(57)【要約】【課題】リンス処理時における基板の帯電を防止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。【解決手段】基板処理装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック１と、スピンチャック１に保持されて回転されているウエハＷの表面に薬液としてのふっ酸を供給するための薬液ノズル２と、スピンチャック１に保持されて回転されているウエハＷの表面にリンス液としての希塩酸を供給するためのリンス液ノズル３とを備えている。スピンチャック１による回転状態のウエハＷの表面に対して、薬液ノズル２からふっ酸が供給されて、そのふっ酸による処理が施された後、リンス液ノズル３から希塩酸が供給されることにより、ウエハＷの表面に付着しているふっ酸を洗い流すためのリンス処理が行われる。リンス処理後は、ウエハＷを高速回転させて乾燥させるスピンドライ処理が行われる。【選択図】図１
2007234815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転状態の基板に希塩酸をリンス液として供給して、その基板に付着している残留物を洗い流すリンス処理工程と、
前記リンス処理工程に引き続いて、基板を前記リンス処理工程時よりも高速に回転させることにより、基板に付着している希塩酸を振り切るドライ処理工程とを含むことを特徴とする、基板処理方法。
【請求項２】
前記リンス処理工程に先立って、回転状態の基板に薬液を供給して、基板に対して薬液による処理を実施する薬液処理工程をさらに含み、
前記リンス処理工程は、回転状態の基板に希塩酸をリンス液として供給して、基板に付着している薬液を洗い流す工程であることを特徴とする、請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記薬液は、酸性液であることを特徴とする、請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記薬液は、ふっ酸であることを特徴とする、請求項３記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記リンス処理工程は、疎水性を有する基板の表面に希塩酸をリンス液として供給して、その基板の表面に付着している残留物を洗い流す工程であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
基板を保持しつつ回転させる基板回転手段と、
前記基板回転手段による回転状態の基板に希塩酸を供給する希塩酸供給手段と、
前記希塩酸供給手段による希塩酸の供給が行われ、その後、前記基板回転手段による基板の回転速度が上昇されて、基板に付着している希塩酸が振り切られるように、前記基板回転手段および前記希塩酸供給手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする、基板処理装置。
【請求項７】
前記基板回転手段による回転状態の基板に薬液を供給する薬液供給手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記薬液供給手段による薬液の供給後に、前記希塩酸供給手段による希塩酸の供給が行われ、その後、前記基板回転手段による基板の回転速度が上昇されて、基板に付着している希塩酸が振り切られるように、前記基板回転手段、前記薬液供給手段および前記希塩酸供給手段を制御することを特徴とする、請求項６記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などに代表される各種基板を処理するための基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に処理液を供給して、その基板の表面を処理液で洗浄する処理などが行われる。
たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の洗浄処理を実施する基板処理装置は、複数本のチャックピンで基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の表面に薬液および純水を選択的に供給するためのノズルとを備えている。
【０００３】
基板の処理に際しては、スピンチャックによって基板が回転される。そして、ノズルから回転中の基板の表面に薬液が供給される。基板の表面上に供給された薬液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の表面上を周縁に向けて流れる。これによって、基板の表面の全域に薬液が行き渡り、基板の表面に対する薬液による処理が達成される。そして、この薬液による処理後には、基板に付着した薬液を純水で洗い流すためのリンス処理が行われる。すなわち、ノズルからスピンチャックによって回転されている基板の表面に純水が供給されて、その純水が基板の回転による遠心力を受けて拡がることにより、基板の表面に付着している薬液が洗い流される。このリンス処理後は、スピンチャックによる基板の回転速度が上昇されて、基板に付着している純水を振り切って乾燥させるスピンドライ処理が行われる。
【特許文献１】特開２００５−１９１５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような従来の基板処理装置では、リンス処理時に、回転状態の基板の表面と純水との間に摩擦が生じ、基板が摩擦帯電することがあった。基板が電荷を帯びると、その電荷の放電が生じたときに、基板の表面に形成されるデバイスの破壊を生じるおそれがある。
そこで、この発明の目的は、リンス処理時における基板の帯電を防止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】
【０００５】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、回転状態の基板（Ｗ）に希塩酸をリンス液として供給して、その基板に付着している残留物を洗い流すリンス処理工程（Ｓ２）と、前記リンス処理工程に引き続いて、基板を前記リンス処理工程時よりも高速に回転させることにより、基板に付着している希塩酸を振り切るドライ処理工程（Ｓ３）とを含むことを特徴とする、基板処理方法である。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この方法では、回転状態の基板に希塩酸がリンス液として供給され、その基板に付着している残留物が希塩酸で洗い流された後、基板が高速回転されて、基板に付着している希塩酸が振り切られる。
【０００７】
ここで、希塩酸とは、濃度３０％の塩酸を１０４倍以上１０５倍以下に希釈したものをいう。このような希塩酸の水素イオン濃度は、ｐＨ３〜４程度である。
塩酸は、電離度が大きいため、高希釈された希塩酸であっても、高い導電性を有している。そのため、回転状態の基板に希塩酸が供給されても、希塩酸との摩擦による基板の帯電を生じない。したがって、希塩酸をリンス液として用いることにより、リンス処理時における基板の帯電を防止することができる。また、リンス処理前から基板が帯電していたり、たとえリンス処理中に基板が帯電したりしても、その基板に帯びた電荷を希塩酸を介して除電することができる。その結果、基板の帯電に起因するデバイス破壊を防止することができる。
【０００８】
また、基板がシリコン基板である場合に、リンス液にシリコンが溶け込むことによって、リンス液が乾燥したときに乾燥跡（ウォータマーク）が残ることがあるが、希塩酸は水素イオンを含んでいるので、シリコンは希塩酸に溶け込みにくい。したがって、リンス液として希塩酸が用いられることにより、基板の表面にシリコンが溶け込んだリンス液が乾燥したときの乾燥跡（ウォータマーク）が残るのを防止することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記リンス処理工程に先立って、回転状態の基板に薬液を供給して、基板に対して薬液による処理を実施する薬液処理工程（Ｓ１）をさらに含み、前記リンス処理工程は、回転状態の基板に希塩酸をリンス液として供給して、基板に付着している薬液を洗い流す工程であることを特徴とする、請求項１記載の基板処理方法である。
この方法によれば、リンス処理時に、基板の帯電を防止することができながら、薬液処理工程後の基板に付着している薬液を洗い流すことができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記薬液は、酸性液であることを特徴とする、請求項２記載の基板処理方法である。
酸性液を薬液として用いた処理後は、基板の表面が疎水性を示していることが多く、この場合に、たとえば、炭酸水がリンス液として用いられると、その疎水性を示す基板の表面に炭酸水中の気泡が接触し、その接触部分に炭酸水中の汚染物が捕獲されるおそれがある。これに対し、希塩酸は、炭酸水と異なり、液中に気泡が存在しない。そのため、希塩酸がリンス液として用いられることにより、基板の表面が疎水性を示していても、基板の表面に汚染物が捕獲されるおそれがなく、清浄な基板を提供することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記薬液は、ふっ酸であることを特徴とする、請求項３記載の基板処理方法である。
ふっ酸による処理後の基板の表面は疎水性を示すので、請求項３に関連して述べた効果がより顕著に発揮される。
請求項５記載の発明は、前記リンス処理工程は、疎水性を有する基板の表面に希塩酸をリンス液として供給して、その基板の表面に付着している残留物を洗い流す工程であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法である。
【００１２】
請求項３に関連して述べたように、希塩酸がリンス液として用いられることにより、基板の表面が疎水性を示していても、基板の表面に汚染物が捕獲されるおそれがなく、清浄な基板を提供することができる。
請求項６記載の発明は、基板（Ｗ）を保持しつつ回転させる基板回転手段（１）と、前記基板回転手段による回転状態の基板に希塩酸を供給する希塩酸供給手段（３，１０，１１）と、前記希塩酸供給手段による希塩酸の供給が行われ、その後、前記基板回転手段による基板の回転速度が上昇されて、基板に付着している希塩酸が振り切られるように、前記基板回転手段および前記希塩酸供給手段を制御する制御手段（１２）とを含むことを特徴とする、基板処理装置である。
【００１３】
この構成によれば、請求項１に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
請求項７記載の発明は、前記基板回転手段による回転状態の基板に薬液を供給する薬液供給手段（２，８，９）をさらに含み、前記制御手段は、前記薬液供給手段による薬液の供給後に、前記希塩酸供給手段による希塩酸の供給が行われ、その後、前記基板回転手段による基板の回転速度が上昇されて、基板に付着している希塩酸が振り切られるように、前記基板回転手段、前記薬液供給手段および前記希塩酸供給手段を制御することを特徴とする、請求項６記載の基板処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、請求項２に関連して述べた効果と同様な効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解図である。
この基板処理装置は、基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置であり、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転させるためのスピンチャック１と、スピンチャック１に保持されて回転されているウエハＷの表面に薬液としてのふっ酸を供給するための薬液ノズル２と、スピンチャック１に保持されて回転されているウエハＷの表面にリンス液としての希塩酸を供給するためのリンス液ノズル３と、ウエハＷから流下または飛散するふっ酸や希塩酸を受け取るためのカップ４とを備えている。
【００１６】
スピンチャック１は、モータ５と、このモータ５の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース６と、スピンベース６の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材７とを備えている。これにより、スピンチャック１は、複数個の挟持部材７によってウエハＷを挟持した状態で、モータ５の回転駆動力によってスピンベース６を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース６とともに鉛直軸線まわりに回転させることができる。
なお、スピンチャック１としては、このような構成のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面（非デバイス面）を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のバキュームチャックが採用されてもよい。
【００１７】
薬液ノズル２には、薬液供給管８が接続されている。この薬液供給管８には、図示しないふっ酸供給源からふっ酸が供給されるようになっている。また、薬液供給管８の途中部には、薬液供給管８を開閉するための薬液バルブ９が介装されている。これにより、薬液バルブ９を開閉して、ふっ酸供給源から薬液供給管８に供給されるふっ酸を薬液ノズル２に供給したり、その薬液ノズル２へのふっ酸の供給を停止したりすることができる。
【００１８】
リンス液ノズル３には、リンス液供給管１０が接続されている。このリンス液供給管１０には、図示しない希塩酸供給源から希塩酸が供給されるようになっている。また、リンス液供給管１０の途中部には、リンス液供給管１０を開閉するためのリンス液バルブ１１が介装されている。これにより、リンス液バルブ１１を開閉して、希塩酸供給源からリンス液供給管１０に供給される希塩酸をリンス液ノズル３に供給したり、そのリンス液ノズル３への希塩酸の供給を停止したりすることができる。
【００１９】
ここで、希塩酸とは、濃度３０％の塩酸を１０４倍以上１０５倍以下に希釈したものをいい、その水素イオン濃度は、ｐＨ３〜４程度である。また、ｐＨ３の希塩酸の抵抗は０．０２ＭΩ程度であり、ｐＨ４の希塩酸の抵抗は０．２ＭΩ程度である。
また、この基板処理装置には、マイクロコンピュータを含む制御部１２が備えられている。制御部１２は、ウエハＷの表面に対するふっ酸による洗浄処理のために、予め定められたプログラムに従って、モータ５の駆動を制御し、また、薬液バルブ９およびリンス液バルブ１１の開閉を制御する。
【００２０】
図２は、図１に示す基板処理装置におけるウエハＷの処理の流れを説明するための図である。
ウエハＷの処理に際しては、搬送ロボット（図示せず）により、この基板処理装置にウエハＷが搬入されてきて、そのウエハＷがスピンチャック１に受け渡される。
スピンチャック１にウエハＷが保持されると、まず、モータ５が駆動されて、スピンチャック１によるウエハＷの回転が開始される。次に、薬液バルブ９が開かれて、薬液ノズル２から回転状態のウエハＷの表面の中央部にふっ酸が供給されることにより、ウエハＷに対するふっ酸による洗浄処理が行われる（ステップＳ１）。ウエハＷの表面に供給されたふっ酸は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れることにより、ウエハＷの表面の全域にむらなく行き渡る。
【００２１】
このふっ酸処理が所定時間にわたって続けられると、薬液バルブ９が閉じられて、薬液ノズル２からウエハＷへのふっ酸の供給が停止される。そして、リンス液バルブ１１が開かれて、リンス液ノズル３からウエハＷの表面の中央部に希塩酸が供給されることにより、ウエハＷに付着したふっ酸を希塩酸で洗い流すためのリンス処理が行われる（ステップＳ２）。ウエハＷの表面上に供給された希塩酸は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れる。これによって、ウエハＷの表面の全域に希塩酸が行き渡り、ウエハＷの表面上のふっ酸が希塩酸によって洗い流される。
【００２２】
リンス処理が所定時間にわたって続けられると、リンス液バルブ１１が閉じられて、そのウエハＷの表面に対する希塩酸の供給が停止される。その後は、モータ５が制御されて、ウエハＷの回転速度が予め定める高回転速度（たとえば、３０００ｒｐｍ）に上げられて、ウエハＷに付着している希塩酸を遠心力で振り切るためのスピンドライ処理が行われる（ステップＳ３）。
【００２３】
このスピンドライ処理の後は、モータ５が停止されて、スピンベース６（ウエハＷ）が静止した後、搬送ロボットによって、この基板処理装置から処理済みのウエハＷが搬出される。
以上のように、この基板処理装置では、ふっ酸処理後のウエハＷに付着しているふっ酸を洗い流すためのリンス処理において、リンス液として希塩酸が用いられている。塩酸は、電離度が大きいため、高希釈された希塩酸であっても、高い導電性を有している。そのため、回転状態のウエハＷに希塩酸が供給されても、希塩酸との摩擦によるウエハＷの帯電を生じない。したがって、リンス処理時におけるウエハＷの帯電を防止することができる。また、リンス処理前からウエハＷが帯電していたり、たとえリンス処理中にウエハＷが帯電したりしても、そのウエハＷに帯びた電荷を希塩酸を介して除電することができる。その結果、ウエハＷの帯電に起因するデバイス破壊を防止することができる。
【００２４】
また、ウエハＷがシリコンウエハである場合に、リンス液にシリコンが溶け込むことによって、リンス液が乾燥したときに乾燥跡（ウォータマーク）が残ることがあるが、希塩酸は水素イオンを含んでいるので、シリコンは希塩酸に溶け込みにくい。したがって、リンス液として希塩酸が用いられることにより、ウエハＷの表面にシリコンが溶け込んだリンス液が乾燥したときの乾燥跡（ウォータマーク）が残るのを防止することができる。
【００２５】
しかも、ふっ酸を用いた処理後は、ウエハＷの表面が疎水性を示しているので、たとえば、炭酸水がリンス液として用いられると、その疎水性を示すウエハＷの表面に炭酸水中の気泡が接触し、その接触部分に炭酸水中の汚染物が捕獲されるおそれがある。これに対し、希塩酸は、炭酸水と異なり、液中に気泡が存在しない。そのため、希塩酸がリンス液として用いられることにより、ウエハＷの表面が疎水性を示していても、ウエハＷの表面に汚染物が捕獲されるおそれがなく、清浄なウエハＷを提供することができる。
【００２６】
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、ウエハＷに対する薬液による処理は、ふっ酸による洗浄処理に限らず、ウエハＷの表面に酸化処理液を供給して、そのウエハＷの表面に酸化膜を形成させる酸化処理であってもよい。あるいは、ウエハＷの表面にＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）などのレジスト剥離液を供給して、そのウエハＷの表面から不要となったレジスト膜を除去するレジスト剥離処理であってもよいし、ウエハＷの表面にポリマー除去液を供給して、ウエハＷの表面のポリマー（レジスト残渣）を除去するポリマー除去処理であってもよい。薬液として酸性液が用いられる場合、その処理後は、ウエハＷの表面が疎水性を示していることが多い。この場合に、リンス液として希塩酸が用いられることにより、上述したように、ウエハＷの表面が疎水性を示していても、ウエハＷの表面に汚染物が捕獲されるおそれがなく、清浄なウエハＷを提供することができる。また、薬液を用いずに、ウエハＷに純水を供給してウエハＷに付着している異物を除去する処理であっても、純水とウエハＷとの摩擦によりウエハＷが帯電するおそれがある。その場合、純水の代わりに希塩酸を用いることによってウエハＷの帯電を防止することができる。また、回転しているウエハＷの表面に純水を供給しつつ、ブラシを当接させて洗浄する場合にも、純水の代わりに希塩酸を用いることによって、ウエハＷの帯電を防止することができる。
【００２７】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解図である。
【図２】図１に示す基板処理装置におけるウエハＷの処理の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      スピンチャック
２      薬液ノズル
３      リンス液ノズル
８      薬液供給管
９      薬液バルブ
１０    リンス液供給管
１１    リンス液バルブ
１２    制御部
Ｗ      ウエハ
【図１】
2007234815.tif 000003
【図２】
2007234815.tif 000004