JP7809031B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
Substrate processing method and substrate processing apparatusInfo
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Description
本発明は、基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for performing an etching process on a ruthenium-containing layer on a substrate.
従来、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、基板の主面に導電膜を形成した後に、当該基板のベベル部等に付着した導電膜を除去する処理が行われる。近年、基板上のデバイスの微細化等に伴い、当該導電膜の材料としてルテニウム(Ru)が注目されている。ルテニウムは、塩酸や水酸化ナトリウムのような酸またはアルカリの水溶液中に単に浸漬するだけでは除去することが難しい。 Traditionally, in the manufacturing process of semiconductor substrates (hereinafter simply referred to as "substrates"), various processes are performed on the substrate. For example, after a conductive film is formed on the main surface of the substrate, a process is performed to remove the conductive film adhering to the bevel portion of the substrate. In recent years, with the miniaturization of devices on substrates, ruthenium (Ru) has attracted attention as a material for this conductive film. Ruthenium is difficult to remove by simply immersing it in an aqueous solution of an acid or alkali, such as hydrochloric acid or sodium hydroxide.
そこで、特許文献1では、ルテニウムをエッチング処理するために、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを含み、pHが4.5であるルテニウム用エッチング液(表1、実施例A32)が提案されている。また、特許文献2では、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを含み、pHが8以上かつ10以下であるルテニウム用エッチング液が提案されている。 Patent Document 1 therefore proposes a ruthenium etching solution (Table 1, Example A32) containing orthoperiodic acid and ammonia and having a pH of 4.5 for etching ruthenium. Patent Document 2 also proposes a ruthenium etching solution containing orthoperiodic acid and ammonia and having a pH of 8 or more and 10 or less.
ところで、特許文献1のエッチング液を用いてルテニウムのエッチングを行うと、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウム(RuO4)が生成されるおそれがある。一方、特許文献2の比較的pHが大きいエッチング液を用いてルテニウムのエッチングを行うと、エッチングレートが低く、処理効率が低下するおそれがある。 However, when ruthenium is etched using the etching solution of Patent Document 1, there is a risk of generating toxic gaseous ruthenium tetroxide (RuO 4 ).On the other hand, when ruthenium is etched using the etching solution of Patent Document 2, which has a relatively high pH, there is a risk of the etching rate being low and the processing efficiency being reduced.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつエッチングレートを増大させることを目的としている。 The present invention was developed in consideration of the above-mentioned problems, and aims to increase the etching rate while suppressing the generation of gaseous ruthenium tetroxide.
本発明の態様1は、基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う基板処理方法であって、a)表面にルテニウム含有層が存在する基板を準備する工程と、b)アルカリ性のエッチング液を前記基板上の前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、c)前記b)工程よりも後に、前記エッチング液にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、を備える。 Aspect 1 of the present invention is a substrate processing method for etching a ruthenium-containing layer on a substrate, comprising: a) preparing a substrate having a ruthenium-containing layer on its surface; b) contacting an alkaline etching solution with the ruthenium-containing layer on the substrate; and c) after step b), applying plasma to the etching solution to lower the pH, and then contacting the etching solution with the ruthenium-containing layer.
本発明の態様2は、態様1の基板処理方法であって、d)前記c)工程よりも後に、前記エッチング液に対するプラズマの付与を停止した状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程をさらに備える。 Aspect 2 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1, further comprising the step of: d) after step c), bringing the etching solution into contact with the ruthenium-containing layer while stopping the application of plasma to the etching solution.
本発明の態様3は、態様1または2の基板処理方法であって、前記b)工程において、前記ルテニウム含有層のルテニウムから二酸化ルテニウムが生成され、前記c)工程において、前記二酸化ルテニウムから可溶性の四酸化ルテニウムが生成される。 Aspect 3 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2, wherein in step b), ruthenium dioxide is produced from the ruthenium in the ruthenium-containing layer, and in step c), soluble ruthenium tetroxide is produced from the ruthenium dioxide.
本発明の態様4は、態様1または2(態様1ないし3のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記c)工程における前記エッチング液のpHの最低値は7.0以上かつ7.5以下である。 Aspect 4 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2 (or any one of aspects 1 to 3), in which the minimum pH value of the etching solution in step c) is 7.0 or more and 7.5 or less.
本発明の態様5は、態様1または2(態様1ないし4のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記b)工程における前記エッチング液のpHは8.0以上かつ10.0以下である。 Aspect 5 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2 (or any one of aspects 1 to 4), in which the pH of the etching solution in step b) is 8.0 or more and 10.0 or less.
本発明の態様6は、態様1または2(態様1ないし5のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記プラズマは大気プラズマである。 Aspect 6 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2 (or any one of aspects 1 to 5), in which the plasma is atmospheric plasma.
本発明の態様7は、態様1または2(態様1ないし6のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記プラズマは常温プラズマである。 Aspect 7 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2 (or any one of aspects 1 to 6), in which the plasma is room temperature plasma.
本発明の態様8は、態様1または2(態様1ないし7のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記c)工程において、前記ルテニウム含有層と前記エッチング液との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収する。 Aspect 8 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2 (or any one of aspects 1 to 7), in which in step c), steam is applied to and recovered from gaseous ruthenium tetroxide produced by contact between the ruthenium-containing layer and the etching solution.
本発明の態様9は、態様1または2(態様1ないし8のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記b)工程および前記c)工程において、前記エッチング液は前記基板の周縁部にて前記ルテニウム含有層に接触する。 Aspect 9 of the present invention is a substrate processing method according to aspect 1 or 2 (or any one of aspects 1 to 8), in which in steps b) and c), the etching solution contacts the ruthenium-containing layer at the peripheral edge of the substrate.
本発明の態様10は、態様1または2(態様1ないし9のいずれか1つ、であってもよい。)の基板処理方法であって、前記エッチング液はオルト過ヨウ素酸を含む。 Aspect 10 of the present invention is the substrate processing method of Aspect 1 or 2 (or any one of Aspects 1 to 9), in which the etching solution contains orthoperiodic acid.
本発明の態様11は、態様10の基板処理方法であって、前記エッチング液は、アルカリ性の添加成分としてアンモニアを含む。 Aspect 11 of the present invention is the substrate processing method of aspect 10, wherein the etching solution contains ammonia as an alkaline additive component.
本発明の態様12は、基板上のルテニウム含有層にエッチング処理を行う基板処理装置であって、表面にルテニウム含有層が存在する基板を保持する基板保持部と、アルカリ性のエッチング液を前記基板上に付与して前記ルテニウム含有層に接触させる処理液供給部と、前記エッチング液にプラズマを付与するプラズマ付与部と、アルカリ性の前記エッチング液と前記ルテニウム含有層との接触後に、前記プラズマ付与部を制御することにより、プラズマが付与されてpHが低下した前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる制御部と、を備える。 Aspect 12 of the present invention is a substrate processing apparatus that performs an etching process on a ruthenium-containing layer on a substrate, and includes a substrate holding unit that holds a substrate having a ruthenium-containing layer on its surface; a processing liquid supply unit that applies an alkaline etching liquid onto the substrate and brings it into contact with the ruthenium-containing layer; a plasma applying unit that applies plasma to the etching liquid; and a control unit that, after the alkaline etching liquid has come into contact with the ruthenium-containing layer, controls the plasma applying unit to bring the etching liquid, whose pH has been reduced by the application of plasma, into contact with the ruthenium-containing layer.
本発明では、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつエッチングレートを増大させることができる。 The present invention makes it possible to increase the etching rate while suppressing the generation of gaseous ruthenium tetroxide.
図1は、基板処理システム10のレイアウトを示す図解的な平面図である。基板処理システム10は、半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)を処理するシステムである。基板処理システム10は、インデクサブロック101と、インデクサブロック101に結合された処理ブロック102とを備える。 Figure 1 is a schematic plan view showing the layout of a substrate processing system 10. The substrate processing system 10 is a system for processing semiconductor substrates 9 (hereinafter simply referred to as "substrates 9"). The substrate processing system 10 includes an indexer block 101 and a processing block 102 coupled to the indexer block 101.
インデクサブロック101は、キャリア保持部104と、インデクサロボット105と、IR移動機構106とを備える。キャリア保持部104は、複数枚の基板9を収容できる複数のキャリア107を保持する。複数のキャリア107(例えば、FOUP)は、所定のキャリア配列方向に配列された状態でキャリア保持部104に保持される。IR移動機構106は、キャリア配列方向にインデクサロボット105を移動させる。インデクサロボット105は、基板9をキャリア107から搬出する搬出動作、および、キャリア保持部104に保持されたキャリア107に基板9を搬入する搬入動作を行う。基板9は、インデクサロボット105によって水平な姿勢で搬送される。 The indexer block 101 comprises a carrier holding unit 104, an indexer robot 105, and an IR movement mechanism 106. The carrier holding unit 104 holds multiple carriers 107, each capable of accommodating multiple substrates 9. The multiple carriers 107 (e.g., FOUPs) are held by the carrier holding unit 104 in an arrayed state in a predetermined carrier array direction. The IR movement mechanism 106 moves the indexer robot 105 in the carrier array direction. The indexer robot 105 performs an unloading operation to unload substrates 9 from the carriers 107, and an unloading operation to load substrates 9 into the carriers 107 held by the carrier holding unit 104. The substrates 9 are transported in a horizontal position by the indexer robot 105.
処理ブロック102は、基板9を処理する複数(たとえば、4つ以上)の処理ユニット108と、センターロボット109とを備えている。複数の処理ユニット108は、平面視において、センターロボット109を取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット108では、基板9に対する様々な処理が施される。後述する基板処理装置は、複数の処理ユニット108のうちの1つである。センターロボット109は、処理ユニット108に基板9を搬入する搬入動作、および、基板9を処理ユニット108から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボット109は、複数の処理ユニット108間で基板9を搬送する。基板9は、センターロボット109によって水平な姿勢で搬送される。センターロボット109は、インデクサロボット105から基板9を受け取るとともに、インデクサロボット105に基板9を渡す。 The processing block 102 includes multiple (e.g., four or more) processing units 108 that process substrates 9, and a center robot 109. The multiple processing units 108 are arranged surrounding the center robot 109 in a plan view. The multiple processing units 108 perform various processes on the substrates 9. The substrate processing apparatus described below is one of the multiple processing units 108. The center robot 109 performs a load operation to load the substrate 9 into the processing unit 108 and an unload operation to unload the substrate 9 from the processing unit 108. Furthermore, the center robot 109 transports the substrate 9 between the multiple processing units 108. The substrate 9 is transported in a horizontal position by the center robot 109. The center robot 109 receives the substrate 9 from the indexer robot 105 and passes the substrate 9 to the indexer robot 105.
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1の構成を示す側面図である。基板処理装置1は、基板9を1枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、基板9の周縁部(すなわち、ベベル部、および、ベベル部近傍の部位)に対してウェットエッチングを行う装置である。図2では、基板処理装置1の構成の一部を断面にて示す。 Figure 2 is a side view showing the configuration of a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer processing apparatus that processes substrates 9 one by one. The substrate processing apparatus 1 is an apparatus that performs wet etching on the peripheral portion of the substrate 9 (i.e., the bevel portion and the area near the bevel portion). Figure 2 shows a cross section of part of the configuration of the substrate processing apparatus 1.
基板処理装置1は、基板保持部31と、基板回転機構33と、カップ部4と、供給ヘッド5と、エッチング部6と、ハウジング11と、制御部8とを備える。基板保持部31、基板回転機構33およびカップ部4等は、ハウジング11の内部空間に収容される。ハウジング11の天蓋部には、当該内部空間にガスを供給して下方に流れる気流(いわゆる、ダウンフロー)を形成する気流形成部12が設けられる。気流形成部12としては、例えば、FFU(ファン・フィルタ・ユニット)が利用される。制御部8は、ハウジング11の外部に配置され、基板保持部31、基板回転機構33、供給ヘッド5およびエッチング部6等を制御する。 The substrate processing apparatus 1 comprises a substrate holding unit 31, a substrate rotation mechanism 33, a cup unit 4, a supply head 5, an etching unit 6, a housing 11, and a control unit 8. The substrate holding unit 31, the substrate rotation mechanism 33, the cup unit 4, etc. are housed in the internal space of the housing 11. An airflow forming unit 12 is provided in the canopy of the housing 11, supplying gas to the internal space to form a downward airflow (so-called downflow). An FFU (fan filter unit), for example, is used as the airflow forming unit 12. The control unit 8 is located outside the housing 11 and controls the substrate holding unit 31, the substrate rotation mechanism 33, the supply head 5, the etching unit 6, etc.
図3に示すように、制御部8は、例えば、プロセッサ81と、メモリ82と、入出力部83と、バス84とを備える通常のコンピュータシステムである。バス84は、プロセッサ81、メモリ82および入出力部83を接続する信号回路である。メモリ82は、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサ81は、メモリ82に記憶されるプログラム等に従って、メモリ82等を利用しつつ様々な処理(例えば、数値計算)を実行する。入出力部83は、操作者からの入力を受け付けるキーボード85およびマウス86、プロセッサ81からの出力等を表示するディスプレイ87、並びに、プロセッサ81からの出力等を送信する送信部等を備える。なお、制御部8は、プログラマブルロジックコントローラ(PLC:Programmable Logic Controller)、または、回路基板等であってもよい。制御部8は、コンピュータシステム、PLCおよび回路基板等のうち、任意の複数の構成を含んでいてもよい。 As shown in FIG. 3 , the control unit 8 is, for example, a typical computer system including a processor 81, a memory 82, an input/output unit 83, and a bus 84. The bus 84 is a signal circuit connecting the processor 81, the memory 82, and the input/output unit 83. The memory 82 stores programs and various information. The processor 81 executes various processes (e.g., numerical calculations) using the memory 82 and other components in accordance with the programs stored in the memory 82. The input/output unit 83 includes a keyboard 85 and a mouse 86 for receiving input from an operator, a display 87 for displaying output from the processor 81, and a transmitter for transmitting output from the processor 81. The control unit 8 may also be a programmable logic controller (PLC), a circuit board, or the like. The control unit 8 may include any combination of a computer system, a PLC, a circuit board, or the like.
図2に示す基板保持部31および基板回転機構33はそれぞれ、略円板状の基板9を保持して回転させるスピンチャックの一部である。基板保持部31は、水平状態の基板9を下側から保持する。基板保持部31は、例えば、基板9を吸着して保持するバキュームチャックである。基板保持部31は、基板9の下側の主面(以下、「下面92」とも呼ぶ。)の中央部に接触して吸着する略円板状のベース部311を備える。ベース部311の直径は、基板9の直径よりも小さい。 The substrate holding unit 31 and substrate rotation mechanism 33 shown in Figure 2 are each part of a spin chuck that holds and rotates the approximately disk-shaped substrate 9. The substrate holding unit 31 holds the horizontally positioned substrate 9 from below. The substrate holding unit 31 is, for example, a vacuum chuck that holds the substrate 9 by suction. The substrate holding unit 31 has an approximately disk-shaped base portion 311 that contacts and suctions the center of the lower main surface (hereinafter also referred to as the "lower surface 92") of the substrate 9. The diameter of the base portion 311 is smaller than the diameter of the substrate 9.
基板9上には、ルテニウム(Ru)を含有するルテニウム含有層93が存在している。図2に示す例では、ルテニウム含有層93は、基板9の上側の主面(以下、「上面91」とも呼ぶ。)の全体を被覆する膜状の部位(すなわち、ルテニウム含有膜)である。図2では、ルテニウム含有層93を太線にて示す。ルテニウム含有層93は、例えば、ルテニウムの単体、ルテニウムの合金、ルテニウムの酸化物、ルテニウムの窒化物、または、ルテニウムの酸窒化物のうち1つ以上を含む。ルテニウム含有層93は、例えば、基板9の上面91および/または下面92の全体を被覆する膜状の部位(すなわち、ルテニウム含有膜)であってもよく、基板9の表面の一部のみを覆う部位であってもよい。本実施の形態では、ルテニウム含有層93は、基板9の上面91全体を覆うルテニウム含有膜であり、基板9の周縁部も当該ルテニウム含有膜により覆われている。また、本実施の形態では、ルテニウム含有層93は、その全体がルテニウムの単体により形成されているルテニウム膜である。図2に例示する基板保持部31は、当該ルテニウム含有膜が形成された上面91を上側に向けた状態の基板9を下方から保持する。 A ruthenium-containing layer 93 containing ruthenium (Ru) is present on the substrate 9. In the example shown in FIG. 2, the ruthenium-containing layer 93 is a film-like portion (i.e., a ruthenium-containing film) that covers the entire upper principal surface (hereinafter also referred to as the "upper surface 91") of the substrate 9. In FIG. 2, the ruthenium-containing layer 93 is indicated by a bold line. The ruthenium-containing layer 93 contains, for example, one or more of ruthenium, a ruthenium alloy, a ruthenium oxide, a ruthenium nitride, or a ruthenium oxynitride. The ruthenium-containing layer 93 may be, for example, a film-like portion (i.e., a ruthenium-containing film) that covers the entire upper surface 91 and/or lower surface 92 of the substrate 9, or may be a portion that covers only a portion of the surface of the substrate 9. In this embodiment, the ruthenium-containing layer 93 is a ruthenium-containing film that covers the entire upper surface 91 of the substrate 9, and the peripheral edge of the substrate 9 is also covered by the ruthenium-containing film. In this embodiment, the ruthenium-containing layer 93 is a ruthenium film formed entirely from simple ruthenium. The substrate holder 31 shown in FIG. 2 holds the substrate 9 from below with the upper surface 91, on which the ruthenium-containing film is formed, facing upward.
基板回転機構33は、基板保持部31の下方に配置される。基板回転機構33は、上下方向に略平行に延びる回転軸J1を中心として、基板9を基板保持部31と共に回転させる。図2に示す例では、基板回転機構33は、基板9を平面視における時計回りに回転させる。基板回転機構33は、シャフト331と、モータ332とを備える。シャフト331は、回転軸J1を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。シャフト331は、上下方向に延び、基板保持部31のベース部311の下面中央部に接続される。モータ332は、シャフト331を回転させる電動回転式モータである。なお、基板回転機構33は、他の構造を有するモータ(例えば、中空モータ等)であってもよい。また、基板9の回転方向は反時計回り方向であってもよい。 The substrate rotation mechanism 33 is disposed below the substrate holding unit 31. The substrate rotation mechanism 33 rotates the substrate 9 together with the substrate holding unit 31 around a rotation axis J1 that extends substantially parallel to the vertical direction. In the example shown in FIG. 2, the substrate rotation mechanism 33 rotates the substrate 9 clockwise in a plan view. The substrate rotation mechanism 33 includes a shaft 331 and a motor 332. The shaft 331 is a substantially columnar or cylindrical member centered on the rotation axis J1. The shaft 331 extends vertically and is connected to the center of the underside of the base portion 311 of the substrate holding unit 31. The motor 332 is an electric rotary motor that rotates the shaft 331. The substrate rotation mechanism 33 may be a motor having a different structure (e.g., a hollow motor, etc.). The rotation direction of the substrate 9 may also be counterclockwise.
供給ヘッド5は、回転軸J1を中心とする径方向(以下、単に「径方向」とも呼ぶ。)における基板9の中央部の上方に配置される。供給ヘッド5は、基板9の上面91から上方に離間した位置にて、基板9の上面91と上下方向に対向する。供給ヘッド5は、ヘッド下部51と、ヘッド上部52と、センターノズル53とを備える。ヘッド下部51は、回転軸J1を中心とする略円環板状の部位である。ヘッド下部51の下面は、基板9の上面91と略平行に広がる略水平面であり、基板9の上面91と上下方向に対向する。平面視におけるヘッド下部51の外周縁の直径は、基板9の直径よりも小さい。ヘッド上部52は、回転軸J1を中心とする略円筒状の部位であり、ヘッド下部51の上面から上方へと延びる。ヘッド上部52は、ヘッド下部51を上側から支持する支持部でもある。ヘッド上部52は、略水平に延びるアーム(図示省略)により支持されている。 The supply head 5 is positioned above the center of the substrate 9 in the radial direction (hereinafter simply referred to as the "radial direction") centered on the rotation axis J1. The supply head 5 is spaced above the upper surface 91 of the substrate 9 and faces the upper surface 91 of the substrate 9 in the vertical direction. The supply head 5 includes a lower head portion 51, an upper head portion 52, and a center nozzle 53. The lower head portion 51 is a substantially annular plate-shaped portion centered on the rotation axis J1. The lower surface of the lower head portion 51 is a substantially horizontal plane extending substantially parallel to the upper surface 91 of the substrate 9 and faces the upper surface 91 of the substrate 9 in the vertical direction. The diameter of the outer edge of the lower head portion 51 in a plan view is smaller than the diameter of the substrate 9. The upper head portion 52 is a substantially cylindrical portion centered on the rotation axis J1 and extends upward from the upper surface of the lower head portion 51. The upper head portion 52 also serves as a support portion that supports the lower head portion 51 from above. The head upper part 52 is supported by an arm (not shown) that extends substantially horizontally.
ヘッド上部52の内部には、ヘッド下部51にガスを供給する配管が設けられる。当該ガスは、例えば、圧縮空気、または、窒素(N2)ガス等の不活性ガスである。以下では、当該ガスは、不活性ガスであるものとして説明する。ヘッド下部51に供給された不活性ガスは、ヘッド下部51の下面、および、ヘッド下部51の外側面等から基板9の上面91に向けて噴射される。これにより、基板9の上面91に沿って、基板9の径方向中央部(以下、単に「中央部」とも呼ぶ。)から径方向外方へと向かう不活性ガスの気流が形成される。 A pipe is provided inside the upper head 52 to supply gas to the lower head 51. The gas in question is, for example, compressed air or an inert gas such as nitrogen ( N2 ) gas. In the following description, the gas in question is assumed to be an inert gas. The inert gas supplied to the lower head 51 is sprayed from the lower surface and outer surface of the lower head 51 toward the upper surface 91 of the substrate 9. This forms a stream of inert gas along the upper surface 91 of the substrate 9, flowing radially outward from the radial center of the substrate 9 (hereinafter simply referred to as the "center")
センターノズル53は、ヘッド下部51の中央部に設けられた貫通孔内に配置される。センターノズル53には、ヘッド上部52の内部に設けられた配管を介してリンス液等の処理液が供給される。センターノズル53に供給されたリンス液(例えば、DIW(脱イオン水))は、センターノズル53から基板9の中央部へと吐出され、基板9の上面91上を径方向外方へと広がる。なお、当該リンス液はDIWには限定されず、様々に変更されてよい。また、センターノズル53からは、リンス液以外の様々な種類の処理液が吐出されてもよい。 The center nozzle 53 is disposed in a through-hole provided in the center of the lower head portion 51. A processing liquid such as a rinse liquid is supplied to the center nozzle 53 via piping provided inside the upper head portion 52. The rinse liquid (e.g., deionized water (DIW)) supplied to the center nozzle 53 is ejected from the center nozzle 53 toward the center of the substrate 9 and spreads radially outward over the upper surface 91 of the substrate 9. Note that the rinse liquid is not limited to DIW and may be variously modified. Furthermore, various types of processing liquid other than a rinse liquid may be ejected from the center nozzle 53.
カップ部4は、カップ41と、図示省略のカップ昇降機構とを備える。カップ41は、回転軸J1を中心とする環状の部材である。カップ41は、基板9および基板保持部31の周囲において、回転軸J1を中心とする周方向(以下、単に「周方向」とも呼ぶ。)の全周に亘って配置され、基板9および基板保持部31の側方および下方を覆う。カップ41は、回転中の基板9から周囲に向かって飛散する処理液等の液体を受ける受液容器である。カップ41の内側面は、例えば撥水性材料により形成される。カップ41は、基板9の回転および静止に関わらず、周方向において静止している。カップ41の底部には、カップ41にて受けられた処理液等をハウジング11の外部へと排出する排出ポート(図示省略)が設けられる。 The cup unit 4 includes a cup 41 and a cup lifting mechanism (not shown). The cup 41 is an annular member centered on the rotation axis J1. The cup 41 is arranged around the entire circumference of the substrate 9 and substrate holding unit 31 in the circumferential direction (hereinafter simply referred to as the "circumferential direction") centered on the rotation axis J1, covering the sides and below the substrate 9 and substrate holding unit 31. The cup 41 is a liquid receiving container that receives liquid such as processing liquid that splashes toward the surrounding area from the rotating substrate 9. The inner surface of the cup 41 is formed, for example, from a water-repellent material. The cup 41 remains stationary in the circumferential direction regardless of whether the substrate 9 is rotating or stationary. A discharge port (not shown) is provided at the bottom of the cup 41 to discharge the processing liquid received in the cup 41 to the outside of the housing 11.
カップ昇降機構は、カップ41を基板保持部31に対して相対的に上下方向に移動する。カップ昇降機構は、例えば、カップ41に接続される電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。カップ41は、カップ昇降機構により、図2に示す基板9の周囲の位置である処理位置と、当該処理位置よりも下側の退避位置との間で上下方向に移動可能である。 The cup lifting mechanism moves the cup 41 vertically relative to the substrate holder 31. The cup lifting mechanism includes, for example, an electric linear motor, an air cylinder, or a ball screw and an electric rotary motor connected to the cup 41. The cup lifting mechanism allows the cup 41 to move vertically between a processing position around the substrate 9 shown in FIG. 2 and a retracted position below the processing position.
カップ部4は、径方向に積層される複数のカップ41を備えていてもよい。カップ部4が複数のカップ41を備える場合、複数のカップ41はそれぞれ独立して上下方向に移動可能であり、基板9から飛散する処理液の種類に合わせて、複数のカップ41が切り替えられて処理液の受液に使用される。 The cup section 4 may include multiple cups 41 stacked radially. When the cup section 4 includes multiple cups 41, each of the multiple cups 41 can be moved independently in the vertical direction, and the multiple cups 41 are switched to receive the processing liquid depending on the type of processing liquid splashed from the substrate 9.
エッチング部6は、基板9の周縁部の上方に配置される。エッチング部6は、供給ヘッド5のヘッド下部51の外周縁よりも径方向外側に配置され、基板9の周縁部上のルテニウム含有層93と上下方向に対向する。エッチング部6は、処理液供給部61と、プラズマ付与部62とを備える。 The etching unit 6 is positioned above the peripheral edge of the substrate 9. The etching unit 6 is positioned radially outward from the outer periphery of the head lower part 51 of the supply head 5, and faces the ruthenium-containing layer 93 on the peripheral edge of the substrate 9 in the vertical direction. The etching unit 6 includes a treatment liquid supply unit 61 and a plasma application unit 62.
図4は、エッチング部6近傍を拡大して示す縦断面図である。図4では、ルテニウム含有層93(本実施の形態では、ルテニウム膜)を太線にて示す。処理液供給部61は、基板9の周縁部近傍において基板9の上面91と上下方向に対向する処理ノズル611を備える。処理ノズル611は、絶縁性の略円筒状の部材であり、例えば樹脂により形成される。処理ノズル611は、図示省略のアームにより支持されており、当該アームに接続された昇降機構および移動機構により、上下方向および水平方向に移動可能である。当該昇降機構は、例えば、電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。当該移動機構は、例えば、電動回転式モータを備える。 Figure 4 is an enlarged vertical cross-sectional view of the vicinity of the etching unit 6. In Figure 4, the ruthenium-containing layer 93 (a ruthenium film in this embodiment) is indicated by a thick line. The processing liquid supply unit 61 includes a processing nozzle 611 that faces the upper surface 91 of the substrate 9 in the vertical direction near the peripheral edge of the substrate 9. The processing nozzle 611 is an insulating, approximately cylindrical member made of, for example, resin. The processing nozzle 611 is supported by an arm (not shown) and can be moved vertically and horizontally by an elevating mechanism and a moving mechanism connected to the arm. The elevating mechanism includes, for example, an electric linear motor, an air cylinder, or a ball screw and an electric rotary motor. The moving mechanism includes, for example, an electric rotary motor.
処理ノズル611は、基板9の周縁部に向けて、ルテニウム含有層93のエッチング用の処理液71(すなわち、エッチング液71)を吐出する。処理ノズル611は、例えば、下端に設けられた吐出口から、下方かつ径方向外方に向けてエッチング液71を斜めに吐出する。処理ノズル611から基板9の周縁部に付与されたエッチング液71は、当該周縁部において基板9を被覆するルテニウム含有層93と接触し、ルテニウム含有層93のエッチングを行う。処理ノズル611から基板9に供給されたエッチング液71は、基板9の上面91から下面92の周縁部まで回り込んでもよい。処理ノズル611から基板9の周縁部にエッチング液71が供給される際には、供給ヘッド5(図2参照)から基板9に向けて上述の不活性ガスが供給され、基板9の中央部から径方向外方へと向かう不活性ガスの気流が形成されている。これにより、エッチング液71が基板9の周縁部よりも径方向内側の領域へと広がることが防止される。 The processing nozzle 611 discharges the processing liquid 71 (i.e., the etching liquid 71) for etching the ruthenium-containing layer 93 toward the peripheral edge of the substrate 9. The processing nozzle 611 discharges the etching liquid 71 obliquely downward and radially outward from a discharge port provided at the lower end, for example. The etching liquid 71 applied from the processing nozzle 611 to the peripheral edge of the substrate 9 contacts the ruthenium-containing layer 93 covering the substrate 9 at the peripheral edge, etching the ruthenium-containing layer 93. The etching liquid 71 supplied from the processing nozzle 611 to the substrate 9 may wrap around from the upper surface 91 to the peripheral edge of the lower surface 92 of the substrate 9. When the etching liquid 71 is supplied from the processing nozzle 611 to the peripheral edge of the substrate 9, the above-mentioned inert gas is supplied from the supply head 5 (see FIG. 2) toward the substrate 9, forming a stream of inert gas flowing radially outward from the center of the substrate 9. This prevents the etching solution 71 from spreading radially inward beyond the peripheral edge of the substrate 9.
エッチング液71は、オルト過ヨウ素酸( H5IO6)を酸化剤として含む。また、エッチング液71は、アルカリ性の添加成分としてアンモニア(NH3)を含む。エッチング液71は、例えば、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを水に溶解させたアルカリ性の液体である。換言すれば、エッチング液71のpHは、7.0よりも大きい。当該pHは、23℃かつ1気圧の条件下において、公知のpHメーターにより測定される値である。以下の説明におけるpHの値についても同様である。 The etching solution 71 contains orthoperiodic acid ( H5IO6 ) as an oxidizing agent. The etching solution 71 also contains ammonia ( NH3 ) as an alkaline additive. The etching solution 71 is, for example, an alkaline liquid in which orthoperiodic acid and ammonia are dissolved in water. In other words, the pH of the etching solution 71 is greater than 7.0. This pH is a value measured using a known pH meter under conditions of 23°C and 1 atmosphere. The same applies to the pH value in the following description.
エッチング液71のpHは、好ましくは7.5以上であり、より好ましくは8.0以上である。また、エッチング液71のpHは、好ましくは10.0以下であり、より好ましくは9.0以下である。エッチング液71は、例えば、オルト過ヨウ素酸およびアンモニア以外に、pHを調節するためのpH調節剤を含んでいてもよい。 The pH of the etching solution 71 is preferably 7.5 or higher, and more preferably 8.0 or higher. The pH of the etching solution 71 is preferably 10.0 or lower, and more preferably 9.0 or lower. The etching solution 71 may contain, for example, a pH adjuster for adjusting the pH in addition to orthoperiodic acid and ammonia.
エッチング液71中のオルト過ヨウ素酸の含有率は、例えば、0.05質量%~8質量%である。エッチング液71中のアンモニアの含有量は、例えば、オルト過ヨウ素酸100質量部に対して5質量部~150質量部である。なお、エッチング液71中のオルト過ヨウ素酸の含有率、および、アンモニアの含有量は、上述の範囲には限定されず、様々に変更されてよい。また、エッチング液71は、オルト過ヨウ素酸に加えて、または、オルト過ヨウ素酸に代えて、オルト過ヨウ素酸以外の酸化剤を含んでいてもよい。エッチング液71は、アンモニアに加えて、または、アンモニアに代えて、アンモニア以外のアルカリ性の添加成分を含んでいてもよい。 The content of orthoperiodic acid in the etching solution 71 is, for example, 0.05% to 8% by mass. The content of ammonia in the etching solution 71 is, for example, 5 parts by mass to 150 parts by mass per 100 parts by mass of orthoperiodic acid. Note that the content of orthoperiodic acid and the content of ammonia in the etching solution 71 are not limited to the above ranges and may be varied in various ways. Furthermore, the etching solution 71 may contain an oxidizing agent other than orthoperiodic acid in addition to or instead of orthoperiodic acid. The etching solution 71 may contain an alkaline additive component other than ammonia in addition to or instead of ammonia.
プラズマ付与部62は、エッチング液71にプラズマを付与する。図4に示す例では、プラズマ付与部62は、プラズマノズル621と、一対のプラズマ電極622と、電源623とを備える。プラズマノズル621は、図示省略のアームにより基板9の周縁部の上方にて支持されており、当該アームに接続された昇降機構および移動機構により、上下方向および水平方向に移動可能である。当該昇降機構は、例えば、電動リニアモータ、エアシリンダ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。当該移動機構は、例えば、電動回転式モータを備える。 The plasma applying unit 62 applies plasma to the etching solution 71. In the example shown in FIG. 4, the plasma applying unit 62 includes a plasma nozzle 621, a pair of plasma electrodes 622, and a power supply 623. The plasma nozzle 621 is supported above the peripheral edge of the substrate 9 by an arm (not shown), and can be moved vertically and horizontally by an elevating mechanism and a moving mechanism connected to the arm. The elevating mechanism includes, for example, an electric linear motor, an air cylinder, or a ball screw and an electric rotary motor. The moving mechanism includes, for example, an electric rotary motor.
プラズマノズル621は、基板9の周縁部近傍において基板9の上面91と上下方向に対向する。プラズマノズル621は、絶縁性の略円筒状の部材であり、例えば樹脂により形成される。プラズマノズル621は、処理液供給部61の処理ノズル611よりも径方向外側に配置される。プラズマノズル621は、例えば、平面視において回転軸J1から処理ノズル611に至る仮想的な直線の延長上に配置される。プラズマノズル621は、下端に設けられた送出口を基板9の上面91に向けて支持される。プラズマノズル621の送出口は、基板9の上面91から上方に離間している。 The plasma nozzle 621 faces the upper surface 91 of the substrate 9 in the vertical direction near the peripheral edge of the substrate 9. The plasma nozzle 621 is an insulating, approximately cylindrical member made of, for example, resin. The plasma nozzle 621 is positioned radially outward of the processing nozzle 611 of the processing liquid supply unit 61. The plasma nozzle 621 is positioned, for example, on an extension of an imaginary straight line from the rotation axis J1 to the processing nozzle 611 in a plan view. The plasma nozzle 621 is supported with an outlet provided at its lower end facing the upper surface 91 of the substrate 9. The outlet of the plasma nozzle 621 is spaced above the upper surface 91 of the substrate 9.
プラズマノズル621は、図示省略のガス供給源に接続されている。当該ガス供給源からプラズマノズル621に供給されたガスは、プラズマノズル621の上記送出口から基板9の周縁部に向けて送出される。当該ガスは、例えば窒素を含むガスであり、本実施の形態では大気(すなわち、空気)である。当該ガスは、空気以外の様々なガス(例えば、窒素ガス)であってもよい。 The plasma nozzle 621 is connected to a gas supply source (not shown). Gas supplied from the gas supply source to the plasma nozzle 621 is delivered from the outlet of the plasma nozzle 621 toward the peripheral edge of the substrate 9. The gas is, for example, a nitrogen-containing gas, and in this embodiment, is atmospheric air (i.e., air). The gas may also be various gases other than air (e.g., nitrogen gas).
一対のプラズマ電極622は、プラズマノズル621の下部(すなわち、プラズマノズル621の送出口近傍)にて、プラズマノズル621の外側面に固定される。一対のプラズマ電極622は、プラズマノズル621を間に挟んで、互いに対向して配置される。一対のプラズマ電極622は、交流電源である電源623に接続されている。電源623は、一対のプラズマ電極622間に交流電圧を印加する。これにより、プラズマノズル621を流れるガスがプラズマ化される。なお、電源623は、交流電源には限定されず、例えば直流パルス電源であってもよい。 A pair of plasma electrodes 622 are fixed to the outer surface of the plasma nozzle 621 at the bottom (i.e., near the outlet of the plasma nozzle 621). The pair of plasma electrodes 622 are arranged facing each other with the plasma nozzle 621 in between. The pair of plasma electrodes 622 are connected to a power supply 623, which is an AC power source. The power supply 623 applies an AC voltage between the pair of plasma electrodes 622. This converts the gas flowing through the plasma nozzle 621 into plasma. Note that the power supply 623 is not limited to an AC power source and may be, for example, a DC pulse power source.
上述のように、ガス供給源からプラズマノズル621に供給されるガスが空気である場合、プラズマノズル621では大気プラズマが生成される。プラズマノズル621にて生成されるプラズマは、例えば、温度が40℃以下の常温プラズマである。当該常温プラズマの下限温度は特に限定されないが、例えば5℃である。また、当該プラズマは、例えば、およそ大気圧下(例えば、0.5気圧~2.0気圧であり、好ましくは、0.75気圧~1.5気圧)にて生成される大気圧プラズマである。 As described above, when the gas supplied from the gas supply source to the plasma nozzle 621 is air, atmospheric plasma is generated in the plasma nozzle 621. The plasma generated in the plasma nozzle 621 is, for example, room temperature plasma with a temperature of 40°C or less. The lower limit temperature of this room temperature plasma is not particularly limited, but is, for example, 5°C. Furthermore, this plasma is, for example, atmospheric pressure plasma generated at approximately atmospheric pressure (for example, 0.5 atm to 2.0 atm, preferably 0.75 atm to 1.5 atm).
プラズマノズル621にて生成されたプラズマは、プラズマノズル621の先端の送出口から送出され、基板9上に供給されたエッチング液71に付与される。プラズマノズル621の送出口は、好ましくは、基板9上に供給されたエッチング液71中に、その全体が浸漬される。これにより、プラズマノズル621の送出口から送出されたプラズマ(具体的には、プラズマ化されたガス)が、エッチング液71の周囲の雰囲気中に拡散することが抑制され、エッチング液71に効率良く付与される。 The plasma generated by the plasma nozzle 621 is discharged from the outlet at the tip of the plasma nozzle 621 and applied to the etching solution 71 supplied onto the substrate 9. The outlet of the plasma nozzle 621 is preferably entirely immersed in the etching solution 71 supplied onto the substrate 9. This prevents the plasma (specifically, the plasma-converted gas) discharged from the outlet of the plasma nozzle 621 from diffusing into the atmosphere surrounding the etching solution 71, allowing it to be efficiently applied to the etching solution 71.
プラズマノズル621からエッチング液71にプラズマが付与されると、エッチング液71のpHが低下する。エッチング液71のpHは、プラズマの付与時間が長くなるに従って漸次低下する。基板処理装置1では、例えば、エッチング液71のpHは、7.0以上かつ7.5以下の範囲まで低下する。換言すれば、基板処理装置1では、アルカリ性のエッチング液71にプラズマが付与されることにより、アルカリ性の範囲内でエッチング液71のpHが低下し、あるいは、エッチング液71が中性となる。なお、エッチング液71にプラズマが付与されることにより、エッチング液71のpHが7.0未満まで低下してもよい。換言すれば、エッチング液71は、プラズマを付与されることにより酸性となってもよい。エッチング液71へのプラズマの付与が停止されると、基板9の周縁部上のエッチング液71のpHは、処理ノズル611から新たに供給されるエッチング液71が混合することにより増大する。 When plasma is applied to the etching solution 71 from the plasma nozzle 621, the pH of the etching solution 71 decreases. The pH of the etching solution 71 gradually decreases as the plasma application time increases. In the substrate processing apparatus 1, for example, the pH of the etching solution 71 decreases to a range of 7.0 or more and 7.5 or less. In other words, in the substrate processing apparatus 1, applying plasma to the alkaline etching solution 71 decreases the pH of the etching solution 71 within the alkaline range, or makes the etching solution 71 neutral. Note that applying plasma to the etching solution 71 may also decrease the pH of the etching solution 71 to less than 7.0. In other words, the etching solution 71 may become acidic when plasma is applied. When application of plasma to the etching solution 71 is stopped, the pH of the etching solution 71 on the peripheral edge of the substrate 9 increases due to the mixing of newly supplied etching solution 71 from the processing nozzle 611.
次に、基板処理装置1における基板9の処理の流れについて、図5を参照しつつ説明する。基板9が処理される際には、まず、基板処理装置1に基板9が搬入され、基板保持部31により略水平に保持される(ステップS11)。これにより、表面にルテニウム含有層93(本実施の形態では、ルテニウム膜)が存在する基板9が準備される。ステップS11では、基板9の中心と回転軸J1とが平面視において一致するように、基板保持部31の位置調整が行われる。また、基板9が搬入される際には、供給ヘッド5およびエッチング部6は、基板9の搬出入を阻害しない退避位置(例えば、平面視において基板9の外周縁から径方向外方に離間した位置)に退避している。基板9が基板保持部31により保持されると、制御部8により基板回転機構33が制御され、基板9の回転が開始される。また、供給ヘッド5およびエッチング部6が、上述の退避位置から図2に示す処理位置へと移動される。 Next, the processing flow of substrate 9 in substrate processing apparatus 1 will be described with reference to FIG. 5. When substrate 9 is processed, first, substrate 9 is loaded into substrate processing apparatus 1 and held substantially horizontally by substrate holding unit 31 (step S11). This prepares substrate 9 having a ruthenium-containing layer 93 (in this embodiment, a ruthenium film) on its surface. In step S11, the position of substrate holding unit 31 is adjusted so that the center of substrate 9 coincides with rotation axis J1 in a plan view. When substrate 9 is loaded, supply head 5 and etching unit 6 are retracted to retracted positions (e.g., positions spaced radially outward from the outer periphery of substrate 9 in a plan view) that do not interfere with the loading and unloading of substrate 9. Once substrate 9 is held by substrate holding unit 31, control unit 8 controls substrate rotation mechanism 33 to begin rotating substrate 9. Furthermore, supply head 5 and etching unit 6 are moved from the retracted positions to the processing positions shown in FIG. 2.
続いて、制御部8により処理液供給部61が制御されることにより、処理ノズル611から基板9の周縁部に向けてアルカリ性のエッチング液71が吐出され、当該周縁部上においてエッチング液71がルテニウム含有層93に接触する(ステップS12)。これにより、基板9の周縁部上において、ルテニウム含有層93のエッチングが行われる。ステップS12におけるエッチング液71のpHは、例えば、8.0以上かつ10.0以下である。 The control unit 8 then controls the processing liquid supply unit 61, causing an alkaline etching liquid 71 to be ejected from the processing nozzle 611 toward the peripheral edge of the substrate 9, where the etching liquid 71 contacts the ruthenium-containing layer 93 (step S12). This causes etching of the ruthenium-containing layer 93 on the peripheral edge of the substrate 9. The pH of the etching liquid 71 in step S12 is, for example, 8.0 or higher and 10.0 or lower.
なお、ステップS12では、ルテニウム含有層93に供給されるエッチング液71にプラズマは付与されていない。また、ステップS12では、制御部8により供給ヘッド5が制御されることにより、ヘッド下部51から基板9に向けて不活性ガスが供給され、基板9の中央部から径方向外方へと向かう不活性ガスの気流が形成される。これにより、エッチング液71が基板9の周縁部よりも径方向内側の領域へと広がることが防止される。なお、処理液供給部61からのエッチング液71の供給、および、供給ヘッド5からの不活性ガスの供給は、後述するステップS17まで継続的に行われる。 In step S12, no plasma is applied to the etching solution 71 supplied to the ruthenium-containing layer 93. In step S12, the control unit 8 controls the supply head 5, supplying an inert gas from the head lower portion 51 toward the substrate 9, forming a flow of inert gas flowing radially outward from the center of the substrate 9. This prevents the etching solution 71 from spreading radially inward beyond the peripheral edge of the substrate 9. The supply of the etching solution 71 from the processing liquid supply unit 61 and the supply of the inert gas from the supply head 5 are continued until step S17, which will be described later.
エッチング液71の吐出開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、プラズマノズル621にガス(本実施の形態では、空気)が供給されるとともに、一対のプラズマ電極622間に電圧が印加される。これにより、プラズマノズル621を流れるガスがプラズマ化され、基板9の周縁部上のエッチング液71に対するプラズマの付与が開始される(ステップS13)。基板9の周縁部上では、エッチング液71のpHが、プラズマの付与により漸次低下する。そして、pHが低下されたエッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS14)。ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は、例えば、7.0以上かつ7.5以下である。 After a predetermined time has elapsed since the start of the discharge of the etching solution 71, the control unit 8 controls the plasma application unit 62 to supply gas (air in this embodiment) to the plasma nozzle 621 and apply voltage between the pair of plasma electrodes 622. This converts the gas flowing through the plasma nozzle 621 into plasma, and application of plasma to the etching solution 71 on the peripheral edge of the substrate 9 begins (step S13). On the peripheral edge of the substrate 9, the pH of the etching solution 71 gradually decreases due to the application of plasma. Then, by bringing the etching solution 71 with a reduced pH into contact with the ruthenium-containing layer 93, etching of the ruthenium-containing layer 93 further progresses (step S14). The minimum pH of the etching solution 71 in step S14 is, for example, 7.0 or higher and 7.5 or lower.
図6は、基板処理装置1における基板9の処理の際に、ルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHの変化を模式的に示すグラフである。図6中の横軸は、基板9へのエッチング液71の付与開始からの経過時間を示し、縦軸は、基板9の周縁部上においてルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHを示す。図6に示す例では、エッチング液71のpHは、ステップS12(すなわち、プラズマ付与前)において8.0であり、ステップS13において低下し始め、ステップS14において7.0まで低下する。なお、図6に示す例では、エッチング液71のpHの変化を直線的に描いているが、これには限定されない。また、ステップS14では、エッチング液71のpHが最低値である7.0にて一定時間維持されるが、当該最低値での維持は必ずしも行われなくてよい。さらには、ステップS12におけるエッチング液71のpH、および、ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は、適宜変更されてよい。 FIG. 6 is a graph schematically illustrating the change in pH of the etching solution 71 that contacts the ruthenium-containing layer 93 during processing of a substrate 9 in the substrate processing apparatus 1. The horizontal axis in FIG. 6 represents the elapsed time from the start of application of the etching solution 71 to the substrate 9, and the vertical axis represents the pH of the etching solution 71 that contacts the ruthenium-containing layer 93 on the peripheral edge of the substrate 9. In the example shown in FIG. 6, the pH of the etching solution 71 is 8.0 in step S12 (i.e., before plasma application), begins to decrease in step S13, and decreases to 7.0 in step S14. Note that while the example shown in FIG. 6 depicts the change in pH of the etching solution 71 linearly, this is not a limitation. Furthermore, in step S14, the pH of the etching solution 71 is maintained at a minimum value of 7.0 for a certain period of time, but maintaining the pH at this minimum value is not necessarily required. Furthermore, the pH of the etching solution 71 in step S12 and the minimum pH of the etching solution 71 in step S14 may be changed as appropriate.
プラズマの付与開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、プラズマノズル621に対するガスの供給、および、一対のプラズマ電極622に対する電圧の付与が停止され、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止される(ステップS15)。これにより、図6に示すように、基板9の周縁部上にてルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHが増大し始める。そして、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止された状態で、エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS16)。図6に示す例では、ステップS16において、エッチング液71のpHはステップS12と同く8.0に戻り、8.0にて維持される。 After a predetermined time has elapsed since the start of plasma application, the control unit 8 controls the plasma application unit 62 to stop the supply of gas to the plasma nozzle 621 and the application of voltage to the pair of plasma electrodes 622, thereby stopping the application of plasma to the etching solution 71 (step S15). As a result, as shown in FIG. 6 , the pH of the etching solution 71 in contact with the ruthenium-containing layer 93 on the peripheral edge of the substrate 9 begins to increase. Then, with the application of plasma to the etching solution 71 stopped, the etching solution 71 is brought into contact with the ruthenium-containing layer 93, thereby further etching the ruthenium-containing layer 93 (step S16). In the example shown in FIG. 6 , in step S16, the pH of the etching solution 71 returns to 8.0, as in step S12, and is maintained at 8.0.
プラズマの付与停止から所定の時間が経過すると、制御部8によって処理液供給部61が制御され、基板9に対するエッチング液71の供給が停止される(ステップS17)。また、供給ヘッド5からの不活性ガスの供給も停止される。エッチング部6は、図4に示す処理位置から、上述の退避位置へと移動する。 When a predetermined time has elapsed since the application of plasma was stopped, the control unit 8 controls the processing liquid supply unit 61 to stop the supply of etching liquid 71 to the substrate 9 (step S17). The supply of inert gas from the supply head 5 is also stopped. The etching unit 6 moves from the processing position shown in FIG. 4 to the retracted position described above.
続いて、供給ヘッド5(図2参照)のセンターノズル53から基板9の上面91の中央部にリンス液が供給される。また、基板回転機構33による基板9の回転速度が増大される。これにより、リンス液が基板9の上面91全体に広がり、基板9の周縁部に付着しているエッチング液71等を洗い流すリンス処理が行われる(ステップS18)。リンス液は、基板9の回転による遠心力によって基板9の外周縁から径方向外方へと飛散し、カップ部4により受けられる。 Next, rinse liquid is supplied from the center nozzle 53 of the supply head 5 (see Figure 2) to the center of the upper surface 91 of the substrate 9. The rotation speed of the substrate 9 by the substrate rotation mechanism 33 is also increased. This causes the rinse liquid to spread over the entire upper surface 91 of the substrate 9, performing a rinse process that washes away the etching liquid 71 and other substances adhering to the peripheral edge of the substrate 9 (step S18). The rinse liquid is scattered radially outward from the outer edge of the substrate 9 due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate 9, and is received by the cup portion 4.
基板9に対するリンス処理が所定の時間行われると、センターノズル53からのリンス液の供給が停止される。その後、基板9の回転速度がさらに増大され、基板9上のリンス液が振り切られて除去されることにより、基板9の乾燥処理が行われる(ステップS19)。基板9の乾燥処理が終了すると、基板9の回転が停止され、基板9が基板処理装置1から搬出される。なお、基板9のリンス処理および乾燥処理は、上述の例とは異なる方法により行われてもよい。 After the substrate 9 has been rinsed for a predetermined period of time, the supply of rinse liquid from the center nozzle 53 is stopped. The rotation speed of the substrate 9 is then further increased, and the rinse liquid on the substrate 9 is shaken off and removed, thereby drying the substrate 9 (step S19). Once the drying process of the substrate 9 is complete, the rotation of the substrate 9 is stopped, and the substrate 9 is unloaded from the substrate processing apparatus 1. Note that the rinsing and drying processes of the substrate 9 may be performed using methods different from those described above.
基板処理装置1では、上述のように、ステップS14において比較的低いpH(例えば、7.0~7.5)のエッチング液71によってルテニウム含有層93のエッチングを行うことにより、エッチングレートを増大させ、エッチングの処理効率を向上させることができる。また、エッチング開始時のエッチング液71をアルカリ性(例えば、pH8.0~10.0)とすることにより、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウム(RuO4)がエッチング中に発生することを抑制することができる。以下、四酸化ルテニウムの発生抑制の原理について説明する。 In the substrate processing apparatus 1, as described above, the etching rate can be increased and the etching efficiency can be improved by etching the ruthenium-containing layer 93 with the etching solution 71 having a relatively low pH (e.g., 7.0 to 7.5) in step S14. Furthermore, by making the etching solution 71 alkaline (e.g., pH 8.0 to 10.0) at the start of etching, it is possible to suppress the generation of toxic gaseous ruthenium tetroxide (RuO 4 ) during etching. The principle of suppressing the generation of ruthenium tetroxide will be described below.
仮に、オルト過ヨウ素酸およびアンモニアを含むとともにpHが4.5であるルテニウム用エッチング液(以下、「比較例のエッチング液701」とも呼ぶ。)が、基板9上のルテニウム含有層93の周縁部に付与されたとすると、図7に示すように、ルテニウム含有層93に含まれるルテニウムが比較例のエッチング液701によって酸化され、揮発性が高く非水溶性の四酸化ルテニウム94が生成される。そして、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウム94は、当該比較例のエッチング液701の周囲の雰囲気中に拡散する。 If a ruthenium etching solution containing orthoperiodic acid and ammonia and having a pH of 4.5 (hereinafter also referred to as "comparative etching solution 701") is applied to the peripheral edge of a ruthenium-containing layer 93 on a substrate 9, as shown in FIG. 7, the ruthenium contained in the ruthenium-containing layer 93 is oxidized by the comparative etching solution 701, producing highly volatile, water-insoluble ruthenium tetroxide 94. The toxic gaseous ruthenium tetroxide 94 then diffuses into the atmosphere surrounding the comparative etching solution 701.
一方、基板処理装置1では、ステップS12において、プラズマ付与前のアルカリ性のエッチング液71が基板9上のルテニウム含有層93に付与されることにより、図8に示すように、ルテニウム含有層93に含まれるルテニウム(すなわち、金属ルテニウム)がエッチング液71によって酸化され、二酸化ルテニウム(RuO2)95が生成される。そして、ステップS14において、プラズマ付与後のpHが低下したエッチング液71が二酸化ルテニウム95に付与されることにより、二酸化ルテニウム95が酸化されて水溶性の四酸化ルテニウム96が生成される。水溶性の四酸化ルテニウム96は、エッチング液71中に溶解するため、エッチング液71の周囲の雰囲気中に、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムが拡散することが抑制される。 On the other hand, in the substrate processing apparatus 1, in step S12, the alkaline etching solution 71 before plasma application is applied to the ruthenium-containing layer 93 on the substrate 9, whereby the ruthenium contained in the ruthenium-containing layer 93 (i.e., metallic ruthenium) is oxidized by the etching solution 71 to produce ruthenium dioxide (RuO 2 ) 95, as shown in Fig. 8. Then, in step S14, the etching solution 71, whose pH has been reduced after plasma application, is applied to the ruthenium dioxide 95, whereby the ruthenium dioxide 95 is oxidized to produce water-soluble ruthenium tetroxide 96. The water-soluble ruthenium tetroxide 96 dissolves in the etching solution 71, thereby preventing the diffusion of toxic gaseous ruthenium tetroxide into the atmosphere surrounding the etching solution 71.
次に、本発明の第2の実施の形態にかかる基板処理装置1aについて説明する。図9は、基板処理装置1aを示す側面図である。基板処理装置1aでは、図2に示す処理ノズル611が省略され、供給ヘッド5のセンターノズル53から基板9の中央部に向けてエッチング液71が吐出される。換言すれば、基板処理装置1aのエッチング部6aでは、処理液供給部61aがセンターノズル53を処理ノズルとして備える。エッチング部6aでは、また、プラズマ付与部62aが上述のプラズマノズル621を複数備える。複数のプラズマノズル621は、基板9の上面91よりも上側において、基板9の周縁部に沿って周方向に配列される。基板処理装置1aの他の構成は、基板処理装置1の構成と略同様であり、以下の説明では同符号を付す。 Next, a substrate processing apparatus 1a according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a side view of the substrate processing apparatus 1a. In the substrate processing apparatus 1a, the processing nozzle 611 shown in FIG. 2 is omitted, and etching solution 71 is ejected toward the center of the substrate 9 from the center nozzle 53 of the supply head 5. In other words, in the etching section 6a of the substrate processing apparatus 1a, the processing solution supply section 61a includes the center nozzle 53 as a processing nozzle. In the etching section 6a, the plasma application section 62a also includes a plurality of the plasma nozzles 621 described above. The plurality of plasma nozzles 621 are arranged circumferentially along the periphery of the substrate 9 above the upper surface 91 of the substrate 9. The other components of the substrate processing apparatus 1a are substantially the same as those of the substrate processing apparatus 1, and the same reference numerals will be used in the following description.
基板処理装置1aでは、基板9の上面91全体を覆うルテニウム含有層93上に保護膜97が設けられる。保護膜97は、例えばSOG(spin-on-glass)膜であり、基板9の上面91の周縁部を除く領域全体に設けられる。保護膜97の平面視における形状は略円形である。 In the substrate processing apparatus 1a, a protective film 97 is provided on a ruthenium-containing layer 93 that covers the entire upper surface 91 of the substrate 9. The protective film 97 is, for example, a spin-on-glass (SOG) film, and is provided over the entire upper surface 91 of the substrate 9 except for the peripheral edge portion. The protective film 97 has a substantially circular shape in a plan view.
基板処理装置1aにおける基板9の処理の流れは、上述のリンス処理(ステップS18)と乾燥処理(ステップS19)との間において、図10に示すステップS21~S22が行われる点を除き、図5に示すものと略同様である。具体的には、まず、ルテニウム含有層93上に上述の保護膜97が設けられた基板9が、基板保持部31によって保持されることにより準備される(図5:ステップS11)。続いて、基板回転機構33により基板9の回転が開始される。 The processing flow for substrate 9 in substrate processing apparatus 1a is substantially the same as that shown in FIG. 5, except that steps S21 and S22 shown in FIG. 10 are performed between the above-mentioned rinsing process (step S18) and drying process (step S19). Specifically, first, substrate 9 having the above-mentioned protective film 97 provided on ruthenium-containing layer 93 is prepared by being held by substrate holder 31 (FIG. 5: step S11). Next, rotation of substrate 9 is initiated by substrate rotation mechanism 33.
次に、制御部8によって処理液供給部61aが制御され、センターノズル53から基板9の中央部に向けてアルカリ性のエッチング液71が吐出され、基板9の回転による遠心力によって保護膜97上を径方向外方へと広がる。当該エッチング液71は、基板9の周縁部において、保護膜97から露出しているルテニウム含有層93に接触する(ステップS12)。これにより、基板9の周縁部上において、ルテニウム含有層93のエッチングが行われる。ステップS12におけるエッチング液71のpHは、例えば、8.0以上かつ10.0以下である。なお、ステップS12、および、後述するステップS13~S16では、ルテニウム含有層93のうち保護膜97に被覆されている領域はエッチングされない。また、供給ヘッド5からの不活性ガスの供給も行われない。 Next, the control unit 8 controls the processing liquid supply unit 61a, and alkaline etching liquid 71 is ejected from the center nozzle 53 toward the center of the substrate 9. The alkaline etching liquid 71 spreads radially outward over the protective film 97 due to centrifugal force generated by the rotation of the substrate 9. The etching liquid 71 contacts the ruthenium-containing layer 93 exposed from the protective film 97 at the peripheral edge of the substrate 9 (step S12). This etches the ruthenium-containing layer 93 at the peripheral edge of the substrate 9. The pH of the etching liquid 71 in step S12 is, for example, 8.0 or higher and 10.0 or lower. Note that in step S12 and steps S13 to S16 described below, the region of the ruthenium-containing layer 93 covered by the protective film 97 is not etched. Furthermore, no inert gas is supplied from the supply head 5.
エッチング液71の吐出開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、各プラズマノズル621にガス(本実施の形態では、空気)が供給されるとともに、各プラズマノズル621に固定された一対のプラズマ電極622(図4参照)間に電圧が印加される。これにより、各プラズマノズル621を流れるガスがプラズマ化され、基板9の周縁部上のエッチング液71に対するプラズマの付与が開始される(ステップS13)。基板9の周縁部上では、エッチング液71のpHが、プラズマの付与により漸次低下する。そして、pHが低下されたエッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS14)。ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は、例えば、7.0以上かつ7.5以下である。 After a predetermined time has elapsed since the start of the discharge of the etching solution 71, the control unit 8 controls the plasma application unit 62 to supply gas (air in this embodiment) to each plasma nozzle 621 and apply a voltage between a pair of plasma electrodes 622 (see FIG. 4) fixed to each plasma nozzle 621. This converts the gas flowing through each plasma nozzle 621 into plasma, and application of plasma to the etching solution 71 on the peripheral edge of the substrate 9 begins (step S13). On the peripheral edge of the substrate 9, the pH of the etching solution 71 gradually decreases due to the application of plasma. Then, by bringing the etching solution 71 with a reduced pH into contact with the ruthenium-containing layer 93, etching of the ruthenium-containing layer 93 further progresses (step S14). The minimum pH of the etching solution 71 in step S14 is, for example, 7.0 or higher and 7.5 or lower.
プラズマの付与開始から所定の時間が経過すると、制御部8によってプラズマ付与部62が制御され、各プラズマノズル621に対するガスの供給、および、各プラズマノズル621に固定された一対のプラズマ電極622に対する電圧の付与が停止され、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止される(ステップS15)。これにより、基板9の周縁部上にてルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHが増大し始める。そして、エッチング液71に対するプラズマの付与が停止された状態で、エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させることにより、ルテニウム含有層93のエッチングがさらに進行する(ステップS16)。ルテニウム含有層93に接触するエッチング液71のpHは、ステップS12における当該pHと同じ値まで戻る。 After a predetermined time has elapsed since the start of plasma application, the control unit 8 controls the plasma application unit 62 to stop the supply of gas to each plasma nozzle 621 and the application of voltage to the pair of plasma electrodes 622 fixed to each plasma nozzle 621, thereby stopping the application of plasma to the etching solution 71 (step S15). As a result, the pH of the etching solution 71 in contact with the ruthenium-containing layer 93 on the peripheral edge of the substrate 9 begins to increase. Then, with the application of plasma to the etching solution 71 stopped, the etching solution 71 is brought into contact with the ruthenium-containing layer 93, thereby further etching the ruthenium-containing layer 93 (step S16). The pH of the etching solution 71 in contact with the ruthenium-containing layer 93 returns to the same value as the pH in step S12.
プラズマの付与停止から所定の時間が経過すると、制御部8によって処理液供給部61aが制御され、基板9に対するエッチング液71の供給が停止される(ステップS17)。なお、上述のステップS12~S16では、基板9の回転を停止した状態で、または、基板9を低速にて回転させている状態で、基板9の上面91上にエッチング液71の液膜を形成して維持するパドル処理が行われてもよい。 When a predetermined time has elapsed since the application of plasma was stopped, the control unit 8 controls the processing liquid supply unit 61a to stop the supply of etching liquid 71 to the substrate 9 (step S17). Note that in steps S12 to S16 described above, a puddle process may be performed in which a liquid film of etching liquid 71 is formed and maintained on the upper surface 91 of the substrate 9 while the rotation of the substrate 9 is stopped or while the substrate 9 is rotating at a low speed.
続いて、供給ヘッド5のセンターノズル53から基板9の上面91の中央部にリンス液が供給される。また、基板回転機構33による基板9の回転速度が増大される。これにより、リンス液が基板9の上面91全体に広がり、基板9の周縁部に付着しているエッチング液71等を洗い流すリンス処理が行われる(ステップS18)。リンス液は、基板9の回転による遠心力によって基板9の外周縁から径方向外方へと飛散し、カップ部4により受けられる。 Next, rinse liquid is supplied from the center nozzle 53 of the supply head 5 to the center of the upper surface 91 of the substrate 9. The rotation speed of the substrate 9 by the substrate rotation mechanism 33 is also increased. This causes the rinse liquid to spread over the entire upper surface 91 of the substrate 9, performing a rinse process that washes away the etching liquid 71 and other substances adhering to the peripheral edge of the substrate 9 (step S18). The rinse liquid is scattered radially outward from the outer edge of the substrate 9 due to the centrifugal force generated by the rotation of the substrate 9, and is received by the cup portion 4.
基板9に対するリンス処理が所定の時間行われると、基板9に対するリンス液の供給が停止され、基板9からの保護膜97の除去が行われる(図10:ステップS21)。上述のように、保護膜97がSOG膜である場合、ステップS21では、例えば、保護膜97にフッ化水素(HF)が付与されることにより保護膜97が除去される。なお、保護膜97の種類、および、保護膜97の除去方法は様々に変更されてよい。 After the substrate 9 has been rinsed for a predetermined time, the supply of the rinse liquid to the substrate 9 is stopped, and the protective film 97 is removed from the substrate 9 ( FIG. 10 : step S21). As described above, if the protective film 97 is an SOG film, in step S21, the protective film 97 is removed, for example, by applying hydrogen fluoride (HF) to the protective film 97. Note that the type of protective film 97 and the method for removing the protective film 97 may be changed in various ways.
保護膜97の除去が終了すると、センターノズル53から基板9の上面91の中央部にリンス液が供給され、基板9のリンス処理が行われる(ステップS22)。その後、基板9の回転速度が増大され、基板9上のリンス液が振り切られて除去されることにより、基板9の乾燥処理が行われる(ステップS19)。基板9の乾燥処理が終了すると、基板9の回転が停止され、基板9が基板処理装置1aから搬出される。 Once removal of the protective film 97 is complete, a rinse liquid is supplied from the center nozzle 53 to the center of the upper surface 91 of the substrate 9, and the substrate 9 is rinsed (step S22). The rotation speed of the substrate 9 is then increased, and the rinse liquid on the substrate 9 is shaken off and removed, thereby drying the substrate 9 (step S19). Once drying of the substrate 9 is complete, the rotation of the substrate 9 is stopped, and the substrate 9 is unloaded from the substrate processing apparatus 1a.
以上に説明したように、第1および第2の実施の形態にかかる基板処理方法は、表面にルテニウム含有層93が存在する基板9を準備する工程(ステップS11)と、アルカリ性のエッチング液71を基板9上のルテニウム含有層93に接触させる工程(ステップS12)と、ステップS12よりも後に、エッチング液71にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、当該エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させる工程(ステップS14)と、を備える。これにより、上述のように、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつ、エッチングレートを増大させることができる。 As described above, the substrate processing methods according to the first and second embodiments include the steps of preparing a substrate 9 having a ruthenium-containing layer 93 on its surface (step S11), bringing an alkaline etching solution 71 into contact with the ruthenium-containing layer 93 on the substrate 9 (step S12), and, after step S12, applying plasma to the etching solution 71 to lower the pH and then bringing the etching solution 71 into contact with the ruthenium-containing layer 93 (step S14). This increases the etching rate while suppressing the generation of toxic gaseous ruthenium tetroxide, as described above.
上記基板処理方法は、ステップS14よりも後に、エッチング液71に対するプラズマの付与を停止した状態で、エッチング液71をルテニウム含有層93に接触させる工程(ステップS16)をさらに備えることが好ましい。これにより、エッチング液71とルテニウム含有層93との総接触時間のうち、比較的pHが低い状態(例えば、pH7.0~7.5)のエッチング液71がルテニウム含有層93に接触する時間を短くすることができる。その結果、毒ガス状の四酸化ルテニウムの生成を好適に抑制することができる。 The above substrate processing method preferably further includes, after step S14, a step (step S16) of bringing the etching solution 71 into contact with the ruthenium-containing layer 93 while stopping the application of plasma to the etching solution 71. This shortens the time during which the etching solution 71, which has a relatively low pH (e.g., pH 7.0 to 7.5), comes into contact with the ruthenium-containing layer 93, out of the total contact time between the etching solution 71 and the ruthenium-containing layer 93. As a result, the generation of toxic ruthenium tetroxide gas can be effectively suppressed.
上記基板処理方法では、ステップS12において、ルテニウム含有層93のルテニウムから二酸化ルテニウムが生成され、ステップS14において、当該二酸化ルテニウムから可溶性の四酸化ルテニウムが生成されることが好ましい。これにより、上述のように、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を好適に抑制することができる。 In the above substrate processing method, it is preferable that ruthenium dioxide is generated from the ruthenium in the ruthenium-containing layer 93 in step S12, and that soluble ruthenium tetroxide is generated from the ruthenium dioxide in step S14. This makes it possible to effectively suppress the generation of gaseous ruthenium tetroxide, as described above.
上記基板処理方法では、ステップS14におけるエッチング液71のpHの最低値は7.0以上かつ7.5以下であることが好ましい。これにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成抑制と、エッチングレートの増大とを好適に両立することができる。 In the above substrate processing method, the minimum pH value of the etching solution 71 in step S14 is preferably 7.0 or higher and 7.5 or lower. This makes it possible to effectively suppress the generation of gaseous ruthenium tetroxide while simultaneously increasing the etching rate.
上記基板処理方法では、ステップS12におけるエッチング液71のpHは8.0以上かつ10.0以下であることが好ましい。これにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成抑制と、エッチングレートの増大とを好適に両立することができる。 In the above substrate processing method, the pH of the etching solution 71 in step S12 is preferably 8.0 or higher and 10.0 or lower. This makes it possible to effectively suppress the generation of gaseous ruthenium tetroxide while simultaneously increasing the etching rate.
上記基板処理方法では、プラズマは大気プラズマであることが好ましい。これにより、プラズマの生成に係る構成を簡素化することができる。 In the above substrate processing method, the plasma is preferably atmospheric plasma. This simplifies the configuration for generating the plasma.
上記基板処理方法では、プラズマは常温プラズマであることが好ましい。これにより、プラズマの生成に係る構成を簡素化することができる。また、四酸化ルテニウムは、45℃以上になると揮発性が比較的高くなるため、プラズマの温度を40℃以下とすることにより、ガス状の四酸化ルテニウムの生成を好適に抑制することができる。 In the above substrate processing method, the plasma is preferably room temperature plasma. This simplifies the configuration for generating the plasma. Furthermore, since ruthenium tetroxide becomes relatively volatile at temperatures above 45°C, setting the plasma temperature to 40°C or below effectively suppresses the generation of gaseous ruthenium tetroxide.
上記基板処理方法では、ステップS12およびステップS14において、エッチング液71は基板9の周縁部にてルテニウム含有層93に接触することが好ましい。これにより、基板9の周縁部におけるルテニウム含有層93のエッチングを好適に行うことができる。 In the above substrate processing method, in steps S12 and S14, the etching solution 71 preferably contacts the ruthenium-containing layer 93 at the peripheral edge of the substrate 9. This allows the ruthenium-containing layer 93 at the peripheral edge of the substrate 9 to be suitably etched.
上述のように、エッチング液71はオルト過ヨウ素酸を含むことが好ましい。これにより、ルテニウム含有層93に含まれるルテニウムのエッチングを好適に行うことができる。 As mentioned above, the etching solution 71 preferably contains orthoperiodic acid. This allows for efficient etching of the ruthenium contained in the ruthenium-containing layer 93.
上述のように、エッチング液71は、アルカリ性の添加成分としてアンモニアを含むことが好ましい。これにより、ルテニウムのエッチングに適したアルカリ性のエッチング液71を容易に準備することができる。 As mentioned above, the etching solution 71 preferably contains ammonia as an alkaline additive. This makes it easy to prepare an alkaline etching solution 71 suitable for etching ruthenium.
上述の基板処理装置1,1aは、基板保持部31と、処理液供給部61,61aと、プラズマ付与部62と、制御部8とを備える。基板保持部31は、表面にルテニウム含有層93が存在する基板9を保持する。処理液供給部61,61aは、アルカリ性のエッチング液71を基板9上に付与してルテニウム含有層93に接触させる。プラズマ付与部62は、エッチング液71にプラズマを付与する。制御部8は、アルカリ性のエッチング液71とルテニウム含有層93との接触後に、プラズマ付与部62を制御することにより、プラズマが付与されてpHが低下したエッチング液71をルテニウム含有層93に接触させる。当該基板処理装置1,1aでは、上述のように、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムの生成を抑制しつつ、エッチングレートを増大させることができる。 The substrate processing apparatus 1, 1a described above includes a substrate holding unit 31, a processing liquid supply unit 61, 61a, a plasma applying unit 62, and a control unit 8. The substrate holding unit 31 holds a substrate 9 having a ruthenium-containing layer 93 on its surface. The processing liquid supply unit 61, 61a applies an alkaline etching liquid 71 onto the substrate 9, bringing it into contact with the ruthenium-containing layer 93. The plasma applying unit 62 applies plasma to the etching liquid 71. After the alkaline etching liquid 71 comes into contact with the ruthenium-containing layer 93, the control unit 8 controls the plasma applying unit 62 to bring the etching liquid 71, whose pH has been reduced by the application of plasma, into contact with the ruthenium-containing layer 93. As described above, the substrate processing apparatus 1, 1a can increase the etching rate while suppressing the generation of toxic gaseous ruthenium tetroxide.
上述の基板処理装置1では、エッチング部6の構造は図4に示す例には限定されず、様々に変更されてよい。例えば、図11に示すエッチング部6bでは、プラズマ付与部62のプラズマノズル621の先端部が、処理液供給部61の処理ノズル611内の配管612に接続されている。また、プラズマ付与部62の一対のプラズマ電極622は、処理ノズル611の外部において、プラズマノズル621の外側面に固定される。一対のプラズマ電極622は、例えば、プラズマノズル621と処理ノズル611との接続部近傍に配置される。 In the substrate processing apparatus 1 described above, the structure of the etching unit 6 is not limited to the example shown in FIG. 4 and may be modified in various ways. For example, in the etching unit 6b shown in FIG. 11, the tip of the plasma nozzle 621 of the plasma application unit 62 is connected to a pipe 612 inside the processing nozzle 611 of the processing liquid supply unit 61. Furthermore, the pair of plasma electrodes 622 of the plasma application unit 62 are fixed to the outer surface of the plasma nozzle 621 outside the processing nozzle 611. The pair of plasma electrodes 622 are arranged, for example, near the connection between the plasma nozzle 621 and the processing nozzle 611.
エッチング部6bでは、上述のステップS13において、電源623から一対のプラズマ電極622間に電圧が印加されると、プラズマノズル621内を流れるガス(例えば、空気)がプラズマ化され、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液にプラズマが付与される。これにより、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液のpHが低下する。なお、エッチング部6bでは、処理ノズル611の配管612内において、プラズマノズル621との接続部に多孔質部材が設けられてもよい。これにより、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液に対するプラズマの付与の均一性が向上する。 In the etching unit 6b, when a voltage is applied between the pair of plasma electrodes 622 from the power supply 623 in step S13 described above, the gas (e.g., air) flowing through the plasma nozzle 621 is converted into plasma, and the plasma is applied to the etching solution flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611. This reduces the pH of the etching solution flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611. Note that in the etching unit 6b, a porous member may be provided in the piping 612 of the processing nozzle 611 at the connection point with the plasma nozzle 621. This improves the uniformity of the application of plasma to the etching solution flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611.
図12に示すエッチング部6cでは、プラズマ付与部62のプラズマノズル621の先端部が、処理液供給部61の処理ノズル611内の配管612に接続されている。また、プラズマ付与部62の一対のプラズマ電極622は、処理ノズル611の内部において、配管612の外側面に固定される。一対のプラズマ電極622は、例えば、プラズマノズル621と処理ノズル611の配管612との接続部近傍に配置される。一対のプラズマ電極622は、当該接続部と処理ノズル611の下端に設けられた吐出口との間に配置される。 In the etching unit 6c shown in Figure 12, the tip of the plasma nozzle 621 of the plasma applying unit 62 is connected to the piping 612 inside the processing nozzle 611 of the processing liquid supply unit 61. Furthermore, a pair of plasma electrodes 622 of the plasma applying unit 62 is fixed to the outer surface of the piping 612 inside the processing nozzle 611. The pair of plasma electrodes 622 is arranged, for example, near the connection between the plasma nozzle 621 and the piping 612 of the processing nozzle 611. The pair of plasma electrodes 622 is arranged between the connection and the outlet provided at the lower end of the processing nozzle 611.
エッチング部6cでは、プラズマノズル621を流れるガス(例えば、空気)は、処理ノズル611の配管612を流れるエッチング液に供給され、エッチング液中の気泡としてエッチング液と共に処理ノズル611の吐出口に向かって流れる。上述のステップS13において、電源623から一対のプラズマ電極622間に電圧が印加されると、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液中の上記気泡がプラズマ化される。換言すれば、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液にプラズマが付与される。これにより、処理ノズル611の配管612内を流れるエッチング液のpHが低下する。 In the etching unit 6c, gas (e.g., air) flowing through the plasma nozzle 621 is supplied to the etching liquid flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611, and flows as bubbles in the etching liquid toward the outlet of the processing nozzle 611 along with the etching liquid. In step S13 described above, when a voltage is applied between the pair of plasma electrodes 622 from the power source 623, the bubbles in the etching liquid flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611 are converted into plasma. In other words, plasma is applied to the etching liquid flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611. This lowers the pH of the etching liquid flowing through the piping 612 of the processing nozzle 611.
上述のエッチング部6b,6cの構造は、図9に示す基板処理装置1aに適用されてもよい。この場合、図11および図12中の処理ノズル611に代えて、センターノズル53にプラズマノズル621が接続される。 The structure of the etching units 6b and 6c described above may be applied to the substrate processing apparatus 1a shown in Figure 9. In this case, a plasma nozzle 621 is connected to the center nozzle 53 instead of the processing nozzle 611 in Figures 11 and 12.
基板処理装置1aでは、上述のように、エッチング液71の周囲の雰囲気中に、ガス状の四酸化ルテニウムが拡散することを抑制することができるが、例えば、ステップS14において、毒性を有するガス状の四酸化ルテニウムが微量ながら生成される可能性もある。このため、基板処理装置1aでは、ガス状の四酸化ルテニウムが発生した場合に備えて、図13に示すように、当該ガス状の四酸化ルテニウムを回収するガス回収部66が設けられてもよい。 As described above, the substrate processing apparatus 1a can prevent gaseous ruthenium tetroxide from diffusing into the atmosphere surrounding the etching solution 71. However, there is still a possibility that a small amount of toxic gaseous ruthenium tetroxide may be generated, for example, in step S14. For this reason, the substrate processing apparatus 1a may be provided with a gas recovery unit 66 for recovering gaseous ruthenium tetroxide, as shown in FIG. 13, in case gaseous ruthenium tetroxide is generated.
ガス回収部66は、回収ヘッド661と、回収チャンバ662と、スチームノズル663とを備える。回収ヘッド661は、基板9の周縁部の上方に配置され、基板9の周縁部の上方の雰囲気を吸引する。回収ヘッド661の平面視における形状は、例えば、回転軸J1を中心とする略円環状であり、周方向に配列される複数の吸引口を下面に備える。回収ヘッド661により吸引された雰囲気は、ハウジング11の外部に配置された回収チャンバ662の内部空間へと送られる。回収チャンバ662の内部空間には、スチームノズル663からスチーム(すなわち、水蒸気を含む湿り空気)が供給される。スチームの温度は、例えば、40℃~90℃である。回収チャンバ662では、回収ヘッド661により回収された雰囲気にガス状の四酸化ルテニウムが含まれている場合、当該四酸化ルテニウムがスチーム中の水蒸気と反応してH2RuO5が生成され、当該H2RuO5が回収される。 The gas recovery unit 66 includes a recovery head 661, a recovery chamber 662, and a steam nozzle 663. The recovery head 661 is disposed above the peripheral edge of the substrate 9 and sucks in the atmosphere above the peripheral edge of the substrate 9. The recovery head 661 has, for example, a substantially circular ring shape in plan view centered on the rotation axis J1 and includes multiple suction ports arranged circumferentially on its underside. The atmosphere sucked in by the recovery head 661 is sent to the internal space of a recovery chamber 662 disposed outside the housing 11. Steam (i.e., moist air containing water vapor) is supplied from the steam nozzle 663 to the internal space of the recovery chamber 662. The temperature of the steam is, for example, 40°C to 90°C. In the recovery chamber 662, if the atmosphere recovered by the recovery head 661 contains gaseous ruthenium tetroxide, the ruthenium tetroxide reacts with the water vapor in the steam to generate H 2 RuO 5 , which is then recovered.
このように、図13に例示する基板処理装置1aでは、ステップS14において、ルテニウム含有層93とエッチング液71との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収する。これにより、ハウジング11内において、ガス状の四酸化ルテニウムが雰囲気中に拡散することを抑制することができる。また、ガス状の四酸化ルテニウムが、基板9上のルテニウム含有層93のルテニウムと反応して二酸化ルテニウムに還元されることを抑制することもできる。なお、ガス回収部66では、回収ヘッド661によって回収された雰囲気に加えて、カップ部4の上記排出ポートからハウジング11の外部へと排出された雰囲気も、回収チャンバ662へと送られてもよい。 As described above, in the substrate processing apparatus 1a illustrated in FIG. 13, in step S14, steam is applied to and recovered from gaseous ruthenium tetroxide generated by contact between the ruthenium-containing layer 93 and the etching solution 71. This prevents the gaseous ruthenium tetroxide from diffusing into the atmosphere within the housing 11. It also prevents the gaseous ruthenium tetroxide from reacting with ruthenium in the ruthenium-containing layer 93 on the substrate 9 and being reduced to ruthenium dioxide. In the gas recovery unit 66, in addition to the atmosphere recovered by the recovery head 661, the atmosphere discharged to the outside of the housing 11 from the discharge port of the cup portion 4 may also be sent to the recovery chamber 662.
ガス回収部66の構造は、図13に例示するものには限定されず、様々に変更されてよい。例えば、図14に示すガス回収部66dは、回収カバー664dと、スチームノズル663dとを備える。回収カバー664dは、例えば、有蓋略円筒状の部材である。回収カバー664dは、ハウジング11の内部において、基板9の上方および周囲を覆う。図14に示す例では、基板保持部31のベース部311dが、基板9の周縁よりも径方向外側まで全周に亘って延在しており、回収カバー664dの下端はベース部311dの上面と気密に接触する。 The structure of the gas recovery unit 66 is not limited to the example shown in Figure 13 and may be modified in various ways. For example, the gas recovery unit 66d shown in Figure 14 includes a recovery cover 664d and a steam nozzle 663d. The recovery cover 664d is, for example, a covered, approximately cylindrical member. The recovery cover 664d covers the upper and surrounding areas of the substrate 9 inside the housing 11. In the example shown in Figure 14, the base portion 311d of the substrate holder 31 extends around the entire circumference, radially outward from the periphery of the substrate 9, and the lower end of the recovery cover 664d is in airtight contact with the upper surface of the base portion 311d.
スチームノズル663dは、回収カバー664dの内部空間(すなわち、回収カバー664dとベース部311dとよって囲まれる空間)にスチームを供給する。これにより、ルテニウム含有層93のエッチングにおいてガス状の四酸化ルテニウムが発生した場合、当該四酸化ルテニウムがスチーム中の水蒸気と反応してH2RuO5が生成される。当該H2RuO5は、回収カバー664dに設けられた排出ポート(図示省略)を介して回収カバー664dの外部へと排出され、ハウジング11の外部へと送出されて回収される。 The steam nozzle 663d supplies steam to the internal space of the recovery cover 664d (i.e., the space surrounded by the recovery cover 664d and the base portion 311d). As a result, if gaseous ruthenium tetroxide is generated during etching of the ruthenium-containing layer 93 , the ruthenium tetroxide reacts with water vapor in the steam to generate H2RuO5 . The H2RuO5 is discharged to the outside of the recovery cover 664d through an exhaust port (not shown) provided in the recovery cover 664d, and is sent to the outside of the housing 11 and recovered.
この場合も、ステップS14において、ルテニウム含有層93とエッチング液71との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収することにより、ハウジング11内において、ガス状の四酸化ルテニウムが雰囲気中に拡散することを抑制することができる。 In this case, too, in step S14, steam is applied to and recovered from the gaseous ruthenium tetroxide generated by contact between the ruthenium-containing layer 93 and the etching solution 71, thereby preventing the gaseous ruthenium tetroxide from diffusing into the atmosphere within the housing 11.
また、図15に示すガス回収部66eは、複数のスチームノズル663eを備える。各スチームノズル663eの先端は、基板9上に供給されたエッチング液71の液膜内に挿入されており、当該先端の送出口からエッチング液71内にスチームが供給される。これにより、ルテニウム含有層93のエッチングにおいてガス状の四酸化ルテニウムが発生した場合、エッチング液71の液膜内において当該四酸化ルテニウムとスチーム中の水蒸気とが反応してH2RuO5が生成される。当該H2RuO5は、エッチング液71と共にカップ部4の排出ポート(図示省略)を介してハウジング11の外部へと排出されて回収される。 15 includes a plurality of steam nozzles 663e. The tip of each steam nozzle 663e is inserted into the liquid film of etching solution 71 supplied onto substrate 9, and steam is supplied into etching solution 71 from the outlet at the tip. As a result, if gaseous ruthenium tetroxide is generated during etching of ruthenium-containing layer 93, the ruthenium tetroxide reacts with water vapor in the steam in the liquid film of etching solution 71 to generate H2RuO5 . The H2RuO5 is discharged together with etching solution 71 to the outside of housing 11 via an exhaust port (not shown) of cup portion 4 and recovered.
この場合も、ステップS14において、ルテニウム含有層93とエッチング液71との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収することにより、ハウジング11内において、ガス状の四酸化ルテニウムが雰囲気中に拡散することを抑制することができる。 In this case, too, in step S14, steam is applied to and recovered from the gaseous ruthenium tetroxide generated by contact between the ruthenium-containing layer 93 and the etching solution 71, thereby preventing the gaseous ruthenium tetroxide from diffusing into the atmosphere within the housing 11.
なお、図2に示す基板処理装置1においても、基板処理装置1aと同様に、上述のガス回収部66,66d,66eが設けられてもよい。 The substrate processing apparatus 1 shown in FIG. 2 may also be provided with the gas recovery units 66, 66d, and 66e described above, similar to the substrate processing apparatus 1a.
上述の基板処理装置1,1aおよび基板処理方法では、様々な変更が可能である。 Various modifications are possible to the substrate processing apparatus 1, 1a and substrate processing method described above.
例えば、基板処理装置1の処理液供給部61は、上述の処理ノズル611に加えて、基板9よりも下側に配置されて基板9の下面92の周縁部に向けてエッチング液71を吐出する他の処理ノズルをさらに備えていてもよい。基板処理装置1aにおいても同様である。 For example, in addition to the processing nozzle 611 described above, the processing liquid supply unit 61 of the substrate processing apparatus 1 may further include another processing nozzle that is positioned below the substrate 9 and ejects the etching liquid 71 toward the peripheral portion of the underside 92 of the substrate 9. The same applies to the substrate processing apparatus 1a.
基板処理装置1では、基板9の周縁部に供給されたエッチング液71を加熱するヒータが設けられてもよい。当該ヒータは、例えば、基板9の周縁部の下方に配置されて基板9の下面92と対向する電熱ヒータであってもよい。基板処理装置1aにおいても同様である。 The substrate processing apparatus 1 may be provided with a heater that heats the etching solution 71 supplied to the peripheral edge of the substrate 9. The heater may be, for example, an electric heater that is positioned below the peripheral edge of the substrate 9 and faces the lower surface 92 of the substrate 9. The same applies to the substrate processing apparatus 1a.
基板処理装置1では、プラズマ付与部62から付与されるプラズマは、必ずしも、40℃以下の常温プラズマである必要はなく、当該プラズマの温度は40℃よりも高くてもよい。また、当該プラズマは、必ずしも大気圧プラズマである必要はなく、例えば、低圧プラズマであってもよい。エッチング液71にプラズマを付与する方法は、上記例には限定されず、様々に変更されてよい。基板処理装置1aにおいても同様である。 In the substrate processing apparatus 1, the plasma applied from the plasma application unit 62 does not necessarily have to be room temperature plasma at 40°C or below; the temperature of the plasma may be higher than 40°C. Furthermore, the plasma does not necessarily have to be atmospheric pressure plasma; for example, it may be low-pressure plasma. The method of applying plasma to the etching solution 71 is not limited to the above example and may be modified in various ways. The same applies to the substrate processing apparatus 1a.
上述の基板処理方法では、ステップS16が省略され、エッチング液71に対するプラズマ付与の停止(ステップS15)と、基板9に対するエッチング液71の供給停止(ステップS17)とが、略同時に行われてもよい。 In the above-described substrate processing method, step S16 may be omitted, and the application of plasma to the etching solution 71 (step S15) and the supply of the etching solution 71 to the substrate 9 (step S17) may be stopped substantially simultaneously.
基板保持部31は、基板9のルテニウム含有層93が設けられた主面を下方に向けた状態で基板9を保持してもよい。 The substrate holder 31 may hold the substrate 9 with the main surface of the substrate 9 on which the ruthenium-containing layer 93 is provided facing downward.
基板処理装置1では、エッチング部6が複数設けられ、当該複数のエッチング部6が基板9の周縁部に沿って周方向に配列されてもよい。 The substrate processing apparatus 1 may be provided with multiple etching units 6, which may be arranged circumferentially along the peripheral edge of the substrate 9.
基板処理装置1aでは、センターノズル53を支持するアーム(図示省略)が、回転中の基板9の上方にて略水平に揺動されることにより、基板9の上面91の略全面に亘ってエッチング液71が供給されてもよい。換言すれば、エッチング液71は、いわゆるスキャンノズルから基板9の上面91に供給されてもよい。この場合、当該スキャンノズルを基板9の周縁部の上方にて停止させることにより、回転する基板9の周縁部のみにエッチング液71を供給することもできる。 In the substrate processing apparatus 1a, an arm (not shown) supporting the center nozzle 53 may be swung approximately horizontally above the rotating substrate 9, thereby supplying the etching solution 71 over approximately the entire upper surface 91 of the substrate 9. In other words, the etching solution 71 may be supplied to the upper surface 91 of the substrate 9 from a so-called scan nozzle. In this case, the scan nozzle may be stopped above the peripheral edge of the substrate 9, thereby supplying the etching solution 71 only to the peripheral edge of the rotating substrate 9.
上述の基板処理方法は、基板9の周縁部のエッチング以外に適用されてもよい。例えば、基板処理装置1aにおいて、保護膜97が設けられていない基板9を処理することにより、基板9の周縁部よりも径方向内側の領域に、ルテニウム含有配線を形成する処理が行われてもよい。この場合、センターノズル53から吐出されるエッチング液71にプラズマを付与するプラズマ付与部62は、例えば、基板9の中央部の上方に配置される。 The above-described substrate processing method may be applied to processes other than etching the peripheral edge of the substrate 9. For example, in the substrate processing apparatus 1a, a substrate 9 not provided with a protective film 97 may be processed to form ruthenium-containing wiring in a region radially inward of the peripheral edge of the substrate 9. In this case, the plasma applying unit 62, which applies plasma to the etching solution 71 ejected from the center nozzle 53, is positioned, for example, above the center of the substrate 9.
上述の基板処理装置1,1aは、半導体基板以外に、液晶表示装置または有機EL(Electro Luminescence)表示装置等の平面表示装置(Flat Panel Display)に使用されるガラス基板、あるいは、他の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。また、上述の基板処理装置1,1aは、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、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。 The above-described substrate processing apparatus 1, 1a may be used to process glass substrates used in flat panel displays such as liquid crystal displays or organic electroluminescence (EL) displays, as well as glass substrates used in other display devices, in addition to semiconductor substrates. The above-described substrate processing apparatus 1, 1a may also be used to process substrates for optical disks, magnetic disks, magneto-optical disks, photomasks, ceramic substrates, and solar cell substrates.
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The configurations in the above embodiments and variations may be combined as appropriate as long as they are not mutually inconsistent.
1,1a 基板処理装置
8 制御部
9 基板
31 基板保持部
61 処理液供給部
62 プラズマ付与部
71 エッチング液
93 ルテニウム含有層
J1 回転軸
REFERENCE SIGNS LIST 1, 1a Substrate processing apparatus 8 Control unit 9 Substrate 31 Substrate holder 61 Processing liquid supply unit 62 Plasma application unit 71 Etching liquid 93 Ruthenium-containing layer J1 Rotation shaft
Claims (12)
a)表面にルテニウム含有層が存在する基板を準備する工程と、
b)アルカリ性のエッチング液を前記基板上の前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、
c)前記b)工程よりも後に、前記エッチング液にプラズマを付与してpHを低下させた状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。 1. A substrate processing method for performing an etching process on a ruthenium-containing layer on a substrate, comprising:
a) providing a substrate having a ruthenium-containing layer thereon;
b) contacting the ruthenium-containing layer on the substrate with an alkaline etching solution;
c) after step b), applying plasma to the etching solution to lower the pH, and then contacting the etching solution with the ruthenium-containing layer;
A substrate processing method comprising:
d)前記c)工程よりも後に、前記エッチング液に対するプラズマの付与を停止した状態で、前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。 2. The substrate processing method according to claim 1,
d) after the step c), bringing the etching solution into contact with the ruthenium-containing layer while stopping application of plasma to the etching solution.
前記b)工程において、前記ルテニウム含有層のルテニウムから二酸化ルテニウムが生成され、
前記c)工程において、前記二酸化ルテニウムから可溶性の四酸化ルテニウムが生成されることを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
In the step b), ruthenium dioxide is produced from ruthenium in the ruthenium-containing layer,
A substrate processing method, wherein in the step c), soluble ruthenium tetroxide is produced from the ruthenium dioxide.
前記c)工程における前記エッチング液のpHの最低値は7.0以上かつ7.5以下であることを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The substrate processing method, wherein the minimum pH value of the etching solution in the step c) is 7.0 or more and 7.5 or less.
前記b)工程における前記エッチング液のpHは8.0以上かつ10.0以下であることを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The substrate processing method, wherein the pH of the etching solution in the step b) is 8.0 or more and 10.0 or less.
前記プラズマは大気プラズマであることを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The substrate processing method, wherein the plasma is atmospheric plasma.
前記プラズマは常温プラズマであることを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
The substrate processing method is characterized in that the plasma is room temperature plasma.
前記c)工程において、前記ルテニウム含有層と前記エッチング液との接触により生成されたガス状の四酸化ルテニウムにスチームを付与して回収することを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
a step of applying steam to gaseous ruthenium tetroxide produced by contact of the ruthenium-containing layer with the etching solution, and recovering the gaseous ruthenium tetroxide;
前記b)工程および前記c)工程において、前記エッチング液は前記基板の周縁部にて前記ルテニウム含有層に接触することを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
In the steps b) and c), the etching solution contacts the ruthenium-containing layer at the peripheral edge of the substrate.
前記エッチング液はオルト過ヨウ素酸を含むことを特徴とする基板処理方法。 3. The substrate processing method according to claim 1, further comprising:
4. A substrate processing method, wherein the etching solution contains orthoperiodic acid.
前記エッチング液は、アルカリ性の添加成分としてアンモニアを含むことを特徴とする基板処理方法。 11. The substrate processing method according to claim 10,
4. A substrate processing method, wherein the etching solution contains ammonia as an alkaline additive component.
表面にルテニウム含有層が存在する基板を保持する基板保持部と、
アルカリ性のエッチング液を前記基板上に付与して前記ルテニウム含有層に接触させる処理液供給部と、
前記エッチング液にプラズマを付与するプラズマ付与部と、
アルカリ性の前記エッチング液と前記ルテニウム含有層との接触後に、前記プラズマ付与部を制御することにより、プラズマが付与されてpHが低下した前記エッチング液を前記ルテニウム含有層に接触させる制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 1. A substrate processing apparatus for performing an etching process on a ruthenium-containing layer on a substrate, comprising:
a substrate holder for holding a substrate having a ruthenium-containing layer on its surface;
a treatment liquid supply unit that applies an alkaline etching liquid onto the substrate to bring the alkaline etching liquid into contact with the ruthenium-containing layer;
a plasma applying unit that applies plasma to the etching solution;
a control unit that controls the plasma applying unit after the alkaline etching solution has been brought into contact with the ruthenium-containing layer, thereby bringing the etching solution, the pH of which has been reduced by the application of plasma, into contact with the ruthenium-containing layer;
A substrate processing apparatus comprising:
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