JP5667592B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板を回転させながら基板の周縁部分に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置に関する。
半導体装置の製造においては、半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」と呼ぶ)等の被処理基板に様々な膜が形成される。ウエハ搬送時にはデバイスの非形成領域であるウエハの周縁部分が搬送アームにより支持され、また、ウエハの処理時にはしばしばウエハの周縁部分がチャックにより保持される。このため、ウエハの周縁部分に膜を付着させたままにしておくと、それが剥離することによりクロスコンタミネーションの原因となりうる。このため、ウエハ周縁部分の不要な膜を除去するための処理(周縁膜除去処理)が必要に応じて行われる。このような周縁膜除去処理を実行するための周縁膜除去装置が、例えば、特許文献1に開示されている。周縁膜除去装置は、ウエハをスピンチャックにより水平に保持して回転させた状態で、ノズルからウエハ周縁部分に薬液を供給することにより周縁膜除去処理を行う。処理中、ウエハから飛散する処理液は、ウエハ周囲に配置されたカップにより受け止められる。
このとき飛散した処理液がカップに勢いよく衝突すると、ウエハから飛散した処理液がカップから跳ね返ってウエハに再付着してしまう。ウエハに再付着した処理液はパーティクルの発生原因となる。
特開2001−118824号
本発明は、カップから跳ね返った処理液が基板に再付着することを防止することができる基板処理装置を提供する。
本発明によれば、基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲むカップと、前記基板保持部により保持された前記基板の周縁部分における第1位置に第1処理液を供給する第1処理液ノズルと、前記基板保持部により保持された前記基板の周縁部分における第2位置に第2処理液を供給する第2処理液ノズルと、を備え、前記カップの側周壁は、前記第1位置に対応する第1角度位置と、前記基板の回転方向に前記第1角度位置から所定角度進んだ第1中間角度位置との間にある第1区域内において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って大きくなるように形成されており、前記カップの側周壁は、前記第2位置に対応する第2角度位置と、前記基板の回転方向に前記第2角度位置から所定角度進んだ第2中間角度位置との間にある第2区域内において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って大きくなるように形成されている、基板処理装置が提供される。
本発明によれば、カップの側周壁に衝突した処理液が跳ね返ることによって基板に再付着することを防止することができる。
本発明による基板処理装置の一例である周縁膜除去装置を備えた基板処理システムの全体構成を概略的に示す平面図である。 周縁膜除去装置の構成を示す縦断面図である。 図2の断面から90度回転させた断面で切断した周縁膜除去装置の構成を示す縦断面図である。 図2および図3におけるIV−IV線に沿った断面図であって、(a)は処理液の飛散状態を説明するための図であり、(b)はカップの底壁の傾斜を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明による基板処理装置の一実施形態としての、ベベルウエットエッチング装置などと呼ばれる周縁膜除去装置10を含む基板処理システムについて説明する。図1に示すように、基板処理システムは、外部から被処理基板としての半導体ウエハ等の基板W(以下、「ウエハW」ともいう)を収容したキャリアを載置するための載置台101と、キャリアに収容されたウエハWを取り出すための搬送アーム102と、搬送アーム102によって取り出されたウエハWを載置するための棚ユニット103と、棚ユニット103に載置されたウエハWを受け取り、当該ウエハWを周縁膜除去装置10内に搬送する搬送アーム104と、を備えている。図1に示すように、基板処理システムには、複数(図示例では12個)の周縁膜除去装置10が設けられている。
次に、周縁膜除去装置10の構成について説明する。図2および図3に示すように、周縁膜除去装置10は、ケーシング12を有しており、ケーシング12の天井部には、ケーシング12により囲まれた空間内に清浄空気のダウンフローを形成するファンフィルタユニット(FFU)14が設けられている。ケーシング12の側壁(図2の紙面に向かって正面の側壁)にはウエハWをケーシング12に搬出入するために開口15(図1を参照;図2、図3には図示せず)が形成されており、当該開口はシャッター(図示せず)により開閉される。
ケーシング12内には、ウエハWを水平姿勢で保持する基板保持部16が設けられている。基板保持部16は、ウエハWの裏面(下面)の中央部を真空吸着することによりウエハWを保持するバキュームチャックとして構成されている。基板保持部16の下方には、基板保持部16を回転駆動して基板保持部16に保持されたウエハWを回転させる回転駆動部18、具体的には回転モータが設けられている。
基板保持部16により保持されたウエハWの半径方向外側において、ウエハWの周囲を囲むように全体として長円または楕円形状の断面を有する筒形のカップ20が設けられている(図4も参照のこと)。カップ20の上端部には処理対象のウエハWよりもやや大きい直径の円形の開口が形成されている。カップ20は、ウエハWから遠心力により飛散する処理液を受け止めて、処理液の半径方向外側への飛散を防止する。カップ20は側周壁21と、底壁22と、整流壁23とを有している。図3に示すように、底壁22の側周壁21の近傍には2つの排液口、すなわち第1排液口24Aおよび第2排液口24Bが設けられている。第1排液口24Aは、第1排液路25Aを介して、アルカリ性廃液用の適当な廃液系(DRA)例えば工場廃液系に接続されている。また、第2排液口24Bは、第2排液路25Bを介して、酸性廃液用の適当な廃液系(DRB)例えば工場廃液系に接続されている。また、底壁22の中央部には、2つの排気管26が設けられている。排気管26は、例えば微減圧の工場排気系(EXH)に接続されている。排気管26内には、弁27、本例ではバタフライ弁が設けられており、この弁27の開度を調節することにより、カップ20内の減圧の程度を調節することができる。この周縁膜除去装置10によりウエハWの処理が実行されている時には、カップ20の内部空間が排気系(EXH)の負圧により吸引されている。
カップ20は、図2に概略的に示されたカップ昇降機構28により昇降させることができる。カップ20が図2に示すように「上昇位置」にあるときには、カップ20の上部開口端よりもウエハWが下方に位置してカップ20がウエハWの周縁を囲む。図2の状態からカップ20を「下降位置(図示せず)」まで下降させると、カップ20の上部開口端よりもウエハWが上方に位置して、カップ20に邪魔されることなく、ケーシング12内に進入してきた搬送アーム104と基板保持部16との間でウエハWの受け渡しが可能な状態となる。なお、カップ20を昇降可能とすることに代えて、基板保持部16を昇降可能にしてもよく、この場合は、基板保持部16を図2に示す位置から上昇させることにより、カップ20に邪魔されることなく、搬送アーム104と基板保持部16との間でウエハWの受け渡しが可能な状態となる。このような機能を実現するには、回転駆動部18に基板保持部昇降機構(図示せず)を付設すればよい。
図2に示すように、基板保持部16により保持されたウエハWの上面全体を上方から覆うことができる天板30が設けられている。天板30は、ウエハWの周縁部分と天板30との隙間にウエハWの外側に向けて流れる気流を形成し、ウエハWの中央部分のデバイス形成領域に処理液が浸入することを防止するために設けられている。また天板30は、処理液のミストがウエハWから特に上方向に飛散することも防止する。天板30は、エアシリンダ等からなる天板昇降機構31(図2にのみ示す)により、アーム32(図2にのみ示す)を介して昇降させることができる。天板30は、基板の処理が行われている際には図2に示す下降位置(ウエハWに近接してウエハWを覆う「処理位置」)にあり、このとき天板30はカップ20の上部開口端を閉塞する。詳細には、天板30の下面の周縁部分と上昇位置にあるカップ20の上端部とが部位36において相互に接触するか、あるいは僅かな隙間を空けて近接し、部位36からの処理液またはそのミストの漏洩を防止する。搬送アーム104と基板保持部16との間でウエハWの受け渡しが可能な状態とするには、天板30を上昇位置(「処理位置」から離れた「退避位置」)に位置させる。なお、天板昇降機構31を設けることに加えて、天板旋回機構(図示せず)を設け、天板30を水平方向に移動させることにより「処理位置」と「退避位置」との間で移動させてもよい。
天板30は、基板保持部16により保持されたウエハWの上面(表面)に対向(対面)する下面34を有している。天板30の中央部には、FFU14からの清浄空気のダウンフローを、ウエハWの上面と天板30の下面との間の空間に取り込むための吸入口35が設けられている。
天板30の下面34の周縁部分には、ウエハWの周縁部分に処理液を供給するためのノズルが、ウエハW周縁部分の上方の空間に進入させるためのノズル格納空間である2つの切除部、すなわち第1切除部36Aおよび第2切除部36Bに設けられている。第1切除部36Aおよび第2切除部36Bは、天板30の直径方向に対向する位置(円周方向に180度ずれた位置)に設けられている。第1および第2切除部36A、36Bは、例えば、天板30の下面34に形成された直方体形状の凹部である。
周縁膜除去装置10は、第1薬液としてアルカリ性のSC−1液を吐出する第1薬液ノズル41と、第2薬液として酸性のDHF(希フッ酸)液を吐出する第2薬液ノズル42と、それぞれがリンス液としてのDIW(純水)を吐出する第1リンス液ノズル43および第2リンス液ノズル44とを供えている。各ノズル(41,42,43,44)の吐出口は、ウエハWの中央部分のデバイス形成領域に向けての液はねが生じることを防止するために、ウエハの外側に向けて斜め下方に液を吐出するように形成されている。第1薬液ノズル41には、当該第1薬液ノズル41の吐出口付近の先端部分を第1切除部36A内に進入させ第1切除部36Aから退出させる第1薬液ノズル移動機構(詳細は図示せず)、第1薬液ノズル41に第1薬液を供給する第1薬液供給源(詳細は図示せず)、第1薬液ノズル41と第1薬液供給源とを接続する第1薬液供給管路(詳細は図示せず)、第1薬液供給管路に介設された開閉弁および流量制御弁(詳細は図示せず)、第1薬液を加熱するヒータ(詳細は図示せず)などが付設されており、これらの部材は参照符号41Aを付けたボックスでまとめて概略的に示している。第2薬液ノズル42には、当該第2薬液ノズル42の吐出口付近の先端部分を第2切除部36B内に進入させ第2切除部36Bから退出させる第2薬液ノズル移動機構(詳細は図示せず)、第2薬液ノズル42に第2薬液を供給する第2薬液供給源(詳細は図示せず)、第2薬液ノズル42と第2薬液供給源とを接続する第2薬液供給管路(詳細は図示せず)、第2薬液供給管路に介設された開閉弁および流量制御弁(詳細は図示せず)などが付設されており、これらの部材は参照符号42Aを付けたボックスでまとめて概略的に示している。第1リンス液ノズル43には、当該第1リンス液ノズル43の吐出口付近の先端部分を第1切除部36A内に進入させ第1切除部36Aから退出させるリンス液ノズル移動機構(詳細は図示せず)、第1リンス液ノズル43にリンス液を供給するリンス液供給源(詳細は図示せず)、第1リンス液ノズル43とリンス液供給源とを接続するリンス液供給管路(詳細は図示せず)、リンス液供給管路に介設された開閉弁および流量制御弁(詳細は図示せず)などが付設されており、これらの部材は参照符号43Aを付けたボックスでまとめて概略的に示している。第2リンス液ノズル44には、当該第2リンス液ノズル44の吐出口付近の先端部分を第2切除部36B内に進入させ第2切除部36Bから退出させるリンス液ノズル移動機構(詳細は図示せず)、第2リンス液ノズル44にリンス液を供給するリンス液供給源(詳細は図示せず)、第2リンス液ノズル44とリンス液供給源とを接続するリンス液供給管路(詳細は図示せず)、リンス液供給管路に介設された開閉弁および流量制御弁(詳細は図示せず)などが付設されており、これらの部材は参照符号44Aを付けたボックスでまとめて概略的に示している。第1薬液ノズル41および第1リンス液ノズル43、並びに第2薬液ノズル42および第2リンス液ノズル44は図示の便宜上上下に並べて表示されているが、実際には同じ高さにあり、ウエハWの円周方向ないし接線方向に並べて設けられている。
天板30とカップ20とが図2、図3に示すような位置関係(接触ないし近接)にあるときには、カップ20の内部空間は排気管26を介して常時吸引されているため、カップ20の内部空間の負圧に起因して、天板30より上方の空間の雰囲気、特にファンフィルタユニット14からの清浄な気体、具体的にはクリーンエアのダウンフローが吸入口35を介してウエハWの上面と天板30の下面34との間の空間に引き込まれ、この引き込まれたクリーンエアは、図2、図3において黒塗り矢印で示すように半径方向外側に向かって流れ、ウエハWの外側に流出する。このウエハWの外側に流出する気流は、前述したウエハWの回転により天板30とウエハWの周縁部分との間に生じるウエハWの外側に流出する気流との相乗作用により、ウエハWの中央部分のデバイス形成領域に処理液が浸入することをより確実に防止する。ウエハWの外側に流出したエアは、図3に示すように、カップ内に存在するミスト(処理中に生じる薬液またはリンス液のミスト)を随伴して流れ、微減圧の排気系に接続された排気管26に流れ込む。排気管26に流れ込む直前において、エアとミストからなる混相流は、排気管26の外周面と整流壁23の内面(下面)との間の空間を流れる際に急角度で複数回転向され、これにより排気管26の外周面または整流壁23の内面(下面)にミストが付着して、エアから分離される。分離されたミストは、重力によりカップ20の底壁22に落ちる。
図2に概略的に示すように、周縁膜除去装置10は、その全体の動作を統括制御するコントローラ(制御部)200を有している。コントローラ200は、周縁膜除去装置10の全ての機能部品(例えば、基板保持部16、回転駆動部18、カップ昇降機構28、天板昇降機構31各ノズル41〜43の駆動機構、開閉弁、流量調整弁等)の動作を制御する。コントローラ200は、ハードウエアとして例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム(装置制御プログラムおよび処理レシピ等)とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、あるいはCD−ROM、DVD、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が図2において参照符号201で示されている。プロセッサ202は必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体201から呼び出して実行させ、これによってコントローラ200の制御の下で液処理装置10の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。コントローラ200は、図1に示す基板処理システム全体を制御するシステムコントローラであってもよい。
次に、カップ20の構成について、図3に加えて図4も参照してさらに詳細に説明する。図4は、図3中の線IV−IVに沿った断面図である。ウエハWを図4における時計方向に回転させた状態で天板30の第1切除部36A内に第1薬液ノズル41を位置させて第1薬液を吐出させると、図4(a)に示すウエハW上の参照符号41Bで示す×印の位置(第1位置41B)に第1薬液が衝突する。この第1薬液は、遠心力によりウエハWの外側にほぼ水平に飛散する。第1薬液の主飛散方向は、図4(a)中の第1位置41B付近から出発した3本の太い矢印により表すことができる(但し、第1薬液は、他の方向にも量は多くないが飛散する。)。また、第2切除部36B内に第2薬液ノズル42を位置させて第2薬液を吐出させると、図4(a)に示すウエハW上の参照符号42Bで示す×印の位置(第2位置42B)に第2薬液が衝突する。この第2薬液は、遠心力によりウエハWの外側にほぼ水平に飛散する。第2薬液の主飛散方向は、図4(a)中の第2位置42B付近から出発した太い3本の矢印により表すことができる(但し、第2薬液は、他の方向にも量は多くないが飛散する。)。なお、第1切除部36A内に第1リンス液ノズル41を位置させてリンス吐出させた場合、並びに第2切除部36B内に第2リンス液ノズル42を位置させてリンス吐出させた場合も、リンス液は薬液と同様の飛散挙動を示す。
図2および図3に示すように、カップ20の側周壁21の上端部のウエハWとほぼ同じ高さにある領域において、側周壁21の内面はウエハの外周に向けて斜め下方を向いて傾斜する傾斜部21aとなっており、これにより、ウエハWから水平方向に飛散してくる処理液(薬液、リンス液)が、ウエハWに向けて跳ね返らずに、下方に転向されるようになっている。
また、図4に示すように、カップ20の側周壁21は長円または楕円の形状の断面を有している。図4(a)に示すように、側周壁21は、第1位置41B(第2位置42B)から出発して処理液の主飛散方向に延びる直線と側周壁21との交点の位置において、第1位置41B(第2位置42B)と側周壁21との距離L1が概ね最大になるように形成されることが好ましい。これによって、側周壁21のうち最も多く処理液が衝突する部分に衝突する処理液は、長い距離を飛行することにより失速しているため、側周壁21と衝突しても殆ど跳ね返らない。このため、跳ね返りによって処理液がミスト化することが抑制される。上記のことは、例えば、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離L2が、第1位置41Bに対応する側周壁21の第1角度位置21A(ウエハの回転中心Oと第1位置41Bとを結ぶ直線と側周壁21との交点の位置)から、ウエハWの回転方向(矢印Rで示す)に第1角度位置21Aから所定角度進んだ側周壁21の第1中間角度位置(図示例では90度進んだ角度位置である位置21B)との間にある第1区域(図示例では位置21Aと位置21Bとの間の区域)内において、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離L2がウエハWの回転方向Rに進むに従って大きくなるように形成されていることにより実現することができる。また、この場合、カップ20の側周壁21は、前記の第1中間角度位置(図示例では位置21B)と、前記の第1中間角度位置からウエハW回転方向に進んだ第2位置42Bに対応する第2角度位置21C(ウエハの回転中心Oと第2位置42Bとを結ぶ直線と側周壁21との交点の位置)との間にある区域(図示例では位置21Bと位置21Cとの間の区域)において、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離L2がウエハWの回転方向Rに進むに従って小さくなるように形成されていることが好ましい。同様に、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離L2が、第1位置42Bに対応する側周壁21の第2角度位置21Cから、ウエハWの回転方向Rに第2角度位置21Cから所定角度進んだ側周壁21の第2中間角度位置(図示例では90度進んだ角度位置である位置21D)との間にある第2区域(図示例では位置21Cと位置21Dとの間の区域)内において、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離L2がウエハWの回転方向Rに進むに従って大きくなるように形成することができる。また、カップ20の側周壁21は、前記の第2中間角度位置(図示例では位置21D)と、前記の第2中間角度位置からウエハW回転方向に進んだ第1位置41Bに対応する第1角度位置21Aとの間にある区域(図示例では位置21Dと位置21Aとの間の区域)において、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離L2がウエハWの回転方向Rに進むに従って小さくなるように形成することができる。
なお、カップ20の側周壁21を円形にして、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離(角度位置に関わらず一定である)を図示例における距離L2の最大値と同じにしても跳ね返り防止効果は得られるが、カップ20が大きくなり、その結果、周縁膜除去装置、ひいては基板処理システムも大きくなり、フットプリントの観点から好ましくない。
図示された例示的実施形態においては、第1位置41Bと第2位置42Bとを結ぶ直線(すなわち位置21Aと位置21Cとを結ぶ直線)が長円または楕円の短軸になり、前記直線と直交する直線(すなわち位置21Bと位置21Dとを結ぶ直線)が長円または楕円の短軸となるように、側周壁21が形成されている。上記の幾何学的条件は、カップ20の側周壁21を楕円または長円にすることにより満足することができ、楕円または長円形状はカップ20の製造の容易性からも好ましいのであるが、側周壁21の形状は楕円または長円に限定されるものではない。
上記の構成により、第1薬液ノズル41からウエハW上に吐出された第1薬液は、その大半がカップ20内の図4中の右半分の領域(第1領域22A)に落ちることになる。一方、第2薬液ノズル42からウエハW上に吐出された第2薬液は、その大半がカップ20内の図4中の左半分の領域(第2領域22B)に落ちることになる。もちろん、第1薬液のうちミスト化された一部は第2領域にも落ちるし、第2薬液のうちミスト化された一部は第1領域にも落ちる。しかしながら、上記の傾斜部21aの設置およびカップ20の長円または楕円形状化により、第1薬液が第2領域に落ちる量および第2薬液が第1領域に落ちる量はカップ20が一般的な円筒形である場合に比べて大幅に低減されている。
上記の事実を考慮して、カップ20内において第1薬液が第2薬液と混ざり合うことを防止ないし抑制するため、図4中の右半分の第1領域22Aに落ちた液が専ら第1排液口24Aに流れ込むように、カップ20の底壁22の第1領域22Aの部分に、図4(b)にて矢印で示すように第1排液口24Aに向かって低くなる傾斜が設けられている。また、同様に、図4中の左半分の第2領域22Bに落ちた液が専ら第2排液口24Bに流れ込むように、カップ20の底壁22の第2領域22Bの部分に、図4(b)にて矢印で示す第2排液口24Bに向かって低くなる傾斜が設けられている。カップ20の底壁22の第1領域22Aと第2領域22Bとの境界は最も高い稜線22C、22Dとなっている。
次に、上述した周縁膜除去装置10を用いて行う一連の処理の一例について説明する。以下に示す洗浄処理の一連の工程は、コントローラ200が周縁膜除去装置10の各機能部品の動作を制御することにより行われる。以下においては、シリコンウエハWの上に、SiO2膜(シリコン酸化膜)が形成され、さらにその上にAl膜が形成された積層構造体から、周縁部分のAl膜を完全に除去し、次いでAlで汚染された(Alが拡散した)SiO2膜の最表面を除去する一連の処理について説明する。
[ウエハ搬入]
まず、ウエハWを周縁膜除去装置10に搬入する。搬入に先立ち、カップ20が下降位置に下降し、天板30が退避位置に上昇する。この状態で、ウエハWを保持した搬送アーム104が開口15(図1にのみ表示)を介してケーシング12内に進入し、ウエハWを基板保持部16上に置く。バキュームチャックとして形成された基板保持部16がウエハWを吸着した後、搬送アーム104はケーシング12内から退出する。その後、図2に示されるように、カップ20が上昇位置に上昇するとともに天板30が処理位置に下降する。このカップ20および天板30の位置はウエハ搬出の開始前まで維持される。前述したようにカップ20の内部空間は排気管27を介して常時吸引されているため、
吸入口35から引き込まれたエアは、ウエハWの上面と天板30の下面34との間を図2、図3の黒塗り矢印で示すように流れる。
[SC−1処理]
次に、回転駆動部18によりウエハWを回転させる。そして、第1薬液ノズル41の吐出口近傍部分を天板30の第1切除部36A内に進入させ、第1薬液ノズル41からウエハWの周縁部分に60℃程度に加熱されたSC−1液を吐出させる。これにより周縁部分のAl膜がエッチングされて除去される。このとき、ウエハWの外側に向かうエアの流れにより、SC−1液がウエハWの中央部分のデバイス形成領域に浸入することが防止される(この点については、以下のDIWリンス処理、DHF処理においても同じである。)。また、前述したようにウエハWから飛散したSC−1液の大部分は、カップ20の底壁22の第1領域22A内に落ち、第1排液口24Aを介してカップ20の外部に排出される。
[DIWリンス処理(1回目)]
次に、第1薬液ノズル41を第1切除部36A内から退出させ、第1リンス液ノズル43を第1切除部36A内に進入させる。引き続きウエハWを回転させた状態で、リンス液ノズル43から常温のDIW(純水)をウエハ周縁部分に吐出させる。これにより、SC−1処理のエッチング残渣および残留するSC−1液などがウエハWの周縁部分から除去される。このときも、ウエハWから飛散したDIWの大部分は、カップ20の底壁22の第1領域22A内に落ち、第1排液口24Aを介してカップ20の外部に排出される。これにより、カップ20の第1領域22A内(側周壁21および底壁22の上)に残存しているSC−1処理のエッチング残渣およびSC−1液がDIWにより洗い流される。なお、このDIWリンス処理において、第2リンス液ノズル44も第2切除部36B内に進入させ、第1リンス液ノズル43だけでなく第2リンス液ノズル44からもウエハWにDIWを吐出させてもよい。これによれば、SC−1処理においてウエハWから飛散したSC−1液が、少量でも第2領域22B内に進入して側周壁21および底壁22の上に付着していたとしても、第2リンス液ノズル44から供給されるDIWにより洗い流し、第2排液口24Bを介してカップ20の外部に排出することができる。
[DHF処理]
次に、第1リンス液ノズル43を第1切除部36A内から退出させ、第2薬液ノズル42を第2切除部36B内に進入させる。引き続きウエハWを回転させた状態で、第2薬液ノズル42から常温のDHF液をウエハWの周縁部分に吐出させる。これにより、Alで汚染されたSiO2膜の最表面層が除去される。このとき、前述したようにウエハWから飛散したDHF液の大部分は、カップ20の底壁22の第2領域22B内に落ち、第2排液口24Bを介してカップ20の外部に排出される。またこのとき、第2領域22B内にはSC−1液は存在しないか、存在しても非常に僅かな量であるので、第2領域22B内でSC−1液とDHF液との反応により塩が発生することを防止ないし抑制することができる。
[DIWリンス処理(2回目)]
次に、第2薬液ノズル42を第2切除部36B内から退出させ、第2リンス液ノズル44を第2切除部36B内に進入させる。引き続きウエハWを回転させた状態で、第2リンス液ノズル44から常温のDIWをウエハWの周縁部分に吐出させる。これによりDHF処理のエッチング残渣および残留するDHF液などがウエハWの周縁部分から除去される。なお、この2回目のDIWリンス処理においても1回目のリンス処理と同様に、第1リンス液ノズル43も第1切除部36A内に進入させ、第2リンス液ノズル44だけでなく第1リンス液ノズル43からもウエハWにDIWを吐出させてもよい。これによれば、DHF処理においてウエハWから飛散したDHF液が、少量でも第1領域22A内に進入して側周壁21および底壁22の上に付着していたとしても、第1リンス液ノズル43から供給されるDIWにより洗い流し、第1排液口24Bを介してカップ20の外部に排出することができる。このようにすることにより、次のウエハWを処理する際に、第1領域22A内にDHF液が存在しないか、存在しても非常に僅かな量となるため、第1領域22A内でSC−1液とDHF液との反応により塩が発生することを防止ないし抑制することができる。
[スピン乾燥]
次に、第2リンス液ノズル44を第2切除部36B内から退出させ、ウエハWの回転速度を増す。これにより、ウエハWの周縁部分が振り切り乾燥される。なお、乾燥を促進するため、ウエハのWの高速回転とあわせて、ウエハWの周縁部分にN2ガス等の乾燥ガスを供給してもよい。このような乾燥ガスは、図2に示したノズル(41〜44)と同様にウエハの外側に向けて斜め下方に乾燥ガスを供給する乾燥ガスノズル(図示せず)を設け、この乾燥ガスノズルを第1または第2切除部36A,36Bに進入させて、乾燥ガスをウエハWに吐出させればよい。
[ウエハ搬出]
スピン乾燥が終了したら、ウエハWの回転を停止させる。次いで、カップ20を下降位置に下降させるともに、天板30を退避位置に上昇させる。搬送アーム104が、開口15(図1にのみ表示)を介してケーシング12内に進入してウエハWを基板保持部16から取り去った後、ケーシング12内から退出する。以上により、ウエハに対する一連の処理が終了する。
上記実施形態によれば、以下の有利な効果が得られる。
カップ20の側周壁21が、ウエハW上の処理液が供給される位置(41B,42B)に対応する角度位置(21A,21C)と、ウエハWの回転方向に前記角度位置(21A,21C)から所定角度済んだ角度位置(21B,21D)との間にある所定の区域内において、カップ20の側周壁21とウエハWの回転中心Oとの間の距離がウエハWの回転方向Rに進むに従って大きくなるように形成されているので、ウエハW上に供給された後遠心力により外方に飛散してカップ20の側周壁21に衝突した処理液が、ウエハWに向けて跳ね返ることによりウエハWに再付着することを防止または抑制することができる。しかも、上記のカップ20の側周壁21の形状は、アルカリ性薬液であるSC−1液(第1薬液)が飛散してくる部分と、酸性薬液であるDHF液(第2薬液)が飛散してくる部分の両方に適用されているため、カップ20の側周壁21に衝突して跳ね返った一方の処理液が他方の処理液の飛散領域に侵入することを防止または抑制することもできる。
また、上記実施形態によれば、アルカリ性薬液であるSC−1液(第1薬液)と酸性薬液であるDHF液(第2薬液)とをカップ内の別々の領域(第1領域22Aおよび第2領域22B)に飛散させるようにするとともに、各飛散領域に専用の排液口(第1排液口24Aおよび第2排液口24B)を設けているので、アルカリ性薬液と酸性薬液とが混合して反応することにより塩が生成することを防止または抑制することができる。これによって塩に由来するパーティクルの発生を防止または大幅に抑制することができる。しかも各領域(第1領域22Aおよび第2領域22B)におけるカップ20の底壁22は各排液口(第1排液口24Aおよび第2排液口24B)に向けて傾斜しているので、アルカリ性薬液と酸性薬液との混合をより確実に防止することができる。
なお、上記実施形態においては、第1薬液および第2薬液をそれぞれウエハの直径方向に対向する位置(180度ずれた位置)に供給することにより、カップ20内の異なる領域に第1薬液および第2薬液がそれぞれ飛散するようにした。しかしながら、これに限定されるものではなく、第1薬液および第2薬液を同じ位置に供給してもよい。この場合には、第1薬液を供給するときと第2薬液供給するときとでウエハWの回転方向を逆にすればよい。こうすれば、第1薬液をカップ20の第1領域22Aに、第2薬液をカップ20の第2領域22Bに、それぞれ飛散させることができる。
また、上記実施形態においては、第1薬液(第1処理液)がアルカリ性薬液であるSC−1液であり、第2薬液(第2処理液)が酸性薬液であるDHF液であったが、これには限定されない。第1処理液および第2処理液は、互いに反応して半導体製造プロセスにおける有害な汚染物質を形成しうる任意の処理液であってもよい。
また、上記実施形態においては基板は半導体ウエハであったが、これに限定されるものでなく、基板は、半導体装置製造に用いられる任意の円形の基板とすることができる。
W 基板(ウエハ)
16 基板保持部
18 回転駆動部
20 カップ
21 カップの側周壁
21A 側周壁の第1角度位置
21B 側周壁の第1中間角度位置
21C 側周壁の第2角度位置
21D 側周壁の第2中間角度位置
22 カップの底壁
22A 底壁の第1領域
22B 底壁の第2領域
24A 第1排液口
24B 第2排液口
41 第1処理液ノズル
42 第2処理液ノズル
41B 基板上の第1位置
42B 基板上の第2位置

Claims (8)

  1. 基板を水平に保持する基板保持部と、
    前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
    前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲むカップと、
    前記基板保持部により保持された前記基板の周縁部分における第1位置に第1処理液を供給する第1処理液ノズルと、
    前記基板保持部により保持された前記基板の周縁部分における第2位置に第2処理液を供給する第2処理液ノズルと、
    を備え、
    前記カップの側周壁は、前記第1位置に対応する第1角度位置と、前記基板の回転方向に前記第1角度位置から所定角度進んだ第1中間角度位置との間にある第1区域内において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って大きくなるように形成されており、
    前記カップの側周壁は、前記第2位置に対応する第2角度位置と、前記基板の回転方向に前記第2角度位置から所定角度進んだ第2中間角度位置との間にある第2区域内において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って大きくなるように形成されており、
    前記カップの底壁は、前記側周壁の前記第1区域を含む前記第1角度位置と第2角度位置との間にある領域に対応する前記底壁の第1領域内に第1排液口を有しており、前記第1領域において前記カップの底壁は前記第1排液口に向けて傾斜しており、
    前記カップの底壁は、前記第2区域を含む前記第2角度位置と第1角度位置との間の第2領域内に第2排液口を有しており、前記第2領域において前記カップの底壁は前記第2排液口に向けて傾斜している、基板処理装置。
  2. 前記カップの側周壁は、前記第1中間角度位置と、前記第1中間角度位置から前記基板の回転方向に進んだ前記第2角度位置との間にある区域、並びに前記第2中間角度位置と、前記第2中間角度位置から前記基板の回転方向に進んだ前記第1角度位置との間にある区域において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って小さくなるように形成されている、請求項1に記載の基板処理装置。
  3. 前記カップの側周壁は、前記第1角度位置と前記第2角度位置とを接続する直線を短軸とし、前記第1中間角度位置と前記第2中間角度位置とを接続する直線を長軸とする長円または楕円の形状に形成されている、請求項2に記載の基板処理装置。
  4. 前記基板に前記第2処理液を供給するときの基板の回転方向が、前記基板に前記第1処理液を供給するときの基板の回転方向と同じになるように、前記回転駆動部を制御する制御部をさらに備え、前記第1位置および前記第2位置が基板の直径方向に対向する位置にある、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記基板に前記第2処理液を供給するときの基板の回転方向が、前記基板に前記第1処理液を供給するときの基板の回転方向と逆になるように、前記回転駆動部を制御する制御部をさらに備え、前記第1位置と前記第2位置とが同じ位置である、請求項1〜のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 基板を水平に保持する基板保持部と、
    前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
    前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲むカップと、
    前記基板保持部により保持された前記基板の周縁部分における第1位置に第1処理液を供給する第1処理液ノズルと、
    前記基板保持部により保持された前記基板の周縁部分における第2位置に第2処理液を供給する第2処理液ノズルと、
    を備え、
    前記カップの側周壁は、前記第1位置に対応する第1角度位置と、前記基板の回転方向に前記第1角度位置から所定角度進んだ第1中間角度位置との間にある第1区域内において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って大きくなるように形成されており、
    前記カップの側周壁は、前記第2位置に対応する第2角度位置と、前記基板の回転方向に前記第2角度位置から所定角度進んだ第2中間角度位置との間にある第2区域内において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って大きくなるように形成されており、
    前記基板に前記第2処理液を供給するときの基板の回転方向が、前記基板に前記第1処理液を供給するときの基板の回転方向と逆になるように、前記回転駆動部を制御する制御部をさらに備え、前記第1位置と前記第2位置とが同じ位置である、基板処理装置。
  7. 前記カップの側周壁は、前記第1中間角度位置と、前記第1中間角度位置から前記基板の回転方向に進んだ前記第2角度位置との間にある区域、並びに前記第2中間角度位置と、前記第2中間角度位置から前記基板の回転方向に進んだ前記第1角度位置との間にある区域において、前記カップの側周壁と前記基板の回転中心との間の距離が前記基板の回転方向に進むに従って小さくなるように形成されている、請求項6に記載の基板処理装置。
  8. 前記カップの側周壁は、前記第1角度位置と前記第2角度位置とを接続する直線を短軸とし、前記第1中間角度位置と前記第2中間角度位置とを接続する直線を長軸とする長円または楕円の形状に形成されている、請求項7に記載の基板処理装置。
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