JP3194037B2 - 枚葉回転処理方法及びその装置 - Google Patents
枚葉回転処理方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体ウ
エハ等の被処理体に形成された処理膜を平坦化する枚葉
回転処理方法及びその装置に関するものである。
エハ等の被処理体に形成された処理膜を平坦化する枚葉
回転処理方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にお
いては、例えばシリコン製ウエハの表面に絶縁膜として
酸化膜や窒化膜等の薄膜が形成される。この薄膜の形成
方法として、薄膜材料を構成する元素からなる１種又は
数種の化合物ガス、単体ガスをウエハ上に供給し、気相
又はウエハ表面での化学反応により所望の薄膜を形成さ
せるようにしたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）
方法が広く採用されている。このＣＶＤ法によれば極め
て薄い良質の信頼性の高い酸化膜等の薄膜を形成するこ
とができる。
いては、例えばシリコン製ウエハの表面に絶縁膜として
酸化膜や窒化膜等の薄膜が形成される。この薄膜の形成
方法として、薄膜材料を構成する元素からなる１種又は
数種の化合物ガス、単体ガスをウエハ上に供給し、気相
又はウエハ表面での化学反応により所望の薄膜を形成さ
せるようにしたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）
方法が広く採用されている。このＣＶＤ法によれば極め
て薄い良質の信頼性の高い酸化膜等の薄膜を形成するこ
とができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＣＶＤ
法により形成される酸化膜は中心部が周辺部より薄いす
り鉢状に形成される傾向にある。その理由は、酸化膜等
の薄膜を形成する方法は、バッチ式にて処理するために
ガス供給をウエハの外周方向から行っている。そのた
め、ウエハ外周部はガス濃度が高く、またヒータが外周
部にあるため温度も高いためにウエハ外周部の膜厚が厚
くなるからである。
法により形成される酸化膜は中心部が周辺部より薄いす
り鉢状に形成される傾向にある。その理由は、酸化膜等
の薄膜を形成する方法は、バッチ式にて処理するために
ガス供給をウエハの外周方向から行っている。そのた
め、ウエハ外周部はガス濃度が高く、またヒータが外周
部にあるため温度も高いためにウエハ外周部の膜厚が厚
くなるからである。
【０００４】このように膜厚が不均一な状態でコンタク
トホールを形成すると、所定の膜厚より厚い部分はコン
タクトホールの孔径が小さくなり、また逆に膜厚が薄い
部分ではコンタクトホールの孔径が大きくなってしま
い、コンタクトホールの孔径のバラツキが生じ、製品歩
留まりの低下をきたすという問題があった。
トホールを形成すると、所定の膜厚より厚い部分はコン
タクトホールの孔径が小さくなり、また逆に膜厚が薄い
部分ではコンタクトホールの孔径が大きくなってしま
い、コンタクトホールの孔径のバラツキが生じ、製品歩
留まりの低下をきたすという問題があった。
【０００５】また、ＣＶＤ法以外の薄膜形成において
も、膜厚が均一にならない場合があり、例えば中心部が
***した山形状に膜厚が形成されるような場合もあり、
このような場合においても、上述と同様にコンタクトホ
ールの孔径にバラツキが生じ、製品歩留まりの低下をき
たすという問題がある。
も、膜厚が均一にならない場合があり、例えば中心部が
***した山形状に膜厚が形成されるような場合もあり、
このような場合においても、上述と同様にコンタクトホ
ールの孔径にバラツキが生じ、製品歩留まりの低下をき
たすという問題がある。
【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、被処理体の表面に形成された処理膜を平坦にして製
品歩留まりの向上を図れるようにした枚葉回転処理方法
及びその装置を提供することを目的とするものである。
で、被処理体の表面に形成された処理膜を平坦にして製
品歩留まりの向上を図れるようにした枚葉回転処理方法
及びその装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、処理膜が形成された被処理
体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液
を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であっ
て、 上記処理膜の膜厚を少なくとも被処理体の外周部
と中心部とでそれぞれ検出し、その検出信号に基づいて
上記処理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から中
心部へ移動させるようにした、ことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、処理膜が形成された被処理
体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液
を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であっ
て、 上記処理膜の膜厚を少なくとも被処理体の外周部
と中心部とでそれぞれ検出し、その検出信号に基づいて
上記処理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から中
心部へ移動させるようにした、ことを特徴とする。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、処理膜が形
成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を
溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転
処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも被
処理体の外周部と中心部とでそれぞれ検出し、その検出
信号に基づいて上記処理液の供給手段を、上記被処理体
の中心部から外周部へ移動させるようにした、ことを特
徴とする。
成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を
溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転
処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも被
処理体の外周部と中心部とでそれぞれ検出し、その検出
信号に基づいて上記処理液の供給手段を、上記被処理体
の中心部から外周部へ移動させるようにした、ことを特
徴とする。
【０００９】また、請求項３の発明は、処理膜が形成さ
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、
上記被処理体の回転を一定にし、上記検出工程で得ら
れた膜厚検出情報に基づいて上記処理液の供給手段を、
上記被処理体の外周部から中心部へ移動速度を可変にし
て移動させるようにする工程と、を有することを特徴と
する。
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、
上記被処理体の回転を一定にし、上記検出工程で得ら
れた膜厚検出情報に基づいて上記処理液の供給手段を、
上記被処理体の外周部から中心部へ移動速度を可変にし
て移動させるようにする工程と、を有することを特徴と
する。
【００１０】また、請求項４の発明は、処理膜が形成さ
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、
上記被処理体の回転を一定にし、上記検出工程で得ら
れた膜厚検出情報に基づいて上記処理液の供給手段を、
上記被処理体の中心部から外周部へ移動速度を可変にし
て移動させるようにする工程と、を有することを特徴と
する。
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、
上記被処理体の回転を一定にし、上記検出工程で得ら
れた膜厚検出情報に基づいて上記処理液の供給手段を、
上記被処理体の中心部から外周部へ移動速度を可変にし
て移動させるようにする工程と、を有することを特徴と
する。
【００１１】この場合、上記処理液供給手段の移動速度
を、処理膜形成面の複数の設定ポンイントごとに変える
ようにする方が好ましい（請求項５）。また、上記処理
液供給手段の移動形態は、直線移動あるいは曲線移動の
いずれであってもよい（請求項６，７）。
を、処理膜形成面の複数の設定ポンイントごとに変える
ようにする方が好ましい（請求項５）。また、上記処理
液供給手段の移動形態は、直線移動あるいは曲線移動の
いずれであってもよい（請求項６，７）。
【００１２】また、請求項８の発明は、処理膜が形成さ
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を上記被処理体の回
転保持手段への載置前に検出し、その検出信号に基づい
て上記処理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から
中心部へ移動させるようにした、ことを特徴とする。
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を上記被処理体の回
転保持手段への載置前に検出し、その検出信号に基づい
て上記処理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から
中心部へ移動させるようにした、ことを特徴とする。
【００１３】また、請求項９の発明は、処理膜が形成さ
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を上記被処理体の回
転保持手段への載置前に検出し、その検出信号に基づい
て上記処理液の供給手段を、上記被処理体の中心部から
外周部へ移動させるようにした、ことを特徴とする。
れた被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶解
する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処理
方法であって、 上記処理膜の膜厚を上記被処理体の回
転保持手段への載置前に検出し、その検出信号に基づい
て上記処理液の供給手段を、上記被処理体の中心部から
外周部へ移動させるようにした、ことを特徴とする。
【００１４】また、請求項１０の発明は、処理膜が形成
された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶
解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処
理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程
と、 上記検出工程で得られた膜厚検出情報に基づいて
上記処理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から中
心部へ移動させる工程と、 上記処理液供給手段を被処
理体の中心部へ移動させる工程の後、更に処理液を上記
被処理体の中心部に一定時間だけ供給して被処理体全面
に渡り処理液を供給する工程と、を有することを特徴と
する。
された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶
解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処
理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程
と、 上記検出工程で得られた膜厚検出情報に基づいて
上記処理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から中
心部へ移動させる工程と、 上記処理液供給手段を被処
理体の中心部へ移動させる工程の後、更に処理液を上記
被処理体の中心部に一定時間だけ供給して被処理体全面
に渡り処理液を供給する工程と、を有することを特徴と
する。
【００１５】また、請求項１１の発明は、処理膜が形成
された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶
解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処
理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程
と、 上記検出工程で得られた膜厚検出情報に基づいて
上記処理液の供給手段を、上記被処理体の中心部から外
周部へ移動させる工程と、 上記処理液供給手段を被処
理体の外周部へ移動させる工程の後、更に処理液供給手
段を被処理体の中心部に移動後、中心部に一定時間だけ
供給して被処理体全面に渡り処理液を供給する工程と、
を有することを特 徴とする。
された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜を溶
解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回転処
理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程
と、 上記検出工程で得られた膜厚検出情報に基づいて
上記処理液の供給手段を、上記被処理体の中心部から外
周部へ移動させる工程と、 上記処理液供給手段を被処
理体の外周部へ移動させる工程の後、更に処理液供給手
段を被処理体の中心部に移動後、中心部に一定時間だけ
供給して被処理体全面に渡り処理液を供給する工程と、
を有することを特 徴とする。
【００１６】また、請求項１２記載の発明は、処理膜が
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも
上記被処理体の外周部と中心部とでそれぞれ検出する工
程と、 予め設定された上記処理膜のエッチングレート
と、上記検出工程で得られた膜厚検出情報とに基づき上
記処理液の希釈液の供給手段の移動速度を通過地点ごと
に演算によりそれぞれ求める工程と、 上記被処理体の
中心部上方から上記処理液を供給する工程と、 上記検
出信号に基づいて上記被処理体の周辺部側に処理液の希
釈液を供給しながら、上記各通過点ごとの移動速度とな
るように上記希釈液供給手段の移動速度を制御して、こ
の供給手段を被処理体の周辺部から中心部に向けて移動
させる工程と、を有することを特徴とする。
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも
上記被処理体の外周部と中心部とでそれぞれ検出する工
程と、 予め設定された上記処理膜のエッチングレート
と、上記検出工程で得られた膜厚検出情報とに基づき上
記処理液の希釈液の供給手段の移動速度を通過地点ごと
に演算によりそれぞれ求める工程と、 上記被処理体の
中心部上方から上記処理液を供給する工程と、 上記検
出信号に基づいて上記被処理体の周辺部側に処理液の希
釈液を供給しながら、上記各通過点ごとの移動速度とな
るように上記希釈液供給手段の移動速度を制御して、こ
の供給手段を被処理体の周辺部から中心部に向けて移動
させる工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】請求項１２記載の発明において、上記処理
膜の膜厚を検出し、その検出信号に基づいて上記処理液
又は希釈液の少なくとも一方の供給量を制御させるよう
にする方が好ましい（請求項１３）。また、上記希釈液
供給手段の移動速度を処理膜形成面の複数の設定ポイン
トごとに変えるようにする方が好ましい（請求項１
４）。
膜の膜厚を検出し、その検出信号に基づいて上記処理液
又は希釈液の少なくとも一方の供給量を制御させるよう
にする方が好ましい（請求項１３）。また、上記希釈液
供給手段の移動速度を処理膜形成面の複数の設定ポイン
トごとに変えるようにする方が好ましい（請求項１
４）。
【００１８】また、上記被処理体の回転速度を一定に
し、処理液供給手段から処理膜上に供給される処理液の
吐出量を一定にする方が好ましい（請求項１５）。ま
た、上記処理膜の膜厚の検出を、被処理体の回転保持手
段への載置前に行なうようにしてもよい（請求項１
６）。更には、上記希釈液供給手段を被処理体の中心部
へ移動した後、更に処理液を上記被処理体の中心部に一
定時間だけ供給して被処理体全面に渡り処理液を供給す
るようにしてもよい（請求項１７）。
し、処理液供給手段から処理膜上に供給される処理液の
吐出量を一定にする方が好ましい（請求項１５）。ま
た、上記処理膜の膜厚の検出を、被処理体の回転保持手
段への載置前に行なうようにしてもよい（請求項１
６）。更には、上記希釈液供給手段を被処理体の中心部
へ移動した後、更に処理液を上記被処理体の中心部に一
定時間だけ供給して被処理体全面に渡り処理液を供給す
るようにしてもよい（請求項１７）。
【００１９】また、請求項１８記載の発明は、処理膜が
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理装置であって、 上記被処理体の外周部から中心
部に移動可能な処理液供給手段と、 少なくとも上記被
処理体の外周部と中心部の上記処理膜の膜厚を検出する
膜厚検出手段と、 上記膜厚検出手段からの検出信号に
基づいて上記処理液供給手段の移動速度を可変に制御す
る移動制御手段とを具備する、ことを特徴とする。
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理装置であって、 上記被処理体の外周部から中心
部に移動可能な処理液供給手段と、 少なくとも上記被
処理体の外周部と中心部の上記処理膜の膜厚を検出する
膜厚検出手段と、 上記膜厚検出手段からの検出信号に
基づいて上記処理液供給手段の移動速度を可変に制御す
る移動制御手段とを具備する、ことを特徴とする。
【００２０】請求項１８記載の発明において、上記移動
制御手段は、上記処理液供給手段の移動速度を、処理膜
形成面の複数の設定ポイントごとに変えるように制御す
る方が好ましい（請求項１９）。
制御手段は、上記処理液供給手段の移動速度を、処理膜
形成面の複数の設定ポイントごとに変えるように制御す
る方が好ましい（請求項１９）。
【００２１】また、請求項２０記載の発明は、処理膜が
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理装置であって、 上記被処理体の中心部上方から
上記処理液を供給する処理液供給手段と、 上記被処理
体に上記処理液の希釈液を供給する希釈液供給手段と、
少なくとも上記被処理体の外周部と中心部の上記処理
膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、 予め設定された
上記処理膜のエッチングレートと、上記膜厚検出手段で
得られた膜厚検出情報とに基づき上記希釈液供給手段の
移動速度を通過地点ごとに演算によりそれぞれ求め、上
記処理液供給手段より上記被処理体の中心部上方から上
記処理液を供給する間に、上記被処理体に希釈液を供給
しながら、上記希釈液供給手段を被処理体の周辺部から
中心部に向けて移動すると共に、上記各通過点ごとの移
動速度となるように上記希釈液供給手段の移動速度を制
御する制御手段とを、具備することを特徴とする。
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理装置であって、 上記被処理体の中心部上方から
上記処理液を供給する処理液供給手段と、 上記被処理
体に上記処理液の希釈液を供給する希釈液供給手段と、
少なくとも上記被処理体の外周部と中心部の上記処理
膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、 予め設定された
上記処理膜のエッチングレートと、上記膜厚検出手段で
得られた膜厚検出情報とに基づき上記希釈液供給手段の
移動速度を通過地点ごとに演算によりそれぞれ求め、上
記処理液供給手段より上記被処理体の中心部上方から上
記処理液を供給する間に、上記被処理体に希釈液を供給
しながら、上記希釈液供給手段を被処理体の周辺部から
中心部に向けて移動すると共に、上記各通過点ごとの移
動速度となるように上記希釈液供給手段の移動速度を制
御する制御手段とを、具備することを特徴とする。
【００２２】また、請求項２１記載の発明は、処理膜が
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理装置であって、 上記被処理体の中心部上方から
上記処理液を供給する処理液供給手段と、 上記被処理
体の周辺部側に上記処理液の希釈液を供給すると共に、
被処理体の周辺部から中心部に移動可能な希釈液供給手
段と、 上記処理膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
上記膜厚検出手段からの検出信号に基づいて上記処理
液又は希釈液の少なくとも一方の供給量を制御すると共
に、上記希釈液供給手段の移動を制御する制御手段と
を、具備することを特徴とする。
形成された被処理体を回転しつつ上記処理膜上に処理膜
を溶解する処理液を供給して処理膜を平坦化する枚葉回
転処理装置であって、 上記被処理体の中心部上方から
上記処理液を供給する処理液供給手段と、 上記被処理
体の周辺部側に上記処理液の希釈液を供給すると共に、
被処理体の周辺部から中心部に移動可能な希釈液供給手
段と、 上記処理膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
上記膜厚検出手段からの検出信号に基づいて上記処理
液又は希釈液の少なくとも一方の供給量を制御すると共
に、上記希釈液供給手段の移動を制御する制御手段と
を、具備することを特徴とする。
【００２３】なお、この発明において、上記処理液は、
処理膜を溶解する液体であれば任意の液体でよく、例え
ばフッ酸溶液、フッ酸硝酸混合溶液あるいはリン酸溶液
のいずれかを使用することができる。また、上記希釈液
は、上記処理液を希釈するものであれば任意の液体でよ
く、処理液より濃度が低い処理液を用いることも可能で
ある。
処理膜を溶解する液体であれば任意の液体でよく、例え
ばフッ酸溶液、フッ酸硝酸混合溶液あるいはリン酸溶液
のいずれかを使用することができる。また、上記希釈液
は、上記処理液を希釈するものであれば任意の液体でよ
く、処理液より濃度が低い処理液を用いることも可能で
ある。
【００２４】請求項１ないし４又は１８記載の発明によ
れば、膜厚検出手段によって処理膜の膜厚を検出し、そ
の検出信号に基づいて処理液供給手段を、回転する被処
理体の外周部から中心部へ移動、あるいは逆に中心部か
ら外周部へ移動させて被処理膜上に処理液を供給するこ
とにより、処理膜を平坦化することができ、特に、膜厚
がすり鉢状に形成される場合に好適である。この場合、
処理膜の膜厚に応じて処理液供給手段の移動速度を制御
することにより、更に膜厚の均一化を図ることができ
る。
れば、膜厚検出手段によって処理膜の膜厚を検出し、そ
の検出信号に基づいて処理液供給手段を、回転する被処
理体の外周部から中心部へ移動、あるいは逆に中心部か
ら外周部へ移動させて被処理膜上に処理液を供給するこ
とにより、処理膜を平坦化することができ、特に、膜厚
がすり鉢状に形成される場合に好適である。この場合、
処理膜の膜厚に応じて処理液供給手段の移動速度を制御
することにより、更に膜厚の均一化を図ることができ
る。
【００２５】また、請求項１２又は２０，２１記載の発
明によれば、被処理体を回転させた状態で、被処理体の
中心部上方から処理液を供給し、被処理体の周辺部に処
理液の希釈液を供給すると共に、希釈液供給手段を被処
理体の中心部に向けて移動することにより、処理膜を平
坦化することができ、特に、膜厚の中心部が***した山
形状に形成される場合に好適である。この場合、処理膜
膜厚を検出し、その検出信号に基づいて処理液又は希釈
液の少なくとも一方の供給量を制御させると共に、希釈
液供給手段の移動を制御することにより、更に膜厚の均
一化を図ることができる。
明によれば、被処理体を回転させた状態で、被処理体の
中心部上方から処理液を供給し、被処理体の周辺部に処
理液の希釈液を供給すると共に、希釈液供給手段を被処
理体の中心部に向けて移動することにより、処理膜を平
坦化することができ、特に、膜厚の中心部が***した山
形状に形成される場合に好適である。この場合、処理膜
膜厚を検出し、その検出信号に基づいて処理液又は希釈
液の少なくとも一方の供給量を制御させると共に、希釈
液供給手段の移動を制御することにより、更に膜厚の均
一化を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導
体ウエハの処理処理装置に適用した場合について説明す
る。
図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導
体ウエハの処理処理装置に適用した場合について説明す
る。
【００２７】◎第一実施形態 図１はこの発明に係る枚葉回転処理装置の第一実施形態
を示す概略断面図、図２はその要部断面図、図３は図２
の平面図である。
を示す概略断面図、図２はその要部断面図、図３は図２
の平面図である。
【００２８】上記枚葉回転処理装置は、被処理体である
半導体ウエハＷ（以下にウエハという）を回転可能に保
持する保持手段例えばスピンチャック１と、このスピン
チャック１にて保持されたウエハＷの表面に形成された
処理膜例えば酸化膜２に向かって酸化膜を溶解する処理
液３例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）を供給する処理液供給
ノズル４（処理液供給手段）と、処理液３によって処理
された後のウエハＷ表面にリンス液５例えば純水を供給
するリンス液供給ノズル６と、酸化膜２の膜厚を検出す
る膜厚センサ７（膜厚検出手段）とを具備してなる。
半導体ウエハＷ（以下にウエハという）を回転可能に保
持する保持手段例えばスピンチャック１と、このスピン
チャック１にて保持されたウエハＷの表面に形成された
処理膜例えば酸化膜２に向かって酸化膜を溶解する処理
液３例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）を供給する処理液供給
ノズル４（処理液供給手段）と、処理液３によって処理
された後のウエハＷ表面にリンス液５例えば純水を供給
するリンス液供給ノズル６と、酸化膜２の膜厚を検出す
る膜厚センサ７（膜厚検出手段）とを具備してなる。
【００２９】上記スピンチャック１は、図示しないメカ
ニカルチャックによってウエハＷを保持し得るようにな
っている。このスピンチャック１は、回転軸１ａがモー
タ８の駆動軸に連結され、垂直軸（Ｚ軸）回りに回転自
在に形成されている。また、モータ８の電源スイッチは
制御手段例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）１６の出力
側に接続され、その回転速度が制御されるようになって
いる。なお、モータ８は図示しない昇降機構によって昇
降可能に形成されている。
ニカルチャックによってウエハＷを保持し得るようにな
っている。このスピンチャック１は、回転軸１ａがモー
タ８の駆動軸に連結され、垂直軸（Ｚ軸）回りに回転自
在に形成されている。また、モータ８の電源スイッチは
制御手段例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）１６の出力
側に接続され、その回転速度が制御されるようになって
いる。なお、モータ８は図示しない昇降機構によって昇
降可能に形成されている。
【００３０】また、図２に示すように、スピンチャック
１の外周及び底部はカップ９によって覆われている。カ
ップ９は同心に設けられた内カップ２１及び外カップ２
２とで主要部が構成されており、処理時にウエハＷから
遠心分離される処理液３やリンス液５を受け止め、更に
外部へ排出するようになっている。また、内カップ２１
及び外カップ２２の底部には排気通路９ａ及び２つのド
レン管９ｂ，９ｃがそれぞれ設けられており、排気通路
９ａは排気ポンプ（図示せず）の吸込み側に連通してい
る。更に、内カップ２１の内側すなわちスピンチャック
１の下方領域を包囲するように受けカップ２３が設けら
れており、この受けカップ２３の内部に溜った液がドレ
ン管９ｂを介して外部へ排出されるようになっている。
内カップ２１と外カップ２２との間隙に入った液体はド
レン管９ｃを介して外部へ排出されるようになってい
る。このように構成されるカップ９は昇降機構２４によ
ってＺ軸方向に移動可能に支持されている。
１の外周及び底部はカップ９によって覆われている。カ
ップ９は同心に設けられた内カップ２１及び外カップ２
２とで主要部が構成されており、処理時にウエハＷから
遠心分離される処理液３やリンス液５を受け止め、更に
外部へ排出するようになっている。また、内カップ２１
及び外カップ２２の底部には排気通路９ａ及び２つのド
レン管９ｂ，９ｃがそれぞれ設けられており、排気通路
９ａは排気ポンプ（図示せず）の吸込み側に連通してい
る。更に、内カップ２１の内側すなわちスピンチャック
１の下方領域を包囲するように受けカップ２３が設けら
れており、この受けカップ２３の内部に溜った液がドレ
ン管９ｂを介して外部へ排出されるようになっている。
内カップ２１と外カップ２２との間隙に入った液体はド
レン管９ｃを介して外部へ排出されるようになってい
る。このように構成されるカップ９は昇降機構２４によ
ってＺ軸方向に移動可能に支持されている。
【００３１】また、処理液供給ノズル４は供給チューブ
１１を介して処理液供給源すなわち処理液収容タンク１
２に接続されている。処理液収容タンク１２には処理液
３が収容されている。この処理液３は、５０重量％濃度
のフッ酸液１に対して水９９の割合で混合希釈した希フ
ッ酸液（ＤＨＦ）である。また、上記供給チューブ１１
には例えばダイアフラムポンプ等の流量制御手段１３
と、フィルタ１４が介設されている。この流量制御手段
１３の動作部は上記ＣＰＵ１６の出力側に接続され、処
理液供給ノズル４に供給される処理液３の流量が制御さ
れるようになっている。
１１を介して処理液供給源すなわち処理液収容タンク１
２に接続されている。処理液収容タンク１２には処理液
３が収容されている。この処理液３は、５０重量％濃度
のフッ酸液１に対して水９９の割合で混合希釈した希フ
ッ酸液（ＤＨＦ）である。また、上記供給チューブ１１
には例えばダイアフラムポンプ等の流量制御手段１３
と、フィルタ１４が介設されている。この流量制御手段
１３の動作部は上記ＣＰＵ１６の出力側に接続され、処
理液供給ノズル４に供給される処理液３の流量が制御さ
れるようになっている。
【００３２】上記リンス液供給ノズル６は、リンス液供
給チューブ１１ａを介してリンス液供給源１５に接続さ
れている。リンス液供給源１５にはリンス液例えば純水
５が収容されている。また、リンス液供給源１５からリ
ンス液供給ノズル６に至るまでのチューブ１１ａには流
量制御部４０が介設されている。この流量制御部４０の
動作部は上記ＣＰＵ１６の出力側に接続されて、リンス
液供給ノズル６に供給されるリンス液の流量が制御され
るようになっている。
給チューブ１１ａを介してリンス液供給源１５に接続さ
れている。リンス液供給源１５にはリンス液例えば純水
５が収容されている。また、リンス液供給源１５からリ
ンス液供給ノズル６に至るまでのチューブ１１ａには流
量制御部４０が介設されている。この流量制御部４０の
動作部は上記ＣＰＵ１６の出力側に接続されて、リンス
液供給ノズル６に供給されるリンス液の流量が制御され
るようになっている。
【００３３】一方、上記膜厚センサ７は移動機構３６の
アーム３７の先端部に取り付けられている。アーム３７
の基端部は部材３８によりシリンダ３９のロッド３９ａ
に取り付けられている。この膜厚センサ７は、ウエハＷ
に非接触の状態でウエハＷ表面の酸化膜２の膜厚を検出
し得るセンサであって、例えば光学式膜厚計又は楕円偏
光計（elipsometer）を使用することができる。ここで
は、スピンチャック１上で膜厚センサ７により酸化膜２
の膜厚を検出するようにしているが、スピンチャック１
とは別の箇所で酸化膜２の膜厚を予め検出しておくよう
にしてもよい。
アーム３７の先端部に取り付けられている。アーム３７
の基端部は部材３８によりシリンダ３９のロッド３９ａ
に取り付けられている。この膜厚センサ７は、ウエハＷ
に非接触の状態でウエハＷ表面の酸化膜２の膜厚を検出
し得るセンサであって、例えば光学式膜厚計又は楕円偏
光計（elipsometer）を使用することができる。ここで
は、スピンチャック１上で膜厚センサ７により酸化膜２
の膜厚を検出するようにしているが、スピンチャック１
とは別の箇所で酸化膜２の膜厚を予め検出しておくよう
にしてもよい。
【００３４】上記のようにして膜厚センサ７によって検
出された検出情報（信号）は、制御手段例えばＣＰＵ１
６に送られ、このＣＰＵ１６において予め実験等によっ
て得られた酸化膜２のエッチングレート情報（設定エッ
チングレート）と比較演算処理されて、その出力信号が
上記モータ８、移動機構１０，１０ａ，３６及び流量制
御手段１３，４０に伝達されるようになっている。これ
により、スピンチャック１及びウエハＷの回転、処理液
供給ノズル４やリンス液供給ノズル６の移動速度及び処
理液供給量等が制御される。
出された検出情報（信号）は、制御手段例えばＣＰＵ１
６に送られ、このＣＰＵ１６において予め実験等によっ
て得られた酸化膜２のエッチングレート情報（設定エッ
チングレート）と比較演算処理されて、その出力信号が
上記モータ８、移動機構１０，１０ａ，３６及び流量制
御手段１３，４０に伝達されるようになっている。これ
により、スピンチャック１及びウエハＷの回転、処理液
供給ノズル４やリンス液供給ノズル６の移動速度及び処
理液供給量等が制御される。
【００３５】この場合、酸化膜２の膜厚はウエハ周辺部
より中心部の方が薄いすり鉢状に形成されているため、
特に処理液供給ノズル４の移動速度の制御が重要にな
る。そこで、処理液供給ノズル４の移動速度を制御する
には、次のような方法で行う。すなわち、酸化膜２の膜
厚は、図５に示すように、初期プロファイルがすり鉢状
に形成されるので、目標プロファイルにするためには、
各ポイントＰ1〜Ｐnごとにエッチング量Ｘ1〜Ｘnを除去
（エッチング）すればよい。なお、プロファイルとは、
膜厚を膜厚方向に切断したときの表面形状のことをい
う。ここで、特定温度、特定濃度の希フッ酸液におい
て、処理時間（ｔn）とエッチング量（Ｘn）との関係
は、Ｘn＝ｋ・ｔn……（１）となる。但し、ｋはエッチ
ングレートを表わす係数である。例えば熱酸化膜（Ｔｈ
−酸化膜）を希フッ酸液（５０％フッ酸液：純水＝１：
９９）を用いて２３．０℃（室温）でエッチングする場
合は、係数ｋは０．５Å／ｓｅｃである。
より中心部の方が薄いすり鉢状に形成されているため、
特に処理液供給ノズル４の移動速度の制御が重要にな
る。そこで、処理液供給ノズル４の移動速度を制御する
には、次のような方法で行う。すなわち、酸化膜２の膜
厚は、図５に示すように、初期プロファイルがすり鉢状
に形成されるので、目標プロファイルにするためには、
各ポイントＰ1〜Ｐnごとにエッチング量Ｘ1〜Ｘnを除去
（エッチング）すればよい。なお、プロファイルとは、
膜厚を膜厚方向に切断したときの表面形状のことをい
う。ここで、特定温度、特定濃度の希フッ酸液におい
て、処理時間（ｔn）とエッチング量（Ｘn）との関係
は、Ｘn＝ｋ・ｔn……（１）となる。但し、ｋはエッチ
ングレートを表わす係数である。例えば熱酸化膜（Ｔｈ
−酸化膜）を希フッ酸液（５０％フッ酸液：純水＝１：
９９）を用いて２３．０℃（室温）でエッチングする場
合は、係数ｋは０．５Å／ｓｅｃである。
【００３６】したがって、各ポイントを目標プロファイ
ルまでエッチングするのに要する時間ｔnは、ｔn＝Ｘn
／ｋ……（２）となる。ウエハＷのエッジ部は、処理開
始から処理終了まで常に処理液すなわちフッ酸液が存在
するため全処理時間はｔEとなる。ウエハエッジからポ
イントＰ1までの間のエッチング量の差ΔＸE，1をつけ
るには、ｔE−ｔ1の時間差をつければならない。言い換
えれば、ウエハエッジからポイントＰ1までの間をｔE−
ｔ1の時間で処理液供給ノズル４が移動すればΔＸE，1
のエッチング量の差がつく。
ルまでエッチングするのに要する時間ｔnは、ｔn＝Ｘn
／ｋ……（２）となる。ウエハＷのエッジ部は、処理開
始から処理終了まで常に処理液すなわちフッ酸液が存在
するため全処理時間はｔEとなる。ウエハエッジからポ
イントＰ1までの間のエッチング量の差ΔＸE，1をつけ
るには、ｔE−ｔ1の時間差をつければならない。言い換
えれば、ウエハエッジからポイントＰ1までの間をｔE−
ｔ1の時間で処理液供給ノズル４が移動すればΔＸE，1
のエッチング量の差がつく。
【００３７】したがって、ウエハエッジからポイントＰ
1までの間の距離をＬE,1とすると、処理液供給ノズル４
の移動速度ＶE，1は、 ＶE，1＝ＬE，1／（ｔE−ｔ1）となる。これに上記
（１）式を代入すると、 ＶE，1＝ｋ／ＬE，1／ΔＸE，1……（３）となり、 各ポイント間では、処理液供給ノズル４の移動速度Ｖ
n-1,nは、 Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／ΔＸE，1……（４）となる。 なお、測定ポイント数（速度変更ポイント数）は、多け
れば多い程平坦化の制御性が良くなる。
1までの間の距離をＬE,1とすると、処理液供給ノズル４
の移動速度ＶE，1は、 ＶE，1＝ＬE，1／（ｔE−ｔ1）となる。これに上記
（１）式を代入すると、 ＶE，1＝ｋ／ＬE，1／ΔＸE，1……（３）となり、 各ポイント間では、処理液供給ノズル４の移動速度Ｖ
n-1,nは、 Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／ΔＸE，1……（４）となる。 なお、測定ポイント数（速度変更ポイント数）は、多け
れば多い程平坦化の制御性が良くなる。
【００３８】上述した処理液供給ノズル４の移動速度
を、図６を参照して更に具体的に説明する。図６に示す
プロファイルをもつＣＶＤ酸化膜２を希フッ酸液（５０
％フッ酸液：純水＝１：９９）を用いて処理液温度＝２
３．０℃でエッチングし、９８０Åの平坦な面にする場
合、５０％フッ酸液：純水＝１：９９を用いて処理液温
度＝２３．０℃でエッチングし、酸化膜２を厚さ９８０
Åの均一な膜厚にする（表面を平均化する）ときは、エ
ッチングレートｋを４Å／ｓｅｃに設定する。この場
合、上記（４）式（Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／Δ
ＸE，1）を用いて各区間ごとに次のように処理液供給ノ
ズル４の移動速度及び移動所要時間が求まる。なお、ウ
エハＷのサイズは８インチ径である。
を、図６を参照して更に具体的に説明する。図６に示す
プロファイルをもつＣＶＤ酸化膜２を希フッ酸液（５０
％フッ酸液：純水＝１：９９）を用いて処理液温度＝２
３．０℃でエッチングし、９８０Åの平坦な面にする場
合、５０％フッ酸液：純水＝１：９９を用いて処理液温
度＝２３．０℃でエッチングし、酸化膜２を厚さ９８０
Åの均一な膜厚にする（表面を平均化する）ときは、エ
ッチングレートｋを４Å／ｓｅｃに設定する。この場
合、上記（４）式（Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／Δ
ＸE，1）を用いて各区間ごとに次のように処理液供給ノ
ズル４の移動速度及び移動所要時間が求まる。なお、ウ
エハＷのサイズは８インチ径である。
【００３９】 ＶE，1＝４×２５／３０＝３．３５ｍｍ／ｓｅｃ移動時間：７．５ｓｅｃ Ｖ1，2＝４×２５／１０＝１０ｍｍ／ｓｅｃ 移動時間：２．５ｓｅｃ Ｖ2，3＝４×２５／ ５＝２０ｍｍ／ｓｅｃ 移動時間：１．２５ｓｅｃ Ｖ3，C＝４×２５／ ５＝２０ｍｍ／ｓｅｃ 移動時間：１．２５ｓｅｃ 更に、処理液供給ノズル４をウエハＷの中心部の直上に
５秒間だけ停止させ、希フッ酸液を酸化膜２の全面に行
き渡らせ、全体を均等に２０Åエッチングする。
５秒間だけ停止させ、希フッ酸液を酸化膜２の全面に行
き渡らせ、全体を均等に２０Åエッチングする。
【００４０】上記処理液供給ノズル４の移動所要時間と
停止時間とを合計すると、エッチング処理に要する総所
要時間は、１７．５秒間である。
停止時間とを合計すると、エッチング処理に要する総所
要時間は、１７．５秒間である。
【００４１】次に、上記枚葉回転処理装置を用いた枚葉
回転処理方法の手順について図４を参照して説明する。
まず、酸化膜２の種類と処理液の成分と、温度とで規定
される酸化膜２のエッチングレートを予め設定しておく
（工程Ｓ1）。この設定エッチングレートはＣＰＵ１６
のメモリ部に格納される。
回転処理方法の手順について図４を参照して説明する。
まず、酸化膜２の種類と処理液の成分と、温度とで規定
される酸化膜２のエッチングレートを予め設定しておく
（工程Ｓ1）。この設定エッチングレートはＣＰＵ１６
のメモリ部に格納される。
【００４２】次に、酸化膜２形成面が上を向くようにウ
エハＷをスピンチャック１上に載置する（工程Ｓ2）。
膜厚センサ７をスキャンさせて酸化膜２の膜厚を少なく
ともウエハＷの周辺部と中心部とでそれぞれ検出し、そ
の検出信号をＣＰＵ１６に入力する（工程Ｓ3）。な
お、上記工程Ｓ2の前に別の場所で酸化膜２の膜厚を検
出しておき、その検出信号を予めＣＰＵ１６に送ってお
くようにしてもよい。
エハＷをスピンチャック１上に載置する（工程Ｓ2）。
膜厚センサ７をスキャンさせて酸化膜２の膜厚を少なく
ともウエハＷの周辺部と中心部とでそれぞれ検出し、そ
の検出信号をＣＰＵ１６に入力する（工程Ｓ3）。な
お、上記工程Ｓ2の前に別の場所で酸化膜２の膜厚を検
出しておき、その検出信号を予めＣＰＵ１６に送ってお
くようにしてもよい。
【００４３】次に、上記工程Ｓ1で設定しておいた酸化
膜２のエッチングレートと、上記工程Ｓ3で得られた膜
厚検出情報とに基づき処理液供給ノズル４の移動速度を
通過地点ごとに演算によりそれぞれ求める（工程Ｓ
4）。次いで、処理液供給ノズル４をウエハＷの周辺部
の上方に位置決めする（工程Ｓ5）。次いで、ＣＰＵ１
６はスピンチャック１に指令信号を送り、ウエハＷを約
３００ｒｐｍの回転速度で回転させる（工程Ｓ6）。
膜２のエッチングレートと、上記工程Ｓ3で得られた膜
厚検出情報とに基づき処理液供給ノズル４の移動速度を
通過地点ごとに演算によりそれぞれ求める（工程Ｓ
4）。次いで、処理液供給ノズル４をウエハＷの周辺部
の上方に位置決めする（工程Ｓ5）。次いで、ＣＰＵ１
６はスピンチャック１に指令信号を送り、ウエハＷを約
３００ｒｐｍの回転速度で回転させる（工程Ｓ6）。
【００４４】ウエハＷの回転中に酸化膜２に向けて処理
液供給ノズル４から処理液３の吐出供給を開始する（工
程Ｓ7）。ＣＰＵ１６は移動機構１０に指令信号を送
り、処理液供給ノズル４の移動速度を制御する。このと
き、処理液供給ノズル４を上記工程Ｓ4で求めた各通過
地点ごとの移動速度となるように処理液供給ノズル４の
移動速度を制御しながら、処理液供給ノズル４をウエハ
Ｗの周辺部から中心部に向けてスキャン移動させる（工
程Ｓ8）。このスキャン移動中に吐出供給された処理液
３により酸化膜２はエッチングされ、酸化膜２の表面は
平坦化される。ウエハＷの中心部の上方に処理液供給ノ
ズル４を停止させ、更に５秒間だけ酸化膜２を全面エッ
チングする（工程Ｓ9）。
液供給ノズル４から処理液３の吐出供給を開始する（工
程Ｓ7）。ＣＰＵ１６は移動機構１０に指令信号を送
り、処理液供給ノズル４の移動速度を制御する。このと
き、処理液供給ノズル４を上記工程Ｓ4で求めた各通過
地点ごとの移動速度となるように処理液供給ノズル４の
移動速度を制御しながら、処理液供給ノズル４をウエハ
Ｗの周辺部から中心部に向けてスキャン移動させる（工
程Ｓ8）。このスキャン移動中に吐出供給された処理液
３により酸化膜２はエッチングされ、酸化膜２の表面は
平坦化される。ウエハＷの中心部の上方に処理液供給ノ
ズル４を停止させ、更に５秒間だけ酸化膜２を全面エッ
チングする（工程Ｓ9）。
【００４５】その後、処理液供給ノズル４からの処理液
３の吐出を停止し、処理液供給ノズル４を退避させる
（工程Ｓ10）。次いで、リンス液供給ノズル６をウエハ
Ｗの周辺部から中心部に向けて移動させながらリンス液
例えば純水５をウエハＷにかけ、処理液３を酸化膜２か
ら洗い流す（工程Ｓ11）。なお、処理液供給ノズル４の
退避中にリンス工程Ｓ11を開始するようにしてもよい。
この洗浄終了後、ウエハＷを乾燥し（工程Ｓ12）、その
後、ウエハＷをスピンチャック１上から搬出する（工程
Ｓ13）。
３の吐出を停止し、処理液供給ノズル４を退避させる
（工程Ｓ10）。次いで、リンス液供給ノズル６をウエハ
Ｗの周辺部から中心部に向けて移動させながらリンス液
例えば純水５をウエハＷにかけ、処理液３を酸化膜２か
ら洗い流す（工程Ｓ11）。なお、処理液供給ノズル４の
退避中にリンス工程Ｓ11を開始するようにしてもよい。
この洗浄終了後、ウエハＷを乾燥し（工程Ｓ12）、その
後、ウエハＷをスピンチャック１上から搬出する（工程
Ｓ13）。
【００４６】なお、ウエハＷの回転数と処理液供給ノズ
ル４の移動速度との関係を調べたところ、酸化膜２の初
期の膜厚レンジ（酸化膜２の膜厚の最大値と最小値との
差分）が４１Åである場合、ウエハＷの回転数を一定
（３００ｒｐｍ）として、処理液供給ノズル４の移動速
度を２０ｍｍ／ｓｅｃ，４０ｍｍ／ｓｅｃ及び１００ｍ
ｍ／ｓｅｃの場合の残存膜厚を調べたところ、図７に示
すように、ノズル移動速度が２０ｍｍ／ｓｅｃのときに
膜厚レンジは３１Åであり、エッチング量が１０Åと最
適であることが判った。なお，ノズル移動速度が４０ｍ
ｍ／ｓｅｃのときに膜厚レンジは３３Åとなり、ノズル
移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃのときに膜厚レンジは３
８Åとなった。
ル４の移動速度との関係を調べたところ、酸化膜２の初
期の膜厚レンジ（酸化膜２の膜厚の最大値と最小値との
差分）が４１Åである場合、ウエハＷの回転数を一定
（３００ｒｐｍ）として、処理液供給ノズル４の移動速
度を２０ｍｍ／ｓｅｃ，４０ｍｍ／ｓｅｃ及び１００ｍ
ｍ／ｓｅｃの場合の残存膜厚を調べたところ、図７に示
すように、ノズル移動速度が２０ｍｍ／ｓｅｃのときに
膜厚レンジは３１Åであり、エッチング量が１０Åと最
適であることが判った。なお，ノズル移動速度が４０ｍ
ｍ／ｓｅｃのときに膜厚レンジは３３Åとなり、ノズル
移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃのときに膜厚レンジは３
８Åとなった。
【００４７】また、処理液供給ノズル４の移動速度を２
０ｍｍ／ｓｅｃとしてウエハの回転速度を６０ｒｐｍ，
３００ｒｐｍ，１２００ｒｐｍ，２４００ｒｐｍ及び３
６００ｒｐｍと変え上記と同様に膜厚レンジを調べたと
ころ、図８に示すように、ウエハＷの回転数が３００ｒ
ｐｍのときに膜厚レンジは３１Åとなり、エッチング量
が最適であることが判った。なお、ウエハ回転数が６０
ｒｐｍのときに膜厚レンジは３８Åとなり、ウエハ回転
数が１２００ｒｐｍのときに膜厚レンジは３３Åとな
り、ウエハ回転数が２４００ｒｐｍのときに膜厚レンジ
は３５Åとなり、ウエハ回転数が３６００ｒｐｍのとき
に膜厚レンジは４４Åとなった。
０ｍｍ／ｓｅｃとしてウエハの回転速度を６０ｒｐｍ，
３００ｒｐｍ，１２００ｒｐｍ，２４００ｒｐｍ及び３
６００ｒｐｍと変え上記と同様に膜厚レンジを調べたと
ころ、図８に示すように、ウエハＷの回転数が３００ｒ
ｐｍのときに膜厚レンジは３１Åとなり、エッチング量
が最適であることが判った。なお、ウエハ回転数が６０
ｒｐｍのときに膜厚レンジは３８Åとなり、ウエハ回転
数が１２００ｒｐｍのときに膜厚レンジは３３Åとな
り、ウエハ回転数が２４００ｒｐｍのときに膜厚レンジ
は３５Åとなり、ウエハ回転数が３６００ｒｐｍのとき
に膜厚レンジは４４Åとなった。
【００４８】上記図７及び図８に示す結果から明らかな
ように、酸化膜２の膜厚差が１０Åの場合には、ウエハ
Ｗの回転数を３００ｒｐｍとし、処理液供給ノズル４の
移動速度を２０ｍｍ／ｓｅｃとすることにより、酸化膜
２の表面を平坦にすることができる。
ように、酸化膜２の膜厚差が１０Åの場合には、ウエハ
Ｗの回転数を３００ｒｐｍとし、処理液供給ノズル４の
移動速度を２０ｍｍ／ｓｅｃとすることにより、酸化膜
２の表面を平坦にすることができる。
【００４９】◎第二実施形態 図９はこの発明に係る枚葉回転処理装置の第二実施形態
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【００５０】第二実施形態は、上記第一実施形態におけ
る処理液供給ノズル４をウエハＷの中心部から周辺部に
移動させつつ処理液例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）を吐出
供給させてすり鉢状の処理膜例えば酸化膜２を平坦化す
るようにした場合である。
る処理液供給ノズル４をウエハＷの中心部から周辺部に
移動させつつ処理液例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）を吐出
供給させてすり鉢状の処理膜例えば酸化膜２を平坦化す
るようにした場合である。
【００５１】次に、第二実施形態の枚葉回転処理装置を
用いてウエハＷ表面に形成されたすり鉢状の酸化膜２を
平坦化する手順について図９ないし図１２を参照して説
明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と
重複する部分の説明は省略する。
用いてウエハＷ表面に形成されたすり鉢状の酸化膜２を
平坦化する手順について図９ないし図１２を参照して説
明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と
重複する部分の説明は省略する。
【００５２】第二実施形態における工程Ｓ1からＳ4まで
は上記第一実施形態と同じである。工程Ｓ4後に処理液
供給ノズル４をウエハＷの中心部の上方に位置決めする
（工程Ｓ5）。次いで、ＣＰＵ１６はスピンチャック１
に指令信号を送り、ウエハＷを約３００ｒｐｍの回転速
度で回転させる（工程Ｓ6）。
は上記第一実施形態と同じである。工程Ｓ4後に処理液
供給ノズル４をウエハＷの中心部の上方に位置決めする
（工程Ｓ5）。次いで、ＣＰＵ１６はスピンチャック１
に指令信号を送り、ウエハＷを約３００ｒｐｍの回転速
度で回転させる（工程Ｓ6）。
【００５３】ウエハＷの回転中に酸化膜２に向けて処理
液供給ノズル４から処理液３の吐出供給を開始する（工
程Ｓ7）。ＣＰＵ１６は移動機構１０に指令信号を送
り、処理液供給ノズル４の移動速度を制御する。このと
き、処理液供給ノズル４を上記工程Ｓ4で求めた各通過
地点ごとの移動速度となるように処理液供給ノズル４の
移動速度を制御しながら、処理液供給ノズル４をウエハ
Ｗの中心部から周辺部に向けてスキャン移動させる（工
程Ｓ8）。
液供給ノズル４から処理液３の吐出供給を開始する（工
程Ｓ7）。ＣＰＵ１６は移動機構１０に指令信号を送
り、処理液供給ノズル４の移動速度を制御する。このと
き、処理液供給ノズル４を上記工程Ｓ4で求めた各通過
地点ごとの移動速度となるように処理液供給ノズル４の
移動速度を制御しながら、処理液供給ノズル４をウエハ
Ｗの中心部から周辺部に向けてスキャン移動させる（工
程Ｓ8）。
【００５４】この場合、酸化膜２の膜厚はウエハ周辺部
より中心部の方が薄いため、特に処理液供給ノズル４の
移動速度の制御が重要になる。そこで、処理液供給ノズ
ル４の移動速度を制御するには、次のような方法で行な
う。
より中心部の方が薄いため、特に処理液供給ノズル４の
移動速度の制御が重要になる。そこで、処理液供給ノズ
ル４の移動速度を制御するには、次のような方法で行な
う。
【００５５】図１０に示すように、酸化膜２の初期プロ
ファイルはウエハ周辺部より中心部に向けて緩やかに傾
斜する下降スロープ（すり鉢状）をなしている。このよ
うなすり鉢状プロファイルを平坦な目標プロファイルに
するためには、各ポイントＰ1〜Ｐnごとにエッチング量
Ｘ1〜Ｘnを除去すればよい。ここで、特定温度、特定濃
度の処理液例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）において、処理
時間ｔnとエッチング量Ｘnとの関係は、Ｘn＝ｋ・ｔn…
…（５）となる。但し、ｋはエッチングレートを表わす
係数である。例えば熱酸化膜（Ｔｈ−酸化膜）を希フッ
酸液（５０％フッ酸液：純水＝１：９９）を用いて２
３．０℃（室温）でエッチングする場合は、係数ｋは
０．５Å／ｓｅｃである。
ファイルはウエハ周辺部より中心部に向けて緩やかに傾
斜する下降スロープ（すり鉢状）をなしている。このよ
うなすり鉢状プロファイルを平坦な目標プロファイルに
するためには、各ポイントＰ1〜Ｐnごとにエッチング量
Ｘ1〜Ｘnを除去すればよい。ここで、特定温度、特定濃
度の処理液例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）において、処理
時間ｔnとエッチング量Ｘnとの関係は、Ｘn＝ｋ・ｔn…
…（５）となる。但し、ｋはエッチングレートを表わす
係数である。例えば熱酸化膜（Ｔｈ−酸化膜）を希フッ
酸液（５０％フッ酸液：純水＝１：９９）を用いて２
３．０℃（室温）でエッチングする場合は、係数ｋは
０．５Å／ｓｅｃである。
【００５６】したがって、各ポイントＰnを目標プロフ
ァイルまでエッチングするのに要する時間ｔnは、ｔn＝
Ｘn／ｋ……（６−１）となる。ウエハＷのエッジ部
は、処理開始から処理終了まで常に処理液すなわちフッ
酸液が存在するため全処理時間はｔEとなる。ウエハ中
心からポイントＰ1までの間のエッチング量の差ΔＸ
C，1をつけるには、ｔC−ｔ1の時間差をつければならな
い。言い換えれば、ウエハ中心からポイントＰ1までの
間をｔC−ｔ1の時間で処理液供給ノズル４が移動すれば
ΔＸC，1のエッチング量の差がつく。
ァイルまでエッチングするのに要する時間ｔnは、ｔn＝
Ｘn／ｋ……（６−１）となる。ウエハＷのエッジ部
は、処理開始から処理終了まで常に処理液すなわちフッ
酸液が存在するため全処理時間はｔEとなる。ウエハ中
心からポイントＰ1までの間のエッチング量の差ΔＸ
C，1をつけるには、ｔC−ｔ1の時間差をつければならな
い。言い換えれば、ウエハ中心からポイントＰ1までの
間をｔC−ｔ1の時間で処理液供給ノズル４が移動すれば
ΔＸC，1のエッチング量の差がつく。
【００５７】したがって、ウエハ中心からポイントＰ1
までの間の距離をＬC,1とすると、処理液供給ノズル４
の移動速度ＶC，1は、 ＶC，1＝ＬC，1／（ｔC−ｔ1）…（６−２）となる。こ
れに上記（５）式を代入すると、 ＶC，1＝ｋ／ＬC，1／ΔＸC，1……（７）となり、 各ポイント間では、処理液供給ノズル４の移動速度Ｖ
n-1,nは、 Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／ΔＸC，1……（８）となる。 なお、測定ポイント数（速度変更ポイント数）は、多け
れば多い程平坦化の制御性が良くなる。
までの間の距離をＬC,1とすると、処理液供給ノズル４
の移動速度ＶC，1は、 ＶC，1＝ＬC，1／（ｔC−ｔ1）…（６−２）となる。こ
れに上記（５）式を代入すると、 ＶC，1＝ｋ／ＬC，1／ΔＸC，1……（７）となり、 各ポイント間では、処理液供給ノズル４の移動速度Ｖ
n-1,nは、 Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／ΔＸC，1……（８）となる。 なお、測定ポイント数（速度変更ポイント数）は、多け
れば多い程平坦化の制御性が良くなる。
【００５８】上述した処理液供給ノズル４の移動速度
を、図１１を参照して更に具体的に説明する。図１１に
示すプロファイルをもつＣＶＤ酸化膜２を希フッ酸液
（５０％フッ酸液：純水＝１：９９）を用いて処理液温
度＝２３．０℃でエッチングし、酸化膜２を厚さ９８０
Åの均一な膜厚にする（表面を平均化する）ときは、エ
ッチングレートｋを４Å／ｓｅｃに設定する。この場
合、上記（８）式（Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／Δ
ＸC，1）を用いて各区間ごとに次のように処理液供給ノ
ズル４の移動速度及び移動所要時間が求まる。なお、ウ
エハＷのサイズは８インチ径である。
を、図１１を参照して更に具体的に説明する。図１１に
示すプロファイルをもつＣＶＤ酸化膜２を希フッ酸液
（５０％フッ酸液：純水＝１：９９）を用いて処理液温
度＝２３．０℃でエッチングし、酸化膜２を厚さ９８０
Åの均一な膜厚にする（表面を平均化する）ときは、エ
ッチングレートｋを４Å／ｓｅｃに設定する。この場
合、上記（８）式（Ｖn-1，n＝ｋ・Ｌn-1，n／Δ
ＸC，1）を用いて各区間ごとに次のように処理液供給ノ
ズル４の移動速度及び移動所要時間が求まる。なお、ウ
エハＷのサイズは８インチ径である。
【００５９】 ＶC，1＝４×２５／３０＝２０ｍｍ／ｓｅｃ 移動時間：１．２５ｓｅｃ Ｖ1，2＝４×２５／１０＝２０ｍｍ／ｓｅｃ 移動時間：１．２５ｓｅｃ Ｖ2，3＝４×２５／ ５＝１０ｍｍ／ｓｅｃ 移動時間：２．５ｓｅｃ Ｖ3，E＝４×２５／ ５＝３．３５ｍｍ／ｓｅｃ移動時間：７．５ｓｅｃ 処理液供給ノズル４がウエハエッジの上方位置に到達す
ると、処理液供給ノズル４からの処理液の吐出を停止さ
せ、処理液供給ノズル４をウエハ中心の上方位置に戻
す。そして、処理液供給ノズル４をウエハ中心部の直上
に停止させ（工程Ｓ9）、処理液供給ノズル４から５秒
間だけ処理液を吐出させ、更に、全体を均等に２０Åエ
ッチングする（工程Ｓ10）。
ると、処理液供給ノズル４からの処理液の吐出を停止さ
せ、処理液供給ノズル４をウエハ中心の上方位置に戻
す。そして、処理液供給ノズル４をウエハ中心部の直上
に停止させ（工程Ｓ9）、処理液供給ノズル４から５秒
間だけ処理液を吐出させ、更に、全体を均等に２０Åエ
ッチングする（工程Ｓ10）。
【００６０】上記処理液供給ノズル４の移動所要時間と
停止時間とを合計すると、エッチング処理に要する総所
要時間は、１７．５秒間である。なお、第二実施形態に
おいて、工程Ｓ11から工程Ｓ13までは上記第一実施形態
と同じであるので、説明は省略する。
停止時間とを合計すると、エッチング処理に要する総所
要時間は、１７．５秒間である。なお、第二実施形態に
おいて、工程Ｓ11から工程Ｓ13までは上記第一実施形態
と同じであるので、説明は省略する。
【００６１】◎第三実施形態 図１３はこの発明に係る枚葉回転処理装置の第三実施形
態を示す概略断面図、図１４はその要部の平面図であ
る。
態を示す概略断面図、図１４はその要部の平面図であ
る。
【００６２】第三実施形態は、中心部が***した山形状
の処理膜２Ａを平坦化するようにした場合である。第三
実施形態の枚葉回転処理装置は、ウエハＷを回転可能に
保持する保持手段例えばスピンチャック１と、このスピ
ンチャック１にて保持されたウエハＷの表面に形成され
た処理膜例えば酸化膜２Ａの中心部に向かって処理液３
例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）を供給する処理液供給ノズ
ル４（処理液供給手段）と、ウエハＷの周辺部側に処理
液３の希釈液５ａ例えば純水を供給する希釈液供給ノズ
ル１７（希釈液供給手段）と、酸化膜２Ａの膜厚を検出
する膜厚センサ７とを具備してなる。また、膜厚センサ
７によって検出された検出信号を上記第一実施形態と同
様にＣＰＵ１６に送り、ＣＰＵ１６にて予め記憶された
処理膜エッチングレート情報と比較演算処理された制御
信号によって希釈液供給ノズル１７にチューブ１１ｂを
介して接続する希釈液供給源例えば希釈液収容タンク１
８からの希釈液５ａの供給量を制御する例えばダイアフ
ラムポンプ等の流量制御手段１３Ａを制御し得るように
構成されている。
の処理膜２Ａを平坦化するようにした場合である。第三
実施形態の枚葉回転処理装置は、ウエハＷを回転可能に
保持する保持手段例えばスピンチャック１と、このスピ
ンチャック１にて保持されたウエハＷの表面に形成され
た処理膜例えば酸化膜２Ａの中心部に向かって処理液３
例えば希フッ酸液（ＤＨＦ）を供給する処理液供給ノズ
ル４（処理液供給手段）と、ウエハＷの周辺部側に処理
液３の希釈液５ａ例えば純水を供給する希釈液供給ノズ
ル１７（希釈液供給手段）と、酸化膜２Ａの膜厚を検出
する膜厚センサ７とを具備してなる。また、膜厚センサ
７によって検出された検出信号を上記第一実施形態と同
様にＣＰＵ１６に送り、ＣＰＵ１６にて予め記憶された
処理膜エッチングレート情報と比較演算処理された制御
信号によって希釈液供給ノズル１７にチューブ１１ｂを
介して接続する希釈液供給源例えば希釈液収容タンク１
８からの希釈液５ａの供給量を制御する例えばダイアフ
ラムポンプ等の流量制御手段１３Ａを制御し得るように
構成されている。
【００６３】この場合、希釈液供給ノズル１７は、図１
４に示すように、ノズル移動機構４０のアーム４１の先
端部に取り付けられている。アーム４１の基端部はモー
タ４２の駆動軸に取り付けられている。ノズル移動機構
４０は上記ＣＰＵ１６からの指令を受けてモータ４２を
駆動させ、これによりアーム４１がウエハＷの上方でＺ
軸回りに旋回し、希釈液供給ノズル１７がウエハＷの周
辺部から中心部に向けて曲線移動するように構成されて
いる。
４に示すように、ノズル移動機構４０のアーム４１の先
端部に取り付けられている。アーム４１の基端部はモー
タ４２の駆動軸に取り付けられている。ノズル移動機構
４０は上記ＣＰＵ１６からの指令を受けてモータ４２を
駆動させ、これによりアーム４１がウエハＷの上方でＺ
軸回りに旋回し、希釈液供給ノズル１７がウエハＷの周
辺部から中心部に向けて曲線移動するように構成されて
いる。
【００６４】なお、第三実施形態において、その他の部
分は上記第一及び第二実施形態と同じであるので、同一
部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
分は上記第一及び第二実施形態と同じであるので、同一
部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６５】次に、上記のように構成される第三実施形
態の枚葉回転処理装置を用いてウエハＷ表面に形成され
た酸化膜２を平坦化する手順について図１５を参照して
説明する。まず、上記第一実施形態と同様に、酸化膜２
Ａの種類と、処理液の成分と、温度とで規定される酸化
膜２Ａのエッチングレートを予め設定しておく（工程Ｓ
21）。この設定エッチングレートはＣＰＵ１６のメモリ
部に格納される。
態の枚葉回転処理装置を用いてウエハＷ表面に形成され
た酸化膜２を平坦化する手順について図１５を参照して
説明する。まず、上記第一実施形態と同様に、酸化膜２
Ａの種類と、処理液の成分と、温度とで規定される酸化
膜２Ａのエッチングレートを予め設定しておく（工程Ｓ
21）。この設定エッチングレートはＣＰＵ１６のメモリ
部に格納される。
【００６６】次に、酸化膜２Ａ形成面が上を向くように
ウエハＷをスピンチャック１上に載置する（工程Ｓ2
2）。膜厚センサ７をスキャンさせて酸化膜２Ａの膜厚
を少なくともウエハＷの周辺部と中心部とでそれぞれ検
出し、その検出信号をＣＰＵ１６に入力する（工程Ｓ2
3）。なお、上記工程Ｓ22の前に装置とは別の場所で酸
化膜２Ａの膜厚を検出しておき、その検出信号を予めＣ
ＰＵ１６に送っておくようにしてもよい。
ウエハＷをスピンチャック１上に載置する（工程Ｓ2
2）。膜厚センサ７をスキャンさせて酸化膜２Ａの膜厚
を少なくともウエハＷの周辺部と中心部とでそれぞれ検
出し、その検出信号をＣＰＵ１６に入力する（工程Ｓ2
3）。なお、上記工程Ｓ22の前に装置とは別の場所で酸
化膜２Ａの膜厚を検出しておき、その検出信号を予めＣ
ＰＵ１６に送っておくようにしてもよい。
【００６７】次に、上記工程Ｓ21で設定しておいた酸化
膜２Ａのエッチングレートと、上記工程Ｓ23で得られた
膜厚検出情報とに基づき希釈液供給ノズル１７の移動速
度を通過地点ごとに演算によりそれぞれ求める（工程Ｓ
24）。次いで、処理液供給ノズル４をウエハＷの周辺部
の上方に位置決めすると共に、希釈液供給ノズル１７を
ウエハＷの周辺部の上方に位置決めする（工程Ｓ25）。
次いで、ＣＰＵ１６はスピンチャック１に指令信号を送
り、ウエハＷを約３００ｒｐｍの回転速度で回転させる
（工程Ｓ26）。
膜２Ａのエッチングレートと、上記工程Ｓ23で得られた
膜厚検出情報とに基づき希釈液供給ノズル１７の移動速
度を通過地点ごとに演算によりそれぞれ求める（工程Ｓ
24）。次いで、処理液供給ノズル４をウエハＷの周辺部
の上方に位置決めすると共に、希釈液供給ノズル１７を
ウエハＷの周辺部の上方に位置決めする（工程Ｓ25）。
次いで、ＣＰＵ１６はスピンチャック１に指令信号を送
り、ウエハＷを約３００ｒｐｍの回転速度で回転させる
（工程Ｓ26）。
【００６８】ウエハＷの回転中に酸化膜２Ａに向けて処
理液供給ノズル４から処理液３の吐出供給を開始する
（工程Ｓ27）。更に、ウエハＷの回転中に酸化膜２Ａに
向けて希釈液供給ノズル１７から希釈液５ａの吐出供給
を開始すると共に、希釈液供給ノズル１７のスキャン移
動を開始する（工程Ｓ28）。このとき、ＣＰＵ１６は流
量制御手段１３，１３Ａに指令信号を送り、処理液又は
希釈液の少なくとも一方の供給量を膜厚に応じて制御し
てして供給する。また、ＣＰＵ１６は移動機構４０に指
令信号を送り、希釈液供給ノズル１７の移動速度を制御
する。この時、希釈液供給ノズル１７を上記工程Ｓ24で
求めた各通過地点ごとの移動速度となるように希釈液供
給ノズル１７の移動速度を制御しながら、希釈液供給ノ
ズル１７をウエハＷの周辺部から中心部に向けてスキャ
ン移動させる。この希釈液供給ノズル１７のスキャン移
動中においても処理液供給ノズル４からは酸化膜２Ａに
向けて一定量の処理液たる希フッ酸液が吐出供給され続
けており、これにより酸化膜２Ａはエッチングされる。
処理液３はウエハ周縁部の方から希釈液例えば純水５ａ
と混合し始め、希釈される濃度が薄められるので、エッ
チングレートはウエハ中心部よりもウエハ周辺部の方が
小さくなる。このため、エッチング量はウエハ周辺部よ
りもウエハ中心部の方が大きくなり、酸化膜２Ａの山形
状プロファイルが改善され、酸化膜２Ａの表面は平坦化
する。
理液供給ノズル４から処理液３の吐出供給を開始する
（工程Ｓ27）。更に、ウエハＷの回転中に酸化膜２Ａに
向けて希釈液供給ノズル１７から希釈液５ａの吐出供給
を開始すると共に、希釈液供給ノズル１７のスキャン移
動を開始する（工程Ｓ28）。このとき、ＣＰＵ１６は流
量制御手段１３，１３Ａに指令信号を送り、処理液又は
希釈液の少なくとも一方の供給量を膜厚に応じて制御し
てして供給する。また、ＣＰＵ１６は移動機構４０に指
令信号を送り、希釈液供給ノズル１７の移動速度を制御
する。この時、希釈液供給ノズル１７を上記工程Ｓ24で
求めた各通過地点ごとの移動速度となるように希釈液供
給ノズル１７の移動速度を制御しながら、希釈液供給ノ
ズル１７をウエハＷの周辺部から中心部に向けてスキャ
ン移動させる。この希釈液供給ノズル１７のスキャン移
動中においても処理液供給ノズル４からは酸化膜２Ａに
向けて一定量の処理液たる希フッ酸液が吐出供給され続
けており、これにより酸化膜２Ａはエッチングされる。
処理液３はウエハ周縁部の方から希釈液例えば純水５ａ
と混合し始め、希釈される濃度が薄められるので、エッ
チングレートはウエハ中心部よりもウエハ周辺部の方が
小さくなる。このため、エッチング量はウエハ周辺部よ
りもウエハ中心部の方が大きくなり、酸化膜２Ａの山形
状プロファイルが改善され、酸化膜２Ａの表面は平坦化
する。
【００６９】上記のようにして希釈液供給ノズル１７を
ウエハ中心部へ向けて移動した後、ウエハ中心部の上方
にて希釈液供給ノズル１７の移動を停止させる（工程Ｓ
29）。更に、５秒間だけ処理液供給ノズル４から処理液
３を吐出させ続けて、酸化膜２Ａを全面エッチングす
る。
ウエハ中心部へ向けて移動した後、ウエハ中心部の上方
にて希釈液供給ノズル１７の移動を停止させる（工程Ｓ
29）。更に、５秒間だけ処理液供給ノズル４から処理液
３を吐出させ続けて、酸化膜２Ａを全面エッチングす
る。
【００７０】次に、処理液供給ノズル４からの処理液３
の吐出を停止し、処理液供給ノズル４を退避させる（工
程Ｓ30）。次いで、リンス液供給ノズル６をウエハＷの
周辺部から中心部に向けて移動させながらリンス液例え
ば純水５をウエハＷにかけ、処理液３を酸化膜２Ａから
洗い流す（工程Ｓ31）。なお、処理液供給ノズル４の退
避中にリンス工程Ｓ31を開始するようにしてもよい。こ
の洗浄後、ウエハＷを乾燥し（工程Ｓ32）、その後、ウ
エハＷをスピンチャック１上から搬出する（工程Ｓ3
3）。
の吐出を停止し、処理液供給ノズル４を退避させる（工
程Ｓ30）。次いで、リンス液供給ノズル６をウエハＷの
周辺部から中心部に向けて移動させながらリンス液例え
ば純水５をウエハＷにかけ、処理液３を酸化膜２Ａから
洗い流す（工程Ｓ31）。なお、処理液供給ノズル４の退
避中にリンス工程Ｓ31を開始するようにしてもよい。こ
の洗浄後、ウエハＷを乾燥し（工程Ｓ32）、その後、ウ
エハＷをスピンチャック１上から搬出する（工程Ｓ3
3）。
【００７１】なお、上記実施形態では、希釈液５ａが純
水である場合について説明したが、この代わりとして、
ウエハ中心部に供給される処理液例えば希フッ酸液３の
濃度より低い濃度の薬液を用いるようにしてもよい。
水である場合について説明したが、この代わりとして、
ウエハ中心部に供給される処理液例えば希フッ酸液３の
濃度より低い濃度の薬液を用いるようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、上記のように構成されているので、以下のような優
れた効果が得られる。
ば、上記のように構成されているので、以下のような優
れた効果が得られる。
【００７３】１）請求項１ないし４又は１８記載の発明
によれば、膜厚検出手段によって処理膜の膜厚を検出
し、その検出信号に基づいて処理液供給手段を、回転す
る被処理体の外周部から中心部へ移動、あるいは逆に中
心部から外周部へ移動させて被処理膜上に処理液を供給
することにより、処理膜を平坦化することができ、特
に、膜厚がすり鉢状に形成される場合に好適である。こ
の場合、処理膜の膜厚に応じて処理液供給手段の移動速
度を制御することにより、更に膜厚の均一化を図ること
ができる。
によれば、膜厚検出手段によって処理膜の膜厚を検出
し、その検出信号に基づいて処理液供給手段を、回転す
る被処理体の外周部から中心部へ移動、あるいは逆に中
心部から外周部へ移動させて被処理膜上に処理液を供給
することにより、処理膜を平坦化することができ、特
に、膜厚がすり鉢状に形成される場合に好適である。こ
の場合、処理膜の膜厚に応じて処理液供給手段の移動速
度を制御することにより、更に膜厚の均一化を図ること
ができる。
【００７４】２）請求項１２又は２０，２１記載の発明
によれば、被処理体を回転させた状態で、被処理体の中
心部上方から処理液を供給し、被処理体の周辺部に処理
液の希釈液を供給すると共に、希釈液供給手段を被処理
体の中心部に向けて移動することにより、処理膜を平坦
化することができ、特に、膜厚の中心部が***した山形
状に形成される場合に好適である。この場合、処理膜膜
厚を検出し、その検出信号に基づいて処理液又は希釈液
の少なくとも一方の供給量を制御させると共に、希釈液
供給手段の移動を制御することにより、更に膜厚の均一
化を図ることができる。
によれば、被処理体を回転させた状態で、被処理体の中
心部上方から処理液を供給し、被処理体の周辺部に処理
液の希釈液を供給すると共に、希釈液供給手段を被処理
体の中心部に向けて移動することにより、処理膜を平坦
化することができ、特に、膜厚の中心部が***した山形
状に形成される場合に好適である。この場合、処理膜膜
厚を検出し、その検出信号に基づいて処理液又は希釈液
の少なくとも一方の供給量を制御させると共に、希釈液
供給手段の移動を制御することにより、更に膜厚の均一
化を図ることができる。
【図１】この発明に係る枚葉回転処理装置の第一実施形
態を示す概略断面図である。
態を示す概略断面図である。
【図２】図１の要部を示す断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】第一実施形態の枚葉回転処理方法の手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】第一実施形態における処理膜のプロファイルを
示す要部断面図である。
示す要部断面図である。
【図６】図５に示す処理膜の具体的なプロファイルを示
す要部断面図である。
す要部断面図である。
【図７】この発明における処理液供給手段の移動速度に
対する処理膜のエッチング量（膜厚レンジ）を示すグラ
フである。
対する処理膜のエッチング量（膜厚レンジ）を示すグラ
フである。
【図８】この発明における被処理体の回転数に対する処
理膜のエッチング量（膜厚レンジ）を示すグラフであ
る。
理膜のエッチング量（膜厚レンジ）を示すグラフであ
る。
【図９】この発明に係る枚葉回転処理装置の第二実施形
態を示す概略断面図である。
態を示す概略断面図である。
【図１０】第二実施形態における処理膜のプロファイル
を示す要部断面図である。
を示す要部断面図である。
【図１１】図１０に示す処理膜の具体的なプロファイル
を示す要部断面図である。
を示す要部断面図である。
【図１２】第二実施形態の枚葉回転処理方法の手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１３】この発明に係る枚葉回転処理装置の第三実施
形態を示す概略断面図である。
形態を示す概略断面図である。
【図１４】図１３の要部を示す平面図である。
【図１５】第三実施形態の枚葉回転処理方法の手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） １ スピンチャック（保持手段） ２，２Ａ 酸化膜（処理膜） ３ 処理液 ４ 処理液供給ノズル（処理液供給手段） ５ａ 希釈液 ７ 膜厚センサ（膜厚検出手段） １０ 処理液供給手段の移動機構 １３ 処理液の流量制御手段 １３Ａ 希釈液の流量制御手段 １６ ＣＰＵ（制御手段） １７ 希釈液供給ノズル（希釈液供給手段） ４０ 希釈液供給手段の移動機構
フロントページの続き (72)発明者 工藤 裕幸 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社菊陽事業所 内 (72)発明者 米水 昭 熊本県菊池郡菊陽町津久礼2655番地 東 京エレクトロン九州株式会社菊陽事業所 内 (56)参考文献 特開 昭58−46643（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−22428（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−287922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−77425（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−84882（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−97151（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−138440（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304,21/306,21/308
Claims (21)
- 【請求項１】 処理膜が形成された被処理体を回転しつ
つ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して処
理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも被処理体の外周部と中心
部とでそれぞれ検出し、その検出信号に基づいて上記処
理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から中心部へ
移動させるようにした、ことを特徴とする枚葉回転処理
方法。 - 【請求項２】 処理膜が形成された被処理体を回転しつ
つ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して処
理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも被処理体の外周部と中心
部とでそれぞれ検出し、その検出信号に基づいて上記処
理液の供給手段を、上記被処理体の中心部から外周部へ
移動させるようにした、ことを特徴とする枚葉回転処理
方法。 - 【請求項３】 処理膜が形成された被処理体を回転しつ
つ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して処
理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、 上記被処理体の回転を一定にし、上記検出工程で得られ
た膜厚検出情報に 基づいて上記処理液の供給手段を、上
記被処理体の外周部から中心部へ移動速度を可変にして
移動させるようにする工程と、 を有する ことを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項４】 処理膜が形成された被処理体を回転しつ
つ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して処
理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、 上記被処理体の回転を一定にし、上記検出工程で得られ
た膜厚検出情報に 基づいて上記処理液の供給手段を、上
記被処理体の中心部から外周部へ移動速度を可 変にして
移動させるようにする工程と、 を有する ことを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項５】 上記処理液供給手段の移動速度を、処理
膜形成面の複数の設定ポンイントごとに変えるようにし
たことを特徴とする請求項３又は４記載の枚葉回転処理
方法。 - 【請求項６】 上記処理液供給手段を直線移動させるこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の枚
葉回転処理方法。 - 【請求項７】 上記処理液供給手段を曲線移動させるこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の枚
葉回転処理方法。 - 【請求項８】 処理膜が形成された被処理体を回転しつ
つ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して処
理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を上記被処理体の回転保持手段への載
置前に検出し、その検出信号に基づいて上記処理液の供
給手段を、上記被処理体の外周部から中心部へ移動させ
るようにした、ことを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項９】 処理膜が形成された被処理体を回転しつ
つ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して処
理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を上記被処理体の回転保持手段への載
置前に検出し、その検出信号に基づいて上記処理液の供
給手段を、上記被処理体の中心部から外周部へ移動させ
るようにした、ことを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項１０】 処理膜が形成された被処理体を回転し
つつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して
処理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、 上記検出工程で得られた膜厚検出情報に 基づいて上記処
理液の供給手段を、上記被処理体の外周部から中心部へ
移動させる工程と、 上記処理液供給手段を被処理体の中心部へ移動させる工
程の後、更に処理液を上記被処理体の中心部に一定時間
だけ供給して被処理体全面に渡り処理液を供給する工程
と、 を有する ことを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項１１】 処理膜が形成された被処理体を回転し
つつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して
処理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を検出する工程と、 上記検出工程で得られた膜厚検出情報に 基づいて上記処
理液の供給手段を、上記被処理体の中心部から外周部へ
移動させる工程と、 上記処理液供給手段を被処理体の外周部へ移動させる工
程の後、更に処理液供給手段を被処理体の中心部に移動
後、中心部に一定時間だけ供給して被処理体全面に渡り
処理液を供給する工程と、 を有する ことを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項１２】 処理膜が形成された被処理体を回転し
つつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して
処理膜を平坦化する枚葉回転処理方法であって、 上記処理膜の膜厚を少なくとも上記被処理体の外周部と
中心部とでそれぞれ検出する工程と、 予め設定された上記処理膜のエッチングレートと、上記
検出工程で得られた膜厚検出情報とに基づき上記処理液
の希釈液の供給手段の移動速度を通過地点ごとに演算に
よりそれぞれ求める工程と、 上記被処理体の中心部上方から上記処理液を供給する工
程と、 上記検出信号に基づいて上記被処理体の周辺部側に処理
液の希釈液を供給しながら、上記各通過点ごとの移動速
度となるように上記希釈液供給手段の移動速度を制御し
て、この供給手段を被処理体の周辺部から中心部に向け
て移動させる工程と、 を有することを特徴とする枚葉回転処理方法。 - 【請求項１３】 上記処理膜の膜厚を検出し、その検出
信号に基づいて上記処理液又は希釈液の少なくとも一方
の供給量を制御する、ことを特徴とする請求項１２記載
の枚葉回転処理方法。 - 【請求項１４】 上記希釈液供給手段の移動速度を処理
膜形成面の複数の設定ポイントごとに変えるようにした
ことを特徴とする請求項１２記載の枚葉回転処理方法。 - 【請求項１５】 上記被処理体の回転速度を一定にし、
処理液供給手段から処理膜上に供給される処理液の吐出
量を一定にしたことを特徴とする請求項１２記載の枚葉
回転処理方法。 - 【請求項１６】 上記処理膜の膜厚の検出を、被処理体
の回転保持手段への載置前に行なうことを特徴とする請
求項１２又は１３記載の枚葉回転処理方法。 - 【請求項１７】 上記希釈液供給手段を被処理体の中心
部へ移動した後、更に処理液を上記被処理体の中心部に
一定時間だけ供給して被処理体全面に渡り処理液を供給
することを特徴とする請求項１２記載の枚葉回転処理方
法。 - 【請求項１８】 処理膜が形成された被処理体を回転し
つつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して
処理膜を平坦化する枚葉回転処理装置であって、 上記被処理体の外周部と中心部との間を移動可能な処理
液供給手段と、少なくとも上記被処理体の外周部と中心部の 上記処理膜
の膜厚を検出する膜厚検出手段と、 上記膜厚検出手段からの検出信号に基づいて上記処理液
供給手段の移動速度を可変に制御する移動制御手段と
を、 具備することを特徴とする枚葉回転処理装置。 - 【請求項１９】 上記移動制御手段は、上記処理液供給
手段の移動速度を、処理膜形成面の複数の設定ポイント
ごとに変えるように制御することを特徴とする請求項１
８記載の枚葉回転処理装置。 - 【請求項２０】 処理膜が形成された被処理体を回転し
つつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して
処理膜を平坦化する枚葉回転処理装置であって、 上記被処理体の中心部上方から上記処理液を供給する処
理液供給手段と、 上記被処理体に上記処理液の希釈液を供給する希釈液供
給手段と、少なくとも上記被処理体の外周部と中心部の 上記処理膜
の膜厚を検出する膜厚検出手段と、予め設定された上記処理膜のエッチングレートと、上記
膜厚検出手段で得られた膜厚検出情報とに基づき上記希
釈液供給手段の移動速度を通過地点ごとに演算によりそ
れぞれ求め、上記処理液供給手段より上記被処理体の中
心部上方から上記処理液を供給する間に、上記被処理体
に希釈液を供給しながら、上記希釈液供給手段を被処理
体の周辺部から中心部に向けて移動すると共に、上記各
通過点ごとの移動速度となるように上記希釈液供給手段
の移動速度を制御する制御手段とを、 具備することを特徴とする回転枚葉処理装置。 - 【請求項２１】 処理膜が形成された被処理体を回転し
つつ上記処理膜上に処理膜を溶解する処理液を供給して
処理膜を平坦化する枚葉回転処理装置であって、 上記被処理体の中心部上方から上記処理液を供給する処
理液供給手段と、 上記被処理体の周辺部側に上記処理液の希釈液を供給す
ると共に、被処理体の周辺部から中心部に移動可能な希
釈液供給手段と、 上記処理膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、 上記膜厚検出手段からの検出信号に基づいて上記処理液
又は希釈液の少なくとも一方の供給量を制御すると共
に、上記希釈液供給手段の移動を制御する制御手段と
を、 具備することを特徴とする回転枚葉処理装置。
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| JP8-271291 | 1996-09-24 | ||
| JP27329497A JP3194037B2 (ja) | 1996-09-24 | 1997-09-22 | 枚葉回転処理方法及びその装置 |
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