JP4988615B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、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などの基板の主面に対し、エッチング液を用いたエッチング処理を施すための基板処理装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a plasma display, an FED (Field Emission Display) substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, a magneto-optical disk substrate, a photomask substrate, etc. The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing an etching process using an etchant on a main surface of a substrate.
半導体デバイスの製造工程では、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)に対して処理液を用いた液処理が行われる。このような液処理の一つは、エッチング液をウエハの主面に供給して行うエッチング処理である。ここでいうエッチング処理には、ウエハの主面(ウエハ自体またはウエハ上に形成された薄膜)にパターンを形成するためのエッチング処理、ウエハの主面の表層領域を均一に除去するためのエッチング処理のほか、エッチング作用を利用してウエハの主面の異物を除去する洗浄処理が含まれる。 In a semiconductor device manufacturing process, a liquid processing using a processing liquid is performed on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a “wafer”). One of such liquid processes is an etching process performed by supplying an etching liquid to the main surface of the wafer. The etching process here includes an etching process for forming a pattern on the main surface of the wafer (the wafer itself or a thin film formed on the wafer), and an etching process for uniformly removing the surface layer region of the main surface of the wafer. In addition, a cleaning process for removing foreign substances on the main surface of the wafer by using an etching action is included.
ウエハの主面に対し処理液による処理を施すための基板処理装置には、複数枚のウエハに対して一括して処理を施すバッチ式のものと、ウエハを一枚ずつ処理する枚葉式のものとがある。枚葉式の基板処理装置は、たとえば、ウエハをほぼ水平姿勢に保持しつつ回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されているウエハの主面に向けて処理液を供給する処理液ノズルと、この処理液ノズルをウエハ上で移動させるノズル移動機構とを備えている。 There are two types of substrate processing apparatuses for processing a main surface of a wafer with a processing solution: a batch type for processing a plurality of wafers at once, and a single wafer type for processing wafers one by one. There is a thing. The single-wafer type substrate processing apparatus includes, for example, a spin chuck that rotates while holding a wafer in a substantially horizontal posture, and a processing liquid nozzle that supplies a processing liquid toward the main surface of the wafer held by the spin chuck. And a nozzle moving mechanism for moving the processing liquid nozzle on the wafer.
たとえば、ウエハにおいてデバイスが形成されるデバイス形成面に対してエッチング処理を施したい場合には、ウエハはデバイス形成面を上向きにしてスピンチャックに保持される。そして、スピンチャックによって回転されるウエハの上面に処理液ノズルからエッチング液が吐出されるとともに、ノズル移動機構によって処理液ノズルが移動される。処理液ノズルの移動にともなって、ウエハの上面におけるエッチング液の着液点が移動する。この着液点を、ウエハの上面の回転中心と周縁部との間でスキャンさせることにより、ウエハの上面の全域にエッチング液を行き渡らせることができる。
ところが、ウエハの上面の中央部に供給されたエッチング液は、ウエハの回転による遠心力を受けて、ウエハの上面の回転半径方向外方に向けて移動する。そのため、処理液ノズルからのエッチング液に加えて、上面の中央部から移動するエッチング液が与えられるウエハの上面の周縁部には、過剰な量のエッチング液が供給される。このため、エッチングレートは、ウエハの上面の周縁部の方が中央部よりも高くなり、ウエハの上面内に処理の不均一が生じるという問題がある。 However, the etching solution supplied to the central portion of the upper surface of the wafer receives a centrifugal force due to the rotation of the wafer and moves outward in the rotational radius direction of the upper surface of the wafer. Therefore, an excessive amount of the etching solution is supplied to the peripheral portion of the upper surface of the wafer to which the etching solution moving from the central portion of the upper surface is applied in addition to the etching solution from the processing solution nozzle. For this reason, the etching rate is higher at the peripheral portion of the upper surface of the wafer than at the central portion, and there is a problem that non-uniform processing occurs in the upper surface of the wafer.
本願の発明者らは、枚葉式の基板処理装置を用いたエッチング処理によってウエハを薄型化(シンニング)する処理を検討してきた。より具体的には、ウエハの裏面(デバイスが形成されていない非デバイス形成面)を上方に向けるとともに、エッチング力の高いフッ硝酸が、エッチング液として、ウエハ裏面(上面)に供給される。フッ硝酸によってウエハ裏面の表層部のウエハ材料がエッチング除去され、これにより、ウエハが薄型化される。 The inventors of the present application have studied a process for thinning (thinning) a wafer by an etching process using a single-wafer type substrate processing apparatus. More specifically, the rear surface of the wafer (non-device formation surface where no device is formed) is directed upward, and fluoric nitric acid having a high etching power is supplied to the wafer rear surface (upper surface) as an etchant. The wafer material on the surface layer portion on the back surface of the wafer is removed by etching with hydrofluoric acid, thereby reducing the thickness of the wafer.
本願発明者らは、エッチング処理時におけるウエハの回転速度が高ければ高いほど、ウエハの上面の周縁部と中央部とのエッチングレートの差が大きくなることを見出した。そして、ウエハを所定の低回転速度(40〜60rpm)で回転させれば、周縁部と中央部との間のエッチングレートの差が小さくなり、エッチング処理の面内均一性が比較的良好になることを見出した。 The inventors of the present application have found that the higher the rotational speed of the wafer during the etching process, the greater the difference in the etching rate between the peripheral edge portion and the central portion of the upper surface of the wafer. If the wafer is rotated at a predetermined low rotation speed (40 to 60 rpm), the difference in the etching rate between the peripheral portion and the central portion is reduced, and the in-plane uniformity of the etching process becomes relatively good. I found out.
ところが、かかる低回転速度でウエハを回転させると、ウエハの上面上のエッチング液に作用する遠心力が小さく、ウエハの周縁部に移動したエッチング液が、ウエハの上面の周縁部からウエハの側方に排除され難い。そのため、ウエハの上面の周縁部にエッチング液が滞留し、かかる領域にエッチング液の厚い液膜(液溜まり)が形成される。この厚い液膜は、失活したエッチング液を高い比率で含んでおりエッチング力が低いばかりでなく、ウエハの周縁部から熱を奪い、ウエハの上面の周縁部に温度低下を生じさせる。その結果、ウエハの上面の周縁部でエッチングレートが低下するという問題があった。そのため、ウエハの周縁部においてもエッチングレートを向上させ、エッチング処理の面内均一性をさらに高める必要がある。 However, when the wafer is rotated at such a low rotation speed, the centrifugal force acting on the etching solution on the upper surface of the wafer is small, and the etching solution that has moved to the peripheral portion of the wafer moves from the peripheral portion of the wafer to the side of the wafer. It is hard to be excluded. Therefore, the etching solution stays at the peripheral edge of the upper surface of the wafer, and a thick liquid film (liquid pool) of the etching solution is formed in this region. This thick liquid film contains a deactivated etching solution in a high ratio and has a low etching power, and also takes heat away from the peripheral edge of the wafer, causing a temperature drop at the peripheral edge of the upper surface of the wafer. As a result, there has been a problem that the etching rate is lowered at the peripheral edge of the upper surface of the wafer. Therefore, it is necessary to improve the etching rate also at the peripheral edge of the wafer and further improve the in-plane uniformity of the etching process.
とくに、シリコンウエハなどエッチング液に対する疎液性が高いウエハに対してエッチング処理が施される場合に、ウエハの上面の周縁部上に形成される液膜(液溜まり)の膜厚が大きくなり、ウエハの上面の周縁部におけるエッチングレートの低下が顕著になるという問題があった。
そこで、この発明の目的は、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制して、基板の主面に対して均一なエッチング処理を施すことができる基板処理装置を提供することである。
In particular, when an etching process is performed on a wafer having high lyophobic properties such as a silicon wafer, the film thickness of the liquid film (liquid pool) formed on the peripheral edge of the upper surface of the wafer is increased. There has been a problem in that the etching rate at the periphery of the upper surface of the wafer is significantly reduced.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of performing or uniformly etching the main surface of the substrate by preventing or suppressing the retention of the etchant at the peripheral portion of the main surface of the substrate. It is.
請求項1記載の発明は、基板(W)を保持しつつ、所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段(4)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段(5)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面(28,38;38A;48)を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材(23,33;33A;43)とを含み、前記案内部材は、前記案内面における基板の回転方向下流側の端部が前記主面の外方に張り出した状態で配置されている、基板処理装置(1)である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate rotating means (4) for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate (W), and an etching solution on the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. An etching solution supply means (5) for supplying the substrate and a guide surface (28, 38 ; 38A ; 48) along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, A predetermined peripheral edge portion is disposed opposite to the main surface with a gap, and the etching solution liquid film on the main surface is brought into contact with the guide surface, and the etching solution is guided toward the outside of the substrate. guide members (23,33; 33A; 43) and only contains, the guide member, the end of the downstream side in the rotational direction of the substrate in the guide surface is arranged in a state of projecting outwardly of said major surface The substrate processing apparatus ( 1) .
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、案内部材を基板の主面の周縁部に対向配置させる。案内部材が対向する基板の主面の周縁部に多量のエッチング液が存在していると、案内部材の案内面が基板の主面の周縁部のエッチング液に接触し、そのエッチング液を基板外へと案内する。こうして、基板の主面の周縁部のエッチング液を、基板外にスムーズに排出させることができる。これにより、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制することができる。したがって、基板の主面の周縁部でのエッチングレートの低下を抑制または防止でき、基板の主面に対して均一なエッチング処理を施すことができる。
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to this configuration, the guide member is disposed to face the peripheral edge portion of the main surface of the substrate. If a large amount of etchant is present at the peripheral edge of the main surface of the substrate facing the guide member, the guide surface of the guide member contacts the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate, and the etchant is removed from the substrate. I will guide you to. Thus, the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate can be smoothly discharged out of the substrate. Thereby, retention of the etching liquid in the peripheral part of the main surface of the substrate can be prevented or suppressed. Therefore, it is possible to suppress or prevent a decrease in the etching rate at the peripheral portion of the main surface of the substrate, and a uniform etching process can be performed on the main surface of the substrate.
請求項2記載の発明は、基板(W)を保持しつつ、所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段(4)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段(5)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面(28,38;38A;48)を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材(23,33;33A;43)とを含み、前記案内面が、平坦面により形成されており、前記案内部材が、前記案内面が基板の回転半径方向と直交する方向に沿うように配置されている、基板処理装置(1)である。
この発明によれば、案内部材を基板の主面の周縁部に対向配置させる。案内部材が対向する基板の主面の周縁部に多量のエッチング液が存在していると、案内部材の案内面が基板の主面の周縁部のエッチング液に接触し、そのエッチング液を基板外へと案内する。こうして、基板の主面の周縁部のエッチング液を、基板外にスムーズに排出させることができる。これにより、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制することができる。したがって、基板の主面の周縁部でのエッチングレートの低下を抑制または防止でき、基板の主面に対して均一なエッチング処理を施すことができる。
また、基板の回転に伴い、基板の周縁部上のエッチング液は、周方向に沿って移動する。案内面が基板の回転半径方向と直交する方向に沿っていれば、かかる方向に沿って移動しているエッチング液を、基板外へとすり出すように案内することができる。これにより、基板の主面の周縁部からエッチング液を基板外に円滑に排出させることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate rotating means (4) for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate (W), and an etching solution on the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. An etching solution supply means (5) for supplying the substrate and a guide surface (28, 38; 38A; 48) along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. A predetermined peripheral edge portion is disposed opposite to the main surface with a gap, and the etching solution liquid film on the main surface is brought into contact with the guide surface, and the etching solution is guided toward the outside of the substrate. Guide members (23, 33; 33A; 43), the guide surface is formed by a flat surface, and the guide member is arranged along a direction orthogonal to the rotational radius direction of the substrate. are disposed, the substrate processing apparatus (1 It is.
According to this invention, the guide member is arranged to face the peripheral edge portion of the main surface of the substrate. If a large amount of etchant is present at the peripheral edge of the main surface of the substrate facing the guide member, the guide surface of the guide member contacts the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate, and the etchant is removed from the substrate. I will guide you to. Thus, the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate can be smoothly discharged out of the substrate. Thereby, retention of the etching liquid in the peripheral part of the main surface of the substrate can be prevented or suppressed. Therefore, it is possible to suppress or prevent a decrease in the etching rate at the peripheral portion of the main surface of the substrate, and a uniform etching process can be performed on the main surface of the substrate.
Further , with the rotation of the substrate, the etching solution on the peripheral edge of the substrate moves along the circumferential direction. If the guide surface is along a direction orthogonal to the rotational radius direction of the substrate, the etching solution moving along this direction can be guided to be squeezed out of the substrate. Thereby, etching liquid can be smoothly discharged | emitted out of a board | substrate from the peripheral part of the main surface of a board | substrate.
請求項3記載の発明は、基板(W)を保持しつつ、所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段(4)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段(5)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面(38A)を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材(33A)とを含み、前記基板回転手段に保持される基板が円形であり、前記案内面が、基板の周端形状に沿う湾曲面により形成されている、基板処理装置(1)である。
この発明によれば、案内部材を基板の主面の周縁部に対向配置させる。案内部材が対向する基板の主面の周縁部に多量のエッチング液が存在していると、案内部材の案内面が基板の主面の周縁部のエッチング液に接触し、そのエッチング液を基板外へと案内する。こうして、基板の主面の周縁部のエッチング液を、基板外にスムーズに排出させることができる。これにより、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制することができる。したがって、基板の主面の周縁部でのエッチングレートの低下を抑制または防止でき、基板の主面に対して均一なエッチング処理を施すことができる。
また、基板の回転に伴い、基板の周縁部上のエッチング液は、遠心力によって基板の回転半径方向に沿って移動するとともに、基板主面とエッチング液との摩擦力によって基板の回転方向下流側にも移動する。案内面が基板の周端形状に沿う湾曲面により形成されていれば、かかる方向に沿って移動するエッチング液を、基板の回転半径方向においても基板の回転方向下流側においても円滑に基板外へとすり出すように案内することができる。これにより、基板の主面の周縁部からエッチング液を基板外に円滑に排出させることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate rotating means (4) for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate (W), and an etching solution on the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. An etching solution supply means (5) for supplying the substrate and a guide surface (38A) along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, and a predetermined peripheral portion of the main surface A guide member (33A) disposed opposite to the main surface with a gap, contacting the guide surface with an etchant liquid film on the main surface and guiding the etchant toward the outside of the substrate; wherein the Ri substrate circular der to be held by the substrate rotating means, said guide surface is formed by a curved surface along the circumferential edge shape of the substrate, a substrate processing apparatus (1).
According to this invention, the guide member is arranged to face the peripheral edge portion of the main surface of the substrate. If a large amount of etchant is present at the peripheral edge of the main surface of the substrate facing the guide member, the guide surface of the guide member contacts the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate, and the etchant is removed from the substrate. I will guide you to. Thus, the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate can be smoothly discharged out of the substrate. Thereby, retention of the etching liquid in the peripheral part of the main surface of the substrate can be prevented or suppressed. Therefore, it is possible to suppress or prevent a decrease in the etching rate at the peripheral portion of the main surface of the substrate, and a uniform etching process can be performed on the main surface of the substrate.
Further , along with the rotation of the substrate, the etching solution on the peripheral edge of the substrate moves along the rotation radius direction of the substrate by centrifugal force, and at the downstream side of the rotation direction of the substrate by the frictional force between the substrate main surface and the etching solution. Also move on. If the guide surface is formed by a curved surface along the shape of the peripheral edge of the substrate, the etchant that moves along this direction can be smoothly moved out of the substrate both in the radial direction of the substrate and in the downstream side of the rotational direction of the substrate. It can be guided to rub out. Thereby, etching liquid can be smoothly discharged | emitted out of a board | substrate from the peripheral part of the main surface of a board | substrate.
請求項4記載の発明は、基板(W)を保持しつつ、所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段(4)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段(5)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面(28,38;38A;48)を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材(23,33;33A;43)とを含み、前記案内部材が、前記回転軸線と平行に延びる所定の軸線(C1,C2)まわりに揺動可能に設けられている、基板処理装置(1)である。
この発明によれば、案内部材を基板の主面の周縁部に対向配置させる。案内部材が対向する基板の主面の周縁部に多量のエッチング液が存在していると、案内部材の案内面が基板の主面の周縁部のエッチング液に接触し、そのエッチング液を基板外へと案内する。こうして、基板の主面の周縁部のエッチング液を、基板外にスムーズに排出させることができる。これにより、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制することができる。したがって、基板の主面の周縁部でのエッチングレートの低下を抑制または防止でき、基板の主面に対して均一なエッチング処理を施すことができる。
また、案内部材が所定の軸線まわりに揺動可能にされているので、基板の主面のエッチング液の流れに対する案内面の姿勢(角度)を変更することができる。そして、案内面が基板の主面上のエッチング液を基板外へと効率よく案内することができる姿勢(角度)となるように案内部材を保持させることにより、基板の主面上の周縁部におけるエッチング液の滞留をより一層効果的に防止または抑制することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate rotating means (4) for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate (W), and an etching solution on the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. An etching solution supply means (5) for supplying the substrate and a guide surface (28, 38; 38A; 48) along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. A predetermined peripheral edge portion is disposed opposite to the main surface with a gap, and the etching solution liquid film on the main surface is brought into contact with the guide surface, and the etching solution is guided toward the outside of the substrate. guide member and a (23,33;; 33A 43), said guide member, said axis of rotation extending parallel to the predetermined axis (C1, C2) are provided swingably around board processor (1) .
According to this invention, the guide member is arranged to face the peripheral edge portion of the main surface of the substrate. If a large amount of etchant is present at the peripheral edge of the main surface of the substrate facing the guide member, the guide surface of the guide member contacts the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate, and the etchant is removed from the substrate. I will guide you to. Thus, the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate can be smoothly discharged out of the substrate. Thereby, retention of the etching liquid in the peripheral part of the main surface of the substrate can be prevented or suppressed. Therefore, it is possible to suppress or prevent a decrease in the etching rate at the peripheral portion of the main surface of the substrate, and a uniform etching process can be performed on the main surface of the substrate.
Further , since the guide member is swingable about a predetermined axis, the posture (angle) of the guide surface with respect to the flow of the etching solution on the main surface of the substrate can be changed. Then, the guide member is held in such a posture (angle) that the guide surface can efficiently guide the etching solution on the main surface of the substrate to the outside of the substrate. The retention of the etchant can be more effectively prevented or suppressed.
請求項5記載の発明は、基板(W)を保持しつつ、所定の回転軸線まわりに回転させる基板回転手段(4)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段(5)と、前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面(28,38;38A;48)を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材(23,33;33A;43)と、前記基板回転手段に保持された基板の前記主面と前記案内部材との間の距離を制御する制御手段(50)とを含む、基板処理装置(1)である。
この発明によれば、案内部材を基板の主面の周縁部に対向配置させる。案内部材が対向する基板の主面の周縁部に多量のエッチング液が存在していると、案内部材の案内面が基板の主面の周縁部のエッチング液に接触し、そのエッチング液を基板外へと案内する。こうして、基板の主面の周縁部のエッチング液を、基板外にスムーズに排出させることができる。これにより、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制することができる。したがって、基板の主面の周縁部でのエッチングレートの低下を抑制または防止でき、基板の主面に対して均一なエッチング処理を施すことができる。
ところで、エッチングレートを処理の全期間を通じて一定にするには、処理の全期間を通じて、基板の主面上のエッチング液の液膜が一定厚みであることが望ましい。ところが、エッチング液によって基板の薄型化を図るエッチング処理では、基板の主面の基板材料がエッチング除去されるため、エッチング処理の進行にともなって基板の主面と案内部材との隙間が大きくなり、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の液膜が厚くなるおそれがある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate rotating means (4) for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate (W), and an etching liquid on the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. An etching solution supply means (5) for supplying the substrate and a guide surface (28, 38; 38A; 48) along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. A predetermined peripheral edge portion is disposed opposite to the main surface with a gap, and the etching solution liquid film on the main surface is brought into contact with the guide surface, and the etching solution is guided toward the outside of the substrate. guide member and (23, 33;; 33A 43), said substrate control means for controlling the distance between the main surface of the substrate held by the rotating means and said guide member (50) and the including, board It is a processing apparatus (1) .
According to this invention, the guide member is arranged to face the peripheral edge portion of the main surface of the substrate. If a large amount of etchant is present at the peripheral edge of the main surface of the substrate facing the guide member, the guide surface of the guide member contacts the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate, and the etchant is removed from the substrate. I will guide you to. Thus, the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate can be smoothly discharged out of the substrate. Thereby, retention of the etching liquid in the peripheral part of the main surface of the substrate can be prevented or suppressed. Therefore, it is possible to suppress or prevent a decrease in the etching rate at the peripheral portion of the main surface of the substrate, and a uniform etching process can be performed on the main surface of the substrate.
By the way, in order to make the etching rate constant throughout the entire processing period, it is desirable that the liquid film of the etching solution on the main surface of the substrate has a constant thickness throughout the entire processing period. However, in the etching process for reducing the thickness of the substrate with the etchant, since the substrate material on the main surface of the substrate is removed by etching, the gap between the main surface of the substrate and the guide member increases as the etching process proceeds, There is a possibility that the liquid film of the etchant at the peripheral edge of the main surface of the substrate becomes thick.
この発明によれば、基板の主面と案内部材との隙間を調節することができる。したがって、たとえば、エッチング処理の進行に伴い、基板回転手段と案内部材との距離を基板の主面と案内部材との隙間が一定になるように制御することにより、エッチング処理の全期間を通じて、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の液膜を均一厚みにすることができる。これにより、エッチングレートを、処理の全期間を通じて一定に保つことができる。 According to this invention, the clearance gap between the main surface of a board | substrate and a guide member can be adjusted. Therefore, for example, as the etching process proceeds, the distance between the substrate rotating means and the guide member is controlled so that the gap between the main surface of the substrate and the guide member is constant, so that the substrate can be used throughout the entire etching process. The liquid film of the etching solution at the peripheral edge of the main surface can be made uniform. Thereby, the etching rate can be kept constant throughout the entire processing period.
請求項6記載の発明は、前記案内部材を複数含み、前記複数の案内部材(23,33)が、基板の周方向の異なる位置に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の主面の周縁部に複数の案内部材が配置されるので、基板の主面の周縁部の複数個所で、エッチング液を基板外に排出させることができる。したがって、基板の周縁部の広範囲に多量のエッチング液が存在している場合であっても、基板の主面の周縁部におけるエッチング液の滞留を防止または抑制することができる。
また、前記エッチング液供給手段が、前記基板回転手段によって回転される基板の回転半径方向に沿う直線状のスキャン経路(T)に沿って当該基板の主面上にエッチング液を走査させるものである場合には、請求項7に記載のように、前記案内部材が、基板回転方向上流側端部が前記スキャン経路の延長線上に位置するように配置されていることが好ましい。
The invention according to claim 6 includes a plurality of the guide members, and the plurality of guide members (23, 33) are arranged at different positions in the circumferential direction of the substrate. The substrate processing apparatus according to
According to this configuration, since the plurality of guide members are arranged on the peripheral edge portion of the main surface of the substrate, the etching solution can be discharged out of the substrate at a plurality of locations on the peripheral edge portion of the main surface of the substrate. Therefore, even when a large amount of etching solution is present in a wide range of the peripheral portion of the substrate, the retention of the etching solution in the peripheral portion of the main surface of the substrate can be prevented or suppressed.
Further, the etching solution supply means scans the etching solution on the main surface of the substrate along a linear scan path (T) along the rotation radius direction of the substrate rotated by the substrate rotation means. In this case, as described in claim 7 , it is preferable that the guide member is arranged so that the upstream end portion in the substrate rotation direction is located on an extension line of the scan path.
かかるエッチング供給手段から基板の主面上に供給されたエッチング液は、基板の所定の周縁部に集まるようになる。とくに、基板を低回転速度(40〜60rpm)で回転させる場合には、スキャン経路の延長線上の周縁部にエッチング液が集まるようになる。したがって、案内部材を、その上流側端部がスキャン経路の延長線上に位置するように配置することで、基板の主面上の周縁部におけるエッチング液の滞留をより一層効果的に防止または抑制することができる。 The etching solution supplied from the etching supply unit onto the main surface of the substrate gathers at a predetermined peripheral edge of the substrate. In particular, when the substrate is rotated at a low rotation speed (40 to 60 rpm), the etchant collects at the peripheral edge on the extension line of the scan path. Therefore, by arranging the guide member so that the upstream end portion thereof is positioned on the extension line of the scan path, the retention of the etching solution at the peripheral portion on the main surface of the substrate is further effectively prevented or suppressed. be able to.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態(第1の実施形態)に係る基板処理装置1の構成を模式的に示す断面図である。
この基板処理装置1は、たとえばシリコンウエハからなる円形のウエハWにおけるデバイス形成領域側の表面とは反対側の裏面(非デバイス形成面)に対して、ウエハWのシンニング(薄型化)のためのエッチング処理を施すための枚葉式の装置である。この実施形態では、エッチング液として、たとえばフッ硝酸(フッ酸と硝酸との混合液)が用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a
The
この基板処理装置1は、隔壁(図示せず)により区画された処理室2内に、ウエハWをその裏面を上面としてほぼ水平姿勢に保持しつつ、ウエハWを鉛直軸線まわりに回転させる基板回転手段としてのスピンチャック4と、スピンチャック4に保持されたウエハWの上面にフッ硝酸を供給するためのフッ硝酸ノズル(エッチング液供給手段)5と、スピンチャック4に保持されたウエハWの上面に向けてリンス液としてのDIW(deionized water:脱イオン化された水)を供給するためのDIWノズル6と、スピンチャック4に保持されたウエハWの上面の周縁部からフッ硝酸を排除するための第1液排出機構7および第2液排出機構8とを備えている。
The
スピンチャック4は、真空吸着式チャックである。このスピンチャック4は、ほぼ鉛直な方向に延びたスピン軸9と、このスピン軸9の上端に取り付けられて、ウエハWをほぼ水平な姿勢でその裏面(下面)を吸着して保持する吸着ベース10と、スピン軸9と同軸に結合された回転軸を有するスピンモータ11とを備えている。これにより、ウエハWの裏面が吸着ベース10に吸着保持された状態で、スピンモータ11が駆動されると、ウエハWがスピン軸9の中心軸線まわりに回転する。
The
フッ硝酸ノズル5は、たとえば連続流の状態でフッ硝酸を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック4の上方でほぼ水平に延びる第1アーム12の先端に取り付けられている。この第1アーム12は、スピンチャック4の側方でほぼ鉛直に延びた第1アーム支持軸13に支持されている。第1アーム支持軸13には、第1アーム揺動駆動機構14が結合されており、この第1アーム揺動駆動機構14の駆動力によって、第1アーム支持軸13を回転させて、第1アーム12を揺動させることができるようになっている。
The nitric acid nozzle 5 is a straight nozzle that, for example, discharges nitric acid in a continuous flow state, and is attached to the tip of the
フッ硝酸ノズル5には、フッ硝酸供給管17が接続されている。フッ硝酸供給管17には、フッ硝酸供給源からのフッ硝酸が供給されるようになっており、その途中部には、フッ硝酸ノズル5へのフッ硝酸の供給および供給停止を切り換えるためのフッ硝酸バルブ18が介装されている。
DIWノズル6は、たとえば連続流の状態でDIWを吐出するストレートノズルであり、スピンチャック4の上方で、その吐出口をウエハWの中央部に向けて配置されている。このDIWノズル6には、DIW供給管19が接続されており、DIW供給源からのDIWがDIW供給管19を通して供給されるようになっている。DIW供給管19の途中部には、DIWノズル6へのDIWの供給および供給停止を切り換えるためのDIWバルブ20が介装されている。
A fluorine nitrate supply pipe 17 is connected to the fluorine nitrate nozzle 5. The hydrofluoric acid supply pipe 17 is supplied with hydrofluoric acid from a hydrofluoric acid supply source, and in the middle of the hydrofluoric acid supply pipe 17 is a hydrofluoric acid supply pipe 17 for switching between supply and stop of the supply of hydrofluoric acid. A
The DIW nozzle 6 is, for example, a straight nozzle that discharges DIW in a continuous flow state, and is disposed above the
第1液排出機構7は、スピンチャック4の側方でほぼ鉛直に延びた第2アーム支持軸21と、第2アーム支持軸21に支持されて、ほぼ水平に延びる第2アーム22と、この第2アーム22の先端部に保持されて、ウエハWの上面のフッ硝酸をウエハW外に案内する案内部材としての第1案内プレート23と、第2アーム支持軸21を回転させて、第2アーム22を揺動させるための第2アーム揺動駆動機構24と、第2アーム22を昇降させるための第2アーム昇降駆動機構25とを備えている。
The first liquid discharge mechanism 7 includes a second
第2アーム22の先端部には、たとえば一対の軸受(図示しない)を介して、円柱状の第1プレートホルダ26が鉛直軸線まわりに回転可能に取り付けられている。第1プレートホルダ26の下端には、第1案内プレート23の上部が固定されている。第1プレートホルダ26には、第1案内プレート23ごと第1プレートホルダ26を回転させるための第1回転駆動機構27が結合されている。
A columnar
第2アーム揺動駆動機構24は、第2アーム支持軸21に結合されており、第2アーム支持軸21を回転させることにより、第2アーム22を揺動させることができる。
第2アーム昇降駆動機構25は、第2アーム支持軸21に結合されており、第2アーム支持軸21を昇降させることにより、第2アーム22を昇降させることができる。
図2は、第1案内プレート23の概略構成を示す斜視図である。
The second arm
The second arm raising / lowering
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the
第1案内プレート23は、長手を有する平板状に形成されており、その長手方向長さがウエハWの半径程度の長さL1に設定されている。第1案内プレート23は、第1プレートホルダ26にその長手方向が水平方向に延びるように、かつ、その主面が水平面と直交するように取り付けられている。第1案内プレート23の主面の一方面(図2で示す奥側の面)が、フッ硝酸をウエハWの外方へと案内するための案内面28をなしており、平坦面によって形成されている。エッチング処理時には、第1案内プレート23はウエハWの上面の周縁部に対向して配置される。
The
次に、図1を参照しつつ第2液排出機構8について説明する。
第2液排出機構8は、スピンチャック4の側方でほぼ鉛直に延びた第3アーム支持軸31と、第3アーム支持軸31に支持されて、ほぼ水平に延びる第3アーム32と、この第3アーム32の先端部に保持されて、ウエハWの上面のフッ硝酸をウエハW外に案内する案内部材としての第2案内プレート33と、第3アーム支持軸31を回転させて、第3アーム32を揺動させるための第3アーム揺動駆動機構34と、第3アーム32を昇降させるための第3アーム昇降駆動機構35とを備えている。
Next, the second liquid discharge mechanism 8 will be described with reference to FIG.
The second liquid discharge mechanism 8 includes a third
第3アーム32の先端部には、たとえば一対の軸受(図示しない)を介して、円柱状の第2プレートホルダ36が鉛直軸線まわりに回転可能に取り付けられている。第2プレートホルダ36の下端には、第2案内プレート33の上部が固定されている。第2プレートホルダ36には、第2案内プレート33ごと第2プレートホルダ36を回転させるための第2回転駆動機構37が結合されている。
A cylindrical
第3アーム揺動駆動機構34は、第3アーム支持軸31に結合されており、第3アーム支持軸31を回転させることにより、第3アーム32を揺動させることができる。
第3アーム昇降駆動機構35は、第3アーム支持軸31に結合されており、第3アーム支持軸31を昇降させることにより、第3アーム32を昇降させることができる。
第2案内プレート33は、第1案内プレート23と同一の諸元(寸法および形状)に形成されている。第2案内プレート33は、第2プレートホルダ36にその長手方向が水平方向に延びるように、かつ、その主面が水平面と直交するように取り付けられている。第2案内プレート33は、フッ硝酸をウエハWの外方へと案内するための平坦な案内面38(図3参照)を有している。エッチング処理時には、第2案内プレート33はウエハWの上面の周縁部に対向して配置される。
The third arm
The third arm raising / lowering
The
図3は、エッチング処理時における第1案内プレート23および第2案内プレート33の配置位置を説明するための図解的な平面図である。
エッチング処理時には、フッ硝酸ノズル5からフッ硝酸が吐出されつつ、フッ硝酸ノズル5が、ウエハWの回転半径に沿って、近接位置T1と基板周端位置T2との間を往復移動(スキャン)される。近接位置T1は、ウエハWの回転中心Cに近接し、着液したフッ硝酸がウエハW上で拡がって回転中心Cを通過することができるように定めた位置であり、回転中心Cから間隔L2だけ隔てられている。外径200mmのウエハWを用いる場合には、間隔L2としてたとえば22.5mm程度を例示することができる。このとき、フッ硝酸のウエハWの上面における着液点Pは、ウエハWの回転中心Cを通る円弧形状の軌道のうち、近接位置T1から基板周端位置T2に至る範囲を円弧(ほぼ直線状)の経路(スキャン経路T)を描きつつ移動する。
FIG. 3 is an illustrative plan view for explaining the arrangement positions of the
During the etching process, the nitric acid nozzle 5 is reciprocated (scanned) between the proximity position T1 and the substrate peripheral edge position T2 along the rotational radius of the wafer W while the nitric acid nozzle 5 is ejected. The The proximity position T1 is a position determined so as to be close to the rotation center C of the wafer W and so that the deposited fluorinated nitric acid can spread on the wafer W and pass through the rotation center C, and the distance L2 from the rotation center C. Only separated. When the wafer W having an outer diameter of 200 mm is used, the interval L2 can be exemplified by about 22.5 mm, for example. At this time, the liquid deposition point P of the fluorine nitric acid on the upper surface of the wafer W is an arc (substantially linear) in the arc-shaped trajectory passing through the rotation center C of the wafer W from the proximity position T1 to the substrate peripheral edge position T2. ) While moving along the path (scan path T).
第1案内プレート23は、その長手方向がスキャン経路Tに沿い、かつ、そのウエハ回転方向上流側端部が、ウエハWの上面のスキャン経路TからウエハWの回転方向下流側の90°の位置に位置するように配置されている。この配置状態で、第1案内プレート23の案内面28はウエハWの周縁部に面しており、案内面28のウエハ回転方向下流側端部はウエハWの外方へと張り出している。このとき、案内面28と、ウエハWの回転中心Cとの間隔はL3である。外径200mmのウエハWを用いる場合には、距離L3としてたとえば70mm程度を例示することができる。
The
第2案内プレート33は、その長手方向がスキャン経路Tと直交する方向に沿い、かつ、そのウエハ回転方向上流側端部が、ウエハWの上面のスキャン経路TからウエハWの回転方向下流側の180°の位置(スキャン経路TとウエハWの回転中心Cを挟んだ反対側のスキャン経路Tの延長線上)に位置するように配置されている。この配置状態で、第2案内プレート33の案内面38はウエハWの周縁部に面しており、案内面38の上回転方向下流側端部はウエハWの外方へと張り出している。このとき、案内面38と、ウエハWの回転中心Cとの間隔はL3である。
The
図4は、図3の切断面線D−Dから見た断面図である。
エッチング処理時には、第2案内プレート33の下端面は、スピンチャック4(吸着ベース10)に保持されたウエハW(エッチング処理前のウエハW)の上面と隙間Sを隔てて対向配置される。この隙間Sとして、たとえば、0.5mm程度を例示することができる。第3アーム昇降駆動機構35が駆動されて第3アーム32が昇降することにより、第2案内プレート33の下端面と吸着ベース10の上面との隙間Sが変化する。
4 is a cross-sectional view taken along the section line DD of FIG.
During the etching process, the lower end surface of the
また、図示を省略するが、エッチング処理時には、第1案内プレート23の下端面は、スピンチャック4(吸着ベース10)に保持されたウエハW(エッチング処理前のウエハW)の上面と隙間Sを隔てて対向配置される。この隙間Sとして、たとえば、0.5mm程度を例示することができる。第2アーム昇降駆動機構25が駆動されて第2アーム22が昇降することにより、第1案内プレート23の下端面と吸着ベース10の上面との隙間Sが変化する。
Although not shown, during the etching process, the lower end surface of the
図5は、第2案内プレート33を説明するための平面図である。
第2案内プレート33は、そのウエハ回転方向上流側端部(またはその付近)を通過する鉛直軸線C2まわりに揺動可能とされている。具体的には、第3アーム揺動駆動機構34による第3アーム32の揺動と、第2回転駆動機構37による第2案内プレート33の回転とが併せて行われることにより、第2案内プレート33が鉛直軸線C2まわりに揺動する(図5に揺動後の状態を二点鎖線で図示)。
FIG. 5 is a plan view for explaining the
The
また、図示を省略するが、第1案内プレート23は、そのウエハ回転方向上流側端部(またはその付近)を通過する鉛直軸線C1(図3参照)まわりに揺動可能とされている。具体的には、第2アーム揺動駆動機構24による第2アーム22の揺動と、第1回転駆動機構27による第1案内プレート23の回転とが併せて行われることにより、第1案内プレート23が鉛直軸線C1まわりに揺動する。
Although not shown, the
図6は、基板処理装置1の電気的構成を示すブロック図である。
この基板処理装置1は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置50を備えている。
この制御装置50には、スピンモータ11、第1アーム揺動駆動機構14、フッ硝酸バルブ18、DIWバルブ20、第2アーム昇降駆動機構25、第2アーム揺動駆動機構24、第1回転駆動機構27、第3アーム昇降駆動機構35、第3アーム揺動駆動機構34および第2回転駆動機構37などが、制御対象として接続されている。
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the
The
The
図7は、基板処理装置1におけるウエハWの処理の一例を示すフローチャートである。
未処理のウエハWが、図示しない搬送ロボットによって処理室2内に搬入されて、スピンチャック4に受け渡される(ステップS1)。このとき、フッ硝酸ノズル5、第1案内プレート23および第2案内プレート33は、スピンチャック4の側方の退避位置に退避させられている。また、フッ硝酸バルブ18およびDIWバルブ20は、いずれも閉状態に制御されている。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing of the wafer W in the
An unprocessed wafer W is loaded into the
ウエハWがスピンチャック4へ受け渡された後、制御装置50は、スピンモータ11を駆動して、スピンチャック4を低回転速度(たとえば50rpm)で等速回転させる。また、制御装置50は、第1アーム揺動駆動機構14を駆動して、フッ硝酸ノズル5をウエハWの上方へと導く。さらに、制御装置50は、第2アーム揺動駆動機構24を駆動して、第1案内プレート23をウエハWの周縁部上の処理位置(図3参照)に導く。また、制御装置50は、第3アーム揺動駆動機構34を駆動して、第2案内プレート33をウエハWの周縁部上の処理位置(図3参照)に導く。
After the wafer W is delivered to the
フッ硝酸ノズル5がウエハWの上方に到達すると、制御装置50は、フッ硝酸バルブ18を開き、フッ硝酸ノズル5からフッ硝酸を吐出させる。また、制御装置50は、第1アーム揺動駆動機構14を駆動して、フッ硝酸ノズル5を近接位置T1と、基板周端位置T2の上方位置との間を等速で往復スキャンさせる(ステップS2)。
これにより、ウエハWの上面における着液点Pは、スキャン経路T(図3参照)に沿って往復スキャンする。フッ硝酸の着液点PがウエハW上を、近接位置T1から基板周端位置T2を経由して再び近接位置T1まで戻るのにたとえば約1.5秒間要する。その後、予め定める処理時間が経過するまで、フッ硝酸の着液点Pの往復スキャンが繰り返し行われる。なお、この往復スキャン中において、フッ硝酸ノズル5から吐出されるフッ硝酸の吐出流量は一定(たとえば0.85L/min)に保たれている。
When the nitric acid nozzle 5 reaches above the wafer W, the
As a result, the liquid landing point P on the upper surface of the wafer W scans back and forth along the scan path T (see FIG. 3). It takes about 1.5 seconds for the fluoric nitric acid landing point P to return from the proximity position T1 to the proximity position T1 again via the substrate peripheral edge position T2 on the wafer W, for example. Thereafter, the reciprocating scan of the liquid nitric acid landing point P is repeatedly performed until a predetermined processing time elapses. During this reciprocating scan, the flow rate of the hydrofluoric acid discharged from the hydrofluoric acid nozzle 5 is kept constant (for example, 0.85 L / min).
この往復スキャン中に、ウエハWの上面に供給されたフッ硝酸は、図3に示すように、ウエハW上を、回転中心Cを中心とする大きな渦を描きながらウエハWの外方へ向けて移動する。ウエハWの回転速度が前記の低回転速度であるので、スキャン経路Tに沿って吐出されたフッ硝酸は、基板周端位置T2よりもウエハWの回転方向下流側に90〜270°のウエハWの周縁部に広範囲に供給されるようになる。とくに、基板周端位置T2よりもウエハWの回転方向下流側に180°の位置の周辺領域(図3に×印で図示)付近に多量に到達するようになる。 During this reciprocating scan, the nitric acid supplied to the upper surface of the wafer W is directed toward the outside of the wafer W while drawing a large vortex centered on the rotation center C, as shown in FIG. Moving. Since the rotation speed of the wafer W is the low rotation speed, the hydrofluoric acid discharged along the scan path T is 90 to 270 ° of the wafer W at the downstream side in the rotation direction of the wafer W from the substrate peripheral edge position T2. A wide range is supplied to the peripheral edge of the. In particular, a large amount reaches the vicinity of the peripheral region (shown by x in FIG. 3) at a position of 180 ° downstream of the substrate peripheral edge position T2 in the rotation direction of the wafer W.
ウエハWの周縁部に到達したフッ硝酸は、第1案内プレート23の案内面28または第2案内プレート33の案内面38に接触する。案内面28に接触したフッ硝酸は、案内面28を伝ってウエハW外へと案内される。案内面28が、そのウエハ回転方向上流側端部位置におけるウエハ回転半径方向と直交する方向に沿っているので、ウエハWの円周方向に沿って移動しているフッ硝酸が、ウエハW外へとすり出すように案内される。これにより、ウエハWの上面の周縁部からフッ硝酸がウエハW外に円滑に排出される。
The nitric acid that has reached the peripheral edge of the wafer W contacts the
また、第2案内プレート33の案内面38に接触したフッ硝酸は、案内面38を伝ってウエハW外へと案内される。案内面38が、そのウエハ回転方向上流側端部位置におけるウエハ回転半径方向と直交する方向に沿っているので、ウエハWの円周方向に沿って移動しているフッ硝酸が、ウエハW外へとすり出すように案内される。これにより、ウエハWの上面の周縁部からフッ硝酸がウエハW外に円滑に排出される。したがって、ウエハWの周縁部に顕著な液溜まりが生じることがない。
Further, the hydrofluoric acid that has come into contact with the
エッチング処理では、ウエハWの上面のウエハ材料がフッ硝酸によりエッチング除去されるため、エッチング処理の進行にともなってウエハWの上面と第1および第2案内プレート23,33との隙間Sが大きくなるおそれがある。
制御装置50は、予め定められた時間が経過するごとに、第2アーム昇降駆動機構25および第3アーム昇降駆動機構35を制御して、第1および第2案内プレート23,33を予め定められた下降量だけ下降させる。この下降量は、予め定められた時間におけるウエハWのエッチング量に相当する量である。これにより、エッチング処理の進行にかかわらず、ウエハWの上面と第1および第2案内プレート23,33との隙間Sが一定に保たれる。
In the etching process, since the wafer material on the upper surface of the wafer W is removed by etching with hydrofluoric acid, the gap S between the upper surface of the wafer W and the first and
The
エッチング処理を所定時間(たとえば300秒間)だけ行った後、制御装置50は、フッ硝酸バルブ18を閉じ、フッ硝酸ノズル5からのフッ硝酸の吐出を停止する。また、制御装置50は、第1アーム揺動駆動機構14を駆動して、フッ硝酸ノズル5をスピンチャック4の側方の退避位置に退避させる。さらに、制御装置50は、第2アーム揺動駆動機構24を駆動して、第1案内プレート23をスピンチャック4の側方の退避位置に退避させる。さらにまた、制御装置50は、第3アーム揺動駆動機構34を駆動して、第2案内プレート33をスピンチャック4の側方の退避位置に退避させる。
After performing the etching process for a predetermined time (for example, 300 seconds), the
次に、制御装置50は、スピンモータ11を制御して、スピンチャック4の回転速度を所定のリンス処理回転速度(100rpm程度)に加速するとともに、DIWバルブ20を開いて、DIWノズル6から、回転状態のウエハWの上面の回転中心に向けてDIWを供給する(ステップS3)。これにより、ウエハW上のフッ硝酸が洗い流されて、ウエハWにリンス処理が施される。このリンス処理におけるDIWノズル6からのDIWの吐出流量は、たとえば2.0L/minである。
Next, the
このリンス処理を所定時間(たとえば60秒間)行った後に、制御装置50は、DIWバルブ20を閉じてリンス処理を終了させる。制御装置50は、さらにスピンモータ11を制御して、スピンチャック4の回転速度を所定の乾燥回転速度(1000〜2000rpm程度)に加速する。これによって、ウエハWの上面のDIWが遠心力によって振り切られ、ウエハWがスピンドライされる(ステップS4)。
After performing this rinsing process for a predetermined time (for example, 60 seconds),
スピンドライを所定時間(たとえば30秒間)行った後、制御装置50は、スピンモータ11を制御して、スピンチャック4の回転を停止させる。その後、処理済みのウエハWが、搬送ロボットによって処理室2から搬出される(ステップS5)。
以上のように、この実施形態によれば、第1および第2案内プレート23,33が、ウエハWの上面の周縁部のうち、ウエハW上を流れるフッ硝酸が集まる領域に対向配置される。そして、第1および案内面28,38が、ウエハWの上面の周縁部上のフッ硝酸に接触して、そのフッ硝酸をウエハW外へと案内する。こうして、ウエハWの上面の周縁部のフッ硝酸を、ウエハW外にスムーズに排出させることができる。これにより、ウエハWの上面の周縁部におけるフッ硝酸の滞留を防止または抑制することができる。したがって、ウエハWの上面の周縁部でのエッチングレートの低下を抑制または防止でき、ウエハWの上面に対して均一なエッチング処理を施すことができる。
After performing spin drying for a predetermined time (for example, 30 seconds), the
As described above, according to this embodiment, the first and
また、ウエハWの上面の周縁部に複数の案内プレート23,33が配置されるので、ウエハWの周縁部の広範囲でフッ硝酸がスムーズにウエハW外に排出される。したがって、ウエハWの周縁部の広範囲にフッ硝酸が供給される場合であっても、ウエハWの上面の周縁部におけるフッ硝酸の滞留を防止または抑制することができる。
図8Aは、本発明の他の実施形態(第2の実施形態)に係る基板処理装置の構成を図解的に示す平面図である。また、図8Bは、この基板処理装置に適用される第2案内プレートの構成を図解的に示す斜視図である。この第2の実施形態において、前述の実施形態(第1の実施形態)に示された各部に対応する部分には、第1の実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
In addition, since the plurality of
FIG. 8A is a plan view schematically showing the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment (second embodiment) of the present invention. FIG. 8B is a perspective view schematically showing the configuration of the second guide plate applied to the substrate processing apparatus. In the second embodiment, parts corresponding to those shown in the above-described embodiment (first embodiment) are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. To do.
この第2の実施形態にかかる基板処理装置では、第2案内プレート33Aが、平板状ではなく、湾曲板状に形成されている。この第2案内プレート33Aは、ウエハWの周端形状に沿う湾曲面からなる案内面38Aを有している。この案内面38によりウエハW上のフッ硝酸がウエハW外へ案内される。
案内面38AがウエハWの周端形状に沿う湾曲面により形成されているので、ウエハWの円周方向に沿って移動するフッ硝酸を、ウエハW外へとすり出すように案内することができる。これにより、ウエハWの上面からエッチング液としてのフッ硝酸が円滑にウエハW外に排出される。
In the substrate processing apparatus according to the second embodiment, the
Since the
図9は、本発明の他の実施形態(第3の実施形態)に係る基板処理装置の構成を図解的に示す平面図である。この第3の実施形態において、前述の実施形態(第1の実施形態)に示された各部に対応する部分には、第1の実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
この第3の実施形態に係る基板処理装置は、1つの案内プレート33しか備えていない。具体的には、第1の実施形態に係る基板処理装置1から第1案内プレート23が省略されており、ウエハWの上面の周縁部上には、第2案内プレート33だけが対向配置されている。
FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment (third embodiment) of the present invention. In the third embodiment, parts corresponding to those shown in the above-described embodiment (first embodiment) are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted. To do.
The substrate processing apparatus according to the third embodiment includes only one
前述のとおり、エッチング処理中にスキャン経路Tに沿って吐出されたフッ硝酸が基板周端位置T2よりもウエハWの回転方向下流側に180°の位置の周辺領域(図3に×印で図示)付近に多量に到達するので、第2案内プレート33によりウエハWの周縁部におけるフッ硝酸をウエハW外に排出させることができる。
また、第2案内プレート23ではなく、第1案内プレート33だけを備える構成とすることもできる。
As described above, the nitric acid discharged along the scan path T during the etching process is a peripheral region at a position 180 ° downstream of the substrate peripheral edge position T2 in the rotation direction of the wafer W (illustrated by a cross in FIG. 3). ) Reaches a large amount in the vicinity, so that the nitric acid at the peripheral edge of the wafer W can be discharged out of the wafer W by the
Moreover, it can also be set as the structure provided only with the
さらに、第1および第2案内プレート23,33に代えて、第3案内プレート43(図9に二点鎖線で図示)を備える構成としてもよい。
第3案内プレート43は、その長手方向がスキャン経路Tに沿い、かつ、その上流側端部が、ウエハWの上面のスキャン経路TからウエハWの回転方向上流側の90°の位置に配置されている。この配置状態で、第3案内プレート43の案内面48はウエハWの周縁部に面しており、案内面48のウエハ回転方向下流側端部はウエハWの外方へと張り出している。このとき、案内面48と、ウエハWの回転中心Cとの間隔はL3である。
Further, instead of the first and
The longitudinal direction of the
また、各案内プレート23,33,43が、図8Bに示す第2案内プレート33Aのように湾曲板状に形成されていて、湾曲面38Aからなる案内面を有していてもよい。
次に、実施例および比較例について説明する。
回転状態にある外径200mmのシリコンウエハからなるウエハWの上面(裏面)に対し、図1に示すスキャンノズルの形態に構成されたフッ硝酸ノズル5からのフッ硝酸を供給して、シンニングのためのエッチング処理を施す試験を行った。
Each
Next, examples and comparative examples will be described.
For thinning by supplying hydrofluoric acid from a hydrofluoric acid nozzle 5 configured in the form of a scan nozzle shown in FIG. 1 to the upper surface (back surface) of a wafer W made of a silicon wafer having an outer diameter of 200 mm in a rotating state. The test which performs the etching process of was performed.
このエッチング試験では、フッ硝酸ノズルからのフッ硝酸の着液点Pを、前述の図25に示すスキャン経路Tに沿って、回転中心Cから22.5mm隔てた近接位置T1と、ウエハWの周端縁上の基板周端位置T2との間で往復スキャンさせた。硝酸とフッ酸とを体積比5:1の比率で混合して作製したフッ硝酸を、0.85L/minの流量でフッ硝酸ノズル5からウエハWに吐出させた。エッチング処理中におけるフッ硝酸ノズル5の移動速度はたとえば160mm/secであり、エッチング処理時におけるウエハWの回転速度は52rpmであった。エッチング処理時間は300秒間であった。そして、シリコンウエハWのエッチングレートの面内分布(半径方向位置とエッチングレートとの関係)を求めた。 In this etching test, the point of contact P of the nitric acid from the nitric acid nozzle with the proximity position T1 separated from the rotation center C by 22.5 mm along the scanning path T shown in FIG. A reciprocating scan was performed with respect to the substrate peripheral edge position T2 on the edge. Fluoric nitric acid prepared by mixing nitric acid and hydrofluoric acid at a volume ratio of 5: 1 was discharged from the hydrofluoric acid nozzle 5 onto the wafer W at a flow rate of 0.85 L / min. The moving speed of the hydrofluoric acid nozzle 5 during the etching process was, for example, 160 mm / sec, and the rotation speed of the wafer W during the etching process was 52 rpm. The etching processing time was 300 seconds. Then, an in-plane distribution of the etching rate of the silicon wafer W (relation between radial position and etching rate) was obtained.
実施例1では、図9の基板処理装置(第2案内プレート33を採用)を用いてエッチング処理を行った。
実施例2では、図9の基板処理装置(第3案内プレート43を採用)を用いてエッチング処理を行った。
実施例3では、図8Aの基板処理装置を用いて、エッチング処理を行った。
In Example 1, the etching process was performed using the substrate processing apparatus of FIG. 9 (adopting the second guide plate 33).
In Example 2, the etching process was performed using the substrate processing apparatus of FIG. 9 (adopting the third guide plate 43).
In Example 3, the etching process was performed using the substrate processing apparatus of FIG. 8A.
比較例では、第1〜第3案内プレート23,33,43のいずれも用いずに、エッチング処理を行った。
エッチング試験の結果、実施例1〜実施例3ではウエハWの周縁部でエッチングレートの悪化を抑制することができた。
また、下記(1)式で表されるエッチング均一性を評価した。実施例1ではエッチング均一性は16.4%であり、実施例2ではエッチング均一性は13.2%であり、実施例3ではエッチング均一性は14.3%であり、比較例ではエッチング均一性は19.4%であった。
In the comparative example, the etching process was performed without using any of the first to
As a result of the etching test, in Examples 1 to 3, deterioration of the etching rate at the peripheral edge of the wafer W could be suppressed.
Moreover, the etching uniformity represented by the following formula (1) was evaluated. In Example 1, the etching uniformity is 16.4%, in Example 2, the etching uniformity is 13.2%, in Example 3, the etching uniformity is 14.3%, and in the comparative example, the etching uniformity. The sex was 19.4%.
以上、本発明の3つの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
第1〜第3の実施形態において、案内プレート23,33を鉛直軸線C1,C2まわりに揺動させて、案内面28,38がウエハWの上面上のフッ硝酸をウエハW外へと最も効率よく案内できる姿勢(角度)に保持させるようにすることもできる。
As mentioned above, although three embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
In the first to third embodiments, the
また、第1および第2の実施形態では、第1案内プレート23と第2案内プレート33の2つを組み合わせた構成を例にとって説明したが、第1案内プレート23と第3案内プレート43との組み合わせでもよいし、第2案内プレート33と第3案内プレート43との組み合わせでもよい。さらに、第1〜第3案内プレート23,33,43全ての組み合わせであっても良い。そして、その第1〜第3案内プレート23,33,43のうちのいくつかが、図8Aおよび図8Bのように湾曲板状に形成されていてもよい。
In the first and second embodiments, the configuration in which the
また、第1〜第3の実施形態では、ウエハWの面内範囲内でスキャンさせているが、フッ硝酸ノズル5からのフッ硝酸の着液点PをウエハWの周端面を超えて、その外方までスキャンさせてもよい。
また、第1〜第3の実施形態では、フッ硝酸ノズル5を往復スキャンさせる場合を例にとって説明したが、フッ硝酸ノズル5を一方向スキャンさせるものであってもよい。一方向スキャンとは、この場合、一方向へのノズル移動時にのみフッ硝酸をノズル5から吐出し、他方向へのノズル移動時にはノズル5からのフッ硝酸の吐出を停止することをいう。
Further, in the first to third embodiments, scanning is performed within the in-plane range of the wafer W, but the liquid nitric acid landing point P from the hydrofluoric acid nozzle 5 exceeds the peripheral end surface of the wafer W, You may scan to the outside.
In the first to third embodiments, the case where the nitric acid nozzle 5 is reciprocally scanned has been described as an example, but the nitric acid nozzle 5 may be unidirectionally scanned. In this case, the unidirectional scan means that the nitric acid is discharged from the nozzle 5 only when the nozzle is moved in one direction, and the discharge of the hydrofluoric acid from the nozzle 5 is stopped when the nozzle is moved in the other direction.
また、前述の3つの実施形態では、ウエハWに対し、ウエハWのシンニングのためのエッチング処理を施す基板処理装置1を例にとって説明したが、たとえば酸化膜シリコンウエハからなる円板状のウエハWにおけるデバイス形成領域側の上面(下面)に対して、酸化膜の除去のためのエッチング処理を施す構成であってもよい。かかる場合、エッチング液としてたとえばフッ酸が用いられることが望ましい。また、ウエハWの窒化膜の除去のためのエッチング処理を施す場合には、エッチング液として燐酸を用いることもできる。
In the above-described three embodiments, the
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1 基板処理装置
4 スピンチャック(基板回転手段)
5 フッ硝酸ノズル(エッチング液供給手段)
23 第1案内プレート(案内部材)
28,38,38A,48 案内面
33,33A 第2案内プレート(案内部材)
43 第3案内プレート(案内部材)
50 制御装置(制御手段)
C1,C2 鉛直軸線
S 隙間
T スキャン経路
W ウエハ(基板)
1
5 Nitric acid nozzle (etching solution supply means)
23 First guide plate (guide member)
28, 38, 38A, 48
43 Third guide plate (guide member)
50 Control device (control means)
C1, C2 Vertical axis S Gap T Scan path W Wafer (substrate)
Claims (7)
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材とを含み、
前記案内部材は、前記案内面における基板の回転方向下流側の端部が前記主面の外方に張り出した状態で配置されている、基板処理装置。 Substrate rotating means for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate;
An etchant supplying means for supplying an etchant onto the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means;
The guide surface has a guide surface along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, and is disposed opposite to the main surface with a gap between the main surface and a predetermined peripheral portion. wherein contacting the etching liquid film on the main surface, seen including a guide member for guiding towards the etchant to the outside of the substrate,
The said guide member is a substrate processing apparatus arrange | positioned in the state which the edge part of the rotation direction downstream of the board | substrate in the said guide surface protrudes outside the said main surface .
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材とを含み、
前記案内面が、平坦面により形成されており、
前記案内部材が、前記案内面が基板の回転半径方向と直交する方向に沿うように配置されている、基板処理装置。 Substrate rotating means for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate;
An etchant supplying means for supplying an etchant onto the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means;
The guide surface has a guide surface along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, and is disposed opposite to the main surface with a gap between the main surface and a predetermined peripheral portion. And a guide member that guides the etching solution toward the outside of the substrate by contacting a liquid film of the etching solution on the main surface.
The guide surface is formed of a flat surface;
Said guide member, said guide surfaces are arranged along the direction perpendicular to the radial direction of the substrate, board processor.
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材とを含み、
前記基板回転手段に保持される基板が円形であり、
前記案内面が、基板の周端形状に沿う湾曲面により形成されている、基板処理装置。 Substrate rotating means for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate;
An etchant supplying means for supplying an etchant onto the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means;
The guide surface has a guide surface along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, and is disposed opposite to the main surface with a gap between the main surface and a predetermined peripheral portion. And a guide member that guides the etching solution toward the outside of the substrate by contacting a liquid film of the etching solution on the main surface.
The substrate held by the substrate rotating means is circular,
The guide surface is formed by a curved surface along the circumferential edge shape of the substrate, board processor.
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材とを含み、
前記案内部材が、前記回転軸線と平行に延びる所定の軸線まわりに揺動可能に設けられている、基板処理装置。 Substrate rotating means for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate;
An etchant supplying means for supplying an etchant onto the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means;
The guide surface has a guide surface along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, and is disposed opposite to the main surface with a gap between the main surface and a predetermined peripheral portion. And a guide member that guides the etching solution toward the outside of the substrate by contacting a liquid film of the etching solution on the main surface.
The guide member is provided swingably around a predetermined axis extending parallel to the axis of rotation, board processor.
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面上にエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、
前記基板回転手段によって回転される基板の前記主面に交差する面に沿う案内面を有し、前記主面の所定の周縁部に当該主面と隙間を隔てて対向配置されて、前記案内面に前記主面上のエッチング液の液膜を接触させて、このエッチング液を基板の外方に向けて案内する案内部材と、
前記基板回転手段に保持された基板の前記主面と前記案内部材との間の距離を制御する制御手段とを含む、基板処理装置。 Substrate rotating means for rotating around a predetermined rotation axis while holding the substrate;
An etchant supplying means for supplying an etchant onto the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means;
The guide surface has a guide surface along a plane intersecting the main surface of the substrate rotated by the substrate rotating means, and is disposed opposite to the main surface with a gap between the main surface and a predetermined peripheral portion. A guide member for contacting the liquid film of the etchant on the main surface to guide the etchant toward the outside of the substrate;
Control means and the including controlling the distance between the main surface and the guide member of the substrate held by the substrate rotating unit, board processor.
前記複数の案内部材が、基板の周方向の異なる位置に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。 Including a plurality of the guide members,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of guide members are arranged at different positions in the circumferential direction of the substrate.
前記案内部材が、基板回転方向上流側端部が前記スキャン経路の延長線上に位置するように配置されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The etchant supply means scans the etchant on the main surface of the substrate along a linear scan path along the rotational radius direction of the substrate rotated by the substrate rotation means,
The guide member, the substrate rotation direction upstream side end portion is arranged to be located on the extension of the scan path, the substrate processing apparatus according to any one of claims 1-6.
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