JP5199419B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、PDP(プラズマ・ディスプレイ・パネル
用ガラス基板などが含まれる。
表面、裏面および端面の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要
部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。たとえば、配線形成のための銅薄
膜はウエハの表面のデバイス形成領域に形成されていればよく、ウエハの表面の周縁部(
たとえば、ウエハの周縁から幅3mm程度の部分)、裏面および端面に形成された銅薄膜は
不要となるから、この不要な銅薄膜を除去する処理が行われる。
金属薄膜を形成した領域以外の領域やウエハの端面および裏面に付着した金属イオンを除
去する処理が行われる場合がある。
たとえば、ウエハの表面の周縁部に形成されている金属薄膜または金属イオンを除去す
る装置は、ウエハをほぼ水平に保持した状態で回転す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表面の周縁部に向けてエッチング液を吐出するエッジリ
ンスノズルと、スピンチャックに保持されたウエハの表面のほぼ中心に純水を供給するた
めの純水ノズルとを備えている。
いるウエハの表面の周縁部に向けてエッジリンスノズルからエッチング液が吐出される。
エッジリンスノズルからエッチング液が吐出されている間、純水ノズルからウエハの表面
の中心に向けて純水が供給される。
これにより、ウエハの表面の中央部の領域(デバイス形成領域)は純水に覆われた状態
となり、エッジリンスノズルからウエハの表面に供給されたエッチング液は、ウエハの表
面の中央部から周縁に向けて流れる純水により押し流される。したがって、ウエハの表面
中央部のデバイス形成領域に向けてエッチング液のミストが飛散しても、そのエッチング
液のミストは、デバイス形成領域上に形成された金属薄膜に直に付着するおそれがない。
ゆえに、デバイス形成領域の金属薄膜がエッチング液による腐食を受けるおそれがない。
作り込まれているデバイスにダメージを与えるおそれがあることが判ってきた。
そこで、この発明の目的は、基板上の不要物を良好に除去することができる基板処理装
置および基板処理方法を提供することである。
請求項3記載の発明は、基板の表面において、前記純水吐出手段からの純水が供給される領域は、前記薬液吐出手段からの薬液が供給される領域よりも広い、請求項1または2に記載の基板処理装置である。
これらの構成によれば、純水の流れにより、純水の供給位置よりも外側の位置に供給された薬液が押し流されるので、薬液が基板の中央部に向けて流れることを一層防止できる。
この構成によれば、基板上に供給された薬液および純水が基板の中央部に向けて流れることを良好に防止できる。
この構成によれば、純水の流れにより、純水供給位置よりも外側の薬液供給位置に供給された薬液が押し流されるので、薬液が基板の中央部に向けて流れることを一層防止できる。
また、請求項8に記載のように、前記基板処理装置は、基板上面に近接した位置と基板上面から離れた位置との間で相対的に移動する遮断板(23)を備えていてもよい。
請求項10に記載の発明は、基板の表面において、前記純水供給位置よりも前記回転軸線に近い不活性ガス供給位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス吐出手段(122c)をさらに備えている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項11に記載の発明は、回転軸線(O)まわりに基板(W)を回転させつつ、基板の周縁領域に設定された薬液供給位置(Pe)に向けて、前記基板上の不要物を除去するための薬液を薬液吐出手段(122a)から吐出する薬液吐出工程と、前記回転軸線まわりに基板を回転させつつ、少なくとも前記薬液吐出手段から薬液が吐出されている期間に、基板の周縁領域であって、前記薬液供給位置よりも前記回転軸線に近い純水供給位置(Pd)に向けて純水供給吐出手段(122b)から純水を吐出する純水吐出工程とを含み、前記純水吐出手段から基板に供給された純水の領域内に、前記薬液吐出手段から薬液を供給して、当該薬液を基板の中心から離れる方向に押し流す、基板処理方法である。
請求項12に記載の発明は、前記純水吐出手段は、前記薬液吐出手段による薬液の吐出よりも早いタイミングで純水を吐出するように制御される、請求項11に記載の基板処理方法である。
請求項13に記載の発明は、基板の表面において、前記純水供給位置よりも前記回転軸線に近い不活性ガス供給位置に向けて不活性ガスを供給する工程を前記純水吐出工程と並行して実行する、請求項11または12に記載の基板処理方法である。
図1は、この発明の一実施形態(第1の実施形態)に係る基板処理装置の構成を図解的
に示す図である。この基板処理装置は、ほぼ円形の基板であるウエハWの表面および端面
に金属薄膜(たとえば、銅薄膜)が形成された後、そのウエハWの表面の周縁部および端
面に形成されている不要な金属薄膜を除去するための装置である。
ク11は、ほぼ鉛直に配置されたチャック軸111と、このチャック軸111の上端にほ
ぼ水平に固定された円板状の吸着ベース112とを含む。チャック軸111は、たとえば
、円筒状に形成されることによって吸気路113を内部に有しており、この吸気路113
の上端は、吸着ベース112の内部に形成された吸着路を介して、吸着ベース112の上
面に形成された吸着口に連通されている。また、チャック軸111には、モータなどを含
む回転駆動機構114から回転力が入力されるようになっている。
イス形成面)を上方に向けて載置された状態で、吸気路113の内部を排気することによ
り、ウエハWの裏面(非デバイス形成面)を真空吸着してほぼ水平に保持することができ
る。そして、この状態で、回転駆動機構114からチャック軸111に回転力を入力する
ことにより、吸着ベース112で吸着保持したウエハWを、そのほぼ中心を通る鉛直軸線
(チャック軸111の中心軸線)Oまわりに回転させることができる。
傾斜面を洗浄するための純水を吐出する遮断板洗浄ノズル13とが配置されている。
遮断板12は、バキュームチャック11に対向する下面121がウエハWとほぼ同じ径
の円形平面になっており、この下面121がバキュームチャック11に保持されたウエハ
Wの上面とほぼ平行をなして対向するように設けられている。また、遮断板12は、昇降
可能に設けられており、バキュームチャック11に対するウエハWの搬入出時には上方に
大きく退避され、ウエハWに対する処理時にはウエハWに近接した位置まで下降される。
する3重の同心円周C1,C2,C3とその中心CEから半径方向に放射状に延びる複数
本の直線との各交点に、たとえば円形の小さな開口122が形成されている。同心円周C
1,C2,C3は、下面121の周縁部に設定されていて、下面121の中央部には、開
口122は形成されていない。
れぞれ流通するエッチング液供給路123、純水供給路124および窒素ガス供給路12
5が形成されている。
エッチング液供給路123は、遮断板12の下面121の半径方向外方に向かうにつれ
て下方に傾斜した傾斜部123aを有しており、この傾斜部123aの先端で、同心円周
C1,C2,C3のうちで最も径の大きな円周C1上に配置された開口122aに連通し
ている。傾斜部123aの傾斜角度は、開口122aから傾斜部123aと平行に延ばし
た直線が、ウエハWの表面の中央部のデバイス形成領域を取り囲むウエハ周縁領域(たと
えば、ウエハWの周縁から幅3mm程度の部分)上であって、ウエハWの回転軸線Oを中心
とする円周上に設定されたエッチング液供給位置Peで、バキュームチャック11に保持
されたウエハWの表面に交差するような角度に設定されている。これにより、エッチング
液供給路123を流通するエッチング液は、開口122aからエッチング液供給路123
の傾斜部123aの傾斜方向(ウエハWの回転半径外方に向かうにつれてウエハWに近づ
くように傾斜した方向)に吐出されて、ウエハWの表面のエッチング液供給位置Peに供
給される。
た傾斜部124aを有しており、この傾斜部124aの先端で、円周C1の次に大きな径
の円周C2上に配置された開口122bに連通している。これにより、純水供給路124
を流通する純水は、開口122bからエッチング液の吐出方向と平行な方向に吐出されて
、上記ウエハ周縁領域上であって、ウエハWの表面のエッチング液供給位置Peよりもウ
エハWの回転軸線Oに近い純水供給位置Pdに供給される。純水供給位置Pdは、ウエハ
Wの回転軸線Oを中心とする円周上に設定されている。
象のウエハWは、図示しない搬送ロボットによって搬入されてきて、バキュームチャック
11に受け渡される。このとき、遮断板12(図1参照)は、ウエハWの搬入を阻害しな
いように上方に大きく退避している。バキュームチャック11にウエハWが保持されると
、遮断板12がウエハWの表面に近づけられ、バキュームチャック11(すなわち、ウエ
ハW)が予め定める回転速度で回転され始める。
Wの表面の窒素ガス供給位置Pnに斜め上方から窒素ガスが供給される。また、窒素ガス
の吐出が開始された後、つづいて、図3(b)に示すように、開口122bから純水の吐出
が開始され、ウエハWの表面の純水供給位置Pdに斜め上方から純水が供給される。さら
に、純水の吐出が開始された後、図3(c)に示すように、開口122aからエッチング液
の吐出が開始され、ウエハWの表面のエッチング液供給位置Peに斜め上方からエッチン
グ液が供給される。
って続けられると、図3(d)に示すように、まず、開口122aからのエッチング液の吐
出が停止される。つづいて、図3(e)に示すように、開口122bからの純水の吐出が停
止され、その後、図3(f)に示すように、開口122cからの窒素ガスの吐出が停止され
る。これでウエハWの周縁部および端面から不要な金属薄膜を除去するための処理は終了
であり、この処理後のウエハWは、遮断板12が上方に退避した後、図示しない搬送ロボ
ットによって、ウエハWの裏面から不要な金属イオンを除去するための装置に向けて搬出
される。
端面から金属薄膜を除去するためのエッチング液が、回転しているウエハWの表面のエッ
チング液供給位置Peに、そのエッチング液供給位置Peよりも上方であって、ウエハW
の回転半径方向内方に配置された開口122aから供給される。これにより、エッチング
液供給位置Peに供給されたエッチング液がウエハWの中央部に向けて流れることを防止
しつつ、エッチング液供給位置PeよりもウエハWの回転半径方向外方の領域(ウエハW
の表面の金属薄膜を除去すべき領域)EAにむらなくエッチング液を供給することができ
、この領域EAおよび端面に形成されている金属薄膜を良好に除去することができる。
な順序で行われることにより、エッチング液供給位置Peにエッチング液が供給されてい
る間、エッチング液供給位置PeよりもウエハWの回転半径方向内方に設定された純水供
給位置Pdおよび窒素ガス供給位置Pnにそれぞれ純水および窒素ガスが供給されている
。純水供給位置Pdに供給された純水は、純水供給位置PdからウエハWの周縁に向けて
流れ、この純水の流れにより、純水供給位置PdよりもウエハWの回転半径方向外方のエ
ッチング液供給位置Peに供給されたエッチング液は押し流されるので、エッチング液が
ウエハWの中央部に向けて流れることを一層防止できる。さらに、エッチング液がエッチ
ング液供給位置Peに入射する際にエッチング液のミストが発生しても、そのエッチング
液のミストは窒素ガスによってウエハWの外方へと吹き飛ばされるので、ウエハWの中央
部(デバイス形成領域)の薄膜がエッチング液のミストによる腐食を受けるおそれがない
。
図4は、参考形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。この参考形態に係る基板処理装置は、上述の実施形態に係る基板処理装置においてウエハWの表面の周縁部および端面に形成されている不要な金属薄膜が除去された後、そのウエハWの裏面から不要な金属イオン(金属汚染)または金属薄膜を除去するためのものである。
、ほぼ鉛直に配置されたチャック軸211と、このチャック軸211の上端にほぼ水平に
固定されたスピンベース212と、スピンベース212上に立設された複数本のチャック
ピン213とを有している。
スピンベース212は、たとえば、平面視において放射状に延びた複数本(たとえば、
6本)のアームを有しており、各アームの先端にチャックピン213が立設されている。
たとえば、一本おきのアーム(たとえば、全部で3本のアーム)の先端には、ウエハWの
裏面の周縁部を受ける水平面と、ウエハWの端面に対向してウエハWの移動を規制する鉛
直面とを有する固定チャックピン213が固定されている。そして、残余の一本おきのア
ーム(たとえば、全部で3本のアーム)の先端には、鉛直軸まわりに回転(自転)可能な
可動チャックピン213が取り付けられている。この可動チャックピン213は、ウエハ
Wの裏面の周縁部を受ける水平面と、この水平面から立ち上がり、ウエハWの端面に当接
して、対向する固定チャックピン213と協働してウエハWを挟持する第1鉛直面と、同
じく当該水平面から立ち上がり、第1鉛直面よりもウエハWの半径方向外方に後退してウ
エハWの端面を規制可能な第2鉛直面とを有している。したがって、可動チャックピン2
13を、鉛直軸まわりに回転させることにより、第1鉛直面または第2鉛直面をウエハW
の端面に対向させることができ、これにより、ウエハWを挟持したり、ウエハWの挟持を
弛めたりすることができる。
が結合されている。これにより、複数本のチャックピン213でウエハWを狭持した状態
で、回転駆動機構214によってチャック軸211を回転させることにより、ウエハWを
水平面内で回転させることができる。
さらに、チャック軸211は、円筒状に形成されており、その内部には、裏面リンス配
管22が非回転状態に挿通されている。裏面リンス配管22の先端は、チャック軸211
の先端で開口していて、これにより、チャック軸211の先端に、チャックピン213で
挟持されたウエハWの裏面中央にエッチング液を供給するための裏面リンスノズル221
が形成されている。
面を洗浄するための純水を吐出する遮断板洗浄ノズル24とが配置されている。遮断板2
3は、図1に示す遮断板12から、エッチング液を供給するための開口122aおよびエ
ッチング液供給路123を省略した構成であり、その下面231がスピンチャック21に
保持されたウエハWの上面とほぼ平行をなして対向するように設けられている。
図5は、この参考形態に係る基板処理装置における処理について説明するための図解図である。処理対象のウエハWは、上述の図1に示す基板処理装置において表面の周縁部および端面に形成された金属薄膜を除去するための処理を受けた後、その図1に示す基板処理装置から搬入されてきて、スピンチャック21に表面を上方に向けた状態で受け渡される。このとき、遮断板23(図4参照)は、ウエハWの搬入を阻害しないように上方に大きく退避している。スピンチャック21にウエハWが保持されると、遮断板23がウエハWの表面に近づけられ、スピンチャック21(すなわち、ウエハW)が予め定める回転速度で回転され始める。
Wの表面の窒素ガス供給位置Pnに斜め上方から窒素ガスが供給される。また、窒素ガス
の吐出が開始された後、つづいて、図5(b)に示すように、開口122bから純水の吐出
が開始され、ウエハWの表面の純水供給位置Pdに斜め上方から純水が供給される。さら
に、純水の吐出が開始された後、図5(c)に示すように、裏面リンスノズル221からエ
ッチング液の吐出が開始され、ウエハWの裏面中央にエッチング液が供給される。
って続けられると、図5(d)に示すように、まず、裏面リンスノズル221からのエッチ
ング液の吐出が停止される。つづいて、図5(e)に示すように、開口122bからの純水
の吐出が停止され、その後、図5(f)に示すように、開口122cからの窒素ガスの吐出
が停止される。これでウエハWの裏面から金属イオンまたは金属薄膜を除去するための処
理は終了であり、その後は、ウエハWの裏面に純水が供給されて、ウエハWの裏面に付着
したエッチング液が洗い流される。ウエハWの裏面を水洗するための純水は、裏面リンス
ノズル221にエッチング液または純水を切り替えて供給できるように構成して、裏面リ
ンスノズル221からウエハWの裏面に供給するようにしてもよいし、裏面リンスノズル
221とは別に設けられたノズルからウエハWの裏面に供給するようにしてもよい。この
水洗処理後のウエハWは、遮断板23が上方に退避した後、図示しない搬送ロボットによ
って搬出される。
な順序で行われることにより、ウエハWの裏面にエッチング液が供給されている間、ウエ
ハWの表面の純水供給位置Pdおよび窒素ガス供給位置Pnにそれぞれ純水および窒素ガ
スが供給されている。純水供給位置Pdに供給された純水は、ウエハWの表面を純水供給
位置PdからウエハWの周縁へ向かって流れて、ウエハWの周縁から流下するので、裏面
リンスノズル221からウエハWの裏面に供給されたエッチング液がウエハWの表面に回
り込むおそれがない。
散するエッチング液を横切ることによってエッチング液のミストが発生しても、そのエッ
チング液のミストは窒素ガスによってウエハWの外方へと吹き飛ばされるので、ウエハW
の中央部(デバイス形成領域)の薄膜がエッチング液のミストによる腐食を受けるおそれ
がない。
以上、この発明の実施形態および参考形態について説明したが、さらに他の形態も想定され得る。たとえば、上述の第1の実施形態では、遮断板12の下面121に円形の小さな開口122a,122b,122cが形成され、これらの開口122a,122b,122cからそれぞれエッチング液、純水および窒素ガスが吐出されるとしたが、遮断板12の下面121に、その下面121の中心CEを中心とする3つの同心円環状の開口が形成され、この3つの環状開口からそれぞれエッチング液、純水および窒素ガスが吐出されてもよい。また、これと同様な変形を上述の参考形態に施してもよい。
個形成されているが、開口122a,122b,122cはそれぞれ、少なくとも1つ形
成されていればよい。たとえば、開口122a,122b,122cがそれぞれ1つずつ
だけ形成される場合には、下面121の中心CEを通る下面121上の直線に沿うように
、開口122a,122b,122cが形成されるのが好ましい(図2の二点鎖線で囲う
開口群A)。これによると、窒素ガス供給位置Pn、エッチング液供給位置Pe、および
純水供給位置PdはウエハWの回転中心を通る直線に沿って設けられる。
素ガスが吐出される開口122bおよび122cが複数個形成されるようにしてもよい。
この場合、複数の開口122bおよび122cは、中心CEから見て1つの開口122a
を覆うように設けられるのが好ましい。これによれば、ウエハの回転中心から見て、エッ
チング液供給位置Peは、純水供給位置Pdおよび窒素ガス供給位置Pnで覆われること
となる(図2の二点鎖線で囲う開口群B)。
れるようにしてもよい。
さらには、遮断板12,23の開口122cからウエハWの表面に窒素ガスが供給され
るとしたが、窒素ガス以外の不活性ガス(たとえば、ヘリウムガスまたはアルゴンガス)
がウエハWの表面に供給されてもよい。
用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板など
の他の種類の基板に対して処理を施すための装置にも適用することができる。
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。
122 開口(吐出手段)
122a 開口(吐出手段)
122b 開口(吐出手段)
122c 開口(吐出手段)
23 遮断板
W ウエハ
Claims (13)
- 基板を保持するチャックと、
前記チャックを回転軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、
前記チャックに保持された基板の周縁領域に設定された薬液供給位置に向けて、前記基板上の不要物を除去するための薬液を吐出する薬液吐出手段と、
前記チャックに保持された基板の周縁領域であって、前記薬液供給位置よりも前記回転軸線に近い純水供給位置に向けて純水を吐出する純水吐出手段とを含み、
前記薬液吐出手段および前記純水吐出手段が、前記チャックに保持された基板の中心から周縁に向けて延びる直線上に並べて配置されており、
少なくとも前記薬液吐手段が薬液を吐出している間、前記純水吐出手段が純水を吐出する、基板処理装置。 - 基板を保持するチャックと、
前記チャックを回転軸線まわりに回転させる回転駆動機構と、
前記チャックに保持された基板の周縁領域に設定された薬液供給位置に向けて、前記基板上の不要物を除去するための薬液を吐出する薬液吐出手段と、
前記チャックに保持された基板の周縁領域であって、前記薬液供給位置よりも前記回転軸線に近い純水供給位置に向けて純水を吐出する純水吐出手段とを含み、
前記薬液吐出手段および前記純水吐出手段が、前記チャックに保持された基板の周辺から内側に向かう方向に沿って並べて配置されており、
少なくとも前記薬液吐手段が薬液を吐出している間、前記純水吐出手段が純水を吐出する、基板処理装置。 - 基板の表面において、前記純水吐出手段からの純水が供給される領域は、前記薬液吐出手段からの薬液が供給される領域よりも広い、請求項1または2に記載の基板処理装置。
- 前記薬液供給位置は、前記純水吐出手段から吐出されて基板の表面を流れる純水の領域内に位置するように配置されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記薬液吐出手段および前記純水吐出手段を、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させた、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記純水吐出手段は、前記薬液吐出手段による薬液の吐出よりも早いタイミングで純水を吐出するように制御される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記薬液吐出手段および前記純水吐出手段からそれぞれ基板に供給された薬液および純水の飛散を防止する遮断板を備え、
前記薬液吐出手段および前記純水吐出手段が前記遮断板に設けられている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 基板上面に近接した位置と基板上面から離れた位置との間で相対的に移動する遮断板を備えている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記遮断板と基板との間に不活性ガスを吐出する、請求項8に記載の基板処理装置。
- 基板の表面において、前記純水供給位置よりも前記回転軸線に近い不活性ガス供給位置に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス吐出手段をさらに備えている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 回転軸線まわりに基板を回転させつつ、基板の周縁領域に設定された薬液供給位置に向けて、前記基板上の不要物を除去するための薬液を薬液吐出手段から吐出する薬液吐出工程と、
前記回転軸線まわりに基板を回転させつつ、少なくとも前記薬液吐出手段から薬液が吐出されている期間に、基板の周縁領域であって、前記薬液供給位置よりも前記回転軸線に近い純水供給位置に向けて純水供給吐出手段から純水を吐出する純水吐出工程とを含み、
前記純水吐出手段から基板に供給された純水の領域内に、前記薬液吐出手段から薬液を供給して、当該薬液を基板の中心から離れる方向に押し流す、基板処理方法。 - 前記純水吐出手段は、前記薬液吐出手段による薬液の吐出よりも早いタイミングで純水を吐出するように制御される、請求項11に記載の基板処理方法。
- 基板の表面において、前記純水供給位置よりも前記回転軸線に近い不活性ガス供給位置に向けて不活性ガスを供給する工程を前記純水吐出工程と並行して実行する、請求項11または12に記載の基板処理方法。
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