本发明专利技术提供能够进一步抑制已暴露在基板表面上的金属布线的腐蚀、氧化的基板处理方法和基板处理装置。本发明专利技术涉及一种具有处理室(2)的基板处理装置(1)，该处理室(2)配置有基板(W)，向其中供给用于处理基板(W)的基板处理液。该装置包括：非活性气体填充机构(18、39、41)，其用于向配置有基板(W)的处理室(2)中填充非活性气体；以及催化剂单元(21)，其在处理室(2)的附近或者内部，填充有铂族系金属催化剂，向超纯水中添加氢而成的氢溶解水通过该铂族系金属催化剂，将该氢溶解水通过铂族系金属催化剂而得到的氢溶解处理液作为所述基板处理液向处理室(2)内供给。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理基板的基板处理方法和基板处理装置。特别是涉及电路基板 的清洗处理、化学处理或者浸渍处理所采用的基板处理方法和基板处理装置。作为处理对 象的基板例如包含半导体晶圆、液晶显示装置用基板、等离子体显示器用基板、场发射显示 器用基板、光盘用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板等。
技术介绍
半导体集成电路元件的高集成化和高速化是市场的需要。为了响应该需要，使用 更低电阻的铜布线而替代以往使用的铝布线。只要将铜布线与低介电常数绝缘膜(所谓的 Low - k膜。是指由相对介电常数比氧化硅的相对介电常数小的材料形成的绝缘膜。）组合而 形成多层布线，就能够实现极高速地动作的集成电路元件。 在该集成电路兀件的制造工序中，进彳丁以去除附着在晶圆、基板等被处理体的表 面上的颗粒、有机物、金属、自然氧化膜等为目的的清洗，实现、维持高度的清洁度对于保持 产品的品质、提升成品率来说是很重要的。例如使用硫酸·过氧化氢水混合溶液、氢氟酸溶 液等化学溶液进行该清洗，在该清洗之后使用超纯水进行洗涤。此外，近年来，鉴于半导体 器件的微细化、材料的多样化、工艺的复杂化，清洗次数变多。例如，在形成上述多层布线的 过程中重复这样的过程:在基板上形成成为第1布线层的金属布线，用绝缘材料掩埋该金属 布线，对覆盖该金属布线的绝缘材料的表面进行CMP研磨而使其平坦，接着在该表面上形成 成为第2布线层的金属布线，用绝缘材料掩埋该金属布线，对该绝缘材料的表面进行CMP研 磨而使其平坦。在这样的工艺中，每次研磨工序结束时都清洗基板。 在制造超纯水的过程中，通常使用包括前处理系统、一次纯水系统以及二次纯水 系统（以下称作副系统。）的超纯水制造装置。超纯水制造装置中的各系统的作用如下。前处 理系统例如是利用絮凝沉淀、沙滤去除原水中所含有的悬浊物质、胶体物质的工序。一次纯 水系统例如是使用离子交换树脂、反渗透(RO)膜等去除在所述前处理系统中被去除了悬浊 物质等的原水的离子成分、有机成分而得到一次纯水的工序。如图1所示，副系统是使用使 紫外线氧化装置(UV)、膜式脱气装置(MD)、非再生型离子交换装置(例如混合床式离子交换 装置(CPcartridge polisher))、膜分离装置(例如超滤装置(UF))等连续而成的通水管 线，进一步提高在一次纯水系统中得到的一次纯水的纯度而制造超纯水的工序。 在将这样得到的超纯水应用于半导体基板的情况下，存在如下的各种问题，对于 各个问题提出了对策方法。 在清洗水中所含有的溶解氧浓度较高时，由于该清洗水而在晶圆表面形成自然氧 化膜，由此，有可能妨碍栅极氧化膜的膜厚和膜质的精密控制，或者接触孔、导通孔、插头等 的接触电阻增加。此外，利用多层布线的形成工艺使研磨工序后的基板的表面暴露布线金 属。由于钨(W)、铜(Cu)等布线金属是因溶解在水中的氧而易于受到腐蚀的金属，因此，在利 用上述超纯水清洗基板的过程中布线的膜厚有可能减小。此外，存在这样的问题:在利用聚 合物去除液去除因研磨而产生的基板表面的抗蚀剂残渣时，聚合物去除液与处理室内的空 气接触，氧溶入到该聚合物去除液中，向基板供给氧浓度较高的聚合物去除液。在这种情况 下，基板上的金属膜(铜膜、钨膜等)也被聚合物去除液中的溶解氧氧化，有可能使由该基板 制成的集成电路元件的性能劣化。 作为这些对策，在前述的副系统中，使用膜式脱气装置进行脱气处理，使溶解在水 中的气体量减少，但并不只是这样，也可像专利文献1、专利文献2所记载那样采用在脱气了 的超纯水中溶解非活性气体、氢气而减少水中的溶解氧的方法。在专利文献1中也采用利用 非活性气体来置换应处理的基板的表面附近的气氛的方法。 此外，由于在前述的副系统中利用紫外线氧化装置向水照射紫外线而分解?去除 水中的有机物，因此，利用该紫外线照射也将水分子氧化，生成作为氧化性物质的过氧化 氢。即，超纯水会含有过氧化氢。在使用含有过氧化氢的清洗液清洗具有含有钨等高熔点金 属的栅极电极的半导体器件时，钨等与过氧化氢之间的化学反应催化地进行，因此，钨等有 可能会溶解。 作为去除水中的过氧化氢的方法，公知有像专利文献3那样使用钯(Pd)等铂族系 金属催化剂去除水中的过氧化氢的方法。并且，也存在像专利文献4所记载的那样通过使在 整料状有机多孔阴离子交换体上负载铂族系金属而成的催化剂与含有过氧化氢的被处理 水接触而高效地自被处理水分解去除过氧化氢的方法。此外，在专利文献5中公开了一种在 氧溶解水中溶解了氢之后使该氢溶解水与在整料状有机多孔阴离子交换体上负载铂族系 金属而成的催化剂接触的方法，在专利文献5所述的方法中，能够制造高效地去除了溶解过 氧化氢和氧的处理水。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2010 - 56218号公报 专利文献2:日本特开2003 -136077号公报 专利文献3:日本特开2010 -17633号公报 专利文献4:日本特开2010 - 240641号公报 专利文献5:日本专利2010 - 240642号公报 另外，鉴于集成电路元件的图案尺寸的进一步微细化，布线的厚度也更加薄化，因 而，担心略微的布线的腐蚀使集成电路元件的性能下降。 由半导体制造流水线的布局引起将基板处理装置和副系统放置在相邻的位置的 情况较少，因此，用于从副系统向基板处理装置的处理室供给超纯水的配管以较长的距离 延伸。在半导体制造流水线中，其配管通常使用已使用了对药剂具有耐性的聚氯乙烯 (PVC)、PFA、PTFE等氟树脂的配管。 但是，空气（氧)有时从配管的接头部分、凸缘进入到配管内。此外，PFA、PTFE等氟 树脂制配管具有较高的透氧性。因此，即使像上述那样在制造超纯水时在副系统中将水中 的溶解氧减少得少于预定的量，在向基板处理室供水的过程中氧也有可能从配管外进入到 配管内。在氧进入到配管内时，对基板赋予的水的溶解氧达到预定量以上，再次产生暴露在 基板表面的Cu等金属布线腐蚀的问题(课题1)。也就是说，仅用在副系统中自超纯水去除氧 的提案，有时无法完全抑制暴露在被处理物的表面的Cu等金属布线的腐蚀。 此外，随着集成电路元件的图案尺寸的微细化，由在热工序中施加的力引起断线、 由电流增加引起断线被视为问题。因此，使用铝、铜等在各元件之间布线，作为MOS型元件的 栅极电极用的高熔点金属，在基板上使用钼、钨等。 由于铜、钼、钨等是易于因溶解氧而受到腐蚀的金属，因此，考虑通过采用前述那 样的专利文献1~5等的技术尽量地减少出于清洗、蚀刻的目的对基板赋予的处理液中的溶 解氧。 但是，在使用去除了溶解氧的氢溶解水对铜、钼、钨等暴露在表面的基板进行处理 时，专利技术人等意识到并未抑制钼的腐蚀。 因此，如本说明书的实施例的栏所示，专利技术人等进行了分析，结果发现:钼不仅是 因处理液中的氧，也因过氧化氢（l〇yg/L~50yg/L水平)而受到腐蚀并溶出。初次查明了如 下内容:在前述的图1的超纯水制造装置(副系统）中，由于紫外线氧化装置而在水中生成过 氧化氢，这会引起腐蚀。并且，本专利技术人等也发现如下内容:在处理液中含有氧时，若该氧与 钼接触，则生成作为引起腐蚀的物质的过氧化氢。 也就是说，在利用进行了紫外本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基板处理方法，其用于在基板处理装置的处理室内配置基板，处理该基板，其特征在于，在该基板处理方法中，在所述处理室的附近或者所述处理室的内部设置铂族系金属催化剂，向配置有所述基板的所述处理室中填充非活性气体，将氢溶解处理液供给到填充有所述非活性气体的所述处理室内，利用该氢溶解处理液处理所述基板，所述氢溶解处理液是使向被处理液中添加氢而成的氢溶解液通过所述铂族系金属催化剂而得到的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：矢野大作，山下幸福，村山雅美，山中弘次，
申请(专利权)人：奥加诺株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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