JP2023039584A - Substrate processing method and substrate processing device - Google Patents
Substrate processing method and substrate processing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023039584A JP2023039584A JP2021146774A JP2021146774A JP2023039584A JP 2023039584 A JP2023039584 A JP 2023039584A JP 2021146774 A JP2021146774 A JP 2021146774A JP 2021146774 A JP2021146774 A JP 2021146774A JP 2023039584 A JP2023039584 A JP 2023039584A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- substrate
- processing
- liquid
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/42—Stripping or agents therefor
- G03F7/427—Stripping or agents therefor using plasma means only
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/42—Stripping or agents therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/42—Stripping or agents therefor
- G03F7/422—Stripping or agents therefor using liquids only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31127—Etching organic layers
- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
- H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
【課題】レジストの剥離能力を向上させる技術の提供。【解決手段】基板処理方法は、レジストが設けられている基板Wを、保持部1に保持させる保持工程(ステップS1)と、保持部1に保持されている基板Wにプラズマを照射する第1プラズマ処理工程(ステップS2)と、第1プラズマ処理工程が行われた後、保持部1に保持されている基板Wに、処理液の液膜を形成する液膜形成工程(ステップS3)と、液膜形成工程が行われた後、保持部1に保持されている基板Wにプラズマを照射する第2プラズマ処理工程(ステップS5)と、第2プラズマ処理工程が行われた後、保持部1に保持されている基板Wから液膜を洗い流すリンス工程(ステップS6)と、を備える。【選択図】図3[Problem] To provide a technology for improving the stripping ability of resist. [Solution] The substrate processing method includes a holding step (step S1) of holding a substrate W provided with resist on a holder 1, a first plasma processing step (step S2) of irradiating the substrate W held on the holder 1 with plasma, a liquid film forming step (step S3) of forming a liquid film of a processing liquid on the substrate W held on the holder 1 after the first plasma processing step, a second plasma processing step (step S5) of irradiating the substrate W held on the holder 1 with plasma after the liquid film forming step, and a rinsing step (step S6) of washing away the liquid film from the substrate W held on the holder 1 after the second plasma processing step. [Selected Figure] Figure 3
Description
本願は、基板処理方法および基板処理装置に関する。 The present application relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
半導体装置の製造プロセスにおいては、基板の主面に対して選択的にエッチングやイオン注入などを行うために、マスクとしてのレジストが設けられることがある。エッチングやイオン注入が行われた後は、レジストは不要となるため、これを剥離(除去)する処理が行われる。基板に設けられたレジストを剥離する手法は、各種提案されている(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art In a manufacturing process of a semiconductor device, a resist is sometimes provided as a mask in order to selectively perform etching, ion implantation, or the like on the main surface of a substrate. After etching and ion implantation are performed, the resist is no longer needed, so a process of stripping (removing) the resist is performed. Various methods have been proposed for stripping the resist provided on the substrate (for example, Patent Document 1).
基板に設けられたレジストを剥離する手法の一つとして、基板に、硫酸を含む処理液の液膜を形成し、その液膜にプラズマを照射する、というものが考えられている。この手法では、プラズマに含まれる活性種が硫酸と反応することによって、カロ酸(ペルオキソ一硫酸:H2SO5)が発生し、これがレジストを酸化することによって、レジストが剥離される。 As one method for stripping the resist provided on the substrate, a method of forming a liquid film of a processing liquid containing sulfuric acid on the substrate and irradiating the liquid film with plasma is considered. In this method, active species contained in the plasma react with sulfuric acid to generate Caro's acid (peroxomonosulfuric acid: H 2 SO 5 ), which oxidizes the resist, thereby stripping the resist.
カロ酸の酸化力は極めて高く、上記の手法によると、十分に高い剥離能力が実現される。しかしながら、レジストの膜厚が特に大きい場合、イオン注入量が特に多い場合、相性の悪いポリマーが含有されている場合、などには、レジストが十分に剥離されるまでに時間がかかったり、硫酸の使用量が多くなったりすることもあり得る。そこで、レジストの剥離能力をさらに向上させる技術が求められていた。 The oxidizing power of Caro's acid is extremely high, and the above technique achieves a sufficiently high stripping ability. However, when the resist film is particularly thick, when the amount of ion implantation is particularly large, when it contains incompatible polymers, etc., it takes time for the resist to be sufficiently stripped, or sulfuric acid is used. It is possible that the amount used may increase. Therefore, there has been a demand for a technique for further improving the resist stripping ability.
本願は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レジストの剥離能力を向上させる技術を提供することである。 The present application has been made in view of such problems, and its object is to provide a technique for improving the peeling ability of the resist.
第1の態様は、基板処理方法であって、レジストが設けられている基板を、保持部に保持させる保持工程と、前記保持部に保持されている基板にプラズマを照射する第1プラズマ処理工程と、前記第1プラズマ処理工程が行われた後、前記保持部に保持されている基板に処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜形成工程が行われた後、前記保持部に保持されている基板にプラズマを照射する第2プラズマ処理工程と、前記第2プラズマ処理工程が行われた後、前記保持部に保持されている基板から液膜を洗い流すリンス工程と、を備える。 A first aspect is a substrate processing method, comprising a holding step of holding a substrate provided with a resist in a holding portion, and a first plasma processing step of irradiating the substrate held in the holding portion with plasma. and, after the first plasma processing step is performed, a liquid film forming step of forming a liquid film of the processing liquid on the substrate held in the holding portion; and after the liquid film forming step is performed, the a second plasma processing step of irradiating the substrate held by the holding portion with plasma; and a rinsing step of washing away the liquid film from the substrate held by the holding portion after the second plasma processing step is performed; Prepare.
第2の態様は、第1の態様に係る基板処理方法であって、前記液膜形成工程で形成された液膜の厚みを測定する膜厚測定工程、を備える。 A second aspect is the substrate processing method according to the first aspect, comprising a film thickness measuring step of measuring the thickness of the liquid film formed in the liquid film forming step.
第3の態様は、第2の態様に係る基板処理方法であって、前記膜厚測定工程で得られた測定値に基づいて、前記第2プラズマ処理工程の処理条件を調整する。 A third aspect is the substrate processing method according to the second aspect, wherein the processing conditions of the second plasma processing step are adjusted based on the measured value obtained in the film thickness measuring step.
第4の態様は、第1から第3の態様のいずれかに係る基板処理方法であって、前記第1プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスを供給する。 A fourth aspect is the substrate processing method according to any one of the first to third aspects, wherein a gas that promotes generation of plasma is supplied in the first plasma processing step.
第5の態様は、第1から第4の態様のいずれかに係る基板処理方法であって、前記第2プラズマ処理工程を、プラズマの発生を促進するガスの供給を停止した状態で行う。 A fifth aspect is the substrate processing method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the second plasma processing step is performed in a state in which the supply of the gas promoting plasma generation is stopped.
第6の態様は、第1から第4の態様のいずれかに係る基板処理方法であって、前記第2プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスを供給する。 A sixth aspect is the substrate processing method according to any one of the first to fourth aspects, wherein a gas that promotes generation of plasma is supplied in the second plasma processing step.
第7の態様は、第1から第6の態様のいずれかに係る基板処理方法であって、前記第1プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面と対向配置されたプラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射しつつ、該基板を主面と直交する回転軸の周りで、所定の回転数で回転させるものであり、前記所定の回転数が、5(rpm)以上、かつ、20(rpm)以下である。 A seventh aspect is the substrate processing method according to any one of the first to sixth aspects, wherein, in the first plasma processing step, plasma is arranged opposite to the main surface of the substrate held by the holding part. While irradiating the substrate with plasma from the irradiation unit, the substrate is rotated at a predetermined rotation speed around a rotation axis perpendicular to the main surface, and the predetermined rotation speed is 5 (rpm). above and below 20 (rpm).
第8の態様は、第1から第7の態様のいずれかに係る基板処理方法であって、前記第2プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面と対向配置されたプラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射しつつ、該基板を主面と直交する回転軸の周りで回転させない、あるいは、30(rpm)以下の回転数で回転させるものである。 An eighth aspect is the substrate processing method according to any one of the first to seventh aspects, wherein in the second plasma treatment step, the plasma is arranged to face the main surface of the substrate held by the holding part. While irradiating the substrate with plasma from the irradiation unit, the substrate is not rotated around the rotation axis orthogonal to the main surface, or is rotated at a rotation speed of 30 (rpm) or less.
第9の態様は、第1から第8の態様のいずれかに係る基板処理方法であって、前記第1プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面との間に第1離間距離を設けつつ対向配置されたプラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射し、前記第2プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面との間に、前記第1離間距離よりも小さい第2離間距離を設けつつ、対向配置された前記プラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射する。 A ninth aspect is the substrate processing method according to any one of the first to eighth aspects, wherein in the first plasma processing step, a first plasma is formed between the main surface of the substrate held by the holding part and the first plasma. Plasma is applied to the substrate from the plasma irradiation units that are arranged facing each other while providing a separation distance. Plasma is applied to the substrate from the plasma irradiating units facing each other while providing a second separation distance smaller than the separation distance.
第10の態様は、基板処理装置であって、基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板にプラズマを照射するプラズマ照射部と、前記保持部に保持された基板に処理液を供給して該基板に前記処理液の液膜を形成する処理液供給部と、前記プラズマ照射部から前記保持部に保持された基板に対してプラズマを照射させる制御部と、を備え、前記制御部が、前記液膜が形成される前の基板に対してプラズマを照射させ、さらに、前記液膜が形成された後の基板に対してプラズマを照射させる。 A tenth aspect is a substrate processing apparatus comprising: a holding section for holding a substrate; a plasma irradiation section for irradiating the substrate held by the holding section with plasma; and a control unit for irradiating the substrate held by the holding unit with plasma from the plasma irradiation unit, wherein the The control unit causes the substrate before the liquid film is formed to be irradiated with plasma, and further causes the substrate after the liquid film is formed to be irradiated with plasma.
第1の態様に係る基板処理方法によると、処理液の液膜が形成される前と後において、基板に対してプラズマが照射される。処理液の液膜が形成される前の基板に対するプラズマの照射(第1プラズマ処理工程)では、プラズマがレジストに対して直接に作用することで、レジストに含まれるポリマーの分解(低分子化)などが進行し、レジストが剥離されやすい膜質に変質される。一方、処理液の液膜が形成された後の基板に対するプラズマの照射(第2プラズマ処理工程)では、プラズマが処理液に作用することで処理液の処理能力が高められつつ、処理液によるレジストの剥離が進行する。つまり、この基板処理方法では、第1プラズマ処理工程におけるプラズマ照射によって、レジストの膜質が剥離されやすい状態に変質された上で、第2プラズマ処理工程におけるプラズマ照射によって処理能力が高められた処理液によって、レジストの剥離が行われる。したがって、レジストが比較的剥離され難いケースであっても、これを難なく剥離することができる。すなわち、レジストの剥離能力を向上させることができる。 According to the substrate processing method of the first aspect, the substrate is irradiated with plasma before and after the liquid film of the processing liquid is formed. In the plasma irradiation of the substrate before the liquid film of the processing liquid is formed (first plasma processing step), the plasma directly acts on the resist to decompose the polymer contained in the resist (reduce the molecular weight). etc. progresses, and the resist is changed into a film that is easily peeled off. On the other hand, in the irradiation of the plasma to the substrate after the liquid film of the processing liquid is formed (second plasma processing step), the processing capability of the processing liquid is enhanced by the action of the plasma on the processing liquid, and the resist due to the processing liquid is increased. detachment progresses. In other words, in this substrate processing method, the processing liquid whose processing capability is enhanced by the plasma irradiation in the second plasma processing step after the film quality of the resist is changed into a state in which it is easy to peel off by the plasma irradiation in the first plasma processing step. , the resist is stripped. Therefore, even if the resist is relatively difficult to peel off, it can be peeled off without difficulty. That is, the ability to remove the resist can be improved.
第2の態様に係る基板処理方法によると、液膜形成工程で形成された液膜の厚みが測定される。液膜形成工程では、処理条件を同じ設定にしても、実際に形成される液膜の厚みが、基板間で多少ばらつく場合がある。さらに、液膜が形成される前の基板にプラズマが照射されてレジストの膜質が変質されている場合、このばらつきが特に生じやすくなると考えられる。基板間で液膜の厚みにばらつきがあると、第2プラズマ処理工程におけるプラズマ処理の進行速度にばらつきが生じ、基板間で処理の均一性が担保されなくなる虞があるところ、液膜の厚みが測定されることによって、このようなばらつきが生じ得る状況を察知することができる。 According to the substrate processing method of the second aspect, the thickness of the liquid film formed in the liquid film forming step is measured. In the liquid film forming process, even if the processing conditions are set to be the same, the thickness of the actually formed liquid film may vary slightly between substrates. Furthermore, it is considered that this variation is particularly likely to occur when the substrate before the liquid film is formed is irradiated with plasma and the film quality of the resist is degraded. If there is variation in the thickness of the liquid film among substrates, the progress rate of the plasma processing in the second plasma processing step will vary, and there is a risk that the uniformity of processing will not be ensured among the substrates. By being measured, it is possible to perceive situations in which such variations may occur.
第3の態様に係る基板処理方法によると、膜厚測定工程で得られた測定値に基づいて、第2プラズマ処理工程の処理条件が調整される。したがって、基板間で液膜の厚みにばらつきが生じていたとしても、これを相殺するように第2プラズマ処理工程の処理条件を調整することで、基板間で処理のばらつきが生じることを回避できる。 According to the substrate processing method of the third aspect, the processing conditions for the second plasma processing step are adjusted based on the measured value obtained in the film thickness measuring step. Therefore, even if the thickness of the liquid film varies between substrates, by adjusting the processing conditions of the second plasma processing step so as to offset this variation, it is possible to avoid variations in processing between substrates. .
第4の態様に係る基板処理方法によると、第1プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスが供給されるので、プラズマ処理を効果的に進行させることができる。 According to the substrate processing method according to the fourth aspect, in the first plasma processing step, the gas that promotes the generation of plasma is supplied, so the plasma processing can proceed effectively.
第5の態様に係る基板処理方法によると、第2プラズマ処理工程は、ガスの供給が停止された状態で行われるので、基板に形成されている液膜がガス流を受けて揺れたり押し流されたりすることがない。したがって、基板の面内における処理の均一性が十分に担保される。 According to the substrate processing method according to the fifth aspect, since the second plasma processing step is performed with the gas supply stopped, the liquid film formed on the substrate is shaken or swept away by the gas flow. There is no such thing as Therefore, the uniformity of processing within the plane of the substrate is sufficiently ensured.
第6の態様に係る基板処理方法によると、第2プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスが供給されるので、プラズマ処理を効果的に進行させることができる。 According to the substrate processing method according to the sixth aspect, in the second plasma processing step, the gas that promotes the generation of plasma is supplied, so the plasma processing can proceed effectively.
第7の態様に係る基板処理方法によると、第1プラズマ処理工程において、基板が、5(rpm)以上、かつ、20(rpm)以下の回転数で回転される。仮に、プラズマ中の活性種の分布が不均一であったとしても、基板が回転されることによって、基板の主面の全領域に亘って満遍なく活性種を作用させることができるので、基板の面内における処理の均一性を高めることができる。その一方で、基板が回転される際の回転数が大きすぎると、気流の乱れを引き起こしてプラズマ中の活性種の分布に不均衡を生じさせる(つまり、基板の面内における処理の均一性が却って低下する)虞があるが、回転数が20(rpm)以下とされることで、このような事態の発生が回避される。 According to the substrate processing method of the seventh aspect, in the first plasma processing step, the substrate is rotated at a rotation speed of 5 (rpm) or more and 20 (rpm) or less. Even if the distribution of the active species in the plasma is non-uniform, the rotation of the substrate allows the active species to act evenly over the entire main surface of the substrate. The uniformity of processing within can be enhanced. On the other hand, if the number of revolutions when the substrate is rotated is too high, it will cause turbulence in the airflow and cause an imbalance in the distribution of active species in the plasma (that is, the uniformity of the processing within the surface of the substrate will be reduced). However, by setting the rotational speed to 20 (rpm) or less, such a situation can be avoided.
第8の態様に係る基板処理方法によると、第2プラズマ処理工程において、基板が、回転されない、あるいは、30(rpm)以下の回転数で回転されるので、基板に形成されている液膜が揺れたり偏ったりすることを抑制することができる。したがって、基板の面内における処理の均一性が十分に担保される。 According to the substrate processing method according to the eighth aspect, in the second plasma processing step, the substrate is not rotated, or is rotated at a rotation speed of 30 (rpm) or less, so that the liquid film formed on the substrate is Shaking and biasing can be suppressed. Therefore, the uniformity of processing within the plane of the substrate is sufficiently ensured.
第9の態様に係る基板処理方法では、第1プラズマ処理工程と第2プラズマ処理工程との間で、基板とプラズマ照射部との離間距離が異なるものとされている。この離間距離が小さいほどプラズマ処理が促進されるが、この離間距離が小さくなりすぎると、両者の間に放電が生じる虞がある。ここで、基板に液膜が形成されていると、該液膜が形成されていない状態に比べて、放電は生じにくくなる。つまり、放電を回避するために確保しなければならない最小の離間距離は、基板に液膜が形成されている状態の方が、液膜が形成されていない状態よりも、小さい。この態様に係る基板処理方法では、第2プラズマ処理工程における基板とプラズマ照射部との離間距離を、第1プラズマ処理工程における基板とプラズマ照射部との離間距離よりも小さいものとすることで、第1、第2プラズマ処理工程の各々において、放電の発生を抑制しつつ、プラズマ処理を十分に促進することを可能としている。 In the substrate processing method according to the ninth aspect, the separation distance between the substrate and the plasma irradiation section is different between the first plasma processing step and the second plasma processing step. The smaller the separation distance, the more the plasma processing is promoted. Here, when a liquid film is formed on the substrate, discharge is less likely to occur than when the liquid film is not formed. That is, the minimum separation distance that must be ensured to avoid discharge is smaller when the liquid film is formed on the substrate than when the liquid film is not formed. In the substrate processing method according to this aspect, the distance between the substrate and the plasma irradiation section in the second plasma processing step is smaller than the distance between the substrate and the plasma irradiation section in the first plasma processing step, In each of the first and second plasma processing steps, it is possible to sufficiently promote the plasma processing while suppressing the occurrence of electrical discharge.
第10の態様に係る基板処理装置によると、処理液の液膜が形成される前の基板に対してプラズマが照射され、さらに、液膜が形成された後の基板に対してもプラズマが照射される。前者のプラズマ照射によって、レジストの膜質が剥離されやすい状態に変質された上で、後者のプラズマ照射によって処理能力が高められた処理液によって、レジストの剥離が行われるので、レジストが比較的剥離され難いケースであっても、これを難なく剥離することができる。すなわち、レジストの剥離能力を向上させることができる。また、ここでは、前者と後者のプラズマ照射が、同じ装置で行われるので、例えば、処理液の液膜が形成される前の基板に対して第1の装置でプラズマを照射し、該基板を第1の装置から第2の装置に移送して、該第2の装置で、液膜が形成された後の基板に対してプラズマを照射する、といった構成に比べて、処理時間が大幅に短縮される。 According to the substrate processing apparatus according to the tenth aspect, the substrate before the liquid film of the processing liquid is formed is irradiated with the plasma, and the substrate after the liquid film is formed is also irradiated with the plasma. be done. By the former plasma irradiation, the film quality of the resist is changed into a state that is easy to peel off, and then the resist is stripped by the processing liquid whose processing ability has been enhanced by the latter plasma irradiation, so that the resist is relatively stripped. Even in difficult cases, it can be peeled off without difficulty. That is, the ability to remove the resist can be improved. Further, here, since the former and the latter plasma irradiation are performed by the same apparatus, for example, the substrate before the liquid film of the processing liquid is formed is irradiated with the plasma by the first apparatus, and the substrate is exposed to the plasma. Compared to a configuration in which the substrate is transferred from the first device to the second device, and the second device irradiates the substrate on which the liquid film has been formed, the processing time is greatly shortened. be done.
以下、添付の図面を参照しながら、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、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、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または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the components described in this embodiment are merely examples, and the scope of the present disclosure is not intended to be limited to them. Also, in the drawings, for ease of understanding, the dimensions or number of each part may be exaggerated or simplified as necessary.
相対的または絶対的な位置関係を示す表現(例えば、「一方向に」、「一方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」、「同軸」、など)は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。また、等しい状態であることを示す表現(例えば、「同一」、「等しい」、「均質」、など)は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。また、形状を示す表現(例えば、「円形状」、「四角形状」、「円筒形状」、など)は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲の形状を表すものとし、例えば凹凸または面取りなどを有していてもよい。また、構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、「有する」、といった各表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。また、「A、BおよびCのうちの少なくとも一つ」という表現には、「Aのみ」、「Bのみ」、「Cのみ」、「A、BおよびCのうち任意の2つ」、「A、BおよびCの全て」が含まれる。 Expressions that indicate relative or absolute positional relationships (e.g., "in one direction", "along one direction", "parallel", "perpendicular", "center", "concentric", "coaxial", etc.) Unless otherwise specified, not only expresses the positional relationship strictly, but also expresses the state of being displaced in terms of relative angle or distance within the range of tolerance or equivalent function. In addition, unless otherwise specified, expressions indicating equality (e.g., “identical”, “equal”, “homogeneous”, etc.) not only express quantitatively exact equality, but also It shall also represent the state in which there is a difference in which the degree of function is obtained. In addition, expressions indicating shapes (e.g., “circular”, “square”, “cylindrical”, etc.), unless otherwise specified, not only express the shape strictly geometrically, but also The shape represents a range in which an effect can be obtained, and may have, for example, unevenness or chamfering. In addition, each expression such as "comprising", "comprising", "having", "including", or "having" a component is not an exclusive expression excluding the existence of other components. In addition, the expression "at least one of A, B and C" includes "only A", "only B", "only C", "any two of A, B and C", " All of A, B and C" are included.
<1.基板処理システムの全体構成>
基板処理システム100の構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、基板処理システム100の構成を模式的に示す平面図である。
<1. Overall Configuration of Substrate Processing System>
A configuration of the
基板処理システム100は、処理対象である基板Wに対して所定の処理を行う処理システムであり、インターフェース部110、インデクサ部120、本体部130、および、制御部140を備える。基板処理システム100において処理対象とされる基板Wは、例えば半導体基板である。また、処理対象とされる基板Wの形状は、例えば円板形状であり、そのサイズ(直径)は例えば約300(mm)である。
The
インターフェース部110は、複数枚の基板Wを収容する基板収容器であるキャリアCを、基板処理システム100に接続するためのインターフェースであり、具体的には例えば、キャリアCが載置されるロードポート111が、複数個(図の例では3個)、水平方向に一列に並んで配列された構成を備える。キャリアCは、基板Wを密閉空間に収納するタイプのもの(例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)、SMIF(Standard Mechanical Inter Face)ポッド、など)であってもよいし、基板Wを外気にさらすタイプのもの(例えば、OC(Open Cassette)、など)であってもよい。
The
インデクサ部120は、インターフェース部110と本体部130との間に配置された部分であり、インデクサロボット121を備える。
The
インデクサロボット121は、各ロードポート111に載置されたキャリアCと主搬送ロボット131(後述する)との間で基板Wを搬送する搬送ロボットであり、基板Wを保持するハンド121a、ハンド121aに接続されたアーム121b、アーム121bを伸縮、旋回、および、昇降させるための駆動部、などを含んで構成される。インデクサロボット121は、各ロードポート111に載置されているキャリアCにアクセスして、搬出動作(すなわち、キャリアCに収容されている未処理の基板Wをハンド121aで取り出す動作)、および、搬入動作(すなわち、ハンド121aに保持されている処理済みの基板WをキャリアCに搬入する動作)を行う。また、インデクサロボット121は、主搬送ロボット131との受渡位置Tにアクセスして、主搬送ロボット131との間で基板Wの受け渡しを行う。
The
本体部130は、主搬送ロボット131、および、複数個(例えば12個)の処理ユニット132を備える。ここでは例えば、鉛直方向に積層された複数個(例えば3個)の処理ユニット132が、1個のタワーを構成しており、該タワーが、主搬送ロボット131の周囲を取り囲むようにして、複数個(例えば4個)、設けられる。
The
主搬送ロボット131は、インデクサロボット121と各処理ユニット132との間で基板Wを搬送する搬送ロボットであり、基板Wを保持するハンド131a、ハンド131aに接続されたアーム131b、アーム131bを伸縮、旋回、および、昇降させるための駆動部、などを含んで構成される。主搬送ロボット131は、各処理ユニット132にアクセスして、搬入動作(すなわち、ハンド131aに保持されている処理対象の基板Wを処理ユニット132に搬入する動作)、および、搬出動作(すなわち、処理ユニット132に収容されている処理済みの処理の基板Wをハンド131aで取り出す動作)、を行う。また、主搬送ロボット131は、インデクサロボット121との受渡位置Tにアクセスして、インデクサロボット121との間で基板Wの受け渡しを行う。
The
処理ユニット132は、基板Wに対して所定の処理を行う装置である。処理ユニット132の具体的な構成については、後に説明する。
The
制御部140は、基板処理システム100が備える各部の動作を制御する要素であり、例えば、電気回路を有する一般的なコンピュータによって構成される。制御部140は、具体的には例えば、図2に示されるように、データ処理を担う中央演算装置としてのCPU(Central Processor Unit)141、基本プログラムなどが格納されるROM(Read Only Memory)142、CPU141が所定の処理(データ処理)を行う際の作業領域として用いられるRAM(Random Access Memory)143、フラッシュメモリ、ハードディスク装置、などの不揮発性記憶装置によって構成される記憶装置144、これらを相互に接続するバスライン145、などを含んで構成される。記憶装置144には、制御部140が実行する処理を規定するプログラムPが格納されており、CPU141がこのプログラムPを実行することにより、制御部140がプログラムPによって規定された処理を実行することができる。もっとも、制御部140が実行する処理の一部または全部が、専用の論理回路などのハードウェアによって実行されてもよい。
The
制御部140は、基板処理システム100の全体の動作を統括して制御する主制御部と、複数のローカル制御部とが、通信可能に接続された構成とされてもよい。この場合に、複数の処理ユニット132の各々に、少なくとも1個のローカル制御部が対応付けられて、該ローカル制御部が、主制御部からの指示に基づいて、対応する処理ユニット132の動作を制御するものとしてもよい。また、このような構成が採用される場合、主制御部および各ローカル制御部の各々が、上記の各部141~145の一部あるいは全部を個別に備えるものとしてもよい。
The
<2.処理ユニット>
次に、処理ユニット132の構成について、図3を参照しながら説明する。図3は、処理ユニット132の構成を模式的に示す側面図である。なお、上記の通り、本体部130には複数個の処理ユニット132が設けられているが、これら複数個の処理ユニット132のうちの少なくとも1個が、以下に説明する構成を有していればよい。すなわち、複数の処理ユニット132の中には、以下に説明する構成とは異なる構成を有するものが含まれてもよい。
<2. Processing unit>
Next, the configuration of the
処理ユニット132は、例えば、基板Wに設けられているレジストを剥離(除去)する処理を行う処理装置であり、基板処理装置に相当する。処理ユニット132は、処理対象である基板Wを1枚ずつ処理する、いわゆる枚葉式の処理装置である。
The
処理ユニット132は、保持部1、液供給部2、膜厚測定部3、プラズマ発生部4、遮断部5、ガス供給部6、および、ガード部7を備える。また、処理ユニット132は、これら各部1~7が備える要素の少なくとも一部(例えば、ベース部11、ノズル21,22、膜厚センサ31、プラズマリアクタ41、遮断板51、ガスノズル61、ガード71、など)を収容するチャンバ8を備える。チャンバ8の内部空間に、ファンフィルタユニット81などによって、清浄な空気のダウンフローが形成されることも好ましい。
The
(保持部1)
保持部1は、処理対象となる基板Wを保持する要素であり、例えば、ベース部11、複数のチャックピン12、および、回転機構13を備える。
(Holding portion 1)
The holding
ベース部11は、基板Wよりも僅かに大径である円板形状の部材であり、厚み方向を鉛直方向に沿わせるような姿勢で、配置される。複数のチャックピン12は、ベース部11の上面に設けられており、該上面の周縁に沿って間隔を設けつつ配列されている。各チャックピン12は、制御部140からの指示に応じて、基板Wの周縁に接触するチャック位置と、基板Wの周縁から離間する解除位置と間で変位するように構成されており、各チャックピン12がチャック位置に配置されることによって、基板Wが水平姿勢(基板Wの厚み方向が鉛直方向に沿うような姿勢)でベース部11の上方に保持される。
The
回転機構13は、ベース部11を回転させる機構である。回転機構13は、具体的には例えば、上端においてベース部11の下面と連結されたシャフト13a、および、シャフト13aの下端に接続されたモータ13bを含んで構成される。ここでは、例えば、ベース部11上に保持される基板Wの主面と直交するとともに、該主面の中心を通るような軸が、回転軸Qとして規定されており、シャフト13aは、この回転軸Qと同軸に設けられる。そして、モータ13bは、制御部140からの指示に応じて、制御部140から指示された回転数で、シャフト13aを回転軸Qの周りで回転させる。モータ13bの駆動を受けてシャフト13aが回転されることによって、ベース部11、ひいては、ベース部11上に保持される基板Wが、この回転軸Qの周りで回転する。このように、回転機構13を含んで構成される保持部1(すなわち、基板Wを保持しつつ回転させることができる保持部1)は、スピンチャックなどとも呼ばれる。また、スピンチャックにおけるベース部11は、スピンベースなどとも呼ばれる。
The
(液供給部2)
液供給部2は、保持部1に保持されている基板Wに液体を供給する要素であり、例えば、処理液ノズル21、リンス液ノズル22、および、ノズル移動機構23を備える。
(Liquid supply unit 2)
The
処理液ノズル21は、保持部1に保持されている基板Wに処理液を供給するノズルであり、例えば、一端面に吐出口21aが形成されたストレート型のノズルである。処理液ノズル21は、処理液供給管211を介して、所定の処理液(ここでは、硫酸)を貯留する処理液供給源212に接続される。また、処理液供給管211には、バルブ213および流量調整部214が介挿される。バルブ213は、処理液供給管211を通じた処理液の供給と停止とを切り替える弁であり、制御部140によって制御される。流量調整部214は、例えばマスフローコントローラにより構成され、制御部140の制御下で、処理液供給管211を流れる処理液の流量を調整する。このような構成において、バルブ213が開かれると、流量調整部214によって調整される所定流量の処理液が、処理液供給源212から処理液供給管211を通じて処理液ノズル21に供給されて、吐出口21aから吐出される。
The processing
処理液ノズル21が後述するノズル処理位置に配置された状態で、吐出口21aから処理液が吐出されることで、保持部1に保持されている基板Wに処理液が供給されて、基板Wに処理液の液膜が形成される(図8)。つまり、処理液ノズル21およびこれに接続された処理液供給管211などによって、保持部1に保持されている基板Wに処理液を供給して基板Wに処理液の液膜を形成する処理液供給部が構成される。
In a state where the processing
リンス液ノズル22は、保持部1に保持されている基板Wにリンス液を供給するノズルであり、例えば、一端面に吐出口22aが形成されたストレート型のノズルである。リンス液ノズル22は、リンス液供給管221を介して、所定のリンス液(例えば、脱イオン水(DIW、H-DIW)、純水、オゾン水、炭酸水、イソプロピルアルコール、など)を貯留するリンス液供給源222に接続される。また、リンス液供給管221には、バルブ223および流量調整部224が介挿される。バルブ223は、リンス液供給管221を通じたリンス液の供給と停止とを切り替える弁であり、制御部140によって制御される。流量調整部224は、例えばマスフローコントローラにより構成され、制御部140の制御下で、リンス液供給管221を流れるリンス液の流量を調整する。このような構成において、バルブ223が開かれると、流量調整部224によって調整される所定流量のリンス液が、リンス液供給源222からリンス液供給管221を通じてリンス液ノズル22に供給されて、吐出口22aから吐出される。
The rinse
リンス液ノズル22が後述するノズル処理位置に配置された状態で、吐出口22aからリンス液が吐出されることで、保持部1に保持されている基板Wにリンス液が供給される(図11)。つまり、ここでは、リンス液ノズル22およびこれに接続されたリンス液供給管221などによって、保持部1に保持されている基板Wにリンス液を供給するリンス液供給部が構成される。
In a state where the rinse
ノズル移動機構23は、処理液ノズル21およびリンス液ノズル22を、ノズル処理位置とノズル待機位置との間で移動させる機構である。ここで、「ノズル処理位置」とは、ノズル21,22の吐出口21a,22aから吐出される液が、保持部1に保持されている基板Wの上側の主面(上面)に供給されるような位置であり、具体的には例えば、該主面の上方であって、該主面の中心と鉛直方向において対向するような位置である(図8、図11)。一方、「ノズル待機位置」とは、ノズル21,22が、他の部材(プラズマ処理位置にあるプラズマリアクタ41、ベース部11に対して基板Wの授受を行う主搬送ロボット131のハンド131a、など)と干渉しないような位置であり、具体的には例えば、上方から見て保持部1に保持されている基板Wの周縁よりも外側(径方向の外方)の位置である(例えば、図6)。
The
ここでは、処理液ノズル21およびリンス液ノズル22が、連結部材などを介して連結されることでノズルユニットUを構成している。そして、ノズル移動機構23は、具体的には例えば、先端部においてノズルユニットUと連結されて略水平に延在するアーム、アームの基端部を支持する支柱、および、支柱をその軸の周りで回転させるモータを含んで構成される。モータは、制御部140からの指示に応じて、制御部140から指示された回転角度で、支柱をその軸の周りで回転させる。モータの駆動を受けて支柱が回転されると、アームが旋回し、その先端に連結されているノズルユニットUが円弧状の軌跡に沿って移動するところ、この軌跡上に各ノズル21,22のノズル処理位置とノズル待機位置が配置されるように、支柱の位置およびアームの長さが規定されている。つまり、ノズルユニットUが該円弧状の軌跡に沿って移動されることによって、各ノズル21,22が、各々のノズル処理位置とノズル待機位置との間で移動する。
Here, the processing
(膜厚測定部3)
膜厚測定部3は、保持部1に保持されている基板Wに形成されている処理液の液膜の厚み(膜厚)を測定する要素であり、例えば、膜厚センサ31、および、センサ移動機構32を備える。
(Thickness measurement unit 3)
The film
膜厚センサ31は、膜厚を測定するセンサ(いわゆる、膜厚計)である。膜厚センサ31は、具体的には例えば、光の干渉を利用した反射分光膜厚計であり、発光器、分光器、受光器、算出器、などを備える。この膜厚センサ31が膜厚を測定するにあたっては、まず、発光器が、測定用の光を、処理液の液膜が形成された基板Wの主面に照射する。すると、照射された光の一部が液膜の液面で反射し、残りの一部が基板Wの主面で反射する。これら2つの反射光が互いに干渉した干渉光は、分光器に入射してここで分光される。受光器は、分光された光を受光して、光の強度を波長ごとに計測する。そして、得られた計測値に基づいて、算出器が膜厚の測定値を算出する。算出された測定値は、制御部140に出力される。
The
センサ移動機構32は、膜厚センサ31を、膜厚測定位置とセンサ待機位置との間で移動させる機構である。ここで、「膜厚測定位置」とは、膜厚センサ31が、保持部1に保持されている基板Wの上側の主面に形成されている液膜の厚みを測定する位置であり、具体的には、該主面の上方であって、該主面の面内に予め規定された測定対象位置と鉛直方向において対向するような位置である(図9)。一方、「センサ待機位置」とは、膜厚センサ31が、他の部材(プラズマ処理位置にあるプラズマリアクタ41、ベース部11に対して基板Wの授受を行う主搬送ロボット131のハンド131a、など)と干渉しないような位置であり、具体的には例えば、上方から見て保持部1に保持されている基板Wの周縁よりも外側(径方向の外方)の位置である(例えば、図6)。
The
ここでは、処理液ノズル21およびリンス液ノズル22を移動させるノズル移動機構23が、膜厚センサ31を移動させるセンサ移動機構32としての機能を担っている。すなわち、膜厚センサ31は、連結部材などを介してノズル21,22と連結されて、ノズル21,22とともにノズルユニットUを構成しており、ノズル移動機構23(すなわち、センサ移動機構32としてのノズル移動機構23)が、ノズルユニットUを円弧状の軌跡に沿って移動させることによって、膜厚センサ31が、該軌跡上に規定されている膜厚測定位置とセンサ待機位置との間で、移動する。
Here, the
(プラズマ発生部4)
プラズマ発生部4は、プラズマを発生させるとともに、発生させたプラズマを保持部1に保持されている基板Wに対して照射する要素であり、例えば、プラズマリアクタ41、電源42、および、プラズマリアクタ移動機構43を備える。プラズマ発生部4は、大気圧下でプラズマを発生させることができるものである。ただし、ここでいう「大気圧」とは、例えば、標準気圧の80(%)以上、かつ、標準気圧の120(%)以下である。
(Plasma generator 4)
The plasma generation unit 4 is an element that generates plasma and irradiates the substrate W held by the holding
プラズマリアクタ41は、対象物(ここでは、保持部1に保持された基板W)にプラズマを照射する照射部(プラズマ照射部)である。プラズマリアクタ41は、具体的には例えば、扁平な平型形状であり、厚み方向(後述するZ方向)を鉛直方向に沿わせるような姿勢で、保持部1に保持されている基板Wの上方であって、該基板Wの主面と鉛直方向において対向するような位置に配置される。プラズマリアクタ41は、例えば平面視にて円形状であり、処理対象となる基板Wと同程度の(あるいは、該基板Wよりも大きな)サイズとされている。
The
プラズマリアクタ41の構成について、図3に加え、図4を参照しながら、より具体的に説明する。図4は、プラズマリアクタ41の構成を概略的に示す平面図である。
The configuration of the
プラズマリアクタ41は、一対の電極部(第1電極部411および第2電極部412)を備える。一対の電極部411,412は、誘電体材料(例えば、石英、セラミックス、など)によって形成される仕切り板413を間に挟んで、厚み方向に積層して設けられる。具体的には、円板形状である仕切り板413の厚み方向の一方側に、第1電極部411が設けられ、他方側に第2電極部412が設けられる。以下においては、説明の便宜上、第1電極部411、仕切り板413、および、第2電極部412が積層される方向を「Z方向」とする。また、Z方向と直交する面内において、後述する集合電極411b,412bを規定する円弧の弦方向を「Y方向」とし、Z方向およびY方向と直交する方向を「X方向」とする。
The
第1電極部411は、適宜の導電性材料(例えばタングステン)によって形成された複数の線状電極(第1線状電極)411aが、適宜の導電性材料(例えばアルミニウム)によって形成された集合電極(第1集合電極)411bを介して接続された構成を備えており、全体として櫛形状を呈している。各第1線状電極411aは、長尺方向をX方向に沿わせるような姿勢で配置された棒状の電極であり、複数の第1線状電極411aは、Y方向に沿って一定の間隔を設けつつ配列される。一方、第1集合電極411bは、平面視にて円弧状の平板形状の電極であり、その内周縁側に、各第1線状電極411aの端部が接続される。
The
第2電極部412は、第1電極部411と同様、適宜の導電性材料(例えばタングステン)によって形成された複数の線状電極(第2線状電極)412aが、適宜の導電性材料(例えばアルミニウム)によって形成された集合電極(第2集合電極)412bを介して接続された構成を備えており、全体として櫛形状を呈している。各第2線状電極412aは、長尺方向をX方向に沿わせるような姿勢で配置された棒状の電極であり、複数の第2線状電極412aは、Y方向に沿って一定の間隔を設けつつ配列される。一方、第2集合電極412bは、平面視にて円弧状の平板形状の電極であり、その内周縁側に、各第2線状電極412aの端部が接続される。
As with the
両電極部411,412は、Z方向から見て集合電極411b,412bの各端部が対向し、第1集合電極411bの膨らみ方向が-X方向を向き、第2集合電極412bの膨らみ方向が+X方向を向くような位置関係で、配置される。この状態において、Z方向から見て、隣り合う第1線状電極411aの間に、第2線状電極412aが配置される。すなわち、Z方向から見て、両集合電極411b,412bで囲まれる略円形状の領域内に、Y方向に沿って第1線状電極411aと第2線状電極412aとが交互に配置される。
In both
少なくとも各第1線状電極411aおよび各第2線状電極412aは、誘電管414によって覆われている。誘電管414は、誘電体材料(例えば、石英、セラミックス、など)によって形成されており、これに覆われることで、各線状電極411a,412aがプラズマから保護される。
At least each first
電源42は、プラズマを発生させるためのプラズマ用電源であり、プラズマリアクタ41と接続される。具体的には、電源42から延びる一対の配線の一方が、第1電極部411(具体的には、第1集合電極411b)に接続され、他方が、第2電極部412(具体的には、第2集合電極412b)に接続される。
The
電源42は、具体的には例えば、高周波電源により構成されており、制御部140によって制御される。電源42が、制御部140からの指示に応じて、第1電極部411と第2電極部412との間に所定の電圧(例えば、十数(kV)かつ数十(kHz)程度の高周波電圧)を印加すると、第1線状電極411aと第2線状電極412aとの間に電界が生じ、これによって、第1線状電極411aおよび第2線状電極412aの周囲のガスがプラズマ化する(いわゆる誘電体バリア放電)。すなわち、プラズマが発生(点灯)する。
Specifically, the
また、電源42には、インバータ回路等のスイッチング電源回路およびパルス発生器が設けられており、パルス発生器が所定の周期で発生させるパルス信号のオン期間において、両電極部411,412の間に高周波電圧が印加される。この場合、主としてオン期間において、プラズマが発生することになる。
Further, the
プラズマリアクタ移動機構43は、プラズマリアクタ41を、プラズマ処理位置とプラズマ待機位置との間で移動(昇降)させる機構である。ここで、「プラズマ処理位置」とは、プラズマリアクタ41が、保持部1に保持されている基板Wに対してプラズマ処理を行う位置である(図7、図10)。プラズマ処理位置については、後に具体的に説明する。一方、「プラズマ待機位置」とは、プラズマリアクタ41が、保持部1に保持されている基板Wに対してプラズマ処理を行わない位置であり、少なくとも、プラズマリアクタ41で発生されるプラズマが該基板Wに作用しない程度に、両者の離間距離が十分に大きくなる位置である(例えば、図6)。
The plasma
プラズマリアクタ移動機構43は、具体的には例えば、先端部においてプラズマリアクタ41と連結されて略水平に延在する昇降板、および、モータを含んで構成される。モータと昇降板の間には、モータの回転動作を昇降板の昇降動作に変換するカムが設けられる。したがって、モータが、制御部140からの指示に応じて、制御部140から指示された回転角度だけ回転すると、昇降板(ひいては、これと接続されたプラズマリアクタ41)が、該回転角度に応じた距離だけ、上昇(あるいは下降)する。もっとも、プラズマリアクタ移動機構43の構成はこれに限られるものではなく、昇降移動を実現する各種の駆動機構により実現することができる。例えば、プラズマリアクタ移動機構43は、ボールねじ機構、および、これに駆動力を与えるモータを含んで構成されてもよいし、エアシリンダを含んで構成されてもよい。
Specifically, the plasma
(遮断部5)
遮断部5は、プラズマリアクタ41をその上方空間から遮断する要素であり、例えば、遮断板51を備える。
(Blocking unit 5)
The shielding
遮断板51は、平板状の部材であり、厚み方向を鉛直方向に沿わせるような姿勢とされて、プラズマリアクタ41の上方であって、プラズマリアクタ41の上面と鉛直方向において対向するような位置に配置される。遮断板51は、例えば、平面視にてプラズマリアクタ41と同じ形状(ここでは、円形状)であって、プラズマリアクタ41と同程度の(あるいは、プラズマリアクタ41よりも僅かに大きな)サイズとされている。
The blocking
ここでは、遮断板51は、連結部材などを介してプラズマリアクタ41と連結されている。したがって、プラズマリアクタ移動機構43がプラズマリアクタ41を昇降させると、遮断板51は、プラズマリアクタ41と所定の位置関係を保ちつつ、プラズマリアクタ41と一体的に昇降する。
Here, the blocking
(ガス供給部6)
ガス供給部6は、保持部1に保持されている基板Wとプラズマリアクタ41との間にガスを供給する要素であり、例えば、ガスノズル61を備える。
(Gas supply unit 6)
The
ガスノズル61は、保持部1に保持されている基板Wとプラズマリアクタ41との間にガスを吐出するノズルであり、具体的には例えば、ノズル本体部61a、および、ノズル本体部61aに設けられた吐出口61bを備える。ノズル本体部61aは、リング状の部材であり、プラズマリアクタ41の周縁から下方に垂れ下がって、プラズマリアクタ41を側方から囲むように設けられる。吐出口61bは、ノズル本体部61aの内周面における、プラズマリアクタ41よりも下方に延出している下端側の領域に、例えば周方向に等間隔で複数個、設けられる。
The
ノズル本体部61aの内部にはガス流路が設けられており、各吐出口61bはこのガス流路と連通している。また、このガス流路は、ガス供給管611を介して、所定のガスを貯留するガス供給源612に接続される。また、ガス供給管611には、バルブ613および流量調整部614が介挿される。バルブ613は、ガス供給管611を通じたガスの供給と停止とを切り替える弁であり、制御部140によって制御される。流量調整部614は、例えばマスフローコントローラにより構成され、制御部140の制御下で、ガス供給管611を流れるガスの流量を調整する。
A gas flow path is provided inside the nozzle
このような構成において、バルブ613が開かれると、流量調整部614によって調整される所定流量のガスが、ガス供給源612から、ガス供給管611を通じて、ノズル本体部61aの内部に設けられたガス流路に供給されて、各吐出口61bから吐出される。すなわち、プラズマリアクタ41の下面よりも僅かに下方であり、該下面の周縁よりも外側に設けられた吐出口61bから、該下面の下方の空間に向けて、ガスが吐出される。このときのガスの吐出方向は、上方から見て該下面の径方向(すなわち、該下面の周縁側から中心を通って逆の周縁側に向かう方向)であり、かつ、側方から見て該下面と平行な方向となる。これにより、プラズマリアクタ41の下面の近傍であってその下側の空間(該下面と保持部1に保持されている基板Wとの間の空間)に、ガスが供給される。
In such a configuration, when the
なお、ここでは、ガスノズル61は、プラズマリアクタ41と連結して設けられる。したがって、プラズマリアクタ移動機構43がプラズマリアクタ41を昇降させると、ガスノズル61は、プラズマリアクタ41に対して所定の相対位置に配置されたままで、プラズマリアクタ41と一体的に昇降する。
Here, the
(ガード部7)
ガード部7は、保持部1に保持されている基板Wから飛散する処理液などを受け止める要素であり、例えば、1個以上(ここでは2個)のガード71、および、ガード移動機構72を備える。
(Guard part 7)
The
ガード71は、筒部分71a、傾斜部分71b、および、延出部分71cを含んで構成される。筒部分71aは、円筒状の部分であり、保持部1を取り囲むようにして設けられる。傾斜部分71bは、筒部分71aの上端縁に連なって設けられており、鉛直上方に向かうにつれて内方に傾斜している。延出部分71cは、平板リング状の部分であり、傾斜部分71bの上端縁から略水平面内において内方に延出するように設けられる。複数個のガード71が設けられる場合も、各ガード71は基本的に同様の構成を備える。ただし、この場合は、各ガード71のサイズが互いに異なるものとされて、複数のガード71が、入れ子状に配置される。すなわち、筒部分71aが同心状に配置され、傾斜部分71bおよび延出部分71cが上下に重ねられるようにして、入れ子状に配置される。
The
ガード移動機構72は、ガード71を、ガード処理位置とガード待機位置との間で移動(昇降)させる機構である。ただし、複数個のガード71が設けられる場合、ガード移動機構72は、各ガード71を別個独立に移動させる。ここで、「ガード処理位置」とは、ガード71が、保持部1に保持されている基板Wから飛散する処理液などを受け止める位置であり、具体的には例えば、延出部分71cが、該基板Wよりも上方に配置されるような位置である(例えば、図8)。一方、「ガード待機位置」とは、ガード71が、他の部材(ベース部11に対して基板Wの授受を行う主搬送ロボット131のハンド131a、など)と干渉しないような位置であり、具体的には例えば、延出部分71cが、保持部1に保持されている基板Wよりも下方に配置されるような位置である(例えば、図6)。
The
ガード移動機構72は、昇降移動を実現させる各種の駆動機構により実現することができる。具体的には例えば、ガード移動機構72は、ボールねじ機構、該ボールねじ機構に駆動力を与えるモータ、などを含んで構成されてもよいし、エアシリンダなどを含んで構成されてもよい。上記の通り、複数個のガード71が設けられる場合、各ガード71を別個独立に移動させるべく、複数のガード71の各々にこれらの駆動機構が設けられる。
The
ガード71の下方側には、ガード71の内周面で受け止められた処理液などを排液する排液部73が設けられる。排液部73は、具体的には例えば、ガード71の下方に設けられるカップ731、カップ731に接続された排液管732、などを含んでおり、ガード処理位置に配置されているガード71の内周面で受け止められて該内周面に沿って流下した処理液が、カップ731で受け止められて、排液管732から排液されるように構成されている。なお、図示は省略されているが、複数個のガード71が設けられる場合、各ガード71の下方に、個別のカップが設けられる。
Below the
また、ガード71の外方側には、ガード71の内周面に沿って流れるガスやミストなどを排気する排気部74が設けられる。排気部74は、具体的には例えば、ガード71を外側から囲むように設けられる周壁部741、周壁部741に接続された排気管742、などを含んでおり、ガード処理位置に配置されているガード71の内周面で受け止められて該内周面に沿って流下したガスやミストなどが、周壁部741で受け止められて、排気管742から排気されるように構成されている。
An
<3.処理の流れ>
次に、処理ユニット132で行われる処理の流れについて、図3に加え、図5および図6~図11を参照しながら説明する。図5は、該処理の流れを示す図である。図6~図11の各々は、各処理工程を説明するための図であり、該処理工程における各部の状態が模式的に示されている。
<3. Process Flow>
Next, the flow of processing performed by the
以下の説明において、処理対象とされる基板Wは、例えば、少なくとも一方の主面にマスクとしてのレジストが設けられて、エッチングやイオン注入が行われた後の基板Wであり、処理ユニット132において、不要となったレジストを除去するための一連の処理が行われる。以下に説明する一連の処理は、制御部140が、処理ユニット132が備える各部を制御することによって、行われる。
In the following description, the substrate W to be processed is, for example, a substrate W after etching or ion implantation has been performed by providing a resist as a mask on at least one of its principal surfaces. , a series of processes are performed to remove the resist that is no longer needed. A series of processes described below are performed by the
ステップS1:保持工程
まず、処理対象となる基板Wを、保持部1に保持させる。すなわち、主搬送ロボット131が、処理対象となる基板Wを保持したハンド131aをチャンバ8内に差し入れて、基板Wを処理ユニット132に搬入すると、保持部1が、搬入された基板Wを、レジストが設けられている主面が上側を向くような水平姿勢で、保持する(図6)。この工程が行われる間、ハンド131aと干渉しないように、ノズル21,22、膜厚センサ31、プラズマリアクタ41、および、ガード71は、各々の待機位置に配置されている。
Step S<b>1 : Holding Step First, the substrate W to be processed is held by the holding
ステップS2:第1プラズマ処理工程
続いて、保持部1に保持されている基板Wに、プラズマを照射する。すなわち、処理液の液膜Fが形成される前の基板W(レジストが露出している状態の基板W)に、プラズマを照射して、プラズマ処理(第1プラズマ処理)を行う。この処理工程について、図7を参照しながら具体的に説明する。
Step S2: First Plasma Processing Step Subsequently, the substrate W held by the holding
この処理工程では、プラズマリアクタ41に対して電源42から所定の電圧(プラズマ生成用の電圧)が印加される。これによって、プラズマリアクタ41の周囲のガスがプラズマ化し、プラズマが発生する。このプラズマには、種々の活性種(プラズマの周囲のガスが空気である場合、例えば、酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、オゾンガス、などの活性種)が含まれるが、活性種の種類や量は、プラズマリアクタ41の周囲に存在するガスの種類などによって変化する。
In this processing step, a predetermined voltage (voltage for plasma generation) is applied to the
また、この処理工程では、ガス供給管611に設けられているバルブ613が開かれる。すると、ガス供給源612に貯留されている所定のガスが、流量調整部614によって調整される所定の流量で、ガス供給管611を通じてガスノズル61に供給されて、各吐出口61bから吐出される。すなわち、プラズマリアクタ41の下面の周縁よりも外側から、上方から見て該下面の径方向であり、かつ、側方から見て該下面と平行な方向に沿って、ガスが吐出される。これによって、プラズマリアクタ41の下面の近傍であってその下側の空間(該下面と保持部1に保持されている基板Wとの間の空間)に、ガスが供給される。
Also, in this processing step, the
プラズマリアクタ41の近傍に供給される所定のガス(すなわち、ガスノズル61から吐出される所定のガス)は、プラズマの発生を促進するガスであり、具体的には例えば、酸素系ガス、あるいは、酸素系ガスと希ガスの混合ガスである。ここで、「酸素系ガス」とは、酸素原子を含有するガスであり、具体的には例えば、酸素ガス、オゾンガス、二酸化炭素ガス、これらのうちの少なくとも2つを含む混合ガス、などである。プラズマリアクタ41の近傍に、酸素系ガスが供給されることで、プラズマの発生(特に、酸素ラジカルなどといった酸素系の活性種の生成)が促進される。また、希ガスとしては、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、これらのうちの少なくとも2つを含む混合ガス、などを用いることができる。プラズマリアクタ41の近傍に希ガスが供給されることで、プラズマの発生が促進される(いわゆる、アシストガス)。
The predetermined gas supplied to the vicinity of the plasma reactor 41 (that is, the predetermined gas discharged from the gas nozzle 61) is a gas that promotes plasma generation. It is a mixed gas of a system gas and a rare gas. Here, the "oxygen-based gas" is a gas containing oxygen atoms, and specifically includes, for example, oxygen gas, ozone gas, carbon dioxide gas, mixed gas containing at least two of these, and the like. . Supplying the oxygen-based gas to the vicinity of the
なお、プラズマリアクタ41の近傍に供給される所定のガスは、窒素ガスを含まないものであることが好ましい。窒素は、還元作用(すなわち、酸素系の活性種を失活させる作用)を有するNOxガスの生成源となり得るところ、プラズマリアクタ41の近傍に、窒素ガスを含まないガスが供給されることで、プラズマリアクタ41の近傍における窒素の濃度が低下して、NOxガスの生成が抑制される。ひいては、酸素系の活性種が失活しにくくなる。
It should be noted that the predetermined gas supplied to the vicinity of the
ここで、ガスノズル61から吐出されるガスの流量が大きいほど、プラズマの発生が促進され、プラズマ中の活性種の量が増加する。プラズマ中に十分な量の活性種を発生させるためには、ガスノズル61から吐出されるガスの流量は、例えば3(L/min)以上であることが好ましい。ただし、ガスノズル61から吐出されるガスの流量が大きすぎると、プラズマ中の活性種がガスで押し流されてしまい、十分な量の活性種が基板Wに到達できなくなる虞がある。このような事態の発生を抑制するためには、ガスノズル61から吐出されるガスの流量は、例えば10(L/min)以下であることが好ましい。すなわち、ガスノズル61から吐出されるガスの流量は、3(L/min)以上、かつ、10(L/min)以下であることが好ましい。
Here, as the flow rate of the gas discharged from the
ところで、プラズマリアクタ41の周囲に発生したプラズマ中の活性種は、比較的短時間で失活してしまう。このため、プラズマリアクタ41に近い位置では十分な量の活性種が存在していても、プラズマリアクタ41から離れた位置ではほとんどの活性種が失活している。したがって、十分な量の活性種を基板Wに作用させるためには、プラズマリアクタ41と保持部1に保持されている基板Wとの離間距離が十分に小さくなるように、プラズマリアクタ41を基板Wに対して十分に近づける必要がある。
By the way, active species in the plasma generated around the
そこで、この処理工程では、プラズマリアクタ移動機構43が、プラズマリアクタ41を、プラズマ待機位置からプラズマ処理位置(第1プラズマ処理位置)に移動(下降)させる。プラズマリアクタ41の下降は、例えば、プラズマリアクタ41に対する電圧の印加が開始され、かつ、ガスノズル61からのガスの吐出が開始された後に、開始される。もっとも、プラズマリアクタ41の下降が開始されるタイミングはこれに限られるものではなく、例えば、電圧の印加およびガスの吐出の少なくとも一方が開始される前に、プラズマリアクタ41の下降が開始されてもよい。
Therefore, in this processing step, the plasma
ここで、「第1プラズマ処理位置」は、プラズマリアクタ41と保持部1に保持されている基板Wとの離間距離が、第1離間距離d1となるような位置である。上記のとおり、プラズマリアクタ41と基板Wとの離間距離が小さいほど、基板Wに作用する活性種の量が多くなる。十分な量の活性種を基板Wに作用させるためには、第1離間距離d1は、例えば5(mm)以下であることが好ましい。その一方で、プラズマリアクタ41と基板Wとの離間距離が小さすぎると、両者の間で放電が生じる可能性がある。放電の発生を回避するためには、第1離間距離d1は、例えば3(mm)以上であることが好ましい。すなわち、第1離間距離d1は、3(mm)以上、かつ、5(mm)以下であることが好ましい。
Here, the "first plasma processing position" is a position where the distance between the
電圧が印加されているプラズマリアクタ41が、第1プラズマ処理位置に配置されている状態において、保持部1に保持されている基板Wに対して、その主面と対向配置されているプラズマリアクタ41からプラズマが照射され、該基板Wに対するプラズマ処理(第1プラズマ処理)が進行する。第1プラズマ処理では、プラズマリアクタ41の周囲に発生しているプラズマが、基板Wの主面に設けられているレジストに対して直接に作用する。具体的には、プラズマ中の活性種がレジストと反応して、レジストが酸化される。これによって、レジストに含まれるポリマーの分解(低分子化)などが進行し、レジストが、剥離されやすい膜質に変質される。活性種とレジストの反応がさらに進むと、レジストの変質に加えて、レジストの剥離も進行し得るが、ここでは、この剥離が進行する前の段階で、第1プラズマ処理が終了するように、その処理条件(例えば、処理時間)が設定される。すなわち、この第1プラズマ処理は、第2プラズマ処理の前処理と位置づけられており、第1プラズマ処理ではレジストを変質させるまでに留めて、レジストの剥離は主として後述する第2プラズマ処理の方で進行させる。これによって、基板Wが受けるダメージを十分に低減することができる。
The
また、この処理工程では、少なくとも第1プラズマ処理が行われる間、回転機構13が、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)を、基板Wの主面と直交する回転軸Qの周りで、所定の回転数で、回転させる。仮に、プラズマリアクタ41の下方に発生しているプラズマ中の活性種の分布が不均一であったとしても、基板Wが回転されることによって、基板Wの主面の全領域に亘って満遍なく活性種を作用させることができる。すなわち、基板Wの面内における処理の均一性を高めることができる。この均一性を十分に担保するためには、このときの回転数は、例えば5(rpm)以上であることが好ましい。その一方で、この回転数が大きすぎると、プラズマリアクタ41と基板Wとの間に気流の乱れを引き起こしてしまい、プラズマ中の活性種の分布に不均衡を生じさせる(つまり、基板Wの面内における処理の均一性が却って低下する)虞がある。このような事態の発生を回避するためには、この回転数は、例えば20(rpm)以下であることが好ましい。すなわち、このときの回転数は、例えば、5(rpm)以上、かつ、20(rpm)以下であることが好ましい。
Further, in this processing step, the rotating
さらに、この処理工程では、少なくとも第1プラズマ処理が行われる間、ガード移動機構72が、ガード71(ここでは2個のガード71の両方)を、ガード処理位置に配置している。したがって、プラズマリアクタ41と基板Wの間に存在しているガスなどが、基板Wの外方に拡散した場合、これがガード(内側にあるガード)71の内周面で受け止められて、該内周面に沿って流下し、さらに周壁部741で受け止められて、排気管742から排気される。
Furthermore, in this processing step, the
第1プラズマ処理が開始されてから所定時間が経過すると、ガス供給管611に設けられているバルブ613が閉鎖されて、ガスノズル61からのガスの吐出が停止される。また、プラズマリアクタ移動機構43が、プラズマリアクタ41を、第1プラズマ処理位置からプラズマ待機位置に移動(上昇)させる。後に、基板Wに対する再度のプラズマ処理(第2プラズマ処理)が行われるため、ここでは、プラズマリアクタ41に対する電圧の印加は継続される。
When a predetermined time has passed since the first plasma processing was started, the
ステップS3:液膜形成工程
続いて、保持部1に保持されている基板Wに、処理液(ここでは、硫酸)の液膜を形成する。この工程について、図8を参照しながら具体的に説明する。
Step S<b>3 : Liquid Film Forming Step Subsequently, a liquid film of the processing liquid (here, sulfuric acid) is formed on the substrate W held by the holding
まず、ノズル移動機構23が、処理液ノズル21を、ノズル待機位置からノズル処理位置に移動させる。処理液ノズル21がノズル処理位置に配置されると、処理液供給管211に設けられているバルブ213が開かれる。すると、処理液供給源212に貯留されている所定の処理液(ここでは、硫酸)が、流量調整部214によって調整される所定の流量で、処理液供給管211を通じて処理液ノズル21に供給されて、吐出口21aから吐出される。すなわち、保持部1に保持されている基板Wの上側の主面に向けて処理液が吐出され、基板Wに処理液が供給される。
First, the
少なくとも基板Wに対する処理液の吐出が行われる間、回転機構13が、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)を、所定の回転数で、回転させる。したがって、基板Wの上側の主面における所定の位置(例えば、該主面の中心)に着液した処理液は、遠心力によって基板Wの周縁に向けて速やかに広がり、該主面の略全体を覆う処理液の液膜Fが形成される。このときの回転数としては、例えば、20(rpm)~70(rpm)程度が好適である。
The
また、少なくとも保持部1が回転される間、ガード移動機構72が、ガード71(ここでは2個のガード71の両方)を、ガード処理位置に配置している。したがって、基板Wの周縁から飛散した処理液などは、ガード(内側にあるガード)71の内周面で受け止められて、該内周面に沿って流下し、さらにカップ731で受け止められて、排液管732から排液される。排液された処理液などは、回収されて再利用されてもよい。
Further, at least while the holding
処理液の吐出が開始されてから所定時間が経過すると、バルブ213が閉鎖されて、吐出口21aからの処理液の吐出が停止される。また、回転機構13が、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)の回転数を、十分に低い回転数まで低下させる、あるいは、回転を停止させる。液膜Fが形成された基板Wが、所定時間の間、十分に低い回転数で回転される(あるいは、回転が停止した状態が維持される)ことで、液膜Fが基板W上に安定して保持される(いわゆる、パドル処理)。
After a predetermined period of time has passed since the ejection of the treatment liquid was started, the
ステップS4:膜厚測定工程
続いて、液膜形成工程で基板Wの主面に形成された処理液の液膜Fの厚み(膜厚)を測定する。液膜Fの厚みは、基本的には、液膜形成工程の処理条件(具体的には、吐出口21aから吐出される処理液の流量、吐出時間、保持部1の回転速度、など)から規定されるものであり、該処理条件は、形成するべき液膜Fの厚み(目標膜厚)に応じて規定されている(目標膜厚は、例えば、200(μm)以上、かつ、500(μm)以下とされる)。ところが、処理条件を同じ設定にしても、実際に形成される液膜Fの厚みが、基板W間で多少ばらつく場合がある。特にここでは、第1プラズマ処理によって、基板Wの主面に形成されているレジストの膜質が変質されているため、液膜Fの厚みのばらつきが特に生じやすくなると考えられる。そこで、この工程で、基板Wに実際に形成されている液膜Fの厚みを測定する。この工程について、図9を参照しながら具体的に説明する。
Step S4: Film thickness measurement step Subsequently, the thickness (film thickness) of the liquid film F of the treatment liquid formed on the main surface of the substrate W in the liquid film formation step is measured. The thickness of the liquid film F basically depends on the processing conditions of the liquid film forming process (specifically, the flow rate of the processing liquid discharged from the
まず、ノズル移動機構23(すなわち、センサ移動機構32としてのノズル移動機構23)が、膜厚センサ31を、膜厚測定位置に移動させる。上記のとおり、膜厚測定位置は、保持部1に保持されている基板Wの上側の主面の面内に予め規定された測定対象位置と、鉛直方向において対向するような位置である。膜厚センサ31は、膜厚測定位置に配置されると、測定対象位置における膜厚を測定して、取得した膜厚の測定値を、制御部140に出力する。
First, the nozzle moving mechanism 23 (that is, the
なお、基板Wの主面の面内における複数の位置が、測定対象位置とされてもよい。すなわち、複数の測定対象位置と対応して複数の膜厚測定位置が設定されてもよい。この場合、ノズル移動機構23が、複数の膜厚測定位置を結ぶ経路に沿って膜厚センサ31を移動させてゆき、膜厚センサ31が、各膜厚測定位置に配置されたタイミングで、測定対象位置の膜厚を測定する。複数の測定対象位置の各々における膜厚の測定値が取得されると、膜厚センサ31は、例えば、該複数の測定値の平均値を算出して、これを制御部140に出力する。平均値の算出などといった演算処理は、制御部140の側で行われてもよい。
In addition, a plurality of positions within the main surface of the substrate W may be set as the measurement target positions. That is, a plurality of film thickness measurement positions may be set corresponding to a plurality of measurement target positions. In this case, the
ところで、後述する第2プラズマ処理において、プラズマは処理液の液膜Fの上面側から作用するため、プラズマが処理液に作用することで生成される、処理性能の高い物質(カロ酸)は、液膜Fの上面近傍に発生する確率が高い。このため、液膜Fの膜厚が小さいほど、該物質が基板W(より具体的には、基板Wに設けられているレジスト)に到達しやすく、処理(すなわち、レジストの剥離)が進行しやすい。つまり、第2プラズマ処理の進行速度は、基板Wに形成されている処理液の液膜Fの膜厚が小さい(すなわち、薄い)ほど、大きくなる(すなわち、速くなる)。したがって、液膜Fの膜厚が異なる基板Wに対して、同じ処理条件で第2プラズマ処理を行うと、基板W間で処理のばらつきが生じる虞がある。 By the way, in the second plasma treatment, which will be described later, the plasma acts from the upper surface side of the liquid film F of the processing liquid. The probability of occurrence near the upper surface of the liquid film F is high. Therefore, the smaller the film thickness of the liquid film F, the easier it is for the substance to reach the substrate W (more specifically, the resist provided on the substrate W), and the more the process (that is, the removal of the resist) proceeds. Cheap. That is, the advancing speed of the second plasma processing increases (that is, becomes faster) as the thickness of the liquid film F of the processing liquid formed on the substrate W becomes smaller (that is, thinner). Therefore, if the second plasma processing is performed under the same processing conditions for the substrates W having different thicknesses of the liquid films F, there is a possibility that the processing may vary among the substrates W.
そこで、制御部140は、膜厚センサ31から取得した膜厚の測定値に基づいて、第2プラズマ処理工程の処理条件を調整することで、第2プラズマ処理において基板W間で処理のばらつきが発生することを抑制する。具体的には、制御部140は、膜厚の測定値が小さいほど、第2プラズマ処理の進行速度を小さくする(遅くする)ように、第2プラズマ処理工程の処理条件の少なくとも1個を調整する。逆に、制御部140は、膜厚の測定値が大きいほど、第2プラズマ処理の進行速度を大きくする(速くする)ように、第2プラズマ処理工程の処理条件の少なくとも1個を調整する。
Therefore, the
第2プラズマ処理の処理条件の一つに、該処理におけるプラズマリアクタ41の位置(第2プラズマ処理位置)がある。第2プラズマ処理位置によって、プラズマリアクタ41と保持部1に保持されている基板Wとの離間距離が規定されるところ、この離間距離が小さいほど、処理液の液膜Fに作用する活性種の量が多くなり、第2プラズマ処理の進行速度は大きくなる。
One of the processing conditions of the second plasma processing is the position of the plasma reactor 41 (second plasma processing position) in the processing. The separation distance between the
そこで、制御部140は、例えば、膜厚の測定値が小さいほど、該離間距離が大きくなるように、第2プラズマ処理位置を調整する。逆に、制御部140は、膜厚の測定値が大きいほど、該離間距離が小さくなるように、第2プラズマ処理位置を調整する。具体的な調整はどのような方式でなされてもよい。例えば、膜厚の測定値が基準値よりも小さい場合に、第2プラズマ処理位置を規定の位置よりも上方に修正し、膜厚の測定値が基準値よりも大きい場合に、第2プラズマ処理位置を規定の位置よりも下方に修正すればよい。いうまでもなく、膜厚の測定値の基準値からのズレ量が大きいほど、規定の位置からの修正幅を大きくすることが好ましい。
Therefore, the
また、第2プラズマ処理の処理条件の一つに、該処理におけるプラズマリアクタ41のプラズマ出力値がある。ここで、「プラズマ出力値」とは、プラズマの生成能力を示す値であり、例えば、生成されるプラズマの量(例えば、電子密度)、生成されるプラズマの発光強度、などが、プラズマ出力値を示す指標として用いられる。プラズマ出力値が大きいほど、発生するプラズマの量が多くなり、第2プラズマ処理の進行速度が大きくなる。プラズマ出力値は、プラズマリアクタ41に印加する電圧の制御パラメータ(具体的には、印加する電圧の周波数、電圧印加の切り替えに用いられるパルス信号におけるオン期間の割合(オンデューティ比)、印加する電圧の電圧値(振幅)、など)に依存するものであり、基本的に、これらの各制御パラメータの値が大きいほど、プラズマ出力値は大きくなる。
One of the processing conditions for the second plasma processing is the plasma output value of the
そこで、制御部140は、例えば、膜厚の測定値が小さいほど、プラズマリアクタ41のプラズマ出力値が小さくなるように、各制御パラメータのうちの少なくとも1個の値を調整する。逆に、制御部140は、膜厚の測定値が大きいほど、プラズマリアクタ41のプラズマ出力値が大きくなるように、各制御パラメータのうちの少なくとも1個の値を調整する。この場合も、具体的な調整はどのような方式でなされてもよい。例えば、膜厚の測定値が基準値よりも小さい場合に、これらの各制御パラメータのうちの少なくとも1個の値を、既定の値よりも小さくなるように修正し、膜厚の測定値が基準値よりも大きい場合に、これらの各制御パラメータのうちの少なくとも1個の値を、既定の値よりも大きくなるように修正してもよい。この際にも、膜厚の測定値の基準値からのズレ量が大きいほど、規定の値からの修正幅を大きくすることが好ましい。
Therefore, the
ステップS5:第2プラズマ処理工程
続いて、保持部1に保持されている基板Wに、プラズマを照射して、プラズマ処理(第2プラズマ処理)を行う。第1プラズマ処理では、処理液の液膜Fが形成される前の基板W(レジストが露出している状態の基板W)にプラズマを照射していたのに対し、第2プラズマ処理では、処理液の液膜Fが形成された後の基板W(レジストが処理液の液膜Fで覆われた状態となっている基板W)に、プラズマを照射する。この処理工程について、図10を参照しながら具体的に説明する。
Step S5: Second Plasma Processing Step Subsequently, the substrate W held in the holding
上記のとおり、プラズマリアクタ41には、第1プラズマ処理工程の後も継続して、電源42から所定の電圧が印加されており、プラズマリアクタ41の周囲のガス(ここでは、空気)がプラズマ化して、種々の活性種(例えば、酸素ラジカル、ヒドロキシルラジカル、オゾンガス、などの活性種)を含むプラズマが発生している。このプラズマを、保持部1に保持されている基板W(具体的には、基板Wの主面に形成されている処理液の液膜F)に作用させるために、プラズマリアクタ移動機構43が、プラズマリアクタ41を、プラズマ待機位置からプラズマ処理位置(第2プラズマ処理位置)に移動(下降)させる。
As described above, a predetermined voltage is continuously applied to the
ここで、「第2プラズマ処理位置」は、プラズマリアクタ41と保持部1に保持されている基板Wとの離間距離が、第2離間距離d2となるような位置である。上記のとおり、プラズマリアクタ41と基板Wとの離間距離が小さいほど、基板W(ここでは、基板W上に形成されている処理液の液膜F)に作用する活性種の量が多くなる。十分な量の活性種を液膜Fに作用させるためには、第2離間距離d2は、例えば3.5(mm)以下であることが好ましい。その一方で、プラズマリアクタ41と基板Wとの離間距離が小さすぎると、両者の間で放電が生じる可能性がある。放電の発生を回避するためには、第2離間距離d2は、例えば2(mm)以上であることが好ましい。すなわち、第2離間距離d2は、2(mm)以上、かつ、3.5(mm)以下であることが好ましい。
Here, the "second plasma processing position" is a position where the separation distance between the
ここで、基板Wに液膜Fが形成されている状態の方が、液膜Fが形成されていない状態よりも放電が生じにくい。すなわち、放電が生じることを回避するために確保しなければならない最小の離間距離は、基板Wに液膜Fが形成されている状態の方が、液膜Fが形成されていない状態よりも、小さい。そこで、ここでは、第2離間距離d2を第1離間距離d1よりも小さな値に設定する、すなわち、第1プラズマ処理位置よりも低い位置に、第2プラズマ処理位置を設定する。これにより、第1、第2プラズマ処理工程の各々において、放電の発生を抑制しつつ、プラズマ処理を十分に促進することができる。 Here, discharge is less likely to occur when the liquid film F is formed on the substrate W than when the liquid film F is not formed. In other words, the minimum separation distance that must be ensured to avoid the occurrence of discharge is greater when the liquid film F is formed on the substrate W than when the liquid film F is not formed. small. Therefore, here, the second separation distance d2 is set to a value smaller than the first separation distance d1, that is, the second plasma processing position is set at a position lower than the first plasma processing position. Thereby, in each of the first and second plasma processing steps, it is possible to sufficiently promote the plasma processing while suppressing the occurrence of electrical discharge.
いうまでもなく、膜厚測定工程で得られた膜厚の測定値に基づいて第2プラズマ処理位置が調整されている場合は、プラズマリアクタ41は、調整後の第2プラズマ処理位置に配置される。また、膜厚の測定値に基づいてプラズマリアクタ41に印加する電圧の制御パラメータが調整されている場合は、調整後の値でプラズマリアクタ41に対する電圧の印加がなされる。
Needless to say, when the second plasma processing position has been adjusted based on the film thickness measurement value obtained in the film thickness measurement step, the
電圧が印加されているプラズマリアクタ41が、第2プラズマ処理位置に配置されている状態において、保持部1に保持されている基板Wに対して、その主面と対向配置されているプラズマリアクタ41からプラズマが照射され、該基板Wに対するプラズマ処理(第2プラズマ処理)が進行する。第2プラズマ処理では、プラズマリアクタ41の周囲に発生しているプラズマが、基板Wの主面に形成されている処理液(ここでは、硫酸)の液膜Fに作用することで、処理液の処理性能が高められる。具体的には、プラズマ中の活性種が硫酸と反応して、処理性能(ここでは、酸化力)の高いカロ酸(ペルオキソ一硫酸:H2SO5)が生成される。カロ酸が、基板Wの主面に設けられているレジストに作用することで、レジストが酸化されて、剥離(除去)される。上記のとおり、ここでは、第2プラズマ処理に先立って、第1プラズマ処理が行われており、この第1プラズマ処理によって、基板Wの主面に設けられているレジストが剥離されやすい膜質に変質されている。したがって、レジストが比較的剥離され難いケースであっても、第2プラズマ処理においてレジストを難なく剥離することができる。
The
なお、この処理工程では、ガスノズル61からのガスの吐出は行われない。すなわち、第2プラズマ処理は、プラズマの発生を促進するガスの供給を停止した状態で行われる。
Note that gas is not discharged from the
また、この処理工程では、少なくとも第2プラズマ処理が行われる間、回転機構13が、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)を、基板Wの主面と直交する回転軸Qの周りで、所定の回転数で、回転させる。上記のとおり、仮に、プラズマリアクタ41の下方に発生しているプラズマ中の活性種の分布が不均一であったとしても、基板Wが回転されることによって、基板Wの主面に形成されている液膜Fの全領域に亘って満遍なく活性種を作用させることができる。すなわち、基板Wの面内における処理の均一性を高めることができる。また、プラズマリアクタ41の面内に熱の偏りなどがある場合、その影響で基板Wが凹状に変形してその中心近傍に液膜Fが偏ってしまう(ひいては、処理が不均一になる)虞があるが、基板Wが回転されることでそのような事態が生じにくくなる。その一方で、この回転数が大きすぎると、基板Wの主面から処理液がこぼれたり、遠心力によって液膜Fに偏りが生じたりする虞がある。このような事態の発生を回避するためには、この回転数は、例えば30(rpm)以下であることが好ましく、20(rpm)以下であることが特に好ましい。
Further, in this processing step, the rotating
また、この処理工程でも、少なくともプラズマ処理が行われる間、ガード移動機構72が、ガード71(ここでは2個のガード71の両方)を、ガード処理位置に配置している。したがって、プラズマリアクタ41と基板Wの間に存在しているガスやミスト(例えば、プラズマリアクタ41の熱を受けて揮発した処理液のミスト)などが、基板Wの外方に拡散した場合、これがガード(内側にあるガード)71の内周面で受け止められて、該内周面に沿って流下し、さらに周壁部741で受け止められて、排気管742から排気される。
Also in this processing step, the
第2プラズマ処理が開始されてから所定時間が経過すると、プラズマリアクタ41に対する電圧の印加が停止され、プラズマリアクタ移動機構43が、プラズマリアクタ41を、第2プラズマ処理位置からプラズマ待機位置に移動(上昇)させる。
When a predetermined time elapses after the start of the second plasma processing, the voltage application to the
ステップS6:リンス工程
続いて、保持部1に保持されている基板Wから処理液(ここでは、硫酸)の液膜Fなどを洗い流す(リンス処理)。この工程について、図11を参照しながら具体的に説明する。
Step S6: Rinsing Process Subsequently, the liquid film F of the processing liquid (here, sulfuric acid) is washed away from the substrate W held in the holding section 1 (rinsing process). This step will be specifically described with reference to FIG.
まず、ノズル移動機構23が、リンス液ノズル22を、ノズル待機位置からノズル処理位置に移動させる。リンス液ノズル22がノズル処理位置に配置されると、リンス液供給管221に設けられているバルブ223が開かれる。すると、リンス液供給源222に貯留されている所定のリンス液が、流量調整部224によって調整される所定の流量で、リンス液供給管221を通じてリンス液ノズル22に供給されて、吐出口22aから吐出される。すなわち、保持部1に保持されている基板Wの上側の主面に向けてリンス液が吐出され、基板Wにリンス液が供給される。
First, the
少なくとも基板Wに対するリンス液の吐出が行われる間、回転機構13が、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)を、所定の回転数で、回転させる。したがって、基板Wの上側の主面における所定の位置(例えば、該主面の中心)に着液したリンス液は、遠心力によって基板Wの周縁に向けて速やかに広がり、該主面の略全体を覆っていた処理液の液膜Fが、リンス液で置換されていく。すなわち、処理液の液膜Fが洗い流されていく。
At least while the rinse liquid is being discharged onto the substrate W, the rotating
リンス液の吐出が開始されてから所定時間が経過すると、バルブ223が閉鎖されて、吐出口22aからのリンス液の吐出が停止される。その一方で、回転機構13が、保持部1の回転数を、十分に高い回転数にまで上昇させる。これにより、保持部1に保持されている基板Wが、高速で回転されて、基板Wが乾燥される(いわゆる、スピンドライ)。
After a predetermined period of time has elapsed since the start of the rinse liquid discharge, the
ここでは、少なくとも保持部1が回転される間、ガード移動機構72が、外側のガード71をガード処理位置に配置し、内側のガード71をガード待機位置に配置している。したがって、基板Wの周縁から飛散した処理液やリンス液などは、外側にあるガード71の内周面で受け止められて、該内周面に沿って流下し、該ガード71と対応して設けられたカップ(図示省略)で受け止められて、これに接続された排液管(図示省略)から排液される。
Here, the
保持部1が、所定時間の間、十分に高い回転数で回転されると、回転機構13が保持部1の回転を停止する。そして、ノズル21,22、膜厚センサ31、プラズマリアクタ41、および、ガード71が、各々の待機位置に配置された上で、主搬送ロボット131が、保持部1に保持されている基板Wを搬出する。
When the holding
その後、別の新たな基板Wが処理ユニット132に搬入されて、該新たな基板Wに対して、上記の一連の処理(ステップS1~ステップS6)が行われる。
After that, another new substrate W is loaded into the
<4.効果>
上記の実施形態に係る基板処理方法は、レジストが設けられている基板Wを、保持部1に保持させる保持工程(ステップS1)と、保持部1に保持されている基板Wにプラズマを照射する第1プラズマ処理工程(ステップS2)と、第1プラズマ処理工程が行われた後、保持部1に保持されている基板Wに処理液の液膜Fを形成する液膜形成工程(ステップS3)と、液膜形成工程が行われた後、保持部1に保持されている基板Wにプラズマを照射する第2プラズマ処理工程(ステップS5)と、第2プラズマ処理工程が行われた後、保持部1に保持されている基板Wから液膜Fを洗い流すリンス工程(ステップS6)と、を備える。
<4. Effect>
The substrate processing method according to the above embodiment includes a holding step (step S1) of holding the substrate W provided with the resist in the holding
この構成によると、処理液の液膜Fが形成される前と後において、基板Wに対してプラズマが照射される。処理液の液膜Fが形成される前の基板Wに対するプラズマの照射(第1プラズマ処理工程)では、プラズマがレジストに対して直接に作用することで、レジストに含まれるポリマーの分解(低分子化)などが進行し、レジストが剥離されやすい膜質に変質される。一方、処理液の液膜Fが形成された後の基板Wに対するプラズマの照射(第2プラズマ処理工程)では、プラズマが処理液に作用することで処理液の処理能力が高められつつ、処理液によるレジストの剥離が進行する。具体的には、プラズマに含まれる活性種が硫酸と反応して、処理性能の高いカロ酸が生成され、カロ酸がレジストと反応することで、レジストの剥離が進行する。つまり、この構成では、第1プラズマ処理工程におけるプラズマ照射によって、レジストの膜質が剥離されやすい状態に変質された上で、第2プラズマ処理工程におけるプラズマ照射によって処理能力が高められた処理液によって、レジストの剥離が行われる。したがって、レジストが比較的剥離され難いケースであっても、これを難なく剥離することができる。すなわち、レジストの剥離能力を向上させることができる。 According to this configuration, the substrate W is irradiated with plasma before and after the liquid film F of the processing liquid is formed. When the substrate W is irradiated with plasma before the liquid film F of the processing liquid is formed (first plasma processing step), the plasma directly acts on the resist to decompose the polymer contained in the resist (low molecular weight ) progresses, and the resist is changed into a film that is easy to peel off. On the other hand, in the irradiation of the plasma onto the substrate W after the liquid film F of the processing liquid has been formed (the second plasma processing step), the plasma acts on the processing liquid, thereby enhancing the processing capability of the processing liquid. Detachment of the resist due to progresses. Specifically, active species contained in the plasma react with sulfuric acid to generate caro's acid with high processing performance, and the caro's acid reacts with the resist, thereby progressing stripping of the resist. In other words, in this configuration, the resist film quality is changed into a state that is easy to peel off by the plasma irradiation in the first plasma processing step, and then the processing liquid whose processing ability is enhanced by the plasma irradiation in the second plasma processing step Stripping of the resist is performed. Therefore, even if the resist is relatively difficult to peel off, it can be peeled off without difficulty. That is, the ability to remove the resist can be improved.
レジストが比較的剥離され難いケースとは、例えば、レジストの膜厚が比較的大きい場合(例えば、数マイクロメートル程度)、イオン注入量が比較的多い場合(例えば、ドーズ量が1E16(ion/cm2)以上)、剥離されにくいポリマー(例えば、使用される処理液と相性が悪いポリマー)がレジストに含有されている場合、などが想定される。これらのケースでは、第2プラズマ処理だけでレジストを剥離しようとすると、処理時間が長くなったり、処理液の使用量が多くなったり、プラズマ出力値を相当に高めなければならないために電力消費量が大きくなったり、といった不都合が生じ得るが、第2プラズマ処理の前に第1プラズマ処理が行われることで、このような不都合を回避することができる。すなわち、第2プラズマ処理に要する処理時間の短縮、処理液の使用量の削減、電力消費量の削減(省電力化)、などを実現することができる。また、レジストが特に剥離され難く、第2プラズマ処理だけではレジストが十分に剥離されないようなケースであっても、第2プラズマ処理の前に第1プラズマ処理が行われることで、レジストを剥離できる可能性がある。 Cases in which the resist is relatively difficult to peel off include, for example, when the film thickness of the resist is relatively large (for example, about several micrometers), and when the ion implantation dose is relatively large (for example, the dose is 1E16 (ion/cm 2 ) above), and the case where the resist contains a polymer that is difficult to peel off (for example, a polymer that is not compatible with the processing solution used). In these cases, if the resist is stripped only by the second plasma treatment, the treatment time will be long, the amount of the treatment solution used will be large, and the plasma output value will have to be increased considerably, resulting in high power consumption. However, by performing the first plasma treatment before the second plasma treatment, such inconvenience can be avoided. That is, it is possible to shorten the processing time required for the second plasma processing, reduce the amount of processing liquid used, and reduce power consumption (power saving). Further, even in cases where the resist is particularly difficult to strip and the resist cannot be sufficiently stripped only by the second plasma treatment, the resist can be stripped by performing the first plasma treatment before the second plasma treatment. there is a possibility.
また、上記の実施形態に係る基板処理方法では、基板Wに設けられたレジストの剥離が進行する前の段階で第1プラズマ処理が終了するように、その処理条件(例えば、処理時間)が設定される。すなわち、ここでは、第1プラズマ処理は、第2プラズマ処理の前処理と位置づけられており、レジストの剥離は、主として第2プラズマ処理で進行させる。これによって、基板Wが受けるダメージを十分に低減することができる。 Further, in the substrate processing method according to the above embodiment, the processing conditions (for example, the processing time) are set so that the first plasma processing ends before the resist provided on the substrate W is peeled off. be done. That is, here, the first plasma treatment is positioned as a pretreatment for the second plasma treatment, and the resist stripping proceeds mainly in the second plasma treatment. As a result, damage to the substrate W can be sufficiently reduced.
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、液膜形成工程で形成された液膜Fの厚みを測定する膜厚測定工程(ステップS4)、を備える。液膜形成工程では、処理条件を同じ設定にしても、実際に形成される液膜Fの厚みが、基板W間で多少ばらつく場合がある。さらに、液膜Fが形成される前の基板Wにプラズマが照射されてレジストの膜質が変質されている場合、このばらつきが特に生じやすくなると考えられる。基板W間で液膜Fの厚みにばらつきがあると、第2プラズマ処理工程におけるプラズマ処理の進行速度にばらつきが生じ、基板W間で処理の均一性が担保されなくなる虞があるところ、液膜Fの厚みが測定されることによって、このようなばらつきが生じ得る状況を察知することができる。 Further, the substrate processing method according to the above embodiment includes a film thickness measuring step (step S4) of measuring the thickness of the liquid film F formed in the liquid film forming step. In the liquid film forming process, the thickness of the actually formed liquid film F may vary slightly among the substrates W even if the processing conditions are set to be the same. Further, when the substrate W is irradiated with plasma before the liquid film F is formed and the film quality of the resist is degraded, it is considered that this variation is particularly likely to occur. If there is variation in the thickness of the liquid film F among the substrates W, the progress speed of the plasma processing in the second plasma processing step will vary, and the uniformity of the processing among the substrates W may not be ensured. By measuring the thickness of F, it is possible to perceive a situation in which such variations may occur.
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、膜厚測定工程で得られた測定値に基づいて、第2プラズマ処理工程の処理条件を調整する。したがって、基板W間で液膜Fの厚みにばらつきが生じていたとしても、これを相殺するように第2プラズマ処理工程の処理条件を調整することで(具体的には例えば、膜厚の測定値が小さいほど、第2プラズマ処理の進行速度を小さくする(遅くする)方向に、第2プラズマ処理の処理条件の少なくとも1個を調整し、膜厚の測定値が大きいほど、第2プラズマ処理の進行速度を大きくする(速くする)方向に、第2プラズマ処理の処理条件の少なくとも1個を調整することで)、基板W間で処理のばらつきが生じることを回避できる。 Further, in the substrate processing method according to the above embodiment, the processing conditions of the second plasma processing step are adjusted based on the measured value obtained in the film thickness measuring step. Therefore, even if there is a variation in the thickness of the liquid film F among the substrates W, it is possible to adjust the processing conditions of the second plasma processing step so as to offset this variation (specifically, for example, by measuring the thickness of the film). At least one of the processing conditions of the second plasma processing is adjusted in the direction of decreasing (slowing) the advancing speed of the second plasma processing as the value is smaller, and the second plasma processing is adjusted as the measured value of the film thickness is larger. By adjusting at least one of the processing conditions of the second plasma processing in the direction of increasing (increasing) the advancing speed of the wafer W, it is possible to avoid the occurrence of variations in processing between substrates W.
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、第1プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスを供給する。この構成によると、第1プラズマ処理を効果的に進行させることができる。特に、第1プラズマ処理工程において供給されるガスの供給量が、3(L/min)以上、かつ、10(L/min)以下とされることで、プラズマの発生を十分に促進しつつ、プラズマ中の活性種がガス流によって押し流されて基板Wに到達できなくなるという事態の発生を抑制することができる。 Further, in the substrate processing method according to the above embodiment, the gas that promotes generation of plasma is supplied in the first plasma processing step. According to this configuration, the first plasma treatment can be effectively advanced. In particular, the amount of gas supplied in the first plasma treatment step is 3 (L/min) or more and 10 (L/min) or less, thereby sufficiently promoting plasma generation, It is possible to suppress the occurrence of a situation in which the active species in the plasma are swept away by the gas flow and cannot reach the substrate W.
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、第2プラズマ処理工程を、プラズマの発生を促進するガスの供給を停止した状態で行う。この構成によると、基板Wに形成されている液膜Fがガス流を受けて揺れたり押し流されたりすることがない。したがって、基板Wの面内における処理の均一性が十分に担保される。 Further, in the substrate processing method according to the above embodiment, the second plasma processing step is performed while the supply of the gas that promotes generation of plasma is stopped. According to this configuration, the liquid film F formed on the substrate W is not shaken or washed away by the gas flow. Therefore, uniformity of processing within the surface of the substrate W is sufficiently ensured.
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、第1プラズマ処理工程において、保持部1に保持された基板Wの主面と対向配置されたプラズマ照射部(プラズマリアクタ)41から、基板Wに対してプラズマを照射しつつ、該基板Wを主面と直交する回転軸Qの周りで、所定の回転数で回転させるものであり、該所定の回転数が、5(rpm)以上、かつ、20(rpm)以下である。仮に、プラズマ中の活性種の分布が不均一であったとしても、基板Wが回転されることによって、基板Wの主面の全領域に亘って満遍なく活性種を作用させることができるので、基板Wの面内における処理の均一性を高めることができる。その一方で、基板Wが回転される際の回転数が大きすぎると、気流の乱れを引き起こしてプラズマ中の活性種の分布に不均衡を生じさせる(つまり、基板Wの面内における処理の均一性が却って低下する)虞があるが、回転数が20(rpm)以下とされることで、このような事態の発生が回避される。
Further, in the substrate processing method according to the above-described embodiment, in the first plasma processing step, the plasma irradiation unit (plasma reactor) 41 disposed facing the main surface of the substrate W held by the holding
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、第2プラズマ処理工程において、保持部1に保持された基板Wの主面と対向配置されたプラズマリアクタ41から、基板Wに対してプラズマを照射しつつ、該基板Wを主面と直交する回転軸Qの周りで、所定の回転数で回転させるものであり、該所定の回転数が、30(rpm)以下である。この構成によると、仮に、プラズマ中の活性種の分布が不均一であったとしても、基板Wが回転されることによって、液膜Fの全領域に亘って満遍なく活性種を作用させることができるので、基板Wの面内における処理の均一性を高めることができる。その一方で、基板Wが回転される際の回転数が大きすぎると、基板Wに形成されている液膜Fが揺れたり偏ったりして基板Wの面内における処理の均一性が低下する虞があるが、この構成においては、このような事態の発生も十分に回避される。
Further, in the substrate processing method according to the above embodiment, in the second plasma processing step, the substrate W is irradiated with plasma from the
また、上記の実施形態に係る基板処理方法は、第1プラズマ処理工程において、保持部1に保持された基板Wの主面との間に第1離間距離d1を設けつつ対向配置されたプラズマリアクタ41から、基板Wに対してプラズマを照射し、第2プラズマ処理工程において、保持部1に保持された基板Wの主面との間に、第1離間距離d1よりも小さい第2離間距離d2を設けつつ、対向配置されたプラズマリアクタ41から、基板Wに対してプラズマを照射する。つまりここでは、第1プラズマ処理工程と第2プラズマ処理工程との間で、基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離が異なるものとされている。この離間距離が小さいほどプラズマ処理が促進されるが、この離間距離が小さくなりすぎると、両者の間に放電が生じる虞がある。ここで、基板Wに液膜Fが形成されていると、該液膜Fが形成されていない状態に比べて、放電は生じにくくなる。つまり、放電を回避するために確保しなければならない最小の離間距離は、基板Wに液膜Fが形成されている状態の方が、液膜Fが形成されていない状態よりも、小さい。上記の構成では、第2プラズマ処理工程における基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離d2を、第1プラズマ処理工程における基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離d1よりも小さいものとすることで、第1、第2プラズマ処理工程の各々において、放電の発生を抑制しつつ、プラズマ処理を十分に促進することを可能としている。
Further, in the substrate processing method according to the above-described embodiment, in the first plasma processing step, the plasma reactor is arranged to face the main surface of the substrate W held by the holding
また、上記の実施形態に係る基板処理装置(処理ユニット)132は、基板Wを保持する保持部1と、保持部1に保持された基板Wにプラズマを照射するプラズマリアクタ41と、保持部1に保持された基板Wに処理液を供給して該基板Wに処理液の液膜Fを形成する処理液供給部と、プラズマリアクタ41から保持部1に保持された基板Wに対してプラズマを照射させる制御部140と、を備え、制御部140が、液膜Fが形成される前の基板Wに対してプラズマを照射させ、さらに、液膜Fが形成された後の基板Wに対してプラズマを照射させる。
Further, the substrate processing apparatus (processing unit) 132 according to the above embodiment includes a
この構成によると、処理液の液膜Fが形成される前の基板Wに対してプラズマが照射され、さらに、液膜Fが形成された後の基板Wに対してもプラズマが照射される。前者のプラズマ照射によって、レジストの膜質が剥離されやすい状態に変質された上で、後者のプラズマ照射によって処理能力が高められた処理液によって、レジストの剥離が行われるので、レジストが比較的剥離され難いケースであっても、これを難なく剥離することができる。すなわち、レジストの剥離能力を向上させることができる。また、ここでは、前者と後者のプラズマ照射が、同じ装置で行われるので、例えば、処理液の液膜Fが形成される前の基板Wに対して第1の装置でプラズマを照射し、該基板Wを第1の装置から第2の装置に移送して、該第2の装置で、液膜Fが形成された後の基板Wに対してプラズマを照射する、といった構成に比べて、処理時間が大幅に短縮される。 According to this configuration, the substrate W before the liquid film F of the processing liquid is formed is irradiated with the plasma, and the substrate W after the liquid film F is formed is also irradiated with the plasma. By the former plasma irradiation, the film quality of the resist is changed into a state that is easy to peel off, and then the resist is stripped by the processing liquid whose processing ability has been enhanced by the latter plasma irradiation, so that the resist is relatively stripped. Even in difficult cases, it can be peeled off without difficulty. That is, the ability to remove the resist can be improved. Further, here, since the former and the latter plasma irradiation are performed by the same device, for example, the substrate W before the liquid film F of the processing liquid is formed is irradiated with the plasma by the first device. Compared to the configuration in which the substrate W is transferred from the first apparatus to the second apparatus and the substrate W on which the liquid film F is formed is irradiated with plasma in the second apparatus, the processing is It saves a lot of time.
また、上記の実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマリアクタ41は、平板状の部材であって、その主面の全領域に亘って面的にプラズマを発生させることができる。保持部1に保持されている基板Wの主面に対して、面的にプラズマが作用することで、該主面内における処理の均一性が向上する。
Moreover, the
<5.変形例>
<5-1.第1変形例>
上記の実施形態において、第2プラズマ処理工程では、プラズマの発生を促進するガスの供給(すなわち、ガスノズル61からの所定のガスの吐出)は行わないとしたが、これを行ってもよい。すなわち、第2プラズマ処理工程において、ガス供給管611に設けられているバルブ613が開かれて、ガスノズル61から所定のガスが吐出されてもよい。ガスの吐出を開始するタイミングと、プラズマリアクタ41の下降が開始されるタイミングとは、どのような前後関係にあってもよい。例えば、プラズマリアクタ41の下降が開始される前に、ガスノズル61からガスの吐出を開始してもよい。
<5. Variation>
<5-1. First modification>
In the above-described embodiment, in the second plasma processing step, the supply of the gas that promotes the generation of plasma (that is, the discharge of the predetermined gas from the gas nozzle 61) is not performed, but this may be performed. That is, in the second plasma processing step, the
この場合も、供給されるガス(すなわち、ガスノズル61から吐出されるガス)として、酸素系ガス、あるいは、酸素系ガスと希ガスの混合ガスを用いることができる。上記のとおり、プラズマリアクタ41の近傍に酸素系ガスが供給されることで、プラズマの発生(特に、酸素ラジカルなどといった酸素系の活性種の生成)が促進される。また、プラズマリアクタ41の近傍に希ガスが供給されることで、プラズマの発生が促進される。また、供給されるガスは、窒素ガスを含まないものであることも好ましい。
Also in this case, as the gas to be supplied (that is, the gas discharged from the gas nozzle 61), an oxygen-based gas or a mixed gas of an oxygen-based gas and a rare gas can be used. As described above, the supply of the oxygen-based gas to the vicinity of the
この変形例によると、第2プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスを供給することによって、第2プラズマ処理を効果的に進行させることができる。 According to this modification, in the second plasma processing step, the second plasma processing can be effectively advanced by supplying a gas that promotes generation of plasma.
また、ここでは、ガスノズル61は、プラズマリアクタ41の下面の周縁よりも外側から、上方から見て該下面の径方向であり、かつ、側方から見て該下面と平行な方向に沿って、ガスを吐出する。すなわち、ガスは、保持部1に保持されている基板Wの主面(ひいては、ここに形成されている液膜Fの上面)と平行な方向に、吐出される。したがって、液膜Fが、ガス流を受けて揺れたり押し流されたりする(その結果、第2プラズマ処理において基板Wの面内における処理の均一性が低下する)、といった事態の発生を抑制することができる。
Further, here, the
<5-2.第2変形例>
第2プラズマ処理において、ガスノズル61からガスの吐出が行われる場合、吐出されるガスの流量も、第2プラズマ処理の処理条件の一つとなる。すなわち、吐出されるガスの流量が大きいほど、プラズマ中に発生する活性種の量が増加し、第2プラズマ処理の進行速度は大きくなる。
<5-2. Second modification>
In the second plasma processing, when gas is discharged from the
そこで、膜厚測定工程(ステップS4)で取得された膜厚の測定値に基づく調整の対象とされる第2プラズマ処理工程の処理条件として、ガスノズル61から吐出するガスの流量を用いることができる。この場合、制御部140は、例えば、膜厚の測定値が小さいほど、吐出されるガスの流量が小さくなるように調整する。逆に、制御部140は、膜厚の測定値が大きいほど、該流量が大きくなるように調整する。具体的な調整はどのような方式でなされてもよい。例えば、膜厚の測定値が基準値よりも小さい場合に、ガスの吐出流量が既定値よりも小さくなるように修正し、膜厚の測定値が基準値よりも大きい場合に、ガスの吐出流量が既定値よりも大きくなるように修正すればよい。ここでも、膜厚の測定値の基準値からのズレ量が大きいほど、規定値からの修正幅を大きくすることが好ましい。
Therefore, the flow rate of the gas discharged from the
<5-3.第3変形例>
第2プラズマ処理工程において、ガスノズル61からガスの吐出が行われる場合、プラズマリアクタ41の高さ(すなわち、保持部1に保持されている基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離)に応じて、ガスノズル61から吐出されるガスの流量を切り替えてもよい。この場合の処理の流れについて、図12を参照しながら説明する。図12は、プラズマリアクタ41の高さに応じてガスの吐出流量を切り替える態様を説明するための図である。
<5-3. Third modification>
In the second plasma processing step, when gas is discharged from the
例えば、図12の上段に示されるように、プラズマリアクタ41が、プラズマ待機位置(破線で示される位置)から所定の途中位置(例えば、離間距離d20が、10(mm)以上であるような所定の位置)まで下降される間は、流量調整部614が、ガスノズル61から吐出されるガスの流量を、第1流量に設定しており、ガスノズル61から、第1流量でガスが吐出される。途中位置に到達した後、プラズマリアクタ41が途中位置おいて所定時間だけ停止され、該停止されている間、第1流量でガスが吐出され続けてもよい。
For example, as shown in the upper part of FIG. 12, the
その後、図12の下段に示されるように、プラズマリアクタ41が、途中位置(破線で示される位置)から第2プラズマ処理位置まで下降される。この下降が開始される時点で(あるいは、下降が開始されるのに先立って、あるいは、下降の途中、あるいは、下降が終了した時点で)、流量調整部614が、ガスノズル61から吐出されるガスの流量を、第1流量からこれよりも小さな第2流量に切り替える。このような切り替えがなされた以後は、ガスノズル61から、第1流量よりも小さい第2流量で、ガスが吐出されることになる。第2流量でのガスの吐出は、例えば、第2プラズマ処理が終了するまで継続される。
After that, as shown in the lower part of FIG. 12, the
プラズマリアクタ41が比較的高い位置にある状態(すなわち、基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離が比較的大きい状態)においては、基板Wに形成されている液膜Fがガス流の影響を受けにくい。また、両者の間にガスを供給する際の圧損が比較的小さいので、ガスが流入しやすい。そこで、このような状態において、ガスノズル61から比較的大きな流量でガスを供給することで、液膜Fがガス流を受けて揺れたり押し流されたりする、といった事態の発生を抑制しつつ、基板Wとプラズマリアクタ41の間の雰囲気を速やかに置換することができる。
When the
一方、プラズマリアクタ41が比較的低い位置にある状態(すなわち、基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離が比較的小さい状態)においては、基板Wに形成されている液膜Fがガス流の影響を受けて揺れたり押し流されたりしやすい。また、このような状態では、供給されるガスによってプラズマリアクタ41と基板Wとの間に気流の乱れも生じやすい。そこで、このような状態において、ガスノズル61から比較的小さな流量でガスを供給することで、液膜Fがガス流を受けて揺れたり押し流されたりする、といった事態の発生を十分に抑制することができる。また、気流の乱れが生じる(ひいては、活性種の分布に不均衡が生じる)ことも抑制することができる。
On the other hand, when the
なお、プラズマリアクタ41の高さに応じて、ガスノズル61から吐出されるガスの流量を切り替える態様は、上記に例示したものに限られるものではない。例えば、プラズマリアクタ41が所定の途中位置に到達した時点で、第1流量でのガスの吐出を開始し、プラズマリアクタ41が途中位置に配置されつつ第1流量でガスが吐出される状態を所定時間だけ維持した後に、プラズマリアクタ41の下降が再開され、これと同時に、流量調整部614がガスの吐出流量を第1流量からこれよりも小さな第2流量に切り替えるものとしてもよい。また例えば、プラズマリアクタ41が所定の途中位置に到達するまでは、所定の流量でガスを吐出しておき、プラズマリアクタ41が途中位置に到達した時点で、ガスの流量をゼロに切り替えてもよい(すなわち、ガスの吐出を停止してもよい。)。
The mode of switching the flow rate of the gas discharged from the
なお、この変形例は、第1プラズマ処理工程においてガスノズル61から所定のガスを吐出する場合に、適用されてもよい。すなわち、第1プラズマ処理工程において、ガスノズル61からガスを吐出する際に、プラズマリアクタ41の高さに応じて、吐出されるガスの流量を切り替えてもよい。
Note that this modification may be applied when a predetermined gas is discharged from the
<5-4.処理の流れに関する他の変形例>
処理ユニット132で行われる処理の流れ、処理の内容なども、上記の実施形態において例示したものに限られるものではない。
<5-4. Other Modified Examples of Processing Flow>
The flow of processing performed by the
例えば、上記の実施形態において、第2プラズマ処理が行われる間、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)が回転されるものとしたが、第2プラズマ処理が行われる間、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)が回転されなくともよい。すなわち、第2プラズマ処理が行われる間、回転機構13が、保持部1を回転させずに停止させるものとしてもよい。この構成によると、基板Wに形成されている液膜Fが揺れたり偏ったりすることを抑制することができる。したがって、基板Wの面内における処理の均一性が十分に担保される。
For example, in the above embodiment, the holder 1 (and thus the substrate W held therein) is rotated while the second plasma treatment is being performed. The part 1 (and thus the substrate W held here) need not be rotated. That is, while the second plasma processing is being performed, the rotating
また、上記の実施形態において、第1プラズマ処理が行われる間、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)が回転されるものとしたが、第1プラズマ処理が行われる間、保持部1(ひいてはここに保持されている基板W)が回転されなくともよい。すなわち、第1プラズマ処理が行われる間、回転機構13が、保持部1を回転させずに停止させるものとしてもよい。もっとも、第1プラズマ処理では、プラズマが基板Wに設けられているレジストに対して直接に作用するため、回転がなされない場合は、プラズマにおける活性種の分布の不均一性が、基板Wの面内における処理の不均一性としてダイレクトに現れてしまう。したがって、活性種の分布が十分に均一でない場合は、基板Wを回転させつつ第1プラズマ処理を行うことが好ましい。
Further, in the above embodiment, the holder 1 (and thus the substrate W held therein) is rotated while the first plasma treatment is being performed. The part 1 (and thus the substrate W held here) need not be rotated. That is, while the first plasma processing is being performed, the rotating
また、上記の実施形態においては、第1プラズマ処理が終了した後も、プラズマリアクタ41に対する電圧の印加が継続されるものとしたが、適宜のタイミングで、電圧の制御パラメータ(具体的には、印加する電圧の電圧値、印加する電圧の周波数、電圧印加の制御に用いられるパルス信号におけるオン期間の割合(オンデューティ比)、など)が切り替えられてもよい。例えば、第1プラズマ処理工程が終了してから、第2プラズマ処理工程が開始されるまでの間は、少なくとも1個のパラメータの値を、相対的に小さな値に切り替えてもよい。また、電圧の印加は必ずしも継続される必要はなく、例えば、第1プラズマ処理工程が終了した段階で、電圧の印加を停止し、第2プラズマ処理工程が開始される際に、電圧の印加を再開してもよい。
Further, in the above embodiment, the voltage application to the
また、第1プラズマ処理工程および第2プラズマ処理工程の各々において、プラズマリアクタ41に対して電圧を印加するタイミングは、プラズマリアクタ41の下降前、下降途中、下降後、のいずれであってもよい。ただし、プラズマリアクタ41に対する電圧の印加を開始してから、プラズマが安定するまでには、ある程度の時間が必要であるところ、プラズマリアクタ41がプラズマ処理位置に到達する前(すなわち、下降前あるいは下降途中)に、電圧の印加を開始しておくことで、十分に安定したプラズマを基板W(あるいは、その主面に設けられている処理液の液膜F)に作用させることができる。すなわち、不安定なプラズマ(例えば、十分に均一化されていないプラズマ)が作用することで基板Wに対する処理が不均一となる、といった事態を回避することができる。
In addition, in each of the first plasma processing step and the second plasma processing step, the timing of applying the voltage to the
また、第1プラズマ処理工程において、ガスノズル61からガスの吐出を開始するタイミングは、プラズマリアクタ41の下降前、下降途中、下降後、のいずれであってもよい。また、ガスノズル61からガスの吐出を開始するタイミングは、プラズマリアクタ41に対する電圧が印加を開始される前、開始されるのと同時、開始された後、のいずれであってもよい。第2プラズマ処理工程においてガスノズル61からガスの吐出を行う場合も、同様である。
Further, in the first plasma processing step, the timing of starting gas discharge from the
また、上記の実施形態では、第1プラズマ処理工程においてプラズマリアクタ41の近傍に供給される所定のガスは、例えば、酸素系ガス、あるいは、酸素系ガスと希ガスの混合ガスであるとしたが、供給されるガスの種類はこれに限られるものではない。例えば、希ガスのみが供給されてもよい。また、第1プラズマ処理工程において、ガスの供給がなされなくともよい。
In the above embodiment, the predetermined gas supplied to the vicinity of the
同様に、第2プラズマ処理工程においてプラズマリアクタ41の近傍に所定のガスが供給される場合も、該所定のガスは、酸素系ガス、あるいは、酸素系ガスと希ガスの混合ガスに限られるものではない。例えば、希ガスのみが供給されてもよい。また、第2プラズマ処理工程で供給されるガスは、第1プラズマ処理工程で供給されるガスと同じ種類であってもよいし異なる種類であってもよい。
Similarly, when a predetermined gas is supplied to the vicinity of the
また、上記の実施形態においては、膜厚の測定値に応じて、第2プラズマ処理の処理条件を調整するものとしたが、具体的な調整はどのような方式でなされてもよい。例えば、膜厚の測定値と調整値との対応関係を記述したデータ(例えば、ルックアップテーブル方式、関数方式、などといった適宜の方式で記述したデータ)を、記憶装置144に格納しておき、制御部140が、該データを参照することによって、膜厚の測定値から調整値を特定するものとしてもよい。
Moreover, in the above embodiment, the processing conditions of the second plasma processing are adjusted according to the measured value of the film thickness, but the specific adjustment may be made by any method. For example, data describing the correspondence relationship between the film thickness measurement value and the adjustment value (for example, data described in an appropriate method such as a lookup table method, a function method, etc.) is stored in the
また、上記の実施形態においては、膜厚測定工程において得られた測定値に基づいて第2プラズマ処理工程の処理条件を調整するものとしていたが、このような調整を行わなくともよい。例えば、このような調整に代えて(あるいは、このような調整に先立って)、得られた測定値が所定の許容範囲内にあるか否かを判定し、測定値が所定の許容範囲内にない場合には、オペレータにその旨を報知するための処理(例えば、アラームの鳴動、警告ランプの点灯、など)を行うものとしてもよい。また、膜厚測定工程は必須ではなく、これを行わなくともよい。 Moreover, in the above embodiment, the processing conditions of the second plasma processing step are adjusted based on the measured value obtained in the film thickness measuring step, but such adjustment may not be performed. For example, instead of (or prior to) such adjustment, determining whether the resulting measurement is within a predetermined tolerance range; If there is not, a process (for example, ringing an alarm, lighting a warning lamp, etc.) may be performed to notify the operator of the fact. Also, the film thickness measurement process is not essential and may be omitted.
また、上記の実施形態においては、液膜形成工程の処理条件を同じ設定にしてもなお発生する液膜Fの厚みのばらつきを想定して、液膜Fの厚みを測定するものとし、また、得られた測定値に基づいて第2プラズマ処理工程の処理条件を調整するものとしていた。しかしながら、いうまでもなく、目標膜厚の変更などに応じるために、液膜形成工程の処理条件が変更される場合においても、液膜Fの厚みを測定することは有効であり、得られた測定値に基づいて第2プラズマ処理工程の処理条件を調整することも有効である。 Further, in the above-described embodiment, the thickness of the liquid film F is measured on the assumption that the thickness of the liquid film F may vary even if the processing conditions in the liquid film forming step are set to be the same. The processing conditions of the second plasma processing step were adjusted based on the obtained measured values. However, needless to say, it is effective to measure the thickness of the liquid film F even when the processing conditions of the liquid film forming process are changed in order to respond to changes in the target film thickness. It is also effective to adjust the processing conditions of the second plasma processing step based on the measured values.
また、上記の実施形態においては、プラズマ発生部4は、大気圧下でプラズマを発生させるものとしていたが、低圧状態でプラズマを発生させてもよい。すなわち、チャンバ8の内部空間を減圧するためのポンプを設けて、該ポンプでチャンバ8の内部空間を所定の圧力まで減圧した状態で、プラズマリアクタ41に電圧を印加して、プラズマを発生させてもよい。
Further, in the above embodiment, the plasma generating section 4 generates plasma under atmospheric pressure, but it may generate plasma under low pressure. That is, a pump is provided for depressurizing the inner space of the
また、上記の実施形態においては、処理ユニット132では、基板Wに形成されたレジストを除去する処理が行われるものとしたが、処理ユニット132で行われる処理はこれに限られるものではない。例えば、処理ユニット132では、基板W上に存在している有機物(例えば、有機物のパーティクル、有機物の層、有機物の膜)などを除去する処理が行われてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、処理液として硫酸が用いられるものとしたが、処理液はこれに限られるものではない。例えば、硫酸、硫酸塩、ペルオキソ硫酸、および、ペルオキソ硫酸塩のうちの少なくとも1つを含む薬液が、処理液として用いられてもよい。また、過酸化水素を含む薬液が処理液として用いられてもよく、例えば硫酸と過酸化水素水との混合液が処理液として用いられてもよい。さらに、プラズマ処理の目的、除去対象物の種類、などによっては、SC1(過酸化水素水とアンモニアとの混合液)、SC2(過酸化水素水と塩酸との混合液)などの薬液(いわゆる、洗浄用薬液)が、処理液として用いられてもよいし、フッ酸、塩酸、リン酸などの薬液(いわゆる、エッチング用薬液)が、処理液として用いられてもよい。 Further, in the above embodiment, sulfuric acid is used as the processing liquid, but the processing liquid is not limited to this. For example, a chemical liquid containing at least one of sulfuric acid, sulfate, peroxosulfate, and peroxosulfate may be used as the treatment liquid. Also, a chemical solution containing hydrogen peroxide may be used as the treatment liquid, for example, a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution may be used as the treatment liquid. Furthermore, depending on the purpose of the plasma treatment, the type of object to be removed, etc., chemical solutions such as SC1 (mixed solution of hydrogen peroxide solution and ammonia), SC2 (mixed solution of hydrogen peroxide solution and hydrochloric acid) (so-called A cleaning chemical) may be used as the processing liquid, or a chemical such as hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or phosphoric acid (so-called etching chemical) may be used as the processing liquid.
また、上記の実施形態では、第1プラズマ処理工程からリンス工程までの一連の処理(ステップS2~ステップS6)は、1枚の基板Wに対して1回行われるものであったが、1枚の基板Wに対して、該一連の処理が、複数回、繰り返して行われてもよい。例えば、図13に示されるように、リンス工程(ステップS6)が終了した後、第1プラズマ処理工程からリンス工程までの一連の処理(ステップS2~ステップS6)が行われた回数(実行回数)が、所定の繰り返し回数に達したか否かを判断し(ステップS7)、実行回数が繰り返し回数に達していない場合(実行回数<繰り返し回数)、再び、第1プラズマ処理工程からリンス工程までの一連の処理を繰り返して行うものとしてもよい(繰り返し工程)。この場合、繰り返し回数は、レジストの種類、膜厚、イオン注入量、などに応じて、適宜に規定すればよい。 Further, in the above-described embodiment, the series of processes (steps S2 to S6) from the first plasma processing step to the rinsing step were performed once for one substrate W. The series of processes may be repeated multiple times on the substrate W of . For example, as shown in FIG. 13, after the rinsing process (step S6) is completed, the number of times (the number of executions) of a series of processes (steps S2 to S6) from the first plasma treatment process to the rinsing process has been performed. determines whether or not a predetermined number of repetitions has been reached (step S7), and if the number of executions has not reached the number of repetitions (number of executions<number of repetitions), the steps from the first plasma treatment step to the rinsing step are repeated again. A series of processes may be repeated (repeated process). In this case, the number of repetitions may be appropriately defined according to the resist type, film thickness, ion implantation dose, and the like.
<5-5.処理ユニット132の構成に関する変形例>
処理ユニット132の構成は、上記の実施形態において例示したものに限られるものではない。
<5-5. Modification of Configuration of
The configuration of the
例えば、上記の実施形態においては、処理液を吐出する処理液ノズル21と、リンス液を吐出するリンス液ノズル22とをそれぞれ別個に設けたが、1個のノズルから、処理液とリンス液とが択一的に吐出されるようにしてもよい。この場合、該1個のノズルに、処理液供給管211とリンス液供給管221とを接続すればよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記の実施形態においては、ノズル移動機構23は処理液ノズル21とリンス液ノズル22を一体的に移動させるものとしたが、各ノズル21,22に個別にノズル移動機構を設けて、各ノズル21,22を別個独立に移動させてもよい。いうまでもなく、この場合は、2つのノズル21,22を連結して設ける必要はない。また、2つのノズル21,22のうちの少なくとも一方を、固定的に設けてもよい。すなわち、少なくとも一方のノズルについて、ノズル移動機構を省略してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態においては、ノズル21,22と膜厚センサ31とを一体的に移動させるものとした(すなわち、ノズル21,22を移動させるノズル移動機構23が、膜厚センサ31を移動させるセンサ移動機構32としての機能を担っているものとした)が、ノズル移動機構23とセンサ移動機構32とを別個独立に設けて、ノズル21,22と膜厚センサ31とを別個独立に移動させてもよい。いうまでもなく、この場合は、膜厚センサ31を、ノズル21,22と連結して設ける必要はない。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態において、保持部1は、基板Wの周縁をチャックピン12で把持することによって基板Wを水平姿勢で保持するものであったが、基板Wを保持する方式はこれに限られるものではなく、どのようなものであってもよい。例えば、保持部は、ベース部11の上面に設けた吸引機構で基板Wの裏面を吸着することによって、基板Wを水平姿勢で保持するものであってもよい。
In the above-described embodiment, the holding
また、上記の実施形態において、ガスノズル61は、プラズマリアクタ41を側方から囲むようなリング状のノズル本体部61aに、複数の吐出口61bが設けられた構成であるとしたが、ガスノズル61の構成はこれに限られるものではない。例えば、ガスノズルは、1個の吐出口を備えるコンパクトノズルが、プラズマリアクタ41の周縁の外方側から下方に垂下する形状であってもよい。また、プラズマリアクタ41の周縁における複数の箇所に、このようなコンパクトノズルが設けられてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、ガスノズル61はプラズマリアクタ41に設けられるものとしたが、ガスノズル61は必ずしもプラズマリアクタ41に設ける必要はない。例えば、ガスノズルは、遮断板51に設けてもよい。また例えば、ガスノズルは、プラズマリアクタ41および遮断板51の両方と別体に設けられもよい。後者の場合は、ガスノズルをプラズマリアクタ41に対して所定の相対位置に配置するために、ガスノズルを昇降させるための機構(ガスノズル移動機構)を設けることも好ましい。
Also, in the above embodiment, the
また、プラズマリアクタ41を移動させるプラズマリアクタ移動機構43は必須ではなく、プラズマリアクタ41は固定的に設けられてもよい。この場合、例えば、ベース部11を昇降させる機構を設け、これがベース部11を昇降させることによって、ベース部11上に保持されている基板Wとプラズマリアクタ41との離間距離を変更すればよい。
Also, the plasma
また、ガード71を移動させるガード移動機構72は必須ではなく、ガード71は固定的に設けられてもよい。この場合も、例えば、ベース部11を昇降させる機構を設け、これがベース部11を昇降させることによって、ベース部11上に保持されている基板Wとガード71との位置関係を変更すればよい。
Also, the
<5-6.基板処理システム100の構成に関する変形例>
基板処理システム100の構成は、上記の実施形態において例示したものに限られるものではない。
<5-6. Modification of Configuration of
The configuration of the
例えば、基板処理システム100に設けられる処理ユニット132の数は、12個でなくともよい。また例えば、基板処理システム100に設けられるロードポート111の数は、3個でなくともよい。
For example, the number of
また、プログラムPは、記録媒体に記憶されていてもよく、この記録媒体を用いて、制御部140にプログラムPをインストールするものとしてもよい。
Moreover, the program P may be stored in a recording medium, and the program P may be installed in the
また、基板処理システム100において処理対象とされる基板Wは、必ずしも半導体基板でなくともよい。例えば、処理対象とされる基板Wは、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、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、などであってもよい。また、処理対象とされる基板Wの形状およびサイズも、上記に例示したものに限られるものではない。例えば、処理対象とされる基板Wの形状は、矩形板形状であってもよい。
Further, the substrate W to be processed in the
以上のように、基板処理方法および基板処理装置は詳細に説明されたが、上記の説明は、全ての局面において例示であって、基板処理方法および基板処理装置がこれ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、この開示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。上記の各実施形態、および、上記の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。 Although the substrate processing method and the substrate processing apparatus have been described in detail as above, the above description is illustrative in all aspects, and the substrate processing method and the substrate processing apparatus are not limited to this. It is understood that numerous variations not illustrated can be envisioned without departing from the scope of this disclosure. Each configuration described in each of the above embodiments and each of the above modifications can be appropriately combined or omitted as long as they do not contradict each other.
1 保持部
2 液供給部
21 処理液ノズル
22 リンス液ノズル
3 膜厚測定部
31 膜厚センサ
4 プラズマ発生部
41 プラズマリアクタ
42 電源
43 プラズマリアクタ移動機構
6 ガス供給部
61 ガスノズル
132 基板処理装置(処理ユニット)
100 基板処理システム
1 holding
100 substrate processing system
Claims (10)
前記保持部に保持されている基板にプラズマを照射する第1プラズマ処理工程と、
前記第1プラズマ処理工程が行われた後、前記保持部に保持されている基板に処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
前記液膜形成工程が行われた後、前記保持部に保持されている基板にプラズマを照射する第2プラズマ処理工程と、
前記第2プラズマ処理工程が行われた後、前記保持部に保持されている基板から液膜を洗い流すリンス工程と、
を備える、基板処理方法。 a holding step of holding a substrate provided with a resist on a holding portion;
a first plasma processing step of irradiating the substrate held by the holding part with plasma;
a liquid film forming step of forming a liquid film of the processing liquid on the substrate held by the holding unit after the first plasma processing step is performed;
a second plasma processing step of irradiating the substrate held by the holding part with plasma after the liquid film forming step;
a rinsing step of washing away the liquid film from the substrate held by the holding unit after the second plasma processing step is performed;
A substrate processing method comprising:
前記液膜形成工程で形成された液膜の厚みを測定する膜厚測定工程、
を備える、基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1,
a film thickness measuring step of measuring the thickness of the liquid film formed in the liquid film forming step;
A substrate processing method comprising:
前記膜厚測定工程で得られた測定値に基づいて、前記第2プラズマ処理工程の処理条件を調整する、
基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 2,
Adjusting the processing conditions of the second plasma processing step based on the measured value obtained in the film thickness measurement step;
Substrate processing method.
前記第1プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスを供給する、
基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 3,
In the first plasma processing step, supplying a gas that promotes generation of plasma;
Substrate processing method.
前記第2プラズマ処理工程を、プラズマの発生を促進するガスの供給を停止した状態で行う、
基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 4,
The second plasma treatment step is performed with the supply of the gas that promotes plasma generation stopped.
Substrate processing method.
前記第2プラズマ処理工程において、プラズマの発生を促進するガスを供給する、
基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 4,
In the second plasma treatment step, supplying a gas that promotes generation of plasma;
Substrate processing method.
前記第1プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面と対向配置されたプラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射しつつ、該基板を主面と直交する回転軸の周りで、所定の回転数で回転させるものであり、
前記所定の回転数が、5(rpm)以上、かつ、20(rpm)以下である、
基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 6,
In the first plasma processing step, while irradiating the substrate with plasma from a plasma irradiator arranged opposite to the main surface of the substrate held by the holding unit, the substrate is rotated along a rotation axis perpendicular to the main surface. It rotates at a predetermined number of revolutions around
The predetermined rotation speed is 5 (rpm) or more and 20 (rpm) or less,
Substrate processing method.
前記第2プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面と対向配置されたプラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射しつつ、該基板を主面と直交する回転軸の周りで回転させない、あるいは、30(rpm)以下の回転数で回転させるものである、
基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 7,
In the second plasma processing step, while irradiating the substrate with plasma from a plasma irradiator arranged opposite to the main surface of the substrate held by the holding unit, the substrate is rotated along a rotation axis perpendicular to the main surface. Do not rotate around, or rotate at a speed of 30 (rpm) or less,
Substrate processing method.
前記第1プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面との間に第1離間距離を設けつつ対向配置されたプラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射し、
前記第2プラズマ処理工程において、前記保持部に保持された基板の主面との間に、前記第1離間距離よりも小さい第2離間距離を設けつつ、対向配置された前記プラズマ照射部から、基板に対してプラズマを照射する、
基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 8,
In the first plasma treatment step, the substrate is irradiated with plasma from a plasma irradiating unit arranged opposite to the main surface of the substrate held by the holding unit while providing a first separation distance from the main surface of the substrate,
In the second plasma treatment step, from the plasma irradiating unit arranged opposite to the main surface of the substrate held by the holding unit while providing a second separation distance smaller than the first separation distance, irradiating the substrate with plasma;
Substrate processing method.
前記保持部に保持された基板にプラズマを照射するプラズマ照射部と、
前記保持部に保持された基板に処理液を供給して該基板に前記処理液の液膜を形成する処理液供給部と、
前記プラズマ照射部から前記保持部に保持された基板に対してプラズマを照射させる制御部と、
を備え、
前記制御部が、前記液膜が形成される前の基板に対してプラズマを照射させ、さらに、前記液膜が形成された後の基板に対してプラズマを照射させる、
基板処理装置。 a holding part that holds the substrate;
a plasma irradiation unit that irradiates the substrate held by the holding unit with plasma;
a processing liquid supply unit that supplies a processing liquid to the substrate held by the holding unit to form a liquid film of the processing liquid on the substrate;
a control unit that irradiates the substrate held by the holding unit with plasma from the plasma irradiation unit;
with
The control unit causes the substrate before the liquid film is formed to be irradiated with plasma, and further causes the substrate after the liquid film is formed to be irradiated with plasma.
Substrate processing equipment.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021146774A JP2023039584A (en) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | Substrate processing method and substrate processing device |
| CN202280059831.9A CN117916861A (en) | 2021-09-09 | 2022-05-19 | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
| PCT/JP2022/020799 WO2023037663A1 (en) | 2021-09-09 | 2022-05-19 | Substrate processing method and substrate processing device |
| KR1020247007093A KR20240038091A (en) | 2021-09-09 | 2022-05-19 | Substrate processing method and substrate processing device |
| TW111120345A TWI843112B (en) | 2021-09-09 | 2022-06-01 | Substrate processing method and substrate processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021146774A JP2023039584A (en) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | Substrate processing method and substrate processing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023039584A true JP2023039584A (en) | 2023-03-22 |
Family
ID=85506314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021146774A Pending JP2023039584A (en) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | Substrate processing method and substrate processing device |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023039584A (en) |
| KR (1) | KR20240038091A (en) |
| CN (1) | CN117916861A (en) |
| TW (1) | TWI843112B (en) |
| WO (1) | WO2023037663A1 (en) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03227010A (en) * | 1990-01-31 | 1991-10-08 | Matsushita Electron Corp | Method and device for removing resist |
| JPH09275097A (en) * | 1996-04-02 | 1997-10-21 | Sony Corp | Semiconductor manufacturing device and semiconductor manufacturing method |
| JP2005012175A (en) * | 2003-05-28 | 2005-01-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate processing equipment and method for processing substrate |
| JP2005142367A (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sekisui Chem Co Ltd | Method for exfoliating film |
| US20060046482A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing using energized hydrogen gas and in combination with wet cleaning |
| JP2009238868A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Oki Semiconductor Co Ltd | Method for forming mask pattern |
| US20140216500A1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | Taiwan Semicunductor Manufacturing Co., Ltd. | Single Wafer Cleaning Tool with H2SO4 Recycling |
| WO2020166282A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | 株式会社Screenホールディングス | Generation device, substrate treatment device, and substrate treatment method |
| JP2021051123A (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 株式会社Screenホールディングス | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
| KR20210105490A (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-27 | 세메스 주식회사 | Apparatus for treating substrate |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006156486A (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Tokyo Electron Ltd | Substrate processing method and method of manufacturing semiconductor device |
| JP7128099B2 (en) | 2018-11-27 | 2022-08-30 | 株式会社Screenホールディングス | SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD |
-
2021
- 2021-09-09 JP JP2021146774A patent/JP2023039584A/en active Pending
-
2022
- 2022-05-19 CN CN202280059831.9A patent/CN117916861A/en active Pending
- 2022-05-19 KR KR1020247007093A patent/KR20240038091A/en active Pending
- 2022-05-19 WO PCT/JP2022/020799 patent/WO2023037663A1/en not_active Ceased
- 2022-06-01 TW TW111120345A patent/TWI843112B/en active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03227010A (en) * | 1990-01-31 | 1991-10-08 | Matsushita Electron Corp | Method and device for removing resist |
| JPH09275097A (en) * | 1996-04-02 | 1997-10-21 | Sony Corp | Semiconductor manufacturing device and semiconductor manufacturing method |
| JP2005012175A (en) * | 2003-05-28 | 2005-01-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate processing equipment and method for processing substrate |
| JP2005142367A (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sekisui Chem Co Ltd | Method for exfoliating film |
| US20060046482A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor processing using energized hydrogen gas and in combination with wet cleaning |
| JP2009238868A (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Oki Semiconductor Co Ltd | Method for forming mask pattern |
| US20140216500A1 (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | Taiwan Semicunductor Manufacturing Co., Ltd. | Single Wafer Cleaning Tool with H2SO4 Recycling |
| WO2020166282A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | 株式会社Screenホールディングス | Generation device, substrate treatment device, and substrate treatment method |
| JP2021051123A (en) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 株式会社Screenホールディングス | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
| KR20210105490A (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-27 | 세메스 주식회사 | Apparatus for treating substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI843112B (en) | 2024-05-21 |
| WO2023037663A1 (en) | 2023-03-16 |
| KR20240038091A (en) | 2024-03-22 |
| CN117916861A (en) | 2024-04-19 |
| TW202312271A (en) | 2023-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2011204944A (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
| JP2002219424A (en) | Substrate processing unit and substrate processing method | |
| TWI753353B (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| JP6593591B2 (en) | Substrate processing method | |
| JP2009267101A (en) | Substrate-treating device | |
| WO2023042487A1 (en) | Substrate processing device and substrate processing method | |
| JP2023039584A (en) | Substrate processing method and substrate processing device | |
| JP6710582B2 (en) | Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method and storage medium | |
| JP2022143191A (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| JP6740359B2 (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| JP2023096789A (en) | Substrate processing method and substrate processing device | |
| JP7709367B2 (en) | SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD | |
| JP2022131171A (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| TWI828373B (en) | Substrate processing method and substrate processing device | |
| TWI864790B (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| JP7709329B2 (en) | SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD | |
| JP2023141833A (en) | Substrate processing apparatus | |
| JP2022131327A (en) | SUBSTRATE GRIP MECHANISM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS | |
| JP2025146591A (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240617 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250701 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250825 |