JP2018190854A - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンの凹部に露出した金属膜の侵食を抑えつつ、パターン上部に付着した残渣を除去すること。【解決手段】実施形態に係る基板洗浄装置は、第１〜第３処理部と制御部とを備える。第１処理部は、凹凸状のパターンの凹部に金属膜が露出した基板に対し、基板に付着する残渣を除去する第１処理液を供給する。第２処理部は、第１処理液に不溶な保護膜を形成する第２処理液を基板に供給する。第３処理部は、保護膜を溶解する第３処理液を基板に供給する。制御部は、基板に第２処理液を供給することにより、パターン上部を保護膜から露出させた状態で金属膜上に保護膜を形成する保護膜形成処理、保護膜形成処理後の基板に第１処理液を供給してパターン上部に付着した残渣を除去する残渣除去処理、残渣除去処理後の基板に第３処理液を供給して基板上から保護膜を除去する保護膜除去処理を第１処理部、第２処理部および第３処理部に実行させる。【選択図】図４

Description

開示の実施形態は、基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。

従来、シリコンウェハや化合物半導体ウェハ等の基板に対して薬液を供給することにより、基板に付着した残渣を除去する基板洗浄装置が知られている。

基板には、パターンの下地膜として金属膜が形成され、パターンの凹部において金属膜が露出したものが存在する。このような基板に対して残渣の除去を行う場合、薬液による金属膜の侵食を防止するために、金属膜を侵食し難い薬液が使用されることがある（特許文献１参照）。

特開２０１２−２２７２９１号公報

基板への残渣の付き方として、パターンの上部にのみ残渣が付着し、パターンの下部や金属膜には残渣が付着しないか付着したとしても上部と比較して僅かであるようなケースがある。このようなケースにおいて、金属膜にまで薬液を供給することとすると、仮に従来技術のように金属膜を侵食し難い薬液を使用したとしても、金属膜を侵食してしまうこととなる。

実施形態の一態様は、パターンの凹部に露出した金属膜の侵食を抑えつつ、パターン上部に付着した残渣を除去することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板洗浄装置は、第１処理部と、第２処理部と、第３処理部と、制御部とを備える。第１処理部は、凹凸状のパターンの凹部に金属膜が露出した基板に対し、基板に付着する残渣を除去する第１処理液を供給する。第２処理部は、固化または硬化することによって第１処理液に不溶な保護膜を形成する第２処理液を基板に対して供給する。第３処理部は、保護膜を溶解する第３処理液を基板に対して供給する。制御部は、第１処理部、第２処理部および第３処理部を制御する。また、制御部は、基板に対して第２処理液を供給することにより、パターンの上部を保護膜から露出させた状態で、金属膜上に保護膜を形成する保護膜形成処理と、保護膜形成処理後の基板に対して第１処理液を供給することにより、パターンの上部に付着した残渣を除去する残渣除去処理と、残渣除去処理後の基板に対して第３処理液を供給することにより、基板上から保護膜を除去する保護膜除去処理とを第１処理部、第２処理部および第３処理部に実行させる。

実施形態の一態様によれば、パターンの凹部に露出した金属膜の侵食を抑えつつ、パターン上部に付着した残渣を除去することができる。

図１は、本実施形態に係る基板洗浄システムの構成を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係るウェハの模式図である。 図３は、本実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。 図４は、本実施形態に係る基板洗浄システムが実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５Ａは、保護膜形成処理の説明図である。 図５Ｂは、残渣除去処理の説明図である。 図５Ｃは、残渣除去処理の説明図である。 図５Ｄは、保護膜除去処理の説明図である。 図５Ｅは、保護膜除去処理の説明図である。 図５Ｆは、乾燥処理後のウェハの模式図である。 図６は、第１変形例に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。 図７は、第２変形例に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板洗浄装置および基板洗浄方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜１．基板洗浄システムの構成＞
まず、本実施形態に係る基板洗浄システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る基板洗浄システムの構成を示す模式図である。また、図２は、本実施形態に係るウェハの模式図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板洗浄システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚のウェハＷを水平状態で収容可能な複数の搬送容器（以下、「キャリアＣ」と記載する）が載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられる。搬送部１２の内部には、基板搬送装置１２１と、受渡部１２２とが設けられる。

基板搬送装置１２１は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１２１は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１２２との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１３と、複数の基板洗浄装置１４とを備える。複数の基板洗浄装置１４は、搬送部１３の両側に並べて設けられる。

搬送部１３は、内部に基板搬送装置１３１を備える。基板搬送装置１３１は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３１は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１２２と基板洗浄装置１４との間でウェハＷの搬送を行う。

基板洗浄装置１４は、たとえばドライエッチング後の残渣をウェハＷから除去する基板洗浄処理を行う。

具体的には、本実施形態に係るウェハＷは、図２に示すように、金属膜１０１上に凹凸状のパターンが形成され、パターンの凹部において金属膜１０１が露出したシリコンウェハもしくは化合物半導体ウェハ等であり、残渣Ｐは、かかるウェハＷにおけるパターンの上部に付着している。「パターンの上部」とは、凹凸状のパターンにおける凸部の上面および上記上面に近接するパターンの側面部分を指す。また、「パターンの凸部」とは、パターンの高さ方向における上半分を指し、「パターンの凹部」とは、隣接する２つのパターンの高さ方向における下半分と金属膜１０１とによって形成される部分を指す。図２では、パターンの凹部の下面において金属膜１０１が露出する場合の例を示しているが、金属膜１０１は、パターンの凹部のいずれかの場所において露出していればよい。

なお、パターンの下部や金属膜１０１にも残渣Ｐが付着している可能性はあるが、パターンの下部や金属膜１０１に付着する残渣Ｐは、パターンの上部に付着する残渣Ｐと比べて極僅かであり、敢えて除去する必要はないものとする。

このように、パターンの上部に集中的に付着している残渣Ｐを除去する場合において、残渣Ｐを除去するための薬液を金属膜１０１にまで供給することとすると、仮に金属膜１０１を侵食し難い薬液を使用したとしても、金属膜１０１は無駄に侵食されることとなる。

そこで、本実施形態に係る基板洗浄装置１４では、金属膜１０１を保護膜で覆った状態で、ウェハＷに薬液を供給してパターン上部の残渣Ｐを除去することとした。これにより、金属膜１０１の侵食を抑えつつ残渣Ｐを除去することができる。基板洗浄装置１４の具体的な構成および動作については後述する。

また、基板洗浄システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、基板洗浄システム１の動作を制御する装置である。かかる制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１５と記憶部１６とを備える。記憶部１６には、基板洗浄処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１５は、記憶部１６に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板洗浄システム１の動作を制御する。制御部１５は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processor Unit）等であり、記憶部１６は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等である。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１６にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板洗浄システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１２１が、キャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１２２に載置する。受渡部１２２に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１３１によって受渡部１２２から取り出されて基板洗浄装置１４へ搬入され、基板洗浄装置１４によって基板洗浄処理が施される。洗浄後のウェハＷは、基板搬送装置１３１により基板洗浄装置１４から搬出されて受渡部１２２に載置された後、基板搬送装置１２１によってキャリアＣに戻される。

＜２．基板洗浄装置の構成＞
次に、基板洗浄装置１４の構成について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る基板洗浄装置１４の構成を示す模式図である。

図３に示すように、基板洗浄装置１４は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、液供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と液供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

ＦＦＵ２１は、バルブ２２を介してダウンフローガス供給源２３に接続される。ＦＦＵ２１は、ダウンフローガス供給源２３から供給されるダウンフローガス（たとえば、ドライエア）をチャンバ２０内に吐出する。

基板保持機構３０は、回転保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。回転保持部３１は、チャンバ２０の略中央に設けられる。回転保持部３１の上面には、ウェハＷを側面から保持する保持部材３１１が設けられる。ウェハＷは、かかる保持部材３１１によって回転保持部３１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。

支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において回転保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。

かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された回転保持部３１を回転させ、これにより、回転保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

なお、回転保持部３１は、上記のようにウェハＷを側面から保持するタイプに限らず、たとえばバキュームチャックのようにウェハＷを下方から吸着保持するタイプであってもよい。

液供給部４０は、基板保持機構３０に保持されたウェハＷに対して各種の処理液を供給する。液供給部４０は、複数（ここでは４つ）のノズル４１ａ〜４１ｄと、ノズル４１ａ〜４１ｄを水平に支持するアーム４２と、アーム４２を旋回および昇降させる旋回昇降機構４３とを備える。

ノズル４１ａは、バルブ４４ａおよび流量調整器４６ａを介して薬液供給源４５ａに接続される。ノズル４１ｂは、バルブ４４ｂおよび流量調整器４６ｂを介して成膜処理液供給源４５ｂに接続される。ノズル４１ｃは、バルブ４４ｃおよび流量調整器４６ｃを介してリンス液供給源４５ｃに接続される。ノズル４１ｄは、バルブ４４ｄおよび流量調整器４６ｄを介して溶解処理液供給源４５ｄに接続される。

ノズル４１ａからは、薬液供給源４５ａから供給される薬液が吐出される。薬液は、ウェハＷに付着する残渣Ｐを除去する第１処理液に相当する。薬液としては、たとえばＤＨＦ（希フッ酸）、ＳＣ１（アンモニア／過酸化水素／水の混合液）、ＤＳＰ（Diarrhetic Shellfish Poisoning）等が用いられる。

ノズル４１ｂからは、成膜処理液供給源４５ｂから供給される成膜処理液が吐出される。成膜処理液は、固化または硬化することによって第１処理液に不溶な保護膜を形成する第２処理液の一例に相当する。なお、ここでいう「固化」とは、固体化することを意味し、「硬化」とは、分子同士が連結して高分子化すること（たとえば架橋や重合等）を意味する。

成膜処理液としては、フッ素原子を含有する化合物を含む液体を使用することが好ましい。フッ素原子の持つ撥水効果により、保護膜の内部に水が浸透することを防止することができるためである。具体的には、成膜処理液としては、下記化学式（１）で表されるフッ素原子を含む構造単位を有する重合体を含む液体であることが好ましい。

上記化学式（１）中、Ｒは、アルキル基である。アルキル基は、たとえば炭素数１〜８のアルキル基である。

また、成膜処理液は、上記重合体を溶解する溶媒を含有する。かかる溶媒は、たとえば、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、炭化水素系溶媒等の有機溶媒あるいは水等が挙げられる。これらの中で、有機溶媒が好ましい。

ノズル４１ｃからは、リンス液供給源４５ｃから供給されるリンス液が吐出される。リンス液は、たとえばＤＩＷ（純水）である。

ノズル４１ｄからは、溶解処理液供給源４５ｄから供給される溶解処理液が吐出される。溶解処理液は、保護膜を溶解する第３処理液の一例に相当する。溶解処理液としては、たとえばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、シンナー、ＭＩＢＣ（４−メチル−２−ペンタノール）、トルエン、酢酸エステル類、アルコール類、グリコール類（プロピレングリコールモノメチルエーテル）などの有機溶剤が用いられる。

ここでは、溶解処理液として、所定の温度（たとえば、６５℃）に加熱されたＩＰＡを用いるものとする。なお、溶解処理液としては、常温のＩＰＡを用いても構わない。また、溶解処理液としては、有機溶剤に限らず、たとえば、アルカリ現像液や酸性現像液等を用いてもよい。

回収カップ５０は、回転保持部３１を取り囲むように配置され、回転保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から基板洗浄装置１４の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給されるダウンフローガスを基板洗浄装置１４の外部へ排出する排気口５２が形成される。

なお、基板洗浄装置１４に設けられるノズルの個数は、上記の例に限定されるものではなく、たとえば、薬液、成膜処理液、リンス液および溶解処理液を吐出する単一のノズルを備える構成としてもよい。

＜３．基板洗浄システムの具体的動作＞
次に、基板洗浄装置１４の具体的動作について図４および図５Ａ〜図５Ｆを参照して説明する。図４は、本実施形態に係る基板洗浄システム１が実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図５Ａは保護膜形成処理の説明図であり、図５Ｂおよび図５Ｃは残渣除去処理の説明図である。また、図５Ｄおよび図５Ｅは、保護膜除去処理の説明図であり、図５Ｆは乾燥処理後のウェハＷの模式図である。なお、基板洗浄システム１が備える各装置は、制御部１５の制御に従って図４に示す各処理手順を実行する。

図４に示すように、基板洗浄装置１４では、まず、基板搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。かかる基板搬入処理では、基板搬送装置１３１（図１参照）によってチャンバ２０内に搬入されたウェハＷが基板保持機構３０の保持部材３１１により保持される。このときウェハＷは、パターン形成面が上方を向いた状態で保持部材３１１に保持される。その後、駆動部３３によって回転保持部３１が回転する。これにより、ウェハＷは、回転保持部３１に水平保持された状態で回転保持部３１とともに回転する。ウェハＷの回転数は、第１の回転数に設定される。

つづいて、基板洗浄装置１４では、保護膜形成処理が行われる（ステップＳ１０２）。かかる保護膜形成処理では、液供給部４０のノズル４１ｂがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｂが所定時間開放されることにより、ウェハＷのパターン形成面に対して成膜処理液が供給される。

ウェハＷへ供給された成膜処理液は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面に広がる。これにより、ウェハＷのパターン形成面に成膜処理液の液膜が形成される。そして、成膜処理液に含まれる有機溶媒の一部または全部が気化して成膜処理液に含まれる固形分が固化または硬化することにより、図５Ａに示すように、パターンの上部を露出させた状態で金属膜１０１を覆う保護膜１０２が形成される。

ここで、保護膜形成処理におけるウェハＷの回転数である第１の回転数は、後段の残渣除去処理、リンス処理および保護膜除去処理におけるウェハＷの回転数よりも高い回転数に設定される。これにより、ウェハＷ上のパターンの上部が露出する厚さ（たとえば、２５ｎｍ以下）の保護膜１０２を形成することができる。

このように、ノズル４１ｂ、アーム４２、旋回昇降機構４３、バルブ４４ｂおよび流量調整器４６ｂは、ウェハＷに対して第２処理液を供給する第２処理部の一例に相当する。

なお、基板洗浄装置１４では、基板搬入処理（ステップＳ１０１）後、保護膜形成処理（ステップＳ１０２）前に、プリウェット処理が行われてもよい。プリウェット処理では、液供給部４０のノズル４１ｄがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｄが所定時間開放されることにより、ウェハＷのパターン形成面に対してＩＰＡが供給される。ウェハＷへ供給されたＩＰＡは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷのパターン形成面に広がる。

成膜処理液は撥水性が高いため、薬液処理後のウェハＷに対して成膜処理液を供給しても、ウェハＷの表面に残存するＤＩＷによってはじかれてしまい、ウェハＷの表面に成膜処理液の液膜を形成するのに多くの時間がかかってしまう。

そこで、成膜処理液と親和性のあるＩＰＡを事前にウェハＷに塗り広げておくことで、保護膜形成処理において、成膜処理液がウェハＷの上面に広がり易くなるとともに、パターンの隙間にも入り込み易くなる。したがって、成膜処理液の使用量を削減することができるとともに、金属膜１０１を覆う保護膜１０２をより確実に形成することが可能となる。また、保護膜形成処理の処理時間の短縮化を図ることもできる。

プリウェット処理に用いる処理液は、ＩＰＡに限定されず、たとえば、エタノールやアセトンなどのＩＰＡ以外の有機溶剤を用いてもよい。

また、保護膜形成処理において、成膜処理液の固化または硬化を促進する促進処理が行われてもよい。たとえば、促進処理は、ウェハＷの回転速度を所定時間増加させることによって成膜処理液を乾燥させる処理である。あるいは、促進処理は、図示しない減圧装置によってチャンバ２０内を減圧状態にする処理であってもよいし、ＦＦＵ２１から供給されるダウンフローガスによってチャンバ２０内の湿度を低下させる処理であってもよい。

つづいて、基板洗浄装置１４では、残渣除去処理が行われる（ステップＳ１０３）。残渣除去処理では、液供給部４０のノズル４１ａがウェハＷの中央上方に位置する。また、ウェハＷの回転数が第１の回転数から第２の回転数に減少する。その後、バルブ４４ａが所定時間開放されることにより、ウェハＷに対してＤＨＦ等の薬液が供給される。ウェハＷへ供給された薬液は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷのパターン形成面に広がる（図５Ｂ参照）。ＤＨＦと反応した残渣ＰはウェハＷの表面から剥離し、その後、溶解することにより、パターンの上部に付着した残渣Ｐが除去される（図５Ｃ参照）。

ここで、残渣除去処理中において、金属膜１０１は、保護膜１０２で覆われた状態となっている。また、金属膜１０１を覆う保護膜１０２は、残渣除去処理においてウェハＷに供給される薬液に不溶である。したがって、残渣除去処理中に、金属膜１０１が薬液によって侵食されることを抑制することができる。

このように、ノズル４１ａ、アーム４２、旋回昇降機構４３、バルブ４４ａおよび流量調整器４６ａは、ウェハＷに対して第１処理液を供給する第１処理部の一例に相当する。

つづいて、基板洗浄装置１４では、リンス処理が行われる（ステップＳ１０４）。リンス処理では、液供給部４０のノズル４１ｃがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｃが所定時間開放されることにより、ウェハＷに対してリンス液であるＤＩＷが供給される。ウェハＷへ供給されたＤＩＷは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷのパターン形成面に広がる。これにより、ウェハＷ上に残存する薬液がＤＩＷによって洗い流される。

つづいて、基板洗浄装置１４では、保護膜除去処理が行われる（ステップＳ１０５）。保護膜除去処理では、液供給部４０のノズル４１ｄがウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ４４ｄが所定時間開放されることにより、ウェハＷに対して溶解処理液であるＩＰＡが供給される。ウェハＷへ供給されたＩＰＡは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面に広がる（図５Ｄ参照）。これにより、保護膜１０２は溶解してウェハＷから除去される（図５Ｅ参照）。

このように、ノズル４１ｄ、アーム４２、旋回昇降機構４３、バルブ４４ｄおよび流量調整器４６ｄは、ウェハＷに対して第３処理液を供給する第３処理部の一例に相当する。

つづいて、基板洗浄装置１４では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０６）。乾燥処理では、たとえばウェハＷの回転数を第２の回転数から第３の回転数に増加させることによって、ウェハＷの表面に残存するＤＩＷを振り切ってウェハＷを乾燥させる（図５Ｆ参照）。なお、第３の回転数は、第１の回転数よりも高いものとする。

つづいて、基板洗浄装置１４では、基板搬出処理が行われる（ステップＳ１０７）。かかる基板搬出処理では、基板搬送装置１３１（図１参照）によって、基板洗浄装置１４のチャンバ２０からウェハＷが取り出される。その後、ウェハＷは、受渡部１２２および基板搬送装置１２１を経由して、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣに収容される。かかる基板搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての基板洗浄処理が完了する。

＜４．変形例＞
上述した実施形態では、１つのチャンバ２０に対し、第１処理部のノズル４１ａ、第２処理部のノズル４１ｂおよび第３処理部のノズル４１ｄが設けられる場合の例について説明したが、基板洗浄装置１４の構成は、上記の例に限定されない。以下では、変形例に係る基板洗浄装置１４の構成について説明する。

まず、第１変形例に係る基板洗浄装置の構成について図６を参照して説明する。図６は、第１変形例に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図６に示すように、第１変形例に係る基板洗浄システム１Ａは、保護膜形成処理を行う第１基板洗浄装置１４Ａ１と、残渣除去処理および保護膜除去処理を行う第２基板洗浄装置１４Ａ２とを備える。

第１基板洗浄装置１４Ａ１は、第１チャンバ２０Ａ１を備える。第１チャンバ２０Ａ１には、成膜処理液を供給するノズル４１ｂと、アーム４２と、旋回昇降機構４３とが収容される。より具体的には、第１基板洗浄装置１４Ａ１は、図３に示す基板洗浄装置１４から、ノズル４１ａ，４１ｃ，４１ｄ、バルブ４４ａ，４４ｃ，４４ｄ、流量調整器４６ａ，４６ｃ，４６ｄ、薬液供給源４５ａ、リンス液供給源４５ｃおよび溶解処理液供給源４５ｄを除いた構成を有する。

第２基板洗浄装置１４Ａ２は、第２チャンバ２０Ａ２を備える。第２チャンバ２０Ａ２には、薬液を供給するノズル４１ａと、リンス液を供給するノズル４１ｃと、溶解処理液を供給する４１ｄと、アーム４２と、旋回昇降機構４３とが収容される。より具体的には、第２基板洗浄装置１４Ａ２は、図３に示す基板洗浄装置１４から、ノズル４１ｂ、バルブ４４ｂ、流量調整器４６ｂおよび成膜処理液供給源４５ｂを除いた構成を有する。なお、第１基板洗浄装置１４Ａ１および第２基板洗浄装置１４Ａ２は、基板洗浄装置の一例に相当する。

かかる基板洗浄システム１Ａでは、図４に示す基板搬入処理（ステップＳ１０１）および保護膜形成処理（ステップＳ１０２）が第１基板洗浄装置１４Ａ１において実行され、残渣除去処理以降の処理（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７）が第２基板洗浄装置１４Ａ２において実行される。また、基板洗浄システム１Ａでは、ステップＳ１０２の保護膜形成処理後、ステップＳ１０３の残渣除去処理前に、基板搬送装置１３１を用いて第１基板洗浄装置１４Ａ１からウェハＷを取り出して第２基板洗浄装置１４Ａ２へ搬入する処理が行われる。

次に、第２変形例に係る基板洗浄装置の構成について図７を参照して説明する。図７は、第２変形例に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。

図７に示すように、第２変形例に係る基板洗浄システム１Ｂは、第１基板洗浄装置１４Ａ１を備える第１処理装置１Ｂａと、第２基板洗浄装置１４Ａ２を備える第２処理装置１Ｂｂとを備える。具体的には、第１処理装置１Ｂａは、図１に示す基板洗浄システム１の処理ステーション３に複数の第１基板洗浄装置１４Ａ１が配置された構成を有する。同様に、第２処理装置１Ｂｂは、図１に示す基板洗浄システム１の処理ステーション３に複数の第２基板洗浄装置１４Ａ２が配置された構成を有する。

また、基板洗浄システム１Ｂは、制御装置４Ｂａと、制御装置４Ｂｂとを備える。制御装置４Ｂａは、制御部１５Ｂａと記憶部１６Ｂａとを備え、第１処理装置１Ｂａの動作を制御する。また、制御装置４Ｂｂは、制御部１５Ｂｂと記憶部１６Ｂｂとを備え、第２処理装置１Ｂｂの動作を制御する。

かかる基板洗浄システム１Ｂでは、第１処理装置１Ｂａの第１基板洗浄装置１４Ａ１において、図４に示す基板搬入処理（ステップＳ１０１）および保護膜形成処理（ステップＳ１０２）が実行された後、保護膜形成処理後のウェハＷを第１基板洗浄装置１４Ａ１から搬出してキャリアＣへ戻す。その後、キャリアＣを第２処理装置１Ｂｂへ移動させた後、第２処理装置１Ｂｂの第２基板洗浄装置１４Ａ２において、残渣除去処理以降の処理（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７）が実行される。

このように、第１〜第３処理部は、必ずしも１つのチャンバに設けられることを要せず、たとえば、第２処理部を別チャンバにて構成することとしてもよい。

これにより、たとえば第１基板洗浄装置１４Ａ１において保護膜形成処理を事前に行って金属膜１０１を保護膜１０２で覆った状態としておくことで、金属膜１０１の酸化等を防止するためのＱ−ｔｉｍｅ管理、すなわち、Ｑ−ｔｉｍｅを遵守するための時間管理やライン管理を容易化することができる。したがって、生産性の向上を図ることができる。

上述してきたように、本実施形態に係る基板洗浄装置（基板洗浄装置１４、第１基板洗浄装置１４Ａ１、第２基板洗浄装置１４Ａ２）は、第１処理部（ノズル４１ａ、アーム４２、旋回昇降機構４３、バルブ４４ａおよび流量調整器４６ａ）と、第２処理部（ノズル４１ｂ、アーム４２、旋回昇降機構４３、バルブ４４ｂおよび流量調整器４６ｂ）と、第３処理部（ノズル４１ｄ、アーム４２、旋回昇降機構４３、バルブ４４ｄおよび流量調整器４６ｄ）と、制御部（制御部１５、制御部１５Ｂａ、制御部１５Ｂｂ）とを備える。第１処理部は、凹凸状のパターンの凹部に金属膜が露出した基板（ウェハＷ）に対し、基板に付着する残渣を除去する第１処理液（ＤＨＦ、ＳＣ１等の薬液）を供給する。第２処理部は、固化または硬化することによって第１処理液に不溶な保護膜を形成する第２処理液（成膜処理液）を基板に対して供給する。第３処理部は、保護膜を溶解する第３処理液（ＩＰＡ等の溶解処理液）を基板に対して供給する。制御部は、第１処理部、第２処理部および第３処理部を制御する。また、制御部は、基板に対して第２処理液を供給することにより、パターンの上部を保護膜から露出させた状態で、金属膜上に保護膜を形成する保護膜形成処理と、保護膜形成処理後の基板に対して第１処理液を供給することにより、パターンの上部に付着した残渣を除去する残渣除去処理と、残渣除去処理後の基板に対して第３処理液を供給することにより、基板上から保護膜１０２を除去する保護膜除去処理とを第１処理部、第２処理部および第３処理部に実行させる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
１ 基板洗浄システム
１４ 基板洗浄装置
４５ａ 薬液供給源
４５ｂ 成膜処理液供給源
４５ｃ リンス液供給源
４５ｄ 溶解処理液供給源

Claims (7)

1. 凹凸状のパターンの凹部に金属膜が露出した基板に対し、前記基板に付着する残渣を除去する第１処理液を供給する第１処理部と、
   固化または硬化することによって前記第１処理液に不溶な保護膜を形成する第２処理液を前記基板に対して供給する第２処理部と、
   前記保護膜を溶解する第３処理液を前記基板に対して供給する第３処理部と、
   前記第１処理部、前記第２処理部および前記第３処理部を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記基板に対して前記第２処理液を供給することにより、前記パターンの上部を前記保護膜から露出させた状態で、前記金属膜上に前記保護膜を形成する保護膜形成処理と、前記保護膜形成処理後の前記基板に対して前記第１処理液を供給することにより、前記パターンの上部に付着した残渣を除去する残渣除去処理と、前記残渣除去処理後の前記基板に対して前記第３処理液を供給することにより、前記基板上から前記保護膜を除去する保護膜除去処理とを前記第１処理部、前記第２処理部および前記第３処理部に実行させること
   を特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記第２処理液は、フッ素原子を含有する化合物を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記化合物は、下記化学式（１）
   

   

   
   で表され、Ｒは、アルキル基を示すこと
   を特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記第３処理液は、有機溶剤であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
5. 前記１処理部、前記第２処理部および前記第３処理部が設けられたチャンバ
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
6. 前記第２処理部が設けられた第１チャンバと、
   前記第１処理部および前記第３処理部が設けられた第２チャンバと
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
7. 凹凸状のパターンの凹部に金属膜が露出した基板に対し、前記基板に付着する残渣を除去する第１処理液を供給することにより、前記パターンの上部に付着した残渣を除去する残渣除去工程と、
   前記残渣除去工程に先立ち、固化または硬化することによって前記第１処理液に不溶な保護膜を形成する第２処理液を前記基板に対して供給することにより、前記パターンの上部を前記保護膜から露出させた状態で、前記金属膜上に前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、
   前記残渣除去工程後の前記基板に対し、前記保護膜を溶解する第３処理液を供給することにより、前記基板上から前記保護膜を除去する保護膜除去工程と
   を含むことを特徴とする基板洗浄方法。

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