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公開番号2024130169
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039733
出願日2023-03-14
発明の名称基板の洗浄装置,基板の洗浄方法,半導体装置の製造方法
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高濃度のオゾン水を安全に生成し易くし、その生成したオゾン水のオゾン濃度減衰を抑制し所望の酸化力を得られ易くすることに貢献可能な技術を提供する。
【解決手段】基板Sの洗浄装置1において、オゾン濃度50体積%以上でオゾン分圧30kPa(abs)以下のオゾンガスと溶媒とを気液混合器21に受容してオゾン水を生成するオゾン水生成部2と、当該オゾン水を基板Sに吐出して供給するオゾン水供給部3と、当該オゾン水との混和性を有する混和性液体を受容して昇温可能液体を基板Sに吐出して供給する混和性液体供給部4と、を備えたものとする。そして、前記オゾン水および混和性液体の両者を同時または交互に吐出することにより、当該両者を被吐出側部S1にて混和させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
オゾンガスと当該オゾンガスを溶解可能な溶媒とを気液混合器に受容してオゾン水を生成するオゾン水生成部と、
前記オゾン水を吐出するオゾン水供給部と、
前記オゾン水との混和性を有している混和性液体を吐出する混和性液体供給部と、
前記オゾン水供給部による前記オゾン水の吐出方向に位置するように基板を支持する支持部と、
を備え、
前記気液混合器は、
前記溶媒が流通する溶媒流通路と、
前記溶媒流通路に接続して設けられ、前記オゾンガスを当該溶媒流通路に導入するオゾンガス導入路と、
を備えており、前記オゾンガスをオゾン濃度５０体積％以上でオゾン分圧３０ｋＰａ（ａｂｓ）以下にて受容し、
前記混和性液体供給部は、前記オゾン水供給部による前記オゾン水の吐出方向に前記基板が位置している場合に、当該基板のうち当該オゾン水が吐出される側である被吐出側部に対して、前記オゾン水供給部から吐出するオゾン水よりも高い温度で前記混和性液体を吐出でき、
前記オゾン水供給部および前記混和性液体供給部により、前記オゾン水および前記混和性液体の両者を同時または交互に吐出して、当該両者を前記被吐出側部にて混和可能なことを特徴とする基板の洗浄装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記混和性液体供給部は、前記混和性液体を温度４０℃以上で吐出することを特徴とする請求項１記載の基板の洗浄装置。
【請求項３】
前記オゾン水供給部により前記オゾン水を吐出するオゾン水吐出口と、前記混和性液体供給部により前記混和性液体を吐出する混和性液体吐出口と、がそれぞれ複数個設けられているシャワーヘッドを、更に備えていることを特徴とする請求項１記載の基板の洗浄装置。
【請求項４】
前記オゾン水供給部により前記オゾン水を吐出するオゾン水吐出口と、前記混和性液体供給部により前記混和性液体を吐出する混和性液体吐出口と、がそれぞれ複数個設けられている一対のシャワーヘッドを、更に備え、
前記一対のシャワーヘッドは、前記基板を挟んで互いに対向する方向に位置していることを特徴とする請求項１記載の基板の洗浄装置。
【請求項５】
前記支持部は、前記基板を回転自在に支持することを特徴とする請求項１記載の基板の洗浄装置。
【請求項６】
前記基板の前記被吐出側部には、レジスト層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板の洗浄装置。
【請求項７】
前記レジスト層には、硬化層が形成されていることを特徴とする請求項６記載の基板の洗浄装置。
【請求項８】
オゾンガスと当該オゾンガスを溶解可能な溶媒とを気液混合器に受容してオゾン水を生成するオゾン水生成工程と、
支持部によって支持されている基板に対し、前記オゾン水を吐出するオゾン水供給工程と、
前記基板に対し、前記オゾン水との混和性を有する混和性液体を吐出する混和性液体供給工程と、
を有し、
前記気液混合器は、
前記溶媒が流通する溶媒流通路と、
前記溶媒流通路に接続して設けられ、前記オゾンガスを当該溶媒流通路に導入するオゾンガス導入路と、
を備えており、前記オゾンガスをオゾン濃度５０体積％以上でオゾン分圧３０ｋＰａ（ａｂｓ）以下にて受容し、
前記混和性液体供給工程は、前記オゾン水供給工程による前記オゾン水の吐出方向に前記基板が位置している場合に、当該基板のうち当該オゾン水が吐出される側である被吐出側部に対して、前記オゾン水供給工程により吐出するオゾン水よりも高い温度で前記混和性液体を吐出し、
前記オゾン水供給工程および前記混和性液体供給工程を同時または交互に行うことにより、前記オゾン水および前記混和性液体の両者を前記被吐出側部にて混和することを特徴とする基板の洗浄方法。
【請求項９】
前記混和性液体供給工程は、前記混和性液体を温度４０℃以上で吐出することを特徴とする請求項８記載の基板の洗浄方法。
【請求項１０】
前記オゾン水供給工程により前記オゾン水を吐出するオゾン水吐出口と、前記混和性液体供給工程により前記混和性液体を吐出する混和性液体吐出口と、がそれぞれ複数個設けられているシャワーヘッドを用いることを特徴とする請求項８記載の基板の洗浄方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の洗浄装置，基板の洗浄方法，半導体装置の製造方法に貢献可能な技術に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
種々の電気機器に適用される基板（半導体ウエハ基板等）においては、任意の工程（フォトリソグラフィ工程，エッチング工程，成膜工程，イオン注入工程，ＣＭＰ工程等）が実施される他に、当該各工程後には必要に応じて、当該基板の表面にパーティクルや有機物等の不要物質が残存しないように、当該基板の洗浄が適宜実施されている。
【０００３】
例えば半導体装置の製造工程の一つであるリソグラフィ工程は、基板に対して微細パターンを形成するものであり、一つの半導体素子を作成するにあたり、複数回（例えば数十回～数百回）繰り返して行われる場合がある。
【０００４】
このリソグラフィ工程では、感光材として有機物等から成るレジスト（フォトレジスト）が一般的に用いられており、当該レジストを基板に塗布してレジスト層を形成したり、そのレジスト層に所望のパターンを形成する。このレジスト層は、適宜利用した後（例えば、エッチング工程後，成膜工程後，イオン注入工程後等）、洗浄して所望通りに除去（例えば完全に除去）することが求められる。
【０００５】
一般的な洗浄では、洗浄用の薬液として、高温に加熱した硫酸や過酸化水素水が用いられてきたが、使用後の薬液の廃液処理が大きな環境負荷となるおそれがあった。そこで、近年においては、これを代替する環境負荷の極めて低い洗浄手法として、強い酸化力を有するオゾン水を利用した手法が試みられてきた（例えば特許文献１～７，非特許文献１～３）。オゾン水は、適宜分解して最終的に酸素と水になるため、廃液処理の環境負荷が極めて低いものとして注目されている。
【０００６】
オゾン水においては、例えばオゾンガスを溶媒に溶解して得ることが可能であり、所望のオゾン濃度を維持しながら、当該オゾン水の被供給対象物（基板）に対して供給することが好ましい。例えば特許文献４の場合、温水と加圧状態のオゾン水との両者を基板に供給することにより、当該両者が混合される直前までの間はオゾン水のオゾン濃度を維持し易くすると共に、当該混合によってオゾン水を昇温し所望の酸化力を発揮し易くする旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００２－２６１０６８号公報
特許４４４４５５７号公報
特開２００９－２９７５８８号公報
特開２０２１－０３４６７２号公報
特許５３３２０５２号公報
特許７１８６７５１号公報
特開２００８－３１１２５７号公報
【非特許文献】
【０００８】
T.Miura et al, ”Novel plasmaless photoresist removal method in gas phase at room temperature”, ECS Transactions, Volume 19, Issue 3, pp. 423 (2009).
T.Miura et al,” Production and Detection of OH Species by a Highly Concentrated Ozone Gas for Thin Film Processing”,ACSIN-12&ICSPM21(2013).
オゾンハンドブック（改定第２版）日本オゾン協会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記のように単にオゾンガスを溶媒に溶解する手法では、高濃度のオゾン水を得ることが困難である。例えば、オゾンガスを加圧状態にして溶媒に溶解させる手法も考えられるが、この手法ではオゾンの急激な自己分解反応が起こり易く、実用的な安全性を保持することが困難となるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献４のように単に温水と加圧状態のオゾン水とを基板に供給すると、当該オゾン水は、急激に昇温しながら減圧し（例えば常圧状態に戻り）、脱気（発泡）され易くなる。このように脱気されたオゾン水は、オゾン濃度が低下し、所望の酸化力を発揮できなくなるおそれがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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