(57)【要約】【課題】  基板表面に薄く均一な酸化膜を形成することができるとともに酸化膜の厚さを容易に制御することができる基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】  洗浄処理部５ａ〜５ｄにおいて、スピンチャック２１に保持された状態で回転する基板Ｗ表面に酸化処理用ノズル５０からオゾン水が供給される。続いて、オゾン水が供給された基板Ｗ表面にエッチング用ノズル７０からフッ化水素水が供給される。このような基板Ｗへのオゾン水およびフッ化水素水の供給は２回または３回等、複数回に渡って繰り返されることが好ましい。その後、基板Ｗ表面に酸化処理用ノズル５０から酸素水が供給される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、
基板に酸化性処理液を供給するステップと、
前記酸化性処理液の供給後、基板にエッチング液を供給するステップと、
前記エッチング液の供給後、基板に酸素水を供給するステップとを備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
基板への前記酸化性処理液の供給および基板への前記エッチング液の供給を繰り返し行うことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記酸素水の供給後、基板を還元ガスまたは不活性ガスの雰囲気中に保管するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記酸化性処理液はオゾン水または過酸化水素水であり、
前記エッチング液はフッ化水素水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記酸素水を供給するステップは、
基板に厚み５Å以下の酸化膜を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
酸化性処理液を基板に供給する酸化性処理液供給系と、
前記酸化性処理液供給系による前記酸化性処理液の供給後、エッチング液を基板に供給するエッチング液供給系と、
前記エッチング液供給系による前記エッチング液の供給後、酸素水を基板に供給する酸素水供給系とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
前記酸化性処理液を貯留する酸化性処理液貯留手段と、
前記エッチング液を貯留するエッチング液貯留手段と、
前記酸素水を貯留する酸素水貯留手段とをさらに備え、
前記酸化性処理液供給系は前記酸化性処理液貯留手段により貯留された前記酸化性処理液を基板に供給し、
前記エッチング液供給系は前記エッチング液貯留手段により貯留された前記エッチング液を基板に供給し、
前記酸素水供給系は前記酸素水貯留手段により貯留された酸素水を基板に供給することを特徴とする請求項６記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記酸化性処理液はオゾン水または過酸化水素水であり、
前記エッチング液はフッ化水素水であることを特徴とする請求項６または７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記酸素水供給系は、前記酸素水を基板に供給することにより厚み５Å以下の酸化膜を形成することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、生産効率を高めるために一連の処理の各々をユニット化し、複数の処理ユニットを統合した基板処理装置が用いられている。
【０００３】
近年、基板処理装置による基板の処理工程において、基板上に高誘電率ゲート絶縁膜（以下、Ｈｉ−ｋ膜と略記する。）を形成する場合がある。このＨｉ−ｋ膜はトランジスタにおけるゲートリーク電流を抑制するために用いられる。
【０００４】
一般に、基板表面へのＨｉ−ｋ膜の形成は、例えば、化学的気相蒸着法（ＣＶＤ法）により行われる。そして、このようなＨｉ−ｋ膜の形成時においては、原子層沈積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）技術を用いることにより原子層レベルの薄いＨｉ−ｋ膜を得ることができる。
【０００５】
上記のような薄いＨｉ−ｋ膜の形成時においては、基板表面に予め酸化膜が形成されている必要があるとされている。
【０００６】
基板表面に酸化膜が形成されていない場合、Ｈｉ−ｋ膜の形成を開始しようとしても、所定の時間が経過するまで成膜が進行しないので、Ｈｉ−ｋ膜の厚さの制御が困難になる。これに対し、基板表面に予め酸化膜が形成されている場合、即座に成膜が進行するのでＨｉ−ｋ膜の厚さの制御が容易になる。
【０００７】
基板表面に酸化膜を形成する場合には、例えば、フッ化水素を含む水溶液を用いた基板表面のエッチング後に、その基板にオゾン水を供給して酸化膜を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１００７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、Ｈｉ−ｋ膜の形成時に予め基板表面に形成される酸化膜はできる限り薄いことが好ましいとされている。これは、高誘電率のＨｉ−ｋ膜の下地として厚い酸化膜が形成されている場合、すなわち等価酸化膜厚（ＥＯＴ：Equivalent Oxide Thickness）が過剰に大きい場合、Ｈｉ−ｋ膜による基板からの電流の漏れの抑制が十分に行えないからである。具体的には、酸化膜は、例えば４Å程度の厚みに形成されることが好ましいとされている。
【０００９】
しかしながら、上記のような従来の酸化膜の形成方法では、基板表面に１０Å程度の酸化膜を形成することは比較的容易に行われてきたが、酸化膜の厚みを４Å程度に制御することは非常に困難とされてきた。
【００１０】
特に、このような酸化膜の生成時においては、基板表面に有機物等の汚染があると、酸化膜の成長速度にばらつきが発生し、再現よく極薄酸化膜を得ることができない。
【００１１】
本発明の目的は、基板表面に薄く均一な酸化膜を形成することができるとともに酸化膜の厚さを容易に制御することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明に係る基板処理方法は、基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、基板に酸化性処理液を供給するステップと、酸化性処理液の供給後、基板にエッチング液を供給するステップと、エッチング液の供給後、基板に酸素水を供給するステップとを備えたものである。
【００１３】
第１の発明に係る基板処理方法においては、基板に酸化性処理液が供給されることにより基板表面に酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。
【００１４】
そして、基板にエッチング液が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、酸化性処理液により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。
【００１５】
そして、不純物が取り除かれた清浄な基板表面に酸素水が供給される。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板表面に均一に形成される。また、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。
【００１６】
基板への酸化性処理液の供給および基板へのエッチング液の供給を繰り返し行ってもよい。この場合、基板への酸化性処理液およびエッチング液の供給が繰り返し行われるので、酸化性処理液による酸化膜の形成および基板表面に存在する有機物等の不純物の酸化と、エッチング液による酸化膜および酸化された有機物等の不純物のエッチングが繰り返され、基板の清浄度がより向上する。
【００１７】
酸素水の供給後、基板を還元ガスまたは不活性ガスの雰囲気中に保管してもよい。この場合、基板への酸素水の供給後に、基板が還元ガスまたは不活性ガスの雰囲気中に保管されるので、基板に形成された薄い酸化膜が大気に触れることにより厚くなることが防止される。
【００１８】
酸化性処理液はオゾン水または過酸化水素水であり、エッチング液はフッ化水素水であってもよい。この場合、基板にオゾン水または過酸化水素水が供給されることにより酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。
【００１９】
そして、基板にフッ化水素水が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、オゾン水または過酸化水素水により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。したがって、基板の表面が清浄に保たれる。
【００２０】
基板に酸素水を供給することにより、厚み５Å以下の酸化膜を形成してもよい。このように、厚み５Å以下の酸化膜を形成する場合でも、厚さの制御が容易となる。
【００２１】
第２の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、酸化性処理液を基板に供給する酸化性処理液供給系と、酸化性処理液供給系による酸化性処理液の供給後、エッチング液を基板に供給するエッチング液供給系と、エッチング液供給系によるエッチング液の供給後、酸素水を基板に供給する酸素水供給系とを備えたものである。
【００２２】
第２の発明に係る基板処理装置においては、酸化性処理液供給系により基板に酸化性処理液が供給されることにより基板表面に酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。
【００２３】
そして、エッチング液供給系により基板にエッチング液が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、酸化性処理液により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。
【００２４】
そして、不純物が取り除かれた清浄な基板表面に、酸素水供給系により酸素水が供給される。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板表面に均一に形成される。また、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。
【００２５】
酸化性処理液を貯留する酸化性処理液貯留手段と、エッチング液を貯留するエッチング液貯留手段と、酸素水を貯留する酸素水貯留手段とをさらに備え、酸化性処理液供給系は酸化性処理液貯留手段により貯留された酸化性処理液を基板に供給し、エッチング液供給系はエッチング液貯留手段により貯留されたエッチング液を基板に供給し、酸素水供給系は酸素水貯留手段により貯留された酸素水を基板に供給してもよい。
【００２６】
この場合、酸化性処理液貯留手段により貯留された酸化性処理液を基板に供給することにより、基板表面に酸化膜を形成するとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物を酸化することができる。また、エッチング液貯留手段により貯留されたエッチング液を基板に供給することにより基板表面をエッチングすることができる。さらに、酸素水貯留手段に貯留された酸素水を基板に供給することにより基板表面に薄い酸化膜を形成することができる。
【００２７】
酸化性処理液はオゾン水または過酸化水素水であり、エッチング液はフッ化水素水であってもよい。この場合、基板にオゾン水または過酸化水素水が供給されることにより酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。
【００２８】
そして、基板にフッ化水素水が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、オゾン水または過酸化水素水により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。したがって、基板の表面が清浄に保たれる。
【００２９】
酸素水供給系は、酸素水を基板に供給することにより厚み５Å以下の酸化膜を形成してもよい。このように、厚み５Å以下の酸化膜を形成する場合でも、厚さの制御が容易となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る基板処理方法においては、基板に酸化性処理液が供給されることにより基板表面に酸化膜が形成されるとともに、基板表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。
【００３１】
そして、基板にエッチング液が供給されることによりエッチングが行われる。これにより、酸化性処理液により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。
【００３２】
そして、不純物が取り除かれた清浄な基板表面に酸素水が供給される。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板表面に均一に形成される。また、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理方法および基板処理装置について図１〜図３に基づき説明する。
【００３４】
以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。
【００３５】
図１は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。
【００３６】
処理領域Ａには、制御部４、流体ボックス部２ａ，２ｂ、洗浄処理部５ａ，５ｂが配置されている。
【００３７】
図１の流体ボックス部２ａ，２ｂは、それぞれ洗浄処理部５ａ，５ｂへの薬液の供給および洗浄処理部５ａ，５ｂからの排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等の流体関連機器を収納する。流体ボックス部２ａ，２ｂおよび洗浄処理部５ａ，５ｂの具体的な構成例については後述する。
【００３８】
洗浄処理部５ａ，５ｂでは、薬液による洗浄処理（以下、薬液処理と呼ぶ）が行われる。本実施の形態において、洗浄処理部５ａ，５ｂで用いられる薬液は、オゾン水または過酸化水素水等の酸化性の強い酸化性処理液、フッ化水素水等のエッチング液および酸素水である。本実施の形態に係る基板処理装置１００においては、酸化性処理液としてオゾン水が用いられ、エッチング液としてフッ化水素水が用いられる。
【００３９】
処理領域Ｂには、流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび洗浄処理部５ｃ，５ｄが配置されている。流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび洗浄処理部５ｃ，５ｄの各々は、上記流体ボックス部２ａ，２ｂおよび洗浄処理部５ａ，５ｂと同様の構成を有し、洗浄処理部５ｃ，５ｄは洗浄処理部５ａ，５ｂと同様の処理を行う。
【００４０】
以下、洗浄処理部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを処理ユニットと総称する。搬送領域Ｃには、基板搬送ロボットＣＲが設けられている。
【００４１】
処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサＩＤが配置されており、インデクサロボットＩＲはインデクサＩＤの内部に設けられている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納するキャリア１が載置される。本実施の形態においては、キャリア１として、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）等を用いてもよい。キャリア１の詳細は後述する。
【００４２】
インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に移動し、キャリア１から基板Ｗを取り出して基板搬送ロボットＣＲに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Ｗを基板搬送ロボットＣＲから受け取ってキャリア１に戻す。
【００４３】
基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを指定された処理ユニットに搬送し、または、処理ユニットから受け取った基板Ｗを他の処理ユニットまたはインデクサロボットＩＲに搬送する。
【００４４】
本実施の形態においては、洗浄処理部５ａ〜５ｄのいずれかにおいて基板Ｗに薬液処理が行われた後に、基板搬送ロボットＣＲにより基板Ｗが洗浄処理部５ａ〜５ｄから搬出され、インデクサロボットＩＲを介してキャリア１に搬入される。
【００４５】
制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、処理領域Ａ，Ｂの各処理ユニットの動作、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作およびインデクサＩＤのインデクサロボットＩＲの動作を制御する。制御部４の詳細については後述する。
【００４６】
図２は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００の洗浄処理部５ａ〜５ｄおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの構成を説明するための図である。
【００４７】
図２の洗浄処理部５ａ〜５ｄは、流体ボックス部２ａ〜２ｄより供給される薬液を用いて基板Ｗの表面に付着した有機物等の不純物を除去（以下、汚染除去処理と呼ぶ。）し、清浄な基板Ｗの表面に薄い酸化膜を形成する（以下、極薄酸化膜形成処理と呼ぶ。）。
【００４８】
図２に示すように、洗浄処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック２１を備える。スピンチャック２１は、チャック回転駆動機構３６によって回転される回転軸２５の上端に固定されている。
【００４９】
基板Ｗは、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理を行う場合に、スピンチャック２１により水平に保持された状態で回転される。
【００５０】
スピンチャック２１の外方には、第１の回動モータ６０が設けられている。第１の回動モータ６０には、第１の回動軸６１が接続されている。また、第１の回動軸６１には、第１のアーム６２が水平方向に延びるように連結され、第１のアーム６２の先端に酸化処理用ノズル５０が設けられている。
【００５１】
第１の回動モータ６０により第１の回動軸６１が回転するとともに第１のアーム６２が回動し、酸化処理用ノズル５０がスピンチャック２１により保持された基板Ｗの上方に移動する。
【００５２】
第１の回動モータ６０、第１の回動軸６１および第１のアーム６２の内部を通るように酸化処理用供給管６３が設けられている。酸化処理用供給管６３は流体ボックス部２ａ〜２ｄの酸素水貯留槽Ｒ１およびオゾン水貯留槽Ｒ２に接続されている。
【００５３】
洗浄処理部５ａ〜５ｄの酸化処理用ノズル５０には、酸素水またはオゾン水が、酸化処理用供給管６３を通して流体ボックス部２ａ〜２ｄから供給される。それにより、基板Ｗの表面へ酸素水またはオゾン水を供給することができる。
【００５４】
また、スピンチャック２１の外方に、第２の回動モータ７１が設けられている。第２の回動モータ７１には、第２の回動軸７２が接続されている。また、第２の回動軸７２には、第２のアーム７３が水平方向に延びるように連結され、第２のアーム７３の先端にエッチング用ノズル７０が設けられている。
【００５５】
第２の回動モータ７１により第２の回動軸７２が回転するとともに第２のアーム７３が回動し、エッチング用ノズル７０がスピンチャック２１により保持された基板Ｗの上方に移動する。
【００５６】
第２の回動モータ７１、第２の回動軸７２および第２のアーム７３の内部を通るようにエッチング用供給管７４が設けられている。エッチング用供給管７４は流体ボックス部２ａ〜２ｄのフッ化水素水貯留槽Ｒ３に接続されている。
【００５７】
洗浄処理部５ａ〜５ｄのエッチング用ノズル７０には、フッ化水素水が、エッチング用供給管７４を通して流体ボックス部２ａ〜２ｄから供給される。それにより、基板Ｗの表面へフッ化水素水を供給することができる。
【００５８】
基板Ｗの表面へ酸素水またはオゾン水を供給する際には、酸化処理用ノズル５０は基板の上方に位置し、基板Ｗの表面へフッ化水素水を供給する際には、酸化処理用ノズル５０は所定の位置に退避される。
【００５９】
また、基板Ｗの表面へ酸素水またはオゾン水を供給する際には、エッチング用ノズル７０は所定の位置に退避され、基板Ｗの表面へフッ化水素水を供給する際には、エッチング用ノズル７０は基板の上方に位置する。
【００６０】
スピンチャック２１は、処理カップ２３内に収容されている。処理カップ２３の内側には、筒状の仕切壁３３が設けられている。また、スピンチャック２１の周囲を取り囲むように、基板Ｗの処理に用いられた処理液（酸素水、オゾン水またはフッ化水素水）を排液するための排液空間３１が形成されている。さらに、排液空間３１を取り囲むように、処理カップ２３と仕切壁３３の間に基板Ｗの処理に用いられた処理液を回収するための回収液空間３２が形成されている。
【００６１】
排液空間３１には、排液処理装置（図示せず）へ処理液を導くための排液管３４が接続され、回収液空間３２には、回収処理装置（図示せず）へ処理液を導くための回収管３５が接続されている。
【００６２】
処理カップ２３の上方には、基板Ｗからの処理液が外方へ飛散することを防止するためのガード２４が設けられている。このガード２４は、回転軸２５に対して回転対称な形状からなっている。ガード２４の上端部の内面には、断面く字状の排液案内溝４１が環状に形成されている。
【００６３】
また、ガード２４の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部４２が形成されている。回収液案内部４２の上端付近には、処理カップ２３の仕切壁３３を受け入れるための仕切壁収納溝４３が形成されている。
【００６４】
このガード２４には、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構（図示せず）が設けられている。ガード昇降駆動機構は、ガード２４を、回収液案内部４２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する回収位置と、排液案内溝４１がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する排液位置との間で上下動させる。ガード２４が回収位置（図２に示すガードの位置）にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が回収液案内部４２により回収液空間３２に導かれ、回収管３５を通して回収される。一方、ガード２４が排液位置にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が排液案内溝４１により排液空間３１に導かれ、排液管３４を通して排液される。以上の構成により、処理液の排液および回収が行われる。
【００６５】
流体ボックス部２ａ〜２ｄにおいては、酸素水貯留槽Ｒ１、オゾン水貯留槽Ｒ２およびフッ化水素水貯留槽Ｒ３が設けられている。
【００６６】
酸素水貯留槽Ｒ１には図示しない工場の酸素水供給設備を通じて酸素水が供給される。それにより、酸素水貯留槽Ｒ１に所定量の酸素水が貯留される。酸素水貯留槽Ｒ１の下端にはバルブＶａが設けられている。
【００６７】
オゾン水貯留槽Ｒ２には図示しない工場のオゾン水供給設備を通じてオゾン水が供給される。それにより、オゾン水貯留槽Ｒ２に所定量のオゾン水が貯留される。オゾン水貯留槽Ｒ２の下端にはバルブＶａが設けられている。
【００６８】
フッ化水素水貯留槽Ｒ３には図示しない工場のフッ化水素水供給設備を通じてフッ化水素水が供給される。それにより、フッ化水素水貯留槽Ｒ３に所定量のフッ化水素水が貯留される。フッ化水素水貯留槽Ｒ３の下端にはバルブＶａが設けられている。
【００６９】
上記複数のバルブＶａの各々の開閉は、制御部４により制御される。これにより、酸素水貯留槽Ｒ１に貯留された酸素水およびオゾン水貯留槽Ｒ２に貯留されたオゾン水が酸化処理用供給管６３を通じて酸化処理用ノズル５０に供給され、フッ化水素水貯留槽Ｒ３に貯留されたフッ化水素水が酸化処理用供給管６３を通じてエッチング用ノズル７０に供給される。
【００７０】
なお、本実施の形態では、酸素水貯留槽Ｒ１およびオゾン水貯留槽Ｒ２が共通の酸化処理用供給管６３に接続され、各々に貯留された酸素水およびオゾン水が共通の酸化処理用ノズル５０から基板Ｗへ供給されるが、酸素水貯留槽Ｒ１およびオゾン水貯留槽Ｒ２の各々に対応する供給系が設けられてもよい。
【００７１】
この場合、例えば、酸素水貯留槽Ｒ１およびオゾン水貯留槽Ｒ２の各々に洗浄処理部５ａ〜５ｄへ酸素水およびオゾン水を供給するための供給管が設けられ、洗浄処理部５ａ〜５ｄにおいては、２つの供給管に対応して２組の回転モータ、回動軸、アームおよびノズルが設けられる。
【００７２】
図３は図１のキャリア１の構成を説明するための図である。図１の基板処理装置１００において、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理が施された基板Ｗはキャリア１に戻される。図１のキャリア１の内部には、還元ガスまたは不活性ガスが充填されている。本例では、不活性ガスとしてＮ2 （窒素）ガスを用いる。
【００７３】
図３に示すように、複数の基板Ｗを収納可能なキャリア１は、基板処理装置１００のインデクサＩＤに設けられたキャリア載置台ＣＤ上に載置される。また、キャリア載置台ＣＤに隣接して、基板処理装置１００の内部にはインデクサロボットＩＲが配置されている。
【００７４】
ここで、キャリア載置台ＣＤの内部にはキャリア１内にＮ2 ガスを供給するためのＮ2 ガス供給管８１が設けられている。Ｎ2 ガス供給管８１は、工場のＮ2 ガス供給設備等のＮ2 ガス供給源８０に接続されている。Ｎ2 ガス供給管８１の先端はキャリア載置台ＣＤの上面側（キャリア１の載置面）から突出している。
【００７５】
一方、キャリア１の下面側の一部には、ガス供給機構１ａが設けられている。ガス供給機構１ａは、例えば、ヒンジ９１および蓋９２で構成されてもよい。この場合、ヒンジ９１を中心軸として蓋９２の一端が回動することにより、キャリア１の下面にＮ2 ガスの供給口が開成または閉塞する。
【００７６】
ここで、キャリア載置台ＣＤから突出したＮ2 ガス供給管８１の先端は、キャリア１の載置時に、ガス供給機構１ａと接触するように設けられている。これにより、キャリア１がキャリア載置台ＣＤに載置されると、キャリア１の蓋９２がＮ2 ガス供給管８１の先端に接触するとともにヒンジ９１を中心として回動し、Ｎ2 ガスの供給口が開成する。
【００７７】
その結果、Ｎ2 ガス供給管８１から複数の基板Ｗが収納されたキャリア１の内部にＮ2 ガスが充填される。これにより、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理が施された基板ＷはＮ2 ガス雰囲気中に保管される。
【００７８】
なお、図１の基板処理装置１００においては、このようなキャリア１の構成により各処理後の基板Ｗを保管する他、図１の一点鎖線で示すようにバッファＢＦを設け、Ｎ2 ガスが充填されたバッファＢＦ内に各処理後の基板Ｗを保管してもよい。
【００７９】
ここで、汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理の詳細について説明する。汚染除去処理の処理手順は以下の通りである。
【００８０】
初めに、図２の洗浄処理部５ａ〜５ｄにおいて、スピンチャック２１に保持された状態で回転する基板Ｗ表面に酸化処理用ノズル５０からオゾン水が供給される。これにより、基板Ｗ表面に酸化膜が形成されるとともに、基板Ｗ表面に存在する有機物等の不純物（基板Ｗ表面の汚染物）が酸化される。
【００８１】
続いて、オゾン水が供給された基板Ｗ表面にエッチング用ノズル７０からフッ化水素水が供給される。これにより、基板Ｗ表面のエッチングが行われる。その結果、オゾン水により酸化された有機物等の不純物が酸化膜とともにリフトオフにより取り除かれる。それにより、清浄な基板Ｗ表面を得ることができる。
【００８２】
このような汚染除去処理は２回または３回等、複数回に渡って繰り返されることが好ましい。汚染除去処理が繰り返し行われることにより、オゾン水による基板Ｗ表面への酸化膜の形成および基板Ｗ表面に存在する有機物等の不純物の酸化と、フッ化水素水による酸化膜および酸化された有機物等の不純物のエッチングが繰り返され、基板Ｗの清浄度がより向上する。
【００８３】
一方、極薄酸化膜形成処理は、汚染除去処理の施された清浄な基板Ｗ表面に酸化処理用ノズル５０から酸素水が供給されることにより行われる。これにより、酸素水による薄い酸化膜が基板Ｗ表面に均一に形成される。
【００８４】
ここで、酸素水は酸化性が低く、酸化膜の形成速度が遅いので、酸化膜の厚さを容易に制御することができる。それにより、本実施の形態においては、厚み５Å以下（例えば、４Å）の酸化膜を容易に形成することができる。
【００８５】
図１の基板処理装置１００では、上記の汚染除去処理および極薄酸化膜形成処理が施された基板Ｗは、図３のキャリア１または図１のバッファＢＦに保管される。その結果、均一かつ薄い酸化膜の形成された基板ＷがＮ2 ガス雰囲気中に保管されるので、基板に形成された薄い酸化膜が大気に触れることにより厚くなることが防止される。
【００８６】
上記の実施の形態において、制御部４は、図１のインデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲの動作を制御するとともに、洗浄処理部５ａ〜５ｄおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの各構成部を制御する。
【００８７】
特に、洗浄処理部５ａ〜５ｄにおいて、制御部４はチャック回転駆動機構３６、第１の回動モータ６０、第２の回動モータ７１およびガード昇降駆動機構等の動作を制御する。
【００８８】
また、流体ボックス部２ａ〜２ｄにおいて、制御部４は酸素水貯留槽Ｒ１、オゾン水貯留槽Ｒ２およびフッ化水素水貯留槽Ｒ３の各々の下端に設けられたバルブＶａの開閉を制御する。
【００８９】
本実施の形態に係る基板処理装置１００おいては、オゾン水貯留槽Ｒ２により貯留されたオゾン水が基板Ｗに供給されることにより、基板Ｗ表面に酸化膜が形成されるとともに、基板Ｗ表面に存在する有機物等の不純物が酸化される。また、フッ化水素水貯留槽Ｒ３により貯留されたフッ化水素水が基板Ｗに供給されることにより基板Ｗ表面がエッチングされる。
【００９０】
このように汚染除去処理が行われることにより清浄な基板Ｗ表面を得ることができる。さらに、汚染除去処理が複数回繰り返し行われることにより、さらに清浄な基板Ｗ表面を得ることができる。
【００９１】
また、酸素水貯留槽Ｒ１により貯留された酸素水が汚染除去処理の施された清浄な基板Ｗ表面に供給されることにより、基板Ｗに極薄酸化膜形成処理が施され、基板Ｗ表面に薄い酸化膜を均一に形成することができる。
【００９２】
以上、本発明の一実施の形態において、汚染除去処理は基板に酸化性処理液を供給するステップおよび酸化性処理液の供給後、基板にエッチング液を供給するステップに相当し、極薄酸化膜形成処理はエッチング液の供給後、基板に酸素水を供給するステップに相当する。
【００９３】
また、バルブＶａ、酸化処理用ノズル５０および酸化処理用供給管６３は酸化性処理液供給系に相当し、バルブＶａ、エッチング用ノズル７０およびエッチング用供給管７４はエッチング液供給系に相当し、バルブＶａ、酸化処理用ノズル５０および酸化処理用供給管６３は酸素水供給系に相当する。
【００９４】
さらに、オゾン水貯留槽Ｒ２は酸化性処理液貯留手段に相当し、フッ化水素水貯留槽Ｒ３はエッチング液貯留手段に相当し、酸素水貯留槽Ｒ１は酸素水貯留手段に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係る基板処理方法および基板処理装置は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板への酸化膜の形成等のために利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の洗浄処理部および流体ボックス部の構成を説明するための図である。
【図３】図１のキャリアの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９７】
５０  酸化処理用ノズル
６３  酸化処理用供給管
７０  エッチング用ノズル
７４  エッチング用供給管
１００  基板処理装置
２ａ〜２ｄ  流体ボックス部
５ａ〜５ｄ  洗浄処理部
Ｒ１  酸素水貯留槽
Ｒ２  オゾン水貯留槽
Ｒ３  フッ化水素水貯留槽
Ｖａ  バルブ
【図１】
2005191143.tif 000003
【図２】
2005191143.tif 000004
【図３】
2005191143.tif 000005