JP2005101055A - 処理液による基板の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は半導体ウエハの周縁部だけを確実にエッチング処理することができるようにした処理装置を提供することにある。
【解決手段】半導体ウエハの周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
半導体ウエハをほぼ水平に保持して周方向に回転駆動する第１の駆動手段１と、半導体ウエハよりもわずかに小径に形成され半導体ウエハと回転中心をほぼ一致させるとともにこの基板の上面に対して所定の間隔で離間して対向可能に設けられた回転盤１１と、この回転盤を回転駆動する駆動機構１２と、回転駆動される上記回転盤の上面に処理液を供給しその処理液を回転する上記回転盤の周縁部から半導体ウエハの周縁部に流す上部ノズル体１３とを具備する。
【選択図】 図１

Description

この発明は基板の周縁部を処理液によって処理するための処理装置に関する。

たとえば、基板としての半導体ウエハに回路パターンを形成する場合、この半導体ウエハに導電膜や絶縁膜などの複数の薄膜からなる積層膜を成膜する工程がある。半導体ウエハに対する成膜は、たとえばＣＶＤ装置などによって行なわれる。半導体ウエハに積層膜を形成した場合、その積層膜が半導体ウエハの周縁部にも形成されてしまうということがある。

積層膜が形成された半導体ウエハはスピン処理装置などによって洗浄処理される。その場合、半導体ウエハの周縁部をスピン処理装置のチャックによって保持すると、その周縁部の積層膜が剥離する虞があり、剥離した積層膜はその半導体ウエハや他の半導体ウエハに付着し、汚染の原因になる。

そこで、従来は半導体ウエハに積層膜を形成したならば、その周縁部を外周縁から内方へ１〜３ｍｍの範囲にわたって処理液としてのエッチング液でエッチングし、その周縁部に形成された積層膜を除去するということが行なわれている。半導体ウエハの周縁部をエッチングする方法としては、ノズルによってエッチング液を半導体ウエハの周縁部に噴射するということが行なわれていた。

エッチング液をノズルによって半導体ウエハの周縁部に噴射してエッチングを行なう方法によると、周縁部に噴射されたエッチング液が半導体ウエハのデバイス面に飛散し、デバイス面に不要なエッチングを行なってしまうという虞がある。

しかも、ノズルによって半導体ウエハの周縁部にエッチング液を噴射する場合、半導体ウエハの周縁部をスピン処理装置のチャックによって保持し、この半導体ウエハを回転させながら行なうことになる。しかしながら、半導体ウエハの周縁部をスピン処理装置のチャックで保持して回転させながらエッチングする場合、そのチャックによる保持部分が確実にエッチングされないということもある。

この発明は、基板の周縁部を確実に処理液によって処理することができ、しかもデバイス面に不要な処理をすることがないようにした基板の処理装置を提供することにある。

この発明は、基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
上記基板をほぼ水平に保持して周方向に回転駆動する第１の駆動手段と、
上記基板よりもわずかに小径に形成され上記基板と回転中心をほぼ一致させるとともにこの基板の上面に対して所定の間隔で離間して対向可能に設けられた回転盤と、
この回転盤を回転駆動する第２の駆動手段と、
回転駆動される上記回転盤の上面に処理液を供給しその処理液を回転する上記回転盤の周縁部から上記基板の周縁部に流す上部処理液供給手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。

上記回転盤の中心部には、この回転盤と上記基板との間に不活性ガスを供給するガス供給管が接続されていることが好ましい。

回転駆動される上記基板の下面のほぼ全体に処理液を供給する下部処理液供給手段が設けられていることが好ましい。

この発明は、基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
回転駆動されるテーブルと、
このテーブルに設けられ上記基板の周縁部を保持するチャックピン及びこのチャックピンによる上記基板の保持を解除したときに上記基板の下面を支持する支持ピンと、
外周面にノズル孔が形成されるとともに上記回転テーブルの中心部上方に配置され回転駆動されることで生じる遠心力に応じた距離で上記ノズル孔から処理液を噴射するノズル体と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。

上記ノズル体には処理液と純水とが選択的に供給可能となっていて、上記ノズル体のノズル孔から最初に純水を噴射してその純水が上記基板の周縁部に噴射される回転数に上記ノズル体の回転数を設定した後、上記ノズル孔から処理液を噴射させることが好ましい。

上記ノズル体の下方には、このノズル体のノズル孔から噴射された処理液が上記基板の周縁部以外の箇所に噴射されるのを制限する噴射範囲規制部材が設けられていることが好ましい。

この発明は、基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
所定の直径のリング状の液路を有する処理槽と、
この液路に上記処理液を所定方向に流れるように供給する処理液供給手段と、
上記基板のデバイス面を下にし非デバイス面を上にしてこの非デバイス面を保持し周縁部が上記液路を所定方向に流れる処理液に接触させる保持手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。

上記デバイス面に不活性ガスを供給しこのデバイス面に処理液が回り込むのを防止するガス供給手段が設けられていることが好ましい。

上記処理槽には、上記液路の処理液に周縁部を接触させた基板の上面とほぼ同じ高さに、上記液路に供給された処理液を排出す排液部が設けられていることが好ましい。

この発明は、基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
上端面と下端面とが開口した円筒状であって内周面に上記基板の周縁部が挿入され螺旋溝が形成された処理体と、
上記螺旋溝に処理液を供給する処理液供給手段と、
上記基板の板面を保持する保持手段と、
この保持手段若しくは上記処理体を回転駆動し上記保持手段に保持された基板を上記螺旋溝に沿って相対的に移動させる駆動手段と
を具備したことを特徴とする基板の処理装置にある。

上記処理体は、下側部分が螺旋溝に処理液が供給される処理領域で、上側部分が螺旋溝にリンス液が供給されるリンス領域であることが好ましい。

上記処理体の少なくとも螺旋溝が形成された内周部分は液体が浸透する材料で形成されていることが好ましい。

この発明によれば、処理液を基板の周縁部だけに供給することが可能となるから、デバイス面に不要な処理を行なわずに、周縁部だけを確実に処理することが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１乃至図３はこの発明の第１の実施の形態の処理装置を示し、この処理装置は第１の駆動手段１を備えている。この第１の駆動手段１は外周面に保持溝２が形成された複数、この実施の形態では４つのローラ３を有する。各ローラ３は軸線を垂直にした取付け軸４の上端部に取付け固定されている。

各取付け軸４は、平面形状が矩形状の基体６に設けられた軸受７に回転可能に支持されている。４つの軸受７のうちの２つは、残りの２つの軸受７に対して接離する方向、つまり図２に矢示Ａで示す方向に移動可能に設けられているこの一対の軸受７は連結板８ａで連結され、この連結板８ａを介してシリンダ８によって駆動されるようになっている。４つの取付け軸４のうちの、少なくとも１つ、この実施の形態では基体６に固定された２つの軸受７に設けられた一方の取付け軸４は駆動源９によって回転駆動されるようになっている。

４つのローラ３の保持溝２には基板としての半導体ウエハＷの周縁部が係合保持される。つまり、シリンダ８によって２つのローラ３が他の２つのローラ３に対して離間する方向の退避位置に駆動された状態で、図示しないロボットによって半導体ウエハＷが４つのローラ２の間にデバイス面を上にして供給される。

ついで、シリンダ８によって２つのローラ３が他の２つのローラ２に接近する方向に駆動されることで、半導体ウエハＷは周縁部が４つのローラ３の保持溝２によってほぼ水平に保持される。その状態で、１つのローラを駆動源９によって回転駆動すれば、上記半導体ウエハＷを周方向に回転させることができるようになっている。

４つのローラ２によって保持された半導体ウエハＷの上面側には、半導体ウエハＷよりも直径がわずかに小径、たとえば２〜６ｍｍ程度、小径に形成された回転盤１１が中心を半導体ウエハＷの中心とほぼ一致させて配設されている。この回転盤１１の中心部の上面にはガス供給管を兼ねる中空状の駆動軸１０が設けられている。この駆動軸１０には第２の駆動手段を構成する駆動機構１２が連結されている。この駆動機構１２は、詳細は図示しないが回転駆動源と上下駆動源とを有し、上記回転盤１１を上記駆動軸１０を介して所定の回転速度で回転駆動するとともに、上記回転盤１１と上記半導体ウエハＷとの対向間隔を設定することができるようになっている。

上記回転盤１１と半導体ウエハＷとの対向面間には上記駆動軸１０を通じて窒素ガスなどの不活性ガスが供給される。対向面間の中心部に供給された不活性ガスは、径方向外方に向かって流れ、周縁部から流出する。

上記回転盤１１の上面には上部処理液供給手段としての上部ノズル体１３によって処理液としてのエッチング液が供給される。回転盤１１の上面に供給されたエッチング液は、回転盤１１が回転駆動されることで、その周辺部に形成されたテーパ部１１ａから半導体ウエハＷの上面のデバイス面に流れる。つまり、エッチング液は、回転盤１１の周縁部から露出した半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部に流れるようになっている。回転盤１１が回転駆動されていることで、エッチング液は回転盤１１の周方向全長から半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部にほぼ均一に流出する。

ローラ３によって保持された半導体ウエハＷの下方には、半導体ウエハＷの下面、つまり非デバイス面の全体にエッチング液を供給する下部処理液供給手段としての下部ノズル体１４が設けられている。

上記構成の処理装置によれば、デバイス面を上にした半導体ウエハＷの周縁部をローラ３によって保持したならば、回転盤１１を半導体ウエハＷの上面に所定の間隔、たとえば３ｍｍ程度の間隔で離間対向させて接近させる。

ついで、駆動源９によって１つのローラ３を回転駆動し、半導体ウエハＷを周方向に回転させるとともに、回転盤１１を半導体ウエハＷと同方向又は逆方向に回転させた後、この回転盤１１の上面に上部ノズル体１３からエッチング液を供給する。

回転盤１１の上面に供給されたエッチング液は、図３に矢印Ｂで示すように回転盤１１の回転によって生じる遠心力で径方向外方に流れ、テーパ面１１ａを伝わってその周縁部から下方に落下する。回転盤１１は半導体ウエハＷよりもわずかに小径に形成されている。そのため、エッチング液は回転盤１１の周縁部から半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部に落下し、そこから外周面に沿って流れるから、半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部及び外周面がエッチングされることになる。

回転盤１の上面にエッチング液を供給すると同時に、回転盤１１と半導体ウエハＷとの対向面間に駆動軸１０を通じて窒素ガスなどの不活性ガスを供給する。不活性ガスは、図３に矢印Ｃで示すように回転盤１１と半導体ウエハＷとの対向面間の隙間Ｇを通って径方向中心部から外方に流れる。そのため、回転盤１１の周縁部から半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部に流れたエッチング液は、不活性ガスの流れによって半導体ウエハＷの径方向内方へ入り込むのが防止されるから、半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部が必要以上にエッチング処理されるのが防止される。

回転盤１１が回転駆動されることで、この回転盤１１の上面に供給されたエッチング液は周方向全体からほぼ均一に半導体ウエハＷの周縁部に流れ落ちる。そのため、エッチング液による半導体ウエハＷのエッチングを、周方向全体にわたって均一に行なうことができる。

ローラ３によって保持された半導体ウエハＷは周方向に回転駆動される。そのため、半導体ウエハＷの周縁部のローラ３による保持位置が常に変化し、一定にならないから、そのことによっても半導体ウエハＷの周縁部を周方向にわたって均一にエッチングすることができる。

上部ノズル体１３から回転盤１の上面にエッチング液を供給すると同時に、下部ノズル体１４から半導体ウエハＷの下面の非デバイス面全体にエッチング液を噴射すれば、半導体ウエハＷは周縁部ととともに非デバイス面を同時にエッチング処理することができる。

（第２の実施の形態）
図４乃至図６はこの発明の第２の実施の形態の処理装置としてのスピン処理装置を示し、このスピン処理装置はカップ体２１を備えている。このカップ体２１の底部には複数の排出管２２が周方向に所定間隔で接続されている。各排出管２２は図示しない排気ポンプに連通している。
なお、上記カップ体２１は下カップ２１ａと上カップ２１ｂとを有し、上カップ２１ｂは図示しないシリンダなどの駆動機構によって上下方向に駆動可能になっている。

上記カップ体２１内には保持部としての回転テーブル２３が設けられている。この回転テーブル２３の上面の周辺部には周方向に所定間隔で複数の支持部材２４が回動可能に設けられている。各支持部材２４の上端面には図示しないたとえば傾斜面などからなる段部を有するチャックピン２５が支持部材２４の回転中心から偏心した位置に設けられている。

上記回転テーブル２３には基板としての半導体ウエハＷがデバイス面を上にして供給される。つまり、回転テーブル２３に供給された半導体ウエハＷは、周縁部の下面が上記チャックピン２５の段部に係合させられる。その状態で上記支持部材２４を回転させると、上記チャックピン２５が偏心回転するから、半導体ウエハＷの周縁部が保持される。なお、支持部材２４は、図示しないばねによってチャックピン２５が半導体ウエハＷを保持する回転方向に付勢されていて、上記ばねの付勢力に抗して回転させることで、保持状態を解除できるようになっている。

上記回転テーブル２３は制御モータ３１によって回転駆動される。この制御モータ３１は、筒状の固定子３２内に同じく筒状の回転子３３が回転可能に挿入されてなり、この回転子３３に上記回転テーブル２３が動力伝達部材３３ａを介して連結されている。
上記制御モータ３１は制御装置３４によって回転が制御される。それによって、上記回転テーブル２３は上記制御装置３４により所定の回転数で回転させることができる。

上記回転子３３内には筒状の固定軸３５が挿通されている。この固定軸３５の上端には上記回転テーブル２３の上面側に位置するノズルヘッド３６が設けられている。つまり、ノズルヘッド３６は回転テーブル２３と一緒に回転しない状態で設けられている。このノズルヘッド３６には処理液としてのエッチング液を噴射する第１の下部ノズル体３７及びリンス液を噴射する第２の下部ノズル体３８が設けられている。

それによって、上記下部ノズル体３７，３８から回転テーブル２３に保持された半導体ウエハＷの下面の中央部分に向けて処理液及びリンス液を選択的に噴射することができるようになっている。つまり、半導体ウエハＷは下面をエッチング及びリンス処理することができるようになっている。

上記回転テーブル２３の上面側は乱流防止カバー３９によって覆われている。この乱流防止カバー３９は回転テーブル２３に保持された半導体ウエハＷの下面側に乱流が発生するのを防止するようになっており、その中央部分には上記各ノズル３７，３８から半導体ウエハＷの下面にエッチング液やリンス液を噴射可能とする透孔４０が開口形成されている。

上記回転テーブル２３には、上記チャックピン２５よりも径方向内方に複数の支持ピン４２、この実施の形態では４本の支持ピン４２が後述するように上下動可能かつ周方向に所定間隔で設けられている。図５（ａ），（ｂ）は回転テーブル２３に対する支持ピン４２の取付け構造を示している。すなわち、回転テーブル２３には取付け孔４３が上下面を貫通して形成されている。この取付け孔４３には可動軸４４が上下動可能に挿通されている。可動軸４４の下端面にはねじ４５によって下部ブッシュ４６が取付けられている。

上記可動軸４４は上記回転テーブル２３の上面側に設けられた上部ブッシュ４７に軸芳香に移動可能に支持されており、上端には下面が開口した筒状のカバー４８が一体形成されている。上記下部ブッシュ４６と上部ブッシュ４７との間には可動軸４４を下方に付勢したばね４９が設けられている。そして、上記可動軸４４の上端の上記カバー４８の上面に上記支持ピン４２がほぼ垂直に螺着されている。

支持ピン４２はチャックピン２５によって回転テーブル２３に保持された半導体ウエハＷの下面よりも低い位置にあり、チャックピン２５による保持状態が解除されたときに上昇することで、上記半導体ウエハＷの下面を押圧して所定の高さに上昇させて支持するようになっている。なお、上記乱流防止カバー３９には上記カバー４８が突出可能な開口３９ａが形成されている。

図４に示すように、上記動力伝達部材３３ａの外周には押圧リング５１が上下動可能に設けられている。この押圧リング５１には連結部材５２の一端が連結されている。この連結部材５２の他端はシリンダ５３に連結されている。シリンダ５３は連結部材５２を介して上記押圧リング５１を上下動させる。

押圧リング５１が図５(ａ)に示す下降位置から図５（ｂ）に示すように上昇位置に駆動されると、この押圧リング５１の上面によって下部ブッシュ４６が押圧されるから、上端に支持ピン４１が立設された可動軸４４がばね４９の付勢力に抗して上昇方向に駆動される。それによって、上記支持ピン４１が半導体ウエハＷを上昇させて支持する。つまり、半導体ウエハＷはチャックピン２５による周縁部の保持状態が解除され、支持ピン４１によって下面が支持されることになる。

上記カップ体１の側方には駆動機構としてのアーム体５５が設けられている。このアーム体５５は垂直部５６と、この垂直部５６の上端に基端部が連結された水平部５７とを有する。上記垂直部５６の下端は回転モータ５８に連結されている。回転モータ５８はアーム体５５を水平方向に所定の角度で回転駆動するようになっている。

上記回転モータ５８は、図示しないリニアガイドによって上下方向にスライド可能に設けられた可動板５９に取付けられている。この可動板５９は上下駆動シリンダ６１によって上下方向に駆動されるようになっている。

上記アーム体５５の水平部５７の先端部には、モータなどの回転駆動源６２が設けられ、この回転駆動源６２の回転軸６２ａには上部ノズル体６３が設けられている。上部ノズル体６３は円盤状をなしていて、外周面には複数の液用ノズル孔６４が開口形成され、下面には図示しないが窒素などの不活性ガスを噴射する気体用ノズル孔が開口形成されている。なお、上記回転駆動源６２は上記制御装置３４によって回転数を設定することができるようになっている。

上記上部ノズル体６３には上記回転軸を介して図示しない処理液としてのエッチング液と純水とが選択的に供給されるようになっている。上部ノズル体６３に供給されてエッチング液又は純水はその外周面に開口した液用ノズル孔６４から噴射する。また、気体用ノズル孔からは不活性ガスを噴射することができるようになっている。

上部ノズル体６３の液用ノズル孔６４から径方向外方へ噴射されるエッチング液と純水との半導体ウエハＷの中心から径方向外方への飛散距離は、エッチング液と純水との供給圧力、上部ノズル体６３の半導体ウエハＷの上面からの高さ、及び上部ノズル体６３の回転速度によって決定される。

したがって、たとえばエッチング液と純水との供給圧力及び上部ノズル体６３の高さを一定にすれば、上記エッチング液と純水との飛散距離を上部ノズル体６３の回転数によって設定することができる。

つぎに、上記構成のスピン処理装置によって所定の処理が終えた半導体ウエハＷ又はスピン処理装置によって所定の処理を行なう前の半導体ウエハＷの周縁部をエッチング処理する場合について説明する。

まず、上記半導体ウエハＷがデバイス面を上にして回転テーブル２３のチャックピン２５によって保持されている場合には、このチャックピン２５による半導体ウエハＷの保持状態を解除する。ついで、シリンダ５３を作動させ、連結部材５２を介して押圧リング５１を上昇させる。それによって、上端に支持ピン４２が設けられた可動軸４４が押圧されて上昇するから、半導体ウエハＷはチャックピン２５による周縁部の保持状態が開放されて保持される。

つぎに、アーム体５５の水平部５７を回動させて上部ノズル体６３を半導体ウエハＷの中心部上方の所定の高さに位置決めしたのち、この上部ノズル体６３の液用ノズル孔６４から純水を噴射させながら回転駆動源６２を作動させ、上記上部ノズル体６３を回転させる。上部ノズル体６３の回転数は制御装置３４によって徐々に増加させてゆく。それによって、上部ノズル体６３の液用ノズル孔６４から噴射される純水の飛散距離が回転数に比例して大きくなる。

図６に矢印Ｘで示すように、上部ノズル体６３の回転数が上昇し、上記液用ノズル孔６４から噴射する純水が半導体ウエハＷの周縁部に到達したならば、上部ノズル体６３の回転数をその状態で維持する。そして、上部ノズル体６３に対して純水の供給を停止し、エッチング液を供給する。

それによって、液用ノズル孔６４から噴射するエッチング液は半導体ウエハＷの周縁部だけに供給されることになるから、その周縁部だけがエッチングされることになる。このとき、第１の下部ノズル体３７からもエッチング液を噴射し、半導体ウエハＷの下面全体を同時にエッチングしてもよい。

上記液用ノズル孔６４からエッチング液を噴射して半導体ウエハＷの周縁部をエッチングする際、図６に矢印Ｙで示すように上部ノズル体６３の下面に形成された図示しない気体用ノズル孔から半導体ウエハＷの中心部分に不活性ガスを供給すれば、中心部分から径方向外方に向かって流れるから、半導体ウエハＷの周縁部に供給されたエッチング液が半導体ウエハＷの周縁部から径方向内方へ流れるのを阻止することができる。そのため、半導体ウエハＷは周縁部だけがエッチングされ、上面のデバイスが形成された部分がエッチングされることがない。

半導体ウエハＷにエッチング液を所定時間供給したならば、上部ノズル体６３へのエッチング液の供給を停止して純水を供給する。このとき、上部ノズル体６３の回転数は低下させずに維持しておく。それによって、エッチング液が半導体ウエハＷの周縁部よりも径方向内方の部分、つまりエッチングする必要のない部分に滴下するのが防止される。

エッチング液から純水への切り替えが終了し、上部ノズル体６３内のエッチング液が純水に置換されたならば、上部ノズル体６３を所定時間回転させた後、その回転を停止する。それによって、半導体ウエハＷの周縁部に純水が所定時間供給されるから、エッチング液によってエッチングされた半導体ウエハＷの周縁部が純水によってリンス処理されることになる。このとき、半導体ウエハＷの下面に第２の下部ノズル体３８によって半導体ウエハＷの下面に純水を供給すれば、その下面全体をリンス処理することができる。

このように、上部ノズル体６３を回転させ、その回転によって生じる遠心力で半導体ウエハＷの周縁部にエッチング液を供給するようにした。エッチングの開始時には、上部ノズル体６３の回転数が所定の回転数、つまり液用ノズル孔６４から噴射されるエッチング液が半導体ウエハＷの周縁部だけに供給されるまでは純水を供給し、またエッチングの終了時には、液用ノズル孔６４に純水を供給してから上部ノズル体６３の回転を停止するようにした。

そのため、エッチング液が半導体ウエハＷの周縁部以外の部分に供給されることがないから、半導体ウエハＷの周縁部だけをエッチングし、周縁部以外のデバイスが形成された部分がエッチングされることがない。

つまり、上部ノズル体６３の回転数が、エッチング液に半導体ウエハＷの周縁部に到達する遠心力が作用しない回転数の場合、その液用ノズル孔６４からは純水が供給される。そのため、上部ノズル体６３の回転数が所定の回転数以下では半導体ウエハＷの周縁部以外の部分に純水が供給されることになるから、半導体ウエハＷのデバイス面がエッチング液によって不要にエッチングされることなく、周縁部だけをエッチングすることができる。

半導体ウエハＷの周縁部をエッチングする際、チャックピン２５による半導体ウエハＷの周縁部の保持状態を解除し、支持ピン４２によって下面を支持するようにした。半導体ウエハＷの周縁部がチャックピン２５よって保持されていると、その部分にエッチング液が回り込まず、確実にエッチングされないということがある。しかしながら、支持ピン４２によって半導体ウエハＷの下面を支持してエッチングすれば、周縁部全体を均一にエッチングすることが可能となる。

上部ノズル体６３の液用ノズル孔６４には純水とエッチング液とを選択的に供給することが可能である。そのため、エッチング液を供給した後で純水を供給すれば、エッチングされた半導体ウエハＷの周縁部をエッチング処理に連続してリンス処理することができる。

このように、スピン処理装置によって半導体ウエハＷのエッチングを行なうことができるようにしたから、そのエッチング処理をスピン処理装置によるスピン処理と連続して行なうことができる。そのため、生産性の向上を図ることができるばかりか、エッチング処理専用の装置を必要としないという利点を有する。

図７は第２の実施の形態に変形例である。この実施の形態では上部ノズル体６３の下面側に傘状の噴射範囲規制部材６６が設けられている。この噴射範囲規制部材６６は半導体ウエハＷの直径よりもわずかに小径に形成されている。つまり、噴射範囲規制部材６６の外周から半導体ウエハＷの周縁部が露出するようになっている。

それによって、上部ノズル体６３の液用ノズル孔６４から噴射されたエッチング液が半導体ウエハＷの周縁部以外の箇所に付着するのを防止できるから、半導体ウエハＷの周縁部以外がエッチングされるのを防止することができる。

（第３の実施の形態）
図８と図９はこの発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態の処理装置は筐体７０を有する。この筐体７０内には処理槽７１が設けられている。この処理槽７１は中央部に開口部７２が形成されたリング状をなしていて、上記開口部７２の周囲にはリング状の液路７３が形成されている。上記開口部７２の直径は、周縁部がエッチング処理される半導体ウエハＷの直径よりもわずかに小さく設定されている。

上記液路７３には処理液としてのエッチング液Ｌが複数の処理液供給手段としての液用ノズル体７４によって供給される。各液用ノズル体７４は図８に示すように先端部を液路７３に対して同じ周方向、この実施の形態では反時計方向に向けて設けられている。それによって、各液用ノズル体７４から液路７３に供給されたエッチング液Ｌは、図８に矢印で示すように液路７３を反時計方向に向かって流れる。

上記液路７３は内壁７３ａと外壁７３ｂを有する。外壁７３ｂには内壁７３ａの上端よりもわずかに高い位置に排液部としての複数の排液孔７５が周方向に所定間隔で設けられている。後述するように、液路７３に供給されて排液孔７５から流出したエッチング液Ｌは処理槽７１の下方に設けられたドレンパン７６で受けられてから、このドレンパン７６に接続された複数の排液管７７を通じて排出される。

周縁部がエッチング処理される半導体ウエハＷは、図７に示すように吸引チャック７８に非デバイス面が吸着され、デバイス面を下にして上記処理槽７１に供給される。つまり、半導体ウエハＷは、デバイス面の周縁部が上記液路７３に対向し、しかもデバイス面が内壁７３ａの上端に対して近接する状態で位置決めされる。

上記吸引チャック７８の周囲には半導体ウエハＷの上面の周辺部から外周に向かって不活性ガスを供給する環状の供給路７９が形成されている。処理槽７１の所定の位置に位置決めされた半導体ウエハＷの下面には環状の噴射口を有する下部ノズル体８１によって半導体ウエハＷの下面(デバイス面)の周辺部に径方向外方に向かって流れるよう不活性ガスが供給される。

なお、上記筐体７０の側壁には、上記下部ノズル体８１から半導体ウエハＷのデバイス面に供給された不活性ガスを排気する複数の排気管８２が周方向に所定間隔、たとえば９０度間隔で接続されている。

このように構成された処理装置によれば、吸引チャック７８によって非デバイス面が吸着された半導体ウエハＷは、デバイス面の周縁部を処理槽７１の液路７３に対向させて位置決めされる。上記液路７３には液用ノズル体７４によって供給されたエッチング液が所定方向である、反時計方向に沿って流れている。そのため、半導体ウエハＷの周縁部は、液路７３を流れるエッチング液によってエッチングされることになる。

吸着チャック７８によって保持された半導体ウエハＷの上面の周辺部には、この吸着チャック７８の外側に設けられた環状の供給路７９から不活性ガスが外周に向かって供給され、下面のデバイス面の周辺部には下部ノズル体８１から不活性ガスが外周に向かって環状に供給される。

それによって、半導体ウエハＷのデバイス面の周縁部を液路７３に供給されたエッチング液Ｌに接触させても、そのエッチング液Ｌが半導体ウエハＷの周縁部から上下面の径方向内方へ流入するのが阻止されるから、半導体ウエハＷの周縁部以外の部分がエッチングされるのが防止される。

しかも、液路７３に供給されたエッチング液Ｌはこの液路７３を所定方向に流れている。そのため、半導体ウエハＷの周縁部にはエッチング液が均一に接触するから、その周縁部が均一にエッチングされることになる。

（第４の実施の形態）
図１０はこの発明の第４の実施の形態の処理装置を示す。この処理装置は円筒状の処理体９１を備えている。この処理体９１は金属や合成樹脂などの剛性を備えた材料で形成された外筒部９２と、この外筒部９２の内に一体的に設けられた内筒部９３とによって形成されていて、軸線をほぼ垂直にして固定的に設けられている。

上記内筒部９３は、液体が浸透可能で、しかも半導体ウエハＷが接触しても半導体ウエハＷを傷付けることのない柔らかさを備えた材料、たとえばスポンジなどによって形成されている。この内筒部９３の内周面には螺旋溝９４が上下方向全長にわたって形成されている。上記内筒部９３の軸方向中途部はたとえばゴムなどのように液体を浸透させることのない弾性材料によってリング状に形成された遮液部材９５を介して下筒部９３ａと上筒部９３ｂとに隔別されている。

上記下筒部９３ａの螺旋溝９４の上部にはエッチング液供給管９６が軸線を螺旋溝９４に対して接線方向に向けて接続されている。このエッチング液供給管９６からは下筒部９３ａの螺旋溝９４にエッチング液が供給される。下筒部９３ａの螺旋溝９４に供給されたエッチング液はその螺旋溝９４を通って下方へ流れるとともに、大半はスポンジで作られた下筒部９３ａに浸透する。

下筒部９３ａの下部には螺旋溝９４に連通してエッチング液排出管９７が接続されている。下筒部９３ａの螺旋溝９４を流れたエッチング液及び下筒部９３ａに浸透して下方へ流れるエッチング液は上記エッチング液排出管９７から排出されるようになっている。

上記上筒部９３ｂの上部には純水などのリンス液を螺旋溝９４に供給するリンス液供給管９８が軸線を螺旋溝９４の接線方向に向けて接続されている。上筒部９３ｂの下部には螺旋溝９４に沿って流れたリンス液及び上筒部９３ｂに浸透して下方へ流れたリンス液を排出するリンス液排出管９９が接続されている。

なお、上筒部９３ｂに浸透したリンス液は遮液部材９５によって下筒部９３ｂに浸透するのが阻止されるようになっている。
したがって、上記処理体９１の遮液部材９５よりも下側は、エッチング液が供給されることで、基板としての半導体ウエハＷの周縁部を後述するごとくエッチング処理する処理領域となっており、上側がリンス液によって半導体ウエハＷのエッチングされた周縁部をリンス処理するリンス領域となっている。

上記処理体９１の下方には、半導体ウエハＷの下面を吸着保持する吸着チャック１０１が設けられている。この吸着チャック１０１はねじ軸１０２の上端に取付けられている。このねじ軸１０２は上端部がナット体１０３に螺合され、下端は昇降盤１０４の上面に設けられた駆動手段としてのモータ１０５の回転軸１０５ａに連結されている。

上記ナット体１０３は固定部１０６に固定された支持部材１０７に取付け固定されている。上記昇降盤１０４の両側にはスライダ１０８が設けられている。このスライダ１０８はベース盤１０９に立設されたガイド部材１１０のガイド溝１１１に移動可能に係合している。

それによって、上記モータ１０５が作動してその回転軸１０５ａによりねじ軸１０２が回転駆動されると、このねじ軸１０２は回転しながらナット体１０３に対して上下動するようになっている。

上記ねじ軸１０２のねじのピッチと、上記処理体９１の内筒部９３に形成された螺旋溝９４のピッチとは同じに形成されている。また、半導体ウエハＷの外形寸法と、螺旋溝９４の内径寸法とはほぼ同じに設定されている。

したがって、上記ねじ軸１０２がモータ１０５により、ナット体１０３に対して上昇する方向に回転駆動されると、ねじ軸１０２の上端の吸着チャック１０１に保持された半導体ウエハＷは、周縁部を上記螺旋溝９４に挿入係合させ、この螺旋溝９４に沿って上昇するようになっている。

つぎに、上記構成の処理装置によって半導体ウエハＷの周縁部をエッチング処理する場合について説明する。まず、図示しないロボットなどによって周縁部が未処理の半導体ウエハＷを吸着チャック１０１に受け渡して吸着保持する。

エッチング液供給管９６から下筒部９３ａにエッチング液を供給するとともに、リンス液供給管９８から上筒部９３ｂにリンス液を供給したならば、モータ１０５を作動させてねじ軸１０２を回転させながら上昇させる。

ねじ軸１０２が回転しながら上昇することで、吸着チャック１０１に吸着保持された半導体ウエハＷは下筒部９３ａの螺旋溝９４に周縁部を係合させて処理体９１内を上昇する。下筒部９３ａにはエッチング液供給管９６によってエッチング液が供給され、そのエッチング液は螺旋溝９４に沿って流れるとともに下筒部９３ａに浸透する。

それによって、図１１に鎖線で示すように螺旋溝９４に周縁部を係合させて回転しながら上昇する半導体ウエハＷは、その周縁部がエッチング液によってエッチングされることになる。

半導体ウエハＷは下筒部９３ａの螺旋溝９４を通過すると、上筒部９３ｂの螺旋溝９４に移行する。上筒部９３ｂの螺旋溝９４にはリンス液が供給されている。そのため、下筒部９３ａの螺旋溝９４を通過することで周縁部がエッチングされた半導体ウエハＷは、エッチング液が付着残留する周縁部がリンス液によってリンス処理されることになる。そして、同図に鎖線で示すように、半導体ウエハＷの処理体９１の上端開口から上方へ出ることで、ねじ軸１０２の回転上昇が停止してリンス処理が終了する。それと同時に、図示しないロボットによって吸着チャック１０１から受け取られ、ケース（図示せず）に収容される。

エッチング及びリンス処理された半導体ウエハＷが吸着チャック１０１除去されると、ねじ軸１０２がモータ１０５によって逆方向に回転駆動される。そして、吸着チャック１０１が処理体９１の下端開口よりも下方に下降したならば、ねじ軸１０２の回転が停止し、未処理の半導体ウエハＷが供給されるまで待機状態となる。

このように、この実施の形態の処理装置によれば、半導体ウエハＷの周縁部を処理体９１の内周面に形成された螺旋溝９４に係合させ、回転させながら上昇させることで、その周縁部をエッチング処理することができる。つまり、半導体ウエハＷは螺旋溝９４に係合した周縁部だけを確実にエッチング処理することが可能となる。

処理体９１の下筒部９３ａにはエッチング液が供給され、上筒部９３ｂにはリンス液が供給される。そのため、半導体ウエハＷの周縁部に、エッチング処理と連続してリンス処理を行うことが可能となるから、生産性の向上を図ることができる。

処理体９１の下筒部９３ａと上筒部９３ｂは弾性を有するとともに、液体が浸透可能な材料によって作られている。そのため、各筒部９３ａ，９３ｂが半導体ウエハＷの周縁部を傷付けることがないばかりか、各筒部９３ａ，９３ｂの螺旋溝９４はそれぞれエッチング液及びリンス液を十分に含んでいるため、半導体ウエハＷの周縁部に対して十分にエッチング処理及びリンス処理を行うことができる。

上筒部９３ｂに供給されたリンス液は、遮液部材９５によって下筒部９３ａに浸透するのが阻止される。そのため、リンス液供給管９８から上筒部９３ｂに供給されたリンス液が下筒部９３ａに流れ込んで、下筒部９３ａに供給されたエッチング液がリンス液によって希釈されるということがないから、下筒部９３ａでのエッチング処理を確実に行なうことができる。

処理体９１にはエッチング処理領域が下側で、リンス処理領域が上側に形成されている。そのため、リンス処理領域にエッチング液が入り込むことがないから、リンス処理領域でのリンス処理を確実に行うことができる。

この実施の形態においては、半導体ウエハＷを回転させながら上昇させるようにしたが、半導体ウエハＷは回転だけさせ、処理体を下降させるようにしてもよく、或いは処理体を回転させながら下降させるようにしてもよい。

処理体の下方に昇降盤を配置したが、処理体の上方に昇降盤を配置し、吸着チャックによって半導体ウエハの上面を吸着保持し、この吸着チャックを処理体の下方から上方へ上昇させることで、半導体ウエハに対してエッチングとリンスとの処理を順次行なうようにしてもよい。

この発明の第１の実施の形態の処理装置を示す側面図。 図１に示す処理装置の平面図。 半導体ウエハの周縁部におけるエッチング液の流れを示す図。 この発明の第２の実施の形態を示す処理装置としてのスピン処理装置の概略的構成図。 （ａ），（ｂ）は半導体ウエハを支持ピンによって支持する動作の説明図。 上部ノズル体から半導体ウエハの周縁部にだけエッチング液を噴射する状態を示す説明図。 第２の実施の形態の変形例を示す図。 この発明の第３の実施の形態を示す処理装置の縦断面図。 図８に示す処理装置の平面図。 この発明の第４の実施の形態を示す処理装置の概略的構成図。

符号の説明

１…第１の駆動手段、１０…駆動軸（ガス供給管）１１…回転盤、１２…駆動機構（第２の駆動手段）、１３…上部ノズル体（上部処理液供給手段）、１４…下部ノズル体（下部処理液供給手段）、２３…回転テーブル、２５…チャックピン、４２…支持ピン、６３…上部ノズル体、６４…液用ノズル孔、６６…噴射範囲規制部材、７１…処理槽、７３…液路、７４…液用ノズル体（処理液供給手段）、７５…排液孔（排液部）、７８…吸着チャック（保持手段）、８１…下部ノズル体（ガス供給手段）、９１…処理体、９４…螺旋溝、９６…エッチング液供給管（処理液供給手段）、１０１…吸着チャック（保持手段）、１０２…ねじ軸（駆動手段）、１０５…モータ（駆動手段）。

Claims (12)

1. 基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
   上記基板をほぼ水平に保持して周方向に回転駆動する第１の駆動手段と、
   上記基板よりもわずかに小径に形成され上記基板と回転中心をほぼ一致させるとともにこの基板の上面に対して所定の間隔で離間して対向可能に設けられた回転盤と、
   この回転盤を回転駆動する第２の駆動手段と、
   回転駆動される上記回転盤の上面に処理液を供給しその処理液を回転する上記回転盤の周縁部から上記基板の周縁部に流す上部処理液供給手段と
   を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
2. 上記回転盤の中心部には、この回転盤と上記基板との間に不活性ガスを供給するガス供給管が接続されていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
3. 回転駆動される上記基板の下面のほぼ全体に処理液を供給する下部処理液供給手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板の処理装置。
4. 基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
   回転駆動されるテーブルと、
   このテーブルに設けられ上記基板の周縁部を保持するチャックピン及びこのチャックピンによる上記基板の保持を解除したときに上記基板の下面を支持する支持ピンと、
   外周面にノズル孔が形成されるとともに上記回転テーブルの中心部上方に配置され回転駆動されることで生じる遠心力に応じた距離で上記ノズル孔から処理液を噴射するノズル体と
   を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
5. 上記ノズル体には処理液と純水とが選択的に供給可能となっていて、上記ノズル体のノズル孔から最初に純水を噴射してその純水が上記基板の周縁部に噴射される回転数に上記ノズル体の回転数を設定した後、上記ノズル孔から処理液を噴射させることを特徴とする請求項４記載の基板の処理装置。
6. 上記ノズル体の下方には、このノズル体のノズル孔から噴射された処理液が上記基板の周縁部以外の箇所に噴射されるのを制限する噴射範囲規制部材が設けられていることを特徴とする請求項４記載の基板の処理装置。
7. 基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
   所定の直径のリング状の液路を有する処理槽と、
   この液路に上記処理液を所定方向に流れるように供給する処理液供給手段と、
   上記基板のデバイス面を下にし非デバイス面を上にしてこの非デバイス面を保持し周縁部が上記液路を所定方向に流れる処理液に接触させる保持手段と
   を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
8. 上記デバイス面に不活性ガスを供給しこのデバイス面に処理液が回り込むのを防止するガス供給手段が設けられていることを特徴とする請求項７記載の基板の処理装置。
9. 上記処理槽には、上記液路の処理液に周縁部を接触させた基板の上面とほぼ同じ高さに、上記液路に供給された処理液を排出す排液部が設けられていることを特徴とする請求項７記載の基板の処理装置。
10. 基板の周縁部を処理液によって処理する処理装置において、
    上端面と下端面とが開口した円筒状であって内周面に上記基板の周縁部が挿入され螺旋溝が形成された処理体と、
    上記螺旋溝に処理液を供給する処理液供給手段と、
    上記基板の板面を保持する保持手段と、
    この保持手段若しくは上記処理体を回転駆動し上記保持手段に保持された基板を上記螺旋溝に沿って相対的に移動させる駆動手段と
    を具備したことを特徴とする基板の処理装置。
11. 上記処理体は、下側部分が螺旋溝に処理液が供給される処理領域で、上側部分が螺旋溝にリンス液が供給されるリンス領域であることを特徴とする請求項１０記載の基板の処理装置。
12. 上記処理体の少なくとも螺旋溝が形成された内周部分は液体が浸透する材料で形成されていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の基板の処理装置。

Images