(57)【要約】【課題】Ａｌ配線の細りと異物の付着を防止することができるポリマー除去方法を提供する。【解決手段】基板表面の金属層に形成されたエッチング部の側壁に付着したポリマーを除去するポリマー除去方法において，基板表面に薬液を供給して前記ポリマーを溶解させる薬液処理工程Ｓ１と，基板表面に純水を供給してリンス処理するリンス処理工程Ｓ２とを具備し，少なくとも前記薬液処理工程Ｓ１の一部を，酸化性雰囲気で行うこととした。【選択図】　図４
2004047597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面の金属層に形成されたエッチング部の側壁に付着したポリマーを除去するポリマー除去方法であって，
基板表面に薬液を供給して前記ポリマーを溶解させる薬液処理工程と，基板表面に純水を供給してリンス処理するリンス処理工程とを具備し，
少なくとも前記薬液処理工程の一部を，酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，ポリマー除去方法。
【請求項２】
前記薬液処理工程及びリンス処理工程を，酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，請求項１に記載のポリマー除去方法。
【請求項３】
前記薬液処理工程の開始又は途中からリンス処理工程開始前までを，酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，請求項１に記載のポリマー除去方法。
【請求項４】
前記ポリマーを薬液にて溶解させてエッチング部の側壁を露出させた後，酸化性雰囲気にすることを特徴とする，請求項１，２又は３に記載のポリマー除去方法。
【請求項５】
前記薬液処理工程とリンス処理工程の間に，基板を回転させて遠心力により基板表面の薬液を振り切る振り切り処理工程を具備することを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項６】
基板表面の金属層に形成されたエッチング部の側壁に付着したポリマーを除去するポリマー除去方法であって，
基板表面に薬液を供給して前記ポリマーを溶解させる薬液処理工程と，基板を回転させて遠心力により基板表面の薬液を振り切る振り切り処理工程と，基板表面に純水を供給してリンス処理するリンス処理工程とを具備し，
前記薬液処理工程の時間が前記振り切り処理工程の時間よりも長い場合に，前記薬液処理工程の一部を，酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，ポリマー除去方法。
【請求項７】
前記振り切り処理工程を酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，請求項５又は６に記載のポリマー除去方法。
【請求項８】
前記リンス処理工程後，基板表面を乾燥させる乾燥処理工程を具備することを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項９】
前記酸化性雰囲気にする場合の他は，不活性雰囲気にすることを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項１０】
前記ポリマーの溶解は，薬液の供給及び基板表面からの薬液の除去を繰り返し行うことによってなされることを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項１１】
前記金属層は，アルミ層であることを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項１２】
前記アルミ層に銅が添加されていることを特徴とする，請求項１１に記載のポリマー除去方法。
【請求項１３】
前記金属層の上面にバリア層が形成されていることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【請求項１４】
前記薬液は，フッ化アンモニウム系の薬液であることを特徴とする，請求項１〜１３のいずれかに記載のポリマー除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば半導体デバイスの製造過程におけるポリマー除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造過程においては，半導体ウェハ（以下「ウェハ」という。）の表面に金属配線を形成する工程が行われる。かような工程においては，先ずウェハ表面上に金属配線層，バリア層等を順次形成し，その上にレジストを成膜して，このレジストにパターニングを施し，その後，金属配線層，バリア層等のドライエッチングを行う。このとき，エッチング部の側壁表面に沿ってポリマー層を形成しながらエッチングすることにより，異方性の高い，レジストパターンに忠実なエッチングを施す。さらにドライアッシングによりレジストを除去し，引き続き，金属配線層の表面に残存したレジストや，エッチング部の側壁表面に付着したポリマー層を薬液により溶解した後，リンス処理を施す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来のポリマー除去方法にあっては，金属配線層にアルミ（Ａｌ）を使用する場合，薬液処理工程後に純水を用いたリンス処理工程を行うと，ウェハ上で薬液と純水が混合して，Ａｌが腐食されやすい水溶液が発生するという問題があった。例えば，フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）系の薬液は，濃度約３０％程度の水溶液になると，Ａｌが最も溶け出しやすくなる。また，薬液が希釈されても，Ａｌは浸食されやすい金属であるため，純水によってＡｌが溶け出す虞があった。さらに，Ａｌ配線には銅（Ｃｕ）が添加され合金とされているものがあり，純水を用いたリンス処理時に，電池効果によりＣｕを核として周辺のＡｌが溶け出す問題があった。また，溶出したＡｌ等が，メタル不純物等の異物となってウェハに再付着することがある。このようにＡｌが溶け出すことにより，Ａｌ配線の細りや異物の付着が生じ，歩留りの低下を招く問題があった。
【０００４】
従って，本発明の目的は，Ａｌ配線の細りと異物の付着を防止することができるポリマー除去方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明によれば，基板表面の金属層に形成されたエッチング部の側壁に付着したポリマーを除去するポリマー除去方法であって，基板表面に薬液を供給して前記ポリマーを溶解させる薬液処理工程と，基板表面に純水を供給してリンス処理するリンス処理工程とを具備し，少なくとも前記薬液処理工程の一部を，酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，ポリマー除去方法が提供される。
【０００６】
かかるポリマー除去方法にあっては，酸化性雰囲気中の酸素をエッチング部の側壁表面に接触させることにより，側壁表面に酸化被膜を形成することができる。例えば金属層にＡｌ配線層を使用する場合，側壁表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が形成され，例えば，フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）系の薬液の水溶液が，濃度約３０％程度の水溶液になった場合でも，Ａｌが溶け出し難くくなる。そして，リンス処理を酸化被膜が形成された状態で行うので，リンス処理工程において純水を用いても，Ａｌが溶け出す心配が無い。従って，Ａｌ配線の細りと異物の付着を防止し，歩留りを向上させることができる。
【０００７】
また，前記薬液処理工程及びリンス処理工程を，酸化性雰囲気で行うこととしても良い。この場合，処理工程の簡素化を図ることができる。前記薬液処理工程の開始又は途中からリンス処理工程開始前までを，酸化性雰囲気で行うこととしても良い。さらに，前記ポリマーを薬液にて溶解させてエッチング部の側壁表面を露出させた後，酸化性雰囲気にすることとしても良い。そうすれば，側壁表面に酸素を確実に接触させることができる。
【０００８】
前記薬液処理工程とリンス処理工程の間に，基板を回転させて遠心力により基板表面の薬液を振り切る振り切り処理工程を具備することが好ましい。例えばリンス処理工程において純水を用いた水洗を行う場合，振り切り処理後の基板は薬液がほとんど無い状態のため，基板表面で純水が混合して水溶液が発生しても，速やかに希釈できる。
【０００９】
また，本発明によれば，基板表面の金属層に形成されたエッチング部の側壁に付着したポリマーを除去するポリマー除去方法であって，基板表面に薬液を供給して前記ポリマーを溶解させる薬液処理工程と，基板を回転させて遠心力により基板表面の薬液を振り切る振り切り処理工程と，基板表面に純水を供給してリンス処理するリンス処理工程とを具備し，前記薬液処理工程の時間が前記振り切り処理工程の時間よりも長い場合に，前記薬液処理工程の一部を，酸化性雰囲気で行うことを特徴とする，ポリマー除去方法が提供される。かかるポリマー除去方法にあっては，振り切り処理時間を延長させることなく，厚さの十分な酸化被膜を形成することができる。また，振り切り処理における過剰乾燥によるパーティクルの付着を防止でき，さらに，回転軸やモータ等からの発塵を抑止できる。
【００１０】
さらに，前記振り切り処理工程を酸化性雰囲気で行うことが好ましい。この場合，側壁表面に酸素を確実に接触させ，厚さの十分な酸化被膜を形成することができる。前記薬液処理工程の時間が前記振り切り処理工程の時間よりも長い場合に，前記薬液処理工程の一部を，前記基板に対し酸化性雰囲気で行うことが好ましい。
【００１１】
前記リンス処理工程後，基板表面を乾燥させる乾燥処理工程を具備することが好ましい。また，前記酸化性雰囲気にする場合の他は，不活性雰囲気にすることが好ましい。
【００１２】
前記ポリマーの溶解は，薬液の供給及び基板からの薬液の除去を繰り返し行うことによってなされることが好ましい。そうすれば，反応性の高い新しい薬液をウェハに常に接触させることができ，ポリマーを効率良く除去することができる。また，薬液を除去した際に側壁表面を露出させるので，側壁表面に繰り返し酸素を接触させることができ，厚さの十分な酸化被膜を形成することができる。
【００１３】
前記リンス処理工程は，基板に純水を供給して水洗するものであっても良い。前記金属層は，アルミ層であっても良い。前記アルミ層に銅が添加されていても良い。かかる場合であっても，エッチング部の側壁表面に酸化被膜が形成されているため，リンス処理時にＣｕ周辺のＡｌが純水に溶け出す心配が無い。なお，前記金属層の上面にバリア層が形成されていても良い。そして，前記薬液は，フッ化アンモニウム系の薬液であっても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を，基板の一例としてのウェハＷに対して，エッチング処理後にウェハＷ表面のポリマーを除去するように構成された基板処理装置に基づいて説明する。図１および図２は，本実施の形態にかかる基板処理装置１の断面図である。図１は，外側チャンバー７の内部に内側チャンバー８を引き込んだ状態を，図２は，外側チャンバー７の外部に内側チャンバー８を引き出した状態を示している。
【００１５】
基板処理装置１は，鉛直に設けられた支持壁２と，回転軸４を水平にして支持壁２に固定されたモータ３と，モータ３の回転軸４に取り付けられたロータ５と，支持壁２に水平に取り付けられ，モータ３および回転軸４を囲繞する円筒状のケーシング６と，ケーシング６に支持され，ロータ５を囲繞するように構成される外側チャンバー７と，図１に示すように外側チャンバー７の内側に配置されてロータ５を囲繞する状態で薬液処理を行う内側チャンバー８とを有している。図３は，図１のＡ−Ａ線矢視断面図であって，外側チャンバー７及び内側チャンバー８の内部構造を示している。
【００１６】
モータ３の回転軸４は，ベアリング（図示せず）を介して外側チャンバー７のモータ３側の垂直壁７ａを貫通し，外側チャンバー７内に突き出ている。回転軸４の先端部はロータ部５に接続されている。
【００１７】
ロータ部５は，所定の間隔をおいて配置された一対の円盤５ａ，５ｂと，これら円盤５ａ，５ｂに架設された，６本の保持部材１０を備えている。各保持部材１０は図示しない複数の溝を有し，これらにウェハＷの周縁が挿入された状態でウェハＷを係止するように構成されている。これにより，鉛直にされた複数（例えば２６枚）のウェハＷを水平方向に配列した状態で保持可能となっており，保持された複数のウェハＷとともに，モータ３によって回転軸４を介して回転されるようになっている。垂直壁７ａの所定位置には，ロータ５を保持状態と解除状態との間で切り換える切換機構１１が設けられている。
【００１８】
図１及び図２に示すように，外側チャンバー７はモータ３側の垂直壁７ａと，先端側の垂直壁７ｂと，ロータ５の外側に所定間隔をおいて設けられた円筒状の外筒７ｃを有している。垂直壁７ｂの中央部には，回転軸４との間をシールするシール機構１５が設けられている。なお，外筒７ｃは，ウェハＷを搬入する際には図２において右側に退避し，ケーシング６の外側を囲繞する状態で待機する。
【００１９】
内側チャンバー８は外側チャンバー７の外筒７ｃよりも径が小さい円筒状の内筒８ｃを有しており，内筒８ｃが図１の薬液処理位置と図２の退避位置との間で移動可能となっている。そして，図１のように内筒８ｃが外側チャンバー７の外筒７ｃの内側の薬液処理位置にある場合には，内筒８ｃと垂直壁７ａ，７ｂとで区画される処理空間３０が形成され，図２のように内筒８ｃが退避位置にある場合には，外側チャンバー７によって区画される処理空間２０が形成される。なお，処理空間３０および処理空間２０は，シール機構１５により密閉空間とされる。そして，例えば，処理空間３０にて後述する薬液処理工程と振り切り処理工程を行い，処理空間２０においてはリンス処理工程と乾燥処理工程を行う構成となっている。
【００２０】
処理空間２０の上方には，外筒７ｃの円筒軸方向を長手方向として，２本の吐出ノズル２１が配置されている。図１及び図２に示すように，各吐出ノズル２１には，水平方向（円筒軸方向）に並んだ多数の吐出口２２がそれぞれ装着されている。また，図２に示すように，吐出ノズル２１には純水供給配管２４が接続され，純水供給源２５からこの純水供給配管２４を通って，リンス液としての純水（ＤＩＷ）が各吐出口２２からウェハＷに向かって吐出される。純水供給配管２４には，切替開閉弁２６が介設されている。
【００２１】
処理空間３０の上方には，内筒８ｃの円筒軸方向を長手方向として，２本の吐出ノズル３１が配置されている。各吐出ノズル３１には，水平方向（円筒軸方向）に並んだ多数の吐出口３２がそれぞれ装着されている。また，図２に示すように，吐出ノズル３１には薬液供給配管３４が接続され，薬液供給源３５からこの薬液供給配管３４を通って，薬液が各吐出口３２からウェハＷに向かって吐出される。薬液供給配管３４には，切替開閉弁３６が介設されている。吐出ノズル３１から吐出される薬液は，レジスト，ポリマー層，金属付着物を溶解除去可能なものであり，このような薬液としては，例えばフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）系のものを挙げることができる。
【００２２】
上記外側チャンバー７の先端側の垂直壁７ｂの下部には，図１に示すように外側チャンバー７の内部に内側チャンバー８を引き込んだ状態において処理空間３０から使用済みの薬液等を排出する第１の排液ポート４１が設けられており，第１の排液ポート４１の下方には，図２に示すように外側チャンバー７の外部に内側チャンバー８を引き出した状態において処理空間２０から使用済みの純水等を排出する第２の排液ポート４２が設けられている。また，第１の排液ポート４１および第２の排液ポート４２には，それぞれ第１の排液管４３および第２の排液管４４が接続されている。
【００２３】
垂直壁７ｂの上部には，図１に示すように外側チャンバー７の内部に内側チャンバー８を引き込んだ状態において処理空間３０を排気する第１の排気ポート４５が設けられており，第１の排気ポート４５の上方には，図２に示すように外側チャンバー７の外部に内側チャンバー８を引き出した状態において，処理空間２０を排気する第２の排気ポート４６が設けられている。また，第２の排気ポート４６は，図１に示すように外側チャンバー７の内部に内側チャンバー８を引き込んだ状態において，外筒７ｃと内筒８ｃとに挟まれた空間２０ａ（処理空間２０の一部）を排気することもできる。この第１の排気ポート４５および第２の排気ポート４６には，それぞれ第１の排気管４７および第２の排気管４８が接続されている。
【００２４】
さらに，垂直壁７ｂの中央部には，処理空間３０に不活性ガス，例えばＮ２ガス等を導入する不活性ガス導入ポート５１，および酸素含有ガス，例えばＯ２ガス，空気等を導入する酸素含有ガス導入ポート５２が設けられている。不活性ガス導入ポート５１には不活性ガス供給配管５３が接続され，例えばＮ２ガス等の供給源である不活性ガス供給源５４から，この不活性ガス供給配管５３を通って処理空間３０に不活性ガスが供給される。また，酸素含有ガス導入ポート５２には酸素含有ガス供給配管５６が接続され，例えばＯ２ガス，空気等の供給源である酸素含有ガス供給源５７から，この酸素含有ガス供給配管５６を通って処理空間３０に酸素含有ガスが供給される。不活性ガス供給配管５３および酸素含有ガス供給配管５６には，それぞれヒーター５３ａおよび５６ａが取り付けられており，これらヒーター５３ａ，５６ａにより処理空間３０に導入される不活性ガスおよび酸素含有ガスを加熱してチャンバー内温度を上昇させることにより，薬液による溶解反応を促進することが可能となる。不活性ガス供給配管５３および酸素含有ガス供給配管５６には，それぞれマスフローコントローラ５５および５８が設けられており，これらによって，不活性ガスおよび酸素含有ガスの流量がコントロールされ，処理空間３０内の雰囲気が調整可能となっている。
【００２５】
不活性ガス供給配管５３からは，不活性ガス供給配管６１が分岐しており，前述の切替開閉弁３６に接続されている。不活性ガス供給配管６１には，ヒーター６１ａが介設されている。即ち，切替開閉弁３６を切り替えることにより，薬液供給源３５から薬液供給配管３４を通して薬液を吐出ノズル３１から吐出する状態と，不活性ガス供給源５４から不活性ガス供給配管５３，不活性ガス供給配管６１，薬液供給配管３４を通して，加熱した不活性ガスを吐出する状態とを切り替え可能である。不活性ガス供給配管６１には，マスフローコントローラ６３が設けられており，これによって，不活性ガスの流量がコントロールされ，吐出ノズル３１から処理空間３０内に供給される不活性ガスの供給量が調整可能となっている。
【００２６】
さらに，ヒーター６１ａ，マスフローコントローラ６３の下流側には，不活性ガス供給配管６１から不活性ガス供給配管６６が分岐しており，前述の切替開閉弁２６に接続されている。即ち，切替開閉弁２６を切り替えることにより，純水供給源２５から純水供給配管２４を通して純水を吐出ノズル２１から吐出する状態と，不活性ガス供給源５４から不活性ガス供給配管５３，不活性ガス供給配管６１，不活性ガス供給配管６６，純水供給配管２４を通して，温調した不活性ガスを吐出する状態とを切り替え可能である。また，マスフローコントローラ６３によって，不活性ガスの流量がコントロールされ，吐出ノズル２１から処理空間２０内に供給される不活性ガスの供給量が調整可能となっている。
【００２７】
マスフローコントローラ５５，５８，６３の流量は，コントローラ７０によって制御される。また，コントローラ７０によって，純水供給配管２４に開設された切替開閉弁２６及び薬液供給配管３４に開設された切替開閉弁３６の切替，開閉が制御される。
【００２８】
次に，以上のように構成された基板処理装置１を用いた実施の形態にかかる処理方法について説明する。図４は，本実施の形態にかかるポリマー除去方法の工程説明図である。このポリマー除去工程は，ウェハＷに薬液を供給してポリマーを溶解させる薬液処理工程（Ｓ１）と，振り切り処理工程（Ｓ２）と，ウェハＷに純水を供給して水洗するリンス処理工程（Ｓ３）と，乾燥処理工程（Ｓ４）から構成される。
【００２９】
最初に，ポリマー除去工程前に行われる，図５（ａ）〜（ｃ）に示す処理について説明する。図５（ａ）に示すように，シリコン（Ｓｉ）からなるウェハＷの上に，バリア層７２，Ａｌ配線層７３，バリア層７２を順次形成し，その上に所定の配線パターンが形成されたレジスト層７４を形成する。なお，Ａｌ配線層７３としては，Ａｌ中に銅（Ｃｕ）が添加され合金とされているものを使用しても良い。
【００３０】
次に，プラズマエッチングにより，図５（ｂ）に示すように，レジスト層７４をマスクとして，エッチング部７５を形成する。この際に，エッチングガスの成分により，エッチング部７５の側壁表面にポリマー層７６が形成される。エッチングの際にはこのポリマー層７６が保護層として作用し，異方性の高いエッチングが行われる。こうして，図５（ｃ）に示すように，エッチングがシリコン表面に達するまで，ポリマー層７６を形成しながらエッチングを進行させる。
【００３１】
続いて，ドライアッシングによりレジスト層７４を除去する。こうして，図６（ａ）に示すような，Ａｌ配線層７３の上面にバリア層７２が形成され，エッチング部７５の側壁表面にポリマー層７６が付着している状態となったウェハＷを，基板処理装置１に搬入して，ポリマー除去工程を行う。
【００３２】
基板処理装置１においては，まず，外側チャンバー７の外筒７ｃおよび内側チャンバー８の内筒８ｃをケーシング６の上へ退避させた状態で，図示しない搬送手段により下側から複数のウェハＷをロータ５に装着し，保持部材１０によってウェハＷを保持する。この際，図示しない圧力センサーによりウェハＷの受ける圧力を検出しながらロータ５に装着することが好ましい。そうすれば，ウェハＷの破壊が防止される。そして，外筒７ｃおよび内筒８ｃをロータ５の外側に配置し，図１に示すように外側チャンバー７の内部に内側チャンバー８を引き入れた状態にして，密閉状態の処理空間３０を形成する。
【００３３】
次に，不活性ガス供給源５４から不活性ガス供給配管５３および不活性ガス導入ポート５１を介して処理空間３０に不活性ガスを供給して，処理空間３０を酸素を含まない不活性雰囲気とする。
【００３４】
なお，処理空間３０に不活性ガスを供給する際は，コントローラ７０がマスフローコントローラ５５に対して制御命令を与えて，不活性ガス供給配管５３内に不活性ガスを通過させ，不活性ガス導入ポート５１から吐出させる。また，不活性ガスを不活性ガス導入ポート５１から吐出させる一方，第１の排気ポート４５によって処理空間３０内を排気し，これにより，処理空間３０内の雰囲気を不活性ガスに置換する。
【００３５】
その後，ポリマー層７６を溶解除去する薬液処理工程を行う（Ｓ１）。薬液処理工程の所要時間は，５〜１０分間程度である。モータ３による回転駆動により，ロータ５を１〜５００ｒｐｍの速度で低速回転させ，ウェハＷを回転させながら，吐出ノズル３１から薬液を吐出し，ポリマー層７６を溶解除去する。
【００３６】
このポリマー層７６の除去に際しては，まず吐出ノズル３１から所定の薬液を数十秒間吐出する。この際にロータ５とともにウェハＷを１〜５００ｒｐｍの低速で回転させることにより，吐出された薬液をウェハＷの表面上に拡散させる。この場合に，薬液の粘性に応じてロータ５の回転速度を制御（設定）することにより，薬液をウェハＷの表面上に均一に拡散させることができ，ポリマー層７６を均一に溶解させることができる。例えば，薬液の粘性が高い場合には，上記範囲内において比較的高い回転数でロータ５を回転させるようにし，粘性の低い場合には比較的低い回転速度でロータ５を回転させるようにすることにより，薬液の均一拡散が可能となる。
【００３７】
このようにしてポリマー層７６を溶解させると，溶解反応済みの薬液がウェハＷの表面に滞留することとなる。溶解反応済みの薬液は反応速度が低いため，このような溶解反応済みの薬液が滞留した場合には，一旦薬液の吐出を停止し，加熱された不活性ガスを吐出ノズル３１から数秒間程度吐出させるとともに，モータ３の出力を上げて，ロータ５の回転速度を１００〜１２００ｒｐｍ程度と，薬液供給の際の回転速度よりも高速にする。これにより，不活性ガスの供給圧力およびロータ５の回転による遠心力によりウェハＷから溶解反応済みの薬液を除去する。この際に，溶解反応済みの薬液を効果的に除去するために，ロータ５の回転速度は薬液の粘性に応じて制御することが好ましい。なお，ウェハＷから除去された薬液等は，第１の排液ポート４１から排液される。
【００３８】
以上のように溶解反応済みの薬液をウェハＷの表面から除去した後，再びロータ５の回転速度を１〜５００ｒｐｍとし，新しい薬液を吐出ノズル３１から吐出する。このように薬液を供給する工程と，溶解反応済みの薬液を除去する工程とを数回〜数千回程度繰り返して行うことにより，反応性の高い新しい薬液をウェハＷの表面に常に接触させることができ，ポリマー層７６を効率良く除去することができる。
【００３９】
なお，ウェハＷに薬液を供給する際は，コントローラ７０が切替開閉弁３６に対して制御命令を与え，薬液を薬液供給源３５から薬液供給配管３４を通して吐出ノズル３１に送液する状態に切り替える。そして，薬液供給源３５から吐出ノズル３１に送液された薬液が，各吐出口３２から吐出される。また，ウェハＷに加熱された不活性ガスを供給する際は，コントローラ７０が切替開閉弁３６に対して制御命令を与え，不活性ガス供給配管６１と薬液供給配管３４を接続する状態に切り替える。そして，マスフローコントローラ６３によって流量を調整しながら，不活性ガス供給源５４から不活性ガス供給配管５３，不活性ガス供給配管６１，薬液供給配管３４を通して，加熱した不活性ガスが吐出ノズル３１に送出され，各吐出口３２から吐出される。
【００４０】
薬液を供給してポリマー層７６を溶解する工程と，溶解反応済みの薬液を除去する工程とを繰り返すことにより，図６（ｂ）に示すように，エッチング部７５の側壁表面の一部が露出する状態になったら，酸素含有ガス供給源５７から酸素含有ガス供給配管５６および酸素含有ガス導入ポート５２を介して処理空間３０に酸素含有ガスを供給する。そして，処理空間３０内を所定の酸素濃度の酸化性雰囲気にする。すると，ウェハＷから溶解反応済みの薬液を除去した際に，露出したエッチング部７５側壁表面のＡｌに，酸化性雰囲気中の酸素が接触する。これにより，エッチング部７５側壁表面のＡｌを酸化させて酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）に変質させ，図６（ｃ）に示すように，エッチング部７５側壁表面に酸化被膜７８を形成する。そして，溶解反応済みの薬液を除去する工程を繰り返すことにより，側壁表面に酸素を繰り返し接触させることができるので，薬液処理工程を終了するまでには，エッチング部７５の側壁表面に沿って厚さの十分な酸化被膜７８を形成することができる。
【００４１】
なお，処理空間３０に酸素含有ガスを供給する際は，コントローラ７０がマスフローコントローラ５８に対して制御命令を与えて，酸素含有ガス供給配管５６内に酸素含有ガスを通過させ，酸素含有ガス導入ポート５２から吐出させる。また，処理空間３０内を所定濃度の酸化性雰囲気にする際は，コントローラ７０の命令によってマスフローコントローラ５８を制御することにより，酸素含有ガスの流量を調節して供給し，処理空間３０内の酸素濃度を上げる。処理空間３０内の酸素濃度が所定の値より上昇したら，コントローラ７０の命令によってマスフローコントローラ５５を制御することにより，不活性ガスの流量を調節して供給し，処理空間３０内の酸素濃度を下げればよい。このように，マスフローコントローラ５５，５８を制御することにより，処理空間３０の酸素濃度を所望の値に調節する。なお，酸素濃度は１０％以上が好ましい。また，第１の排気ポート４５によって処理空間３０内を排気しながら，酸素含有ガス及び不活性ガスを供給することにより，処理空間３０内の圧力が所定の値より上昇しないように制御できる。
【００４２】
このようにしてポリマー層を溶解させる薬液処理工程が終了後，ウェハＷから薬液を振り切って除去する振り切り処理工程を行う（Ｓ２）。振り切り処理工程の所要時間は，約３０秒間である。先ず，吐出ノズル３１からの薬液供給を停止し，モータ３による回転駆動によりロータ５を回転させて，ウェハＷを回転させる。そして，ウェハＷから薬液及び残存する反応生成物を振り切る。振り切り処理工程においてウェハＷから除去された薬液等は，第１の排液ポート４１から排液される。不活性ガス，酸素含有ガス，薬液雰囲気は，第１の排気ポート４５から排気される。
【００４３】
一方，このように振り切り処理を行う間に，不活性ガス導入ポート５１から処理空間３０に不活性ガスを供給して，処理空間３０を，酸素を含まない不活性雰囲気とする。また，内筒８ｃの外側においては，密閉状態の空間２０ａに吐出ノズル２１から不活性ガスを供給して，空間２０ａを，酸素を含まない不活性雰囲気とする。
【００４４】
なお，空間２０ａに不活性ガスを供給する際は，コントローラ７０が切替開閉弁２６に対して制御命令を与え，不活性ガス供給配管６６と純水供給配管２４を接続する状態に切り替える。そして，マスフローコントローラ６３によって流量を調整しながら，不活性ガス供給源５４から不活性ガス供給配管５３，不活性ガス供給配管６１，不活性ガス供給配管６６，純水供給配管２４を通して，加熱した不活性ガスを吐出ノズル２１に送出し，各吐出口２２から吐出する。また，不活性ガスを吐出ノズル２１から吐出させる一方，第２の排気ポート４６によって空間２０ａ内を排気し，これにより，空間２０ａから酸化性雰囲気を追い出し，空間２０ａの雰囲気を不活性ガスに置換する。
【００４５】
こうして，ウェハＷの振り切り処理を行いながら処理空間３０及び空間２０ａに不活性ガスを供給し，振り切り処理工程が終了するまでには，処理空間３０内及び空間２０ａが不活性雰囲気になるようにする。その後，内筒８ｃを外筒７ｃの内側からケーシング６の外側退避させる。そして，処理空間３０と空間２０ａが一体となって，外側チャンバー７内に処理空間２０内が形成される。このとき，処理空間３０と空間２０ａ内が不活性雰囲気となっているため，不活性雰囲気である処理空間２０内にウェハＷが位置している状態となる。
【００４６】
この状態で，吐出ノズル２１から純水を吐出させてウェハＷをリンス処理する（Ｓ３）。リンス処理工程の所要時間は，３〜１０分間程度である。即ち，リンス処理工程は処理空間２０内の不活性雰囲気にて行う。モータ３による回転駆動によりロータ５を回転させ，ウェハＷを回転させながら，吐出ノズル２１から純水を吐出し，ウェハＷを水洗する。ウェハＷから除去された純水等は，第２の排液ポート４２から排液される。
【００４７】
なお，純水を供給する際は，コントローラ７０が切替開閉弁２６に対して制御命令を与え，純水を純水供給源２５から純水供給配管２４を通して吐出ノズル３１に送液する状態に切り替える。そして，純水供給源２５から吐出ノズル２１に送液された薬液が，各吐出口２２から吐出される。
【００４８】
ところで，リンス処理を施すウェハＷ表面は，エッチング部７５の側壁表面の全体に酸化被膜７８が形成された状態となっている。また，Ａｌ配線層７３の上面には，バリア層７２を有している。即ち，Ａｌ配線層７３は酸化被膜７８とバリア層７２に囲まれており，Ａｌが露出していない状態となっている。従って，ウェハＷ表面に純水を供給しても，Ａｌ配線層７３中のＡｌは純水に接触しないので，純水中に溶け出すことがない。また，リンス処理工程前の振り切り処理工程において，薬液がウェハＷ表面から振り落とされずに残存し，ウェハＷ表面において薬液と供給された純水が混合して，Ａｌが溶け出しやすい溶液が発生した場合であっても，Ａｌ配線層７３中のＡｌは溶液に接触しないので，溶液中に溶け出すことがない。さらに，Ａｌ配線層７３中に銅（Ｃｕ）が添加されている場合であっても，酸化被膜７８が形成され，Ａｌが純水中に溶け出すことがない。従って，Ａｌ配線の細りを防止することができる。また，純水や溶液中にＡｌが溶出するとメタル不純物等の異物が発生し，ウェハに異物が再付着して歩留りの低下を招く虞があるが，そのような心配が無いので，歩留りを向上させる効果がある。
【００４９】
リンス処理工程終了後，ロータ５を高速で回転させてウェハＷをスピン乾燥させる乾燥処理工程（Ｓ４）を行う。乾燥処理工程も，処理空間２０内の不活性雰囲気にて行う。なお，吐出ノズル２１から乾燥処理用のガスとして不活性ガスを吐出しても良い。
【００５０】
乾燥処理工程終了後，外側チャンバー７の外筒７ｃをケーシング６の周囲に退避している内筒８ｃの周囲に退避させ，外筒７ｃおよび内筒８ｃをケーシング６の上へ退避させた状態にする。そして，図示しない搬送手段をロータ５の下側から進入させ，保持部材１０の保持を解除して複数のウェハＷをロータ５から搬送手段に受け渡し，ウェハＷを保持した搬送手段を外側チャンバー７内から退出させる。こうして，ウェハＷを外側チャンバー７内から搬出する。
【００５１】
かかるポリマー除去方法によれば，酸化性雰囲気中の酸素をエッチング部７５の側壁表面に接触させることにより，側壁表面に酸化被膜７８を形成することができる。そして，リンス処理を酸化被膜が形成された状態で行うので，リンス処理工程において純水を用いても，ウェハＷ表面からＡｌが溶け出す心配が無い。また，薬液と純水の混合溶液に対するウェハＷ表面の耐性が向上する。さらにまた，リンス処理工程におけるメタル不純物等の異物の発生を防止する。従って，Ａｌ配線の細りと異物の付着を防止し，歩留りを向上させることができる。
【００５２】
以上，本発明の好適な実施の形態の一例を示したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば，基板は半導体ウェハに限らず，その他のＬＣＤ基板用ガラスやＣＤ基板，プリント基板，セラミック基板などであっても良い。
【００５３】
本実施の形態では，レジストマスクをドライアッシングで除去してからポリマー層を除去する場合について説明したが，ドライアッシング工程を省略し，薬液処理工程において，レジストマスクおよびポリマー層をともに薬液で除去する場合にも適用可能である。
【００５４】
本発明は，基板処理装置１のような構成の装置の他に，枚葉式などの種々の基板処理装置においても実施することが可能である。
【００５５】
振り切り処理工程は，処理空間２０内の酸化性雰囲気中にて行うようにしても良い。即ち，例えば，処理空間３０及び空間２０ａが酸化性雰囲気の状態で薬液処理工程を終了し，処理空間３０及び空間２０ａを酸化性雰囲気から不活性雰囲気に置換しながら，振り切り処理を行い，その後，内筒８ｃを外筒７ｃの内側からケーシング６の外側に退避させて，不活性雰囲気の処理空間２０内にウェハＷが存在する状態とし，リンス処理する。なお，処理空間２０に不活性ガスを供給する際は，コントローラ７０がマスフローコントローラ５５に対して制御命令を与えて，不活性ガス供給配管５３内に不活性ガスを通過させ，不活性ガス導入ポート５１から吐出させる。また，不活性ガスを不活性ガス導入ポート５１から吐出させる一方，第２の排気ポート４６によって処理空間２０内を排気し，これにより，処理空間２０内の雰囲気を不活性ガスに置換することができる。なお，不活性ガスを吐出ノズル２１から吐出させても良い。この場合も，マスフローコントローラ６３によって，処理空間２０への不活性ガスの供給量を調節できる。
【００５６】
本実施の形態では，振り切り処理工程中に，処理空間３０の酸化性雰囲気を不活性雰囲気に置換する方法を説明したが，薬液処理工程を終了する前に，不活性雰囲気への置換を開始しても良い。例えば，エッチング部７５の側壁表面に厚さの十分な酸化被膜７８がほぼ形成されたら，処理空間３０内から徐々に酸化性雰囲気を追い出して酸素濃度を低下させ，薬液処理工程を終了する際には，処理空間３０内の不活性雰囲気への置換が終了するように，不活性雰囲気の供給を行う。そして，振り切り処理工程は，処理空間３０の不活性雰囲気中にて行う。
【００５７】
一方，空間２０ａにおいては，内筒８ｃを外筒７ｃの内側からケーシング６の外側に退避させる前に不活性雰囲気への置換が終了すればよく，薬液処理工程中に不活性雰囲気への置換を行っても良い。例えば，ウェハＷをロータ５に装着して内筒８ｃをロータ５の外側に配置した直後から，不活性雰囲気への置換を開始しても良い。
【００５８】
また，薬液処理工程を終了する時点で，処理空間３０及び空間２０ａにおける不活性雰囲気への置換をそれぞれ終了させた場合は，薬液処理工程を終了したら直に内筒８ｃを外筒７ｃの内側からケーシング６の外側に退避させて，振り切り処理工程は処理空間２０内の不活性雰囲気中にて行うようにしても良い。
【００５９】
また，本実施の形態では，薬液処理工程の途中から酸化性雰囲気で行う方法を説明したが，薬液処理工程を開始する際に不活性雰囲気に置換せず，薬液処理工程を開始から全て酸化性雰囲気で行うこととしても良い。この場合も，酸化被膜７８を好適に形成することができる。さらに，薬液処理工程の簡素化を図ることができる。また，薬液供給を開始する前に不活性雰囲気に置換するまで待機する必要が無いため，処理時間を短縮し，スループットを向上させることができる。
【００６０】
薬液処理工程，振り切り処理工程，リンス処理工程，乾燥処理工程を，総て酸化性雰囲気で行うこととしても良い。この場合，処理工程の簡素化を図ることができる。
【００６１】
なお，酸化被膜７８は純水供給前に十分に形成されればよく，例えば，振り切り処理の後から純水の供給開始前に，ウェハＷを回転させない状態で酸化性雰囲気を供給し，酸化被膜７８を形成しても良い。また，薬液処理工程を不活性雰囲気で行い，振り切り処理工程を酸化性雰囲気で行うようにして，酸化被膜７８を形成することも考えられるが，例えば一般的な処理として，薬液処理時間５〜１０分，振り切り処理時間３０秒，リンス処理時間３〜１０分の所要時間では，振り切り処理中に酸化性のガスを供給しても，３０秒程度では十分な酸化被膜７８を形成することができず，後のリンス処理工程でＡｌの腐食が発生することを防止できない。また，十分な酸化被膜７８を形成するために，振り切り処理工程の時間を延長することが考えられるが，その場合，全体の処理時間が延長されるため，スループットが低下する。また，振り切り処理工程が長時間に及ぶと，振り切り処理工程中にウェハＷが過剰に乾燥し，ウェハＷにパーティクルが付着し易くなるとともに，次のリンス処理時に純水を供給しても，パーティクルが取れ難くなっているためウェハＷから十分に除去されず，歩留りの低下を招く虞がある。さらに，長時間の振り切り処理の高速回転によって，回転軸４やモータ３等からの発塵が増加し，基板処理装置１内の雰囲気が汚染される虞がある。これに対し，薬液処理時間は，通常，振り切り処理時間と比較して長時間であり，この薬液処理中に酸素含有ガスを供給することにより，薬液処理時間及び振り切り処理時間を延長することなく，十分な酸化被膜７８を形成することができる。従って，スループットを低下させることがなく，過剰乾燥によるパーティクルの付着を防止でき，さらに，回転軸４やモータ３等からの発塵を抑止できる。また，薬液処理工程中は，薬液が繰り返し供給されるため，パーティクルの付着を防止できる。従って，薬液処理工程中に酸化被膜７８を形成することが好ましい。
【００６２】
本実施の形態の振り切り処理工程を省略して，リンス処理において薬液を純水によってウェハＷから洗い流すようにしても良い。この場合に，ウェハＷ表面において薬液と供給された純水が混合して，Ａｌが溶け出しやすい溶液が多量に発生しても，Ａｌ配線層７３中のＡｌは溶液に接触せず，溶液中に溶け出すことがない。
【００６３】
【発明の効果】
本発明のポリマー除去方法によれば，エッチング部の側壁に酸化被膜を形成することにより，リンス処理工程において純水を用いても，基板表面の金属層から金属が溶け出す心配が無い。また，薬液とリンス液の混合溶液に対する基板表面の耐性が向上する。さらにまた，リンス処理工程における異物の発生を防止する。従って，金属配線の細りと異物の付着を防止し，歩留りを向上させることができる。また，振り切り処理時間を延長することなく酸化被膜を形成するため，スループットを低下させることがなく，パーティクルの付着を防止でき，さらに，回転軸やモータ等からの発塵を抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内側チャンバーを外側チャンバーの内部に引き入れた状態である基板処理装置の断面図である。
【図２】内側チャンバーを外側チャンバーの外部に引き出した状態を示す断面図である。
【図３】図１に示す基板処理装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本実施の形態にかかるポリマー除去方法の工程説明図である。
【図５】ドライエッチング工程においてウェハ表面に施される処理を説明する説明図である。
【図６】薬液処理工程においてウェハ表面に施される処理を説明する説明図である。
【符号の説明】
Ｃ　　　キャリア
Ｗ　　　ウェハ
１　　　基板処理装置
５　　　ロータ
７　　　外側チャンバー
７ｃ　　外筒
８　　　内側チャンバー
８ｃ　　内筒
２０　　処理空間
２１　　吐出ノズル
２５　　純水供給源
３０　　処理空間
３１　　吐出ノズル
３５　　薬液供給源
４５　　第１の排気ポート
４６　　第２の排気ポート
５４　　不活性ガス供給源
５７　　酸素含有ガス供給源
７０　　コントローラ
７２　　バリア層
７３　　Ａｌ配線層
７４　　レジスト層
７５　　エッチング部
７６　　ポリマー層
【図１】
2004047597.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004047597.tif 000006
【図５】
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【図６】
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