処理部１０Ａは、基板９０を固定位置に配した状態で改質処理を行っているが、基板９０を所定方向に搬送しながら改質処理を行うようにしてもよい。この場合、基板９０をコロ搬送等の搬送機構によって搬送させるとよい。また、基板９０の移動方向に沿って複数の赤外線ヒータを配設し、これら複数の赤外線ヒータからの放射熱によって移動中の基板９０を加熱するとよい。また、基板９０を、オゾンガス１８等の酸化性ガスを含む雰囲気中を移動させるとよい。
【００９８】
上記実施形態では、基板処理装置１００の処理対象が半導体ウエハである場合を説明した。しかしながら、基板処理装置１００の処理対象となる基板は、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、磁気・光ディスク用のガラス基板又はセラミック基板、有機ＥＬ用ガラス基板、その他フレキシブル基板及びプリント基板等の電子機器向けの各種被処理基板であってもよい。
【００９９】
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１００  基板処理装置
１０，１０Ａ  改質処理部
１１  第１チャンバー
１２２  ホットプレート
１４  ＵＶ照射器
１４０  ノズル
１４２  オゾンガス供給用配管
１４４  オゾンガス供給部
１８  オゾンガス
２０  除去液処理部
２１  第２チャンバー
２６  除去液供給機構
２６０  吐出ノズル
３０  搬送装置
９０  基板
９１  金属膜
９２  エッチ停止層
９３  Ｌｏｗ−Ｋ膜
９４  酸化膜
９６  ポリマー（有機物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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