JP7159456B2 - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

従来から、半導体デバイスを製造する際の処理のーつとして、半導体ウエハ（以下ウエハという）等の基板の表面に形成された金属膜をエッチング液によりエッチングするウェットエッチング処理技術が知られている。また近年、ウエハの表面にルテニウム（Ｒｕ）又はルテニウム合金を使用することが検討されており、ルテニウム又はルテニウム合金をエッチングおよび洗浄することが求められている（例えば特許文献１を参照）。

国際公開第２０１６／０６８１８３号

本開示は、ルテニウム又はルテニウム合金を良好にエッチングすることが可能な、基板処理方法及び基板処理装置を提供する。

一実施形態による基板処理方法は、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成された基板を準備することと、前記基板の属性を判定することと、前記基板の属性に応じて処理レシピを選択することと、選択された前記処理レシピに基づいて前記基板を処理液で処理することと、を備えている。

本開示によれば、ルテニウム又はルテニウム合金を良好にエッチングすることができる。

図１は、一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 図２は、図１に示す処理ユニット（基板処理装置）の概略構成を示す側断面図である。 図３は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフロー図である。 図４は、第１レシピが選択された場合の基板処理工程を示すフロー図である。 図５は、第２レシピが選択された場合の基板処理工程を示すフロー図である。

［基板処理システム］
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、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、基板処理システム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、複数枚のウエハＷを水平状態で収容する複数のキャリアＣ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、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１３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、基板保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハ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１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１７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、基板保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９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処理システム１の動作を制御する。

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１９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処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

［処理ユニット］
次に、処理ユニット（基板処理装置）１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

処理ユニット１６は、表面にルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成されたウエハ（基板）Ｗに対してエッチング処理を行うことにより、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜を選択的に除去するものである。本実施形態において、処理ユニット１６が行う基板処理は、少なくともエッチング処理を含むが、エッチング処理以外の基板処理が含まれていてもよい。

処理ユニット１６は、チャンバ２１と、チャンバ２１内に配置され、ウエハＷを保持する基板保持部２２と、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して処理液を供給する処理液供給部３０とを備えている。また、処理ユニット１６は、上述した制御装置４の制御部１８によって制御される。

基板保持部２２は、チャンバ２１内において鉛直方向に延在する回転軸２３と、回転軸２３の上端部に取り付けられたターンテーブル２４とを有する。ターンテーブル２４の上面外周部には、ウエハＷの外縁部を支持するチャック２５が設けられている。回転軸２３は、駆動部２６によって回転駆動される。

ウエハＷは、チャック２５に支持され、ターンテーブル２４の上面からわずかに離間した状態で、ターンテーブル２４に水平保持される。本実施形態において、基板保持部２２によるウエハＷの保持方式は、可動のチャック２５によってウエハＷの外縁部を把持するいわゆるメカニカルチャックタイプのものである。しかしながらこれに限らず、ウエハＷの保持方式は、ウエハＷの裏面を真空吸着するいわゆるバキュームチャックタイプのものであってもよい。

回転軸２３の基端部は、駆動部２６により回転可能に支持され、回転軸２３の先端部は、ターンテーブル２４を水平に支持する。回転軸２３が回転すると、回転軸２３の上端部に取り付けられたターンテーブル２４が回転し、これにより、チャック２５に支持された状態でターンテーブル２４に保持されたウエハＷが回転する。

処理液供給部３０は、ウエハＷに対して各種処理液を供給するものである。処理液供給部３０は、移動体３１と、第１エッチング液供給部４１と、第２エッチング液供給部４２と、第１薬液供給部４３と、第２薬液供給部４４と、第１リンス液供給部４５と、第２リンス液供給部４６とを有している。移動体３１には、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、各種処理液を吐出するノズル４１ａ～４６ａが取り付けられている。

移動体３１は、ノズル移動機構３２に連結されている。ノズル移動機構３２は、移動体３１を駆動する。ノズル移動機構３２は、アーム３３と、アーム３３を旋回及び昇降させる旋回昇降機構３４とを有する。ノズル移動機構３２は、移動体３１を、基板保持部２２に保持されたウエハＷの中心の上方の位置とウエハＷの周縁の上方の位置との間で移動させることができ、さらには、平面視で後述するカップ３７の外側にある待機位置まで移動させることができる。

次に、第１エッチング液供給部４１、第２エッチング液供給部４２、第１薬液供給部４３、第２薬液供給部４４、第１リンス液供給部４５、及び第２リンス液供給部４６について説明する。

第１エッチング液供給部４１は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、第１エッチング液Ｌ１を供給するものである。第１エッチング液供給部４１は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して第１エッチング液Ｌ１を吐出するノズル４１ａと、ノズル４１ａに第１エッチング液Ｌ１を供給する第１エッチング液供給源４１ｂとを備える。第１エッチング液供給源４１ｂが有するタンクには、第１エッチング液Ｌ１が貯留されており、ノズル４１ａには、第１エッチング液供給源４１ｂから、バルブ４１ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４１ｄを通じて、第１エッチング液Ｌ１が供給される。

第２エッチング液供給部４２は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、第２エッチング液Ｌ２を供給するものである。第２エッチング液供給部４２は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して第２エッチング液Ｌ２を吐出するノズル４２ａと、ノズル４２ａに第２エッチング液Ｌ２を供給する第２エッチング液供給源４２ｂとを備える。第２エッチング液供給源４２ｂが有するタンクには、第２エッチング液Ｌ２が貯留されており、ノズル４２ａには、第２エッチング液供給源４２ｂから、バルブ４２ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４２ｄを通じて、第２エッチング液Ｌ２が供給される。

第１薬液供給部４３は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、第１薬液Ｌ３を供給するものである。第１薬液供給部４３は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して第１薬液Ｌ３を吐出するノズル４３ａと、ノズル４３ａに第１薬液Ｌ３を供給する第１薬液供給源４３ｂとを備える。第１薬液供給源４３ｂが有するタンクには、第１薬液Ｌ３が貯留されており、ノズル４３ａには、第１薬液供給源４３ｂから、バルブ４３ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４３ｄを通じて、第１薬液Ｌ３が供給される。

第２薬液供給部４４は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、第２薬液Ｌ４を供給するものである。第２薬液供給部４４は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して第２薬液Ｌ４を吐出するノズル４４ａと、ノズル４４ａに第２薬液Ｌ４を供給する第２薬液供給源４４ｂとを備える。第２薬液供給源４４ｂが有するタンクには、第２薬液Ｌ４が貯留されており、ノズル４４ａには、第２薬液供給源４４ｂから、バルブ４４ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４４ｄを通じて、第２薬液Ｌ４が供給される。

第１リンス液供給部４５は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、第１リンス液Ｌ５を供給するものである。第１リンス液供給部４５は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して第１リンス液Ｌ５を吐出するノズル４５ａと、ノズル４５ａに第１リンス液Ｌ５を供給する第１リンス液供給源４５ｂとを備える。第１リンス液供給源４５ｂが有するタンクには、第１リンス液Ｌ５が貯留されており、ノズル４５ａには、第１リンス液供給源４５ｂから、バルブ４５ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４５ｄを通じて、第１リンス液Ｌ５が供給される。

第２リンス液供給部４６は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して、第２リンス液Ｌ６を供給するものである。第２リンス液供給部４６は、基板保持部２２に保持されたウエハＷに対して第２リンス液Ｌ６を吐出するノズル４６ａと、ノズル４６ａに第２リンス液Ｌ６を供給する第２リンス液供給源４６ｂとを備える。第２リンス液供給源４６ｂが有するタンクには、第２リンス液Ｌ６が貯留されており、ノズル４６ａには、第２リンス液供給源４６ｂから、バルブ４６ｃ等の流量調整器が介設された供給管路４６ｄを通じて、第２リンス液Ｌ６が供給される。

第１エッチング液Ｌ１及び第２エッチング液Ｌ２は、それぞれウエハＷ上に形成されたルテニウム膜又はルテニウム合金膜をエッチング可能なルテニウムエッチング処理液である。第１エッチング液Ｌ１及び第２エッチング液Ｌ２としては、互いに異なる組成からなるエッチング処理液が用いられる。本実施形態において、第１エッチング液Ｌ１としては、例えば次亜塩素酸ナトリウム及び硝酸セリウムアンモニウムのうちいずれか一方を含む溶液が用いられる。また、第２エッチング液Ｌ２としては、例えばオルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液が用いられる。

第１薬液Ｌ３及び第２薬液Ｌ４は、それぞれウエハＷ上に形成された不要な金属成分等を洗浄除去する洗浄処理液である。第１薬液Ｌ３及び第２薬液Ｌ４としては、互いに異なる組成からなる洗浄処理液が用いられる。本実施形態において、第１薬液Ｌ３としては、例えばＳＰＭ（硫酸過水）が用いられる。また、第２薬液Ｌ４としては、例えばＳＣ－１（アンモニア水と過酸化水素水との混合溶液）が用いられる。

第１リンス液Ｌ５及び第２リンス液Ｌ６は、それぞれウエハＷ上の処理液等をリンスするリンス処理液である。本実施形態において、第１リンス液Ｌ５としては、例えば常温の純水（ＤＩＷ）が用いられる。また、第２リンス液Ｌ６としては、例えば高温（例えば６０℃～８０℃）の純水（Ｈｏｔ－ＤＩＷ）が用いられる。

基板保持部２２の周囲には、カップ３７が配置されている。カップ３７は、ウエハＷから飛散した各種処理液（例えば、第１エッチング液Ｌ１、第２エッチング液Ｌ２、第１薬液Ｌ３、第２薬液Ｌ４、第１リンス液Ｌ５、及び第２リンス液Ｌ６等）を受け止めてチャンバ２１の外方に排出する。カップ３７は、カップ３７を上下方向に駆動させる昇降機構３８に連結されている。

カップ３７には、カップ３７から排出された処理液（この場合は第２エッチング液Ｌ２）に含まれるルテニウムを回収する回収ユニット６０が接続されている。回収ユニット６０は、回収タンク６１と、ポンプ６２と、切替弁６３と、循環ライン６４と、フィルタ６５と、戻りライン６６とを有している。回収タンク６１は、カップ３７から排出された第２エッチング液Ｌ２を一時的に貯留する。回収タンク６１には、ルテニウムを捕捉するルテニウム捕捉剤が投入されている。ポンプ６２は、回収タンク６１からの第２エッチング液Ｌ２を切替弁６３側に送液する。切替弁６３は、例えば電磁弁を含み、制御部１８によって制御されることにより、ポンプ６２から送られた第２エッチング液Ｌ２を、循環ライン６４と戻りライン６６との間で流路を切り換えて送り出す。循環ライン６４は、回収タンク６１の周囲で第２エッチング液Ｌ２を循環させる。フィルタ６５は、循環ライン６４の途中に設けられており、第２エッチング液Ｌ２に含まれるルテニウム捕捉剤に捕捉されたルテニウムを回収する。戻りライン６６は、切替弁６３に接続され、ルテニウムが回収された後の第２エッチング液Ｌ２を第２エッチング液供給源４２ｂのタンクに戻す流路である。なお、後述するように、回収ユニット６０は、特定の種類の処理液（例えば第２エッチング液Ｌ２）に含まれるルテニウムを回収することが可能である。一方、回収ユニット６０は、特定の種類の処理液（例えば第１エッチング液Ｌ１）に含まれるルテニウムを回収することは困難である。

制御部１８は、属性判定部５１と、レシピ選択部５２と、回収可否判定部５３とを有している。

本実施形態において、属性判定部５１は、処理対象となるウエハＷの属性を判定する。ウエハＷの属性としては、例えばウエハＷに形成されたルテニウム膜又はルテニウム合金膜に関する情報が含まれても良い。具体的には、当該ウエハＷのルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分（例えばＲｕ、ＲｕＷ（Ｎ）等）と、当該ウエハＷのルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成膜方法（例えばＣＶＤ、ＰＶＤ等）とが含まれても良い。属性判定部５１は、ウエハＷの属性を、例えばウエハＷに付与されたウエハＩＤ、ウエハＷのエッチングに用いられたプロセス条件（処理レシピ）、ウエハＷが所属する処理ロット、ウエハＷが処理されたエッチング装置の装置番号等に基づいて判断しても良い。

レシピ選択部５２は、属性判定部５１によって判定されたウエハＷの属性に応じて処理レシピを選択する。処理レシピは、制御装置４の記憶部１９（図１参照）に予め記憶されている。処理対象となるウエハＷは、レシピ選択部５２によって選択された処理レシピ及び制御プログラムに基づいて処理（エッチング処理）される。処理レシピとは、各処理工程において、ウエハＷに対して施される処理の条件を詳細に定義したデータである。処理レシピにおいて定義され処理条件は、ウエハ回転数、処理時間、処理順序、処理液や気体の種類及び供給量、ノズル位置等多岐にわたる。

回収可否判定部５３は、レシピ選択部５２によって選択された処理レシピに基づいて、回収ユニット６０が処理液に含まれるルテニウムを回収可能か否か判断する。具体的には、回収可否判定部５３は、レシピ選択部５２によって選択された処理レシピに基づき、処理プロセスで用いられる処理液の種類を判別する。また、回収可否判定部５３は、判別した処理液の種類が回収ユニット６０での回収に適するかを判断する。例えば、カップ３７から排出される処理液がオルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液を含む第２エッチング液Ｌ２である場合、回収可否判定部５３は、回収ユニット６０が処理液に含まれるルテニウムを回収可能と判断する。この場合、回収ユニット６０は、カップ３７から排出された処理液に含まれるルテニウムを回収する。一方、例えば、カップ３７から排出される処理液が次亜塩素酸ナトリウム及び硝酸セリウムアンモニウムのうちいずれか一方を含む第１エッチング液Ｌ１である場合、回収可否判定部５３は、回収ユニット６０が処理液に含まれるルテニウムを回収不可能と判断する。この場合、カップ３７から排出された処理液は回収ユニット６０を経由せず、回収ユニット６０は処理液に含まれるルテニウムを回収しない。

［基板処理方法］
次に、本実施形態による基板処理方法について、図３乃至図５を参照して説明する。

［ウエハ準備］
はじめに、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成されたウエハＷを準備する（図３のステップＳ１）。このウエハＷには、予めルテニウム膜又はルテニウム合金膜が成膜されている。ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成膜法は、例えば物理蒸着法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）又は化学蒸着法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）等であっても良い。

［ウエハ属性判定］
次に、属性判定部５１は、処理対象となるウエハＷの属性を判定する（図３のステップＳ２）。上述したように、ウエハＷの属性としては、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分（例えばＲｕ、ＲｕＷ（Ｎ）等）と、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成膜方法（例えばＣＶＤ、ＰＶＤ等）が含まれても良い。ウエハＷの属性は、例えばウエハＷに付与されたＩＤ（ウエハＩＤ）、ウエハＷのエッチングに用いられたプロセス条件（処理レシピ）、ウエハＷが所属する処理ロット、ウエハＷが処理されたエッチング装置の装置番号等に基づいて判断される。本実施形態において、属性判定部５１は、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分とその成膜方法とに基づいて属性を判定する。一例として、属性判定部５１は、ウエハＷの膜の属性が（ｉ）ＰＶＤによって製膜されたＲｕ膜、（ii）ＣＶＤによって製膜されたＲｕ膜、及び、（iii）ＰＶＤによって製膜されたＲｕＷ（Ｎ）膜のうち、いずれかであるかを判定する。

［処理レシピ選択］
次に、レシピ選択部５２は、属性判定部５１によって判定されたウエハＷの属性に応じて処理レシピを選択する（図３のステップＳ３）。この場合、レシピ選択部５２は、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の属性に応じて、予め記憶されている複数の処理レシピから当該属性をもつウエハＷのエッチング処理に最も適した処理レシピを選択する。一例として、レシピ選択部５２は、ウエハＷの膜の属性が（ｉ）ＰＶＤによって製膜されたＲｕ膜である場合、後述するプロセスＡを実行する第１処理レシピを選択する。また、レシピ選択部５２は、ウエハＷの膜の属性が（ii）ＣＶＤによって製膜されたＲｕ膜、又は（iii）ＰＶＤによって製膜されたＲｕＷ（Ｎ）膜である場合、後述するプロセスＢを実行する第２処理レシピを選択する。

［ウエハ処理］
続いて、処理ユニット１６の処理液供給部３０は、選択された処理レシピに基づいてウエハＷを処理液で処理する（図３のステップＳ４）。以下、レシピ選択部５２が、プロセスＡを実行する第１処理レシピを選択した場合と、プロセスＢを実行する第２処理レシピを選択した場合とのそれぞれについて、ウエハ処理の各工程について説明する。

＜プロセスＡ＞
まず、レシピ選択部５２がプロセスＡを実行する第１処理レシピを選択した場合について、図４を参照して説明する。上述したように、プロセスＡは、ウエハＷの膜の属性が例えば（ｉ）ＰＶＤによって製膜されたＲｕ膜である場合に選択される。

［ウエハ搬入工程］
まず、ウエハＷは、基板搬送装置１７により処理ユニット１６（図２参照）内に搬入され、基板保持部２２により保持される（図４のステップＳ１１）。この間、制御装置４は、昇降機構３８を制御して、カップ３７を所定位置まで降下させる。続いて、制御装置４は、基板搬送装置１７を制御して、基板保持部２２にウエハＷを載置する。ウエハＷは、その外縁部がチャック２５により支持された状態で、ターンテーブル２４上に水平保持される。次に、制御装置４は、駆動部２６を動作させることによりウエハＷが回転を開始する。ウエハＷは、後述の乾燥処理が終了するまで、ずっと回転し続ける。

［エッチング処理工程］
次に、基板保持部２２に保持されたウエハＷをエッチング処理する（図４のステップＳ１２）。本実施形態において、プロセスＡが選択された場合、エッチング液として第１エッチング液Ｌ１（次亜塩素酸ナトリウム及び硝酸セリウムアンモニウムのうちいずれか一方を含む溶液）が用いられる。このとき、制御装置４は、第１エッチング液供給部４１を制御して、ノズル４１ａをウエハＷの上方に位置させ、ノズル４１ａからウエハＷに対して第１エッチング液Ｌ１を供給する。ウエハＷに供給された第１エッチング液Ｌ１は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。このようにウエハＷの表面に第１エッチング液Ｌ１を供給することにより、ウエハＷに形成されたＲｕ膜が選択的に除去される。すなわち、第１エッチング液Ｌ１により、Ｒｕ膜が全体にわたって除去される一方、第１エッチング液Ｌ１と反応しにくい周辺膜は、除去されることなく残存する。

［第１リンス処理工程］
続いて、基板保持部２２に保持されたウエハＷをリンス処理する（図４のステップＳ１３）。この際、制御装置４は、第１リンス液供給部４５を制御して、ノズル４５ａをウエハＷの上方に位置させる。続いて、ノズル４５ａからウエハＷに対して例えば常温の純水（ＤＩＷ）である第１リンス液Ｌ５を供給する。ウエハＷに供給された第１リンス液Ｌ５は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷ上に残存する第１エッチング液Ｌ１およびエッチング処理時の反応生成物等が洗い流される。ウエハＷから飛散した第１リンス液Ｌ５は、カップ３７を介して排出される。

［第１洗浄処理工程］
次に、基板保持部２２に保持されたウエハＷを洗浄処理する（図４のステップＳ１４）。この間、制御装置４は、第１薬液供給部４３を制御して、ノズル４３ａをウエハＷの上方に位置させ、ノズル４３ａからウエハＷに対して例えばＳＰＭ（硫酸過水）である第１薬液Ｌ３を供給する。ウエハＷに供給された第１薬液Ｌ３は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷに付着した第１エッチング液Ｌ１に含まれる不要な金属成分（セリウム、ナトリウム等）がウエハＷから除去される。ウエハＷから飛散した第１薬液Ｌ３は、カップ３７を介して排出される。

［高温リンス処理工程］
続いて、基板保持部２２に保持されたウエハＷをリンス処理する（図４のステップＳ１５）。この際、制御装置４は、第２リンス液供給部４６を制御して、ノズル４６ａをウエハＷの上方に位置させる。続いて、ノズル４６ａからウエハＷに対して例えば高温の純水（Ｈｏｔ－ＤＩＷ）である第２リンス液Ｌ６を供給する。ウエハＷに供給された第２リンス液Ｌ６は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷ上に残存する第１薬液Ｌ３が洗い流される。ウエハＷから飛散した第２リンス液Ｌ６は、カップ３７を介して排出される。

［第２洗浄処理工程］
次いで、基板保持部２２に保持されたウエハＷが洗浄処理される（図４のステップＳ１６）。この際、制御装置４は、第２薬液供給部４４を制御して、ノズル４４ａをウエハＷの上方に位置させ、ノズル４４ａからウエハＷに対して例えばＳＣ－１（アンモニア水と過酸化水素水との混合溶液）である第２薬液Ｌ４を供給する。ウエハＷに供給された第２薬液Ｌ４は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷに付着した反応副生成物等が、ウエハＷから除去される。ウエハＷから飛散した第２薬液Ｌ４は、カップ３７を介して排出される。なお、第２洗浄処理工程は、必ずしも設けられていなくても良い。

［第２リンス処理工程］
続いて、基板保持部２２に保持されたウエハＷをリンス処理する（図４のステップＳ１７）。この際、制御装置４は、第１リンス液供給部４５を制御して、ノズル４５ａをウエハＷの上方に位置させる。続いて、ノズル４５ａからウエハＷに対して例えば常温の純水（ＤＩＷ）である第１リンス液Ｌ５を供給する。ウエハＷに供給された第１リンス液Ｌ５は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷ上に残存する第２薬液Ｌ４等が洗い流される。ウエハＷから飛散した第１リンス液Ｌ５は、カップ３７を介して排出される。

［乾燥処理工程］
その後、基板保持部２２に保持されたウエハＷを乾燥処理する（図４のステップＳ１８）。この際、制御装置４は、駆動部２６を動作させることにより、ウエハＷの回転数を増加させ、ウエハＷの振り切り乾燥処理を行う。これにより、ウエハＷ上に残存する第１リンス液Ｌ５が洗い流される。ウエハＷから飛散した第１リンス液Ｌ５は、カップ３７を介して排出される。なお、ウエハＷは、例えばＩＰＡ等の乾燥用液体を用いて乾燥処理されても良い。

この乾燥処理が終了したら、ウエハＷの回転を停止する。これによりウエハＷに対する一連の処理が終了したことになる。その後、ウエハＷが基板搬送装置１７により処理ユニット１６から搬出される。

＜プロセスＢ＞
次に、レシピ選択部５２がプロセスＢを実行する第２処理レシピを選択した場合について、図５を参照して説明する。上述したように、第２処理レシピは、ウエハＷの膜の属性が例えば（ii）ＣＶＤによって製膜されたＲｕ膜、又は（iii）ＰＶＤによって製膜されたＲｕＷ（Ｎ）膜である場合に選択される。

［ウエハ搬入工程］
まず、プロセスＡの場合と同様に、ウエハＷは、基板搬送装置１７により処理ユニット１６（図２参照）内に搬入され、基板保持部２２により保持される（図５のステップＳ２１）。次に、制御装置４は、駆動部２６を動作させることによりウエハＷが回転を開始する。ウエハＷは、後述の乾燥処理が終了するまで、ずっと回転し続ける。

［エッチング処理工程］
次に、基板保持部２２に保持されたウエハＷをエッチング処理する（図５のステップＳ２２）。本実施形態において、プロセスＢが選択された場合、エッチング液として第２エッチング液Ｌ２（オルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液）が用いられる。このとき、制御装置４は、第２エッチング液供給部４２を制御して、ノズル４２ａをウエハＷの上方に位置させ、ノズル４２ａからウエハＷに対して第２エッチング液Ｌ２を供給する。ウエハＷに供給された第２エッチング液Ｌ２は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。このようにウエハＷの表面に第２エッチング液Ｌ２を供給することにより、ウエハＷに形成されたＲｕ膜又はＲｕＷ（Ｎ）膜が選択的に除去される。すなわち、第２エッチング液Ｌ２により、Ｒｕ膜又はＲｕＷ（Ｎ）膜が全体にわたって除去される一方、第２エッチング液Ｌ２と反応しにくい周辺膜は、除去されることなく残存する。

［ルテニウム回収工程］
このようにウエハＷをエッチング処理する間、回収ユニット６０は、カップ３７から排出された第２エッチング液Ｌ２に含まれるルテニウムを回収しても良い（図５のステップＳ２７）。この場合、回収可否判定部５３は、レシピ選択部５２によって選択された処理レシピに基づいて、回収ユニット６０が処理液に含まれるルテニウムを回収可能か否か判断する。具体的には、回収可否判定部５３は、プロセスＢを実行する処理レシピで用いられるエッチング処理液が第２エッチング液Ｌ２（オルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液）であると判断する。また、回収可否判定部５３は、第２エッチング液Ｌ２を回収ユニット６０で回収可能と判断する。この場合、制御装置４は、回収ユニット６０を制御して、カップ３７から排出された処理液に含まれるルテニウムを回収する。

この間、回収ユニット６０は、回収タンク６１にカップ３７から排出された第２エッチング液Ｌ２を一時的に貯留する。回収タンク６１には、ルテニウムを捕捉するルテニウム捕捉剤が投入されている。また切替弁６３は、循環ライン６４側に切り換えられている。続いて、ポンプ６２を駆動することにより、回収タンク６１からの第２エッチング液Ｌ２は循環ライン６４を循環し、再度回収タンク６１に戻される。この間、第２エッチング液Ｌ２は、循環ライン６４の途中に設けられたフィルタ６５を通過し、フィルタ６５は、第２エッチング液Ｌ２に含まれるルテニウム捕捉剤に捕捉されたルテニウムを回収する。ルテニウムの回収が完了した後、切替弁６３は、戻りライン６６側に切り換えられる。続いて、ポンプ６２を駆動することにより、ルテニウムが除去された第２エッチング液Ｌ２は、戻りライン６６を経由して、第２エッチング液供給源４２ｂのタンクに再び戻される。

［第１リンス処理工程］
続いて、基板保持部２２に保持されたウエハＷをリンス処理する（図５のステップＳ２３）。この際、制御装置４は、第１リンス液供給部４５を制御して、ノズル４５ａをウエハＷの上方に位置させる。続いて、ノズル４５ａからウエハＷに対して例えば常温の純水（ＤＩＷ）である第１リンス液Ｌ５を供給する。ウエハＷに供給された第１リンス液Ｌ５は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷ上に残存する第２エッチング液Ｌ２およびエッチング処理時の反応生成物等が洗い流される。ウエハＷから飛散した第１リンス液Ｌ５は、カップ３７を介して排出される。

［洗浄処理工程］
次いで、基板保持部２２に保持されたウエハＷが洗浄処理される（図５のステップＳ２４）。この際、制御装置４は、第２薬液供給部４４を制御して、ノズル４４ａをウエハＷの上方に位置させ、ノズル４４ａからウエハＷに対して例えばＳＣ－１（アンモニア水と過酸化水素水との混合溶液）である第２薬液Ｌ４を供給する。ウエハＷに供給された第２薬液Ｌ４は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷに付着した反応副生成物等が、ウエハＷから除去される。ウエハＷから飛散した第２薬液Ｌ４は、カップ３７を介して排出される。なお、第２洗浄処理工程は必ずしも設けられていなくても良い。

［第２リンス処理工程］
続いて、基板保持部２２に保持されたウエハＷをリンス処理する（図５のステップＳ２５）。この際、制御装置４は、第１リンス液供給部４５を制御して、ノズル４５ａをウエハＷの上方に位置させる。続いて、ノズル４５ａからウエハＷに対して例えば常温の純水（Ｈｏｔ－ＤＩＷ）である第１リンス液Ｌ５を供給する。ウエハＷに供給された第１リンス液Ｌ５は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷ上に残存する第２薬液Ｌ４等が洗い流される。ウエハＷから飛散した第１リンス液Ｌ５は、カップ３７を介して排出される。なお、第２洗浄処理工程が設けられていない場合、第２リンス処理工程は設けられていなくても良い。

［乾燥処理工程］
その後、基板保持部２２に保持されたウエハＷを乾燥処理する（図５のステップＳ２６）。この際、制御装置４は、駆動部２６を動作させることにより、ウエハＷの回転数を増加させ、ウエハＷの振り切り乾燥処理を行う。これにより、ウエハＷ上に残存する第１リンス液Ｌ５が洗い流される。ウエハＷから飛散した第１リンス液Ｌ５は、カップ３７を介して排出される。なお、ウエハＷは、例えばＩＰＡ等の乾燥用液体を用いて乾燥処理されても良い。

この乾燥処理が終了したら、ウエハＷの回転を停止する。これによりウエハＷに対する一連の処理が終了したことになる。その後、ウエハＷが基板搬送装置１７により処理ユニット１６から搬出される。

以上に説明したように、本実施形態によれば、属性判定部５１が、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成されたウエハＷの属性を判定し、レシピ選択部５２がウエハＷの属性に応じて処理レシピを選択される。そして、処理液供給部３０は、選択された処理レシピに基づいてウエハＷを処理液で処理する。これにより、エッチングしにくいルテニウム膜又はルテニウム合金膜を良好にエッチングすることができる。

すなわち、一般にルテニウムは極めて安定した金属であり、難溶性材料であるため、エッチングされにくいことが知られている。これに対して本発明者らは、上記課題について鋭意検討したところ、ルテニウムやルテニウム合金は属性に応じてエッチング液による溶解状況が異なることを発見した。具体的には、ルテニウムやルテニウム合金の膜は、膜の成分のほか、膜の成膜方法によってもエッチング時の溶解状況が異なることが判明した。例えば、同じＲｕ膜であっても、成膜方法が例えばＣＶＤであるか、ＰＶＤであるかによって、適切なエッチングプロセスが異なることが判明した。したがって、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成されたウエハＷをエッチングする際には、ウエハＷの属性に応じて、エッチングの処理プロセスやエッチング液を適宜使い分けることにより、適切なエッチングを行うことが可能となる。本実施形態においては、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成されたウエハＷの属性（例えばルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分や成膜方法）に応じて処理レシピを選択し、選択された処理レシピに基づいてウエハＷを処理液で処理する。これにより、エッチングしにくいルテニウム膜又はルテニウム合金膜を良好にエッチングすることができる。

また、本実施形態によれば、回収可否判定部５３は、選択された処理レシピに基づいて、回収ユニット６０が処理液に含まれるルテニウムを回収可能か否か判断する。これにより、処理液中のルテニウムを回収ユニット６０が回収可能な場合には、回収ユニット６０が処理液に含まれるルテニウムを回収し、処理液を再利用することができる。一方、処理液中のルテニウムを回収ユニット６０が回収不可能な場合には、回収ユニット６０を用いることなく、排出された処理液を再利用しないで廃棄することができる。

上記実施形態において、属性判定部５１が判定するウエハＷの属性としては、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分と、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成膜方法とを挙げたが、これに限られるものではない。ウエハＷの属性としては、ウエハＷに含まれるルテニウム以外の周辺金属の成分等、上記以外の属性を用いても良い。

また上記実施形態において、レシピ選択部５２によって選択される処理レシピとして、プロセスＡを実行する第１処理レシピと、プロセスＢを実行する第２処理レシピとを例示したが、これに限られるものではない。レシピ選択部５２は、３つ以上の複数の処理レシピから適切な処理レシピを選択しても良い。

また、上記実施形態において、互いに異なるエッチング液（第１エッチング液Ｌ１、第２エッチング液Ｌ２）を用いてエッチング処理を行う複数の処理レシピ（第１処理レシピ、第２処理レシピ）からいずれかの処理レシピが選択される場合を例にとって説明した。しかしながらこれに限らず、レシピ選択部５２は、同一のエッチング液を用いた互いに異なるエッチング処理を行う複数の処理レシピから、いずれかの処理レシピを選択しても良い。

また上記実施形態において、エッチング液として、第１エッチング液Ｌ１と、第２エッチング液Ｌ２とを用いる場合を例にとって説明した。ここで、第１エッチング液Ｌ１は、次亜塩素酸ナトリウム及び硝酸セリウムアンモニウムのうちいずれか一方を含む溶液であり、第２エッチング液Ｌ２は、オルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液である。しかしながらこれに限らず、ルテニウム膜又はルテニウム合金膜をエッチングするエッチング液としては、過ヨウ素酸等の酸化剤を含有するエッチング液、又は、硝酸セリウム塩及び硝酸等からなるエッチング液を用いても良い。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

Claims (6)

1. ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成された基板を準備することと、
   前記基板の属性を判定することと、
   前記基板の属性に応じて処理レシピを選択することと、
   選択された前記処理レシピに基づいて前記基板を処理液で処理することと、を備え、
   前記基板の属性は、前記ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分と、前記ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成膜方法とを含み、
   前記処理レシピを選択することは、前記基板の属性に応じて、互いに異なるエッチング液を用いてエッチング処理を行う複数の処理レシピからいずれかの処理レシピを選択することを含む基板処理方法。
2. 選択された前記処理レシピに基づいて、処理液に含まれるルテニウムを回収可能か否か判断することを更に備えた請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記基板の属性に応じて、次亜塩素酸ナトリウム及び硝酸セリウムアンモニウムを含む溶液である第１エッチング液を用いてエッチング処理を行う第１処理レシピと、オルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液である第２エッチング液を用いてエッチング処理を行う第２処理レシピとのいずれかが選択される請求項１又は２に記載の基板処理方法。
4. ルテニウム膜又はルテニウム合金膜が形成された基板の属性を判定する属性判定部と、
   前記属性判定部によって判定された前記基板の属性に応じて処理レシピを選択するレシピ選択部と、
   前記レシピ選択部によって選択された前記処理レシピに基づいて、前記基板に対して処理液を供給することにより、前記基板を処理する処理液供給部と、を備え、
   前記基板の属性は、前記ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成分と、前記ルテニウム膜又はルテニウム合金膜の成膜方法とを含み、
   前記レシピ選択部は、前記基板の属性に応じて、互いに異なるエッチング液を用いてエッチング処理を行う複数の処理レシピからいずれかの処理レシピを選択する基板処理装置。
5. 処理液に含まれるルテニウムを回収する回収ユニットと、
   選択された前記処理レシピに基づいて、前記回収ユニットが処理液に含まれるルテニウムを回収可能か否か判断する回収可否判定部と、を更に備えた請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記レシピ選択部は、前記基板の属性に応じて、次亜塩素酸ナトリウム及び硝酸セリウムアンモニウムを含む溶液である第１エッチング液を用いてエッチング処理を行う第１処理レシピと、オルト過ヨウ素酸水溶液、又はオルト過ヨウ素酸水溶液とアンモニア水との混合液である第２エッチング液を用いてエッチング処理を行う第２処理レシピとのいずれかを選択する、請求項４又は５に記載の基板処理装置。
   

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