JP2000343054A - ウエハ状の物品を液体処理するための装置及び方法 - Google Patents

ウエハ状の物品を液体処理するための装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハ状の物品の一方の表面上の、縁部側の所
定の部分を、或る液体で処理し、しかも、（ウエハの外
縁から測定して）２ｍｍより多い縁部領域を処理する可
能性を示すこと。 【解決手段】洗浄ガスの大部分をウエハ状の物品（Ｗ）
の縁部領域でウエハ状の物品（Ｗ）から導き出すガス排
出装置（４）が周囲に設けられ、また、第２の主面上の
液体が縁部付近の所定の部分を濡らし、続いて、液体が
ウエハ状の物品（Ｗ）から除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ状の物品、
特に、ウエハの、縁部付近の所定の部分を液体処理する
ための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来技術】ウエハ状の物品、特に、ウエハの、縁部付
近の所定の部分を処理する理由を、以下に記述する。ウ
エハ、例えばシリコンウエハは、例えば、全面的に二酸
化珪素の被膜を有する。そして、続く工程のために（例
えば、金の層又はポリシリコン（多結晶質のシリコン）
からなる層が塗布されるべきときは）、ウエハの、少な
くとも、１つの主面の縁部領域から、しかし場合によっ
ては、自らの周面の及び／又は第２の主面の領域から、
残存する被膜を除去することが必要である場合がある。
これは、ドライエッチング法とウェットエッチング法と
に主に分類されるエッチング法によって、なされる。
【０００３】他の適用はウエハの洗浄（クリーニング
゛）である。ここでは,ウエハの、少なくとも、１つの
主面の縁部領域を、しかし場合によっては、自らの周面
の及び／又は第２の主面の領域を洗浄すること、すなわ
ち、ウエハから粒子及び／又は他の汚染物質を除去する
ことが必要である。これは、湿式洗浄法に（ウエットク
リーニング゛）よってなされる。
【０００４】本発明はウエットエッチング及びウェット
クリーニング（液体処理という概念で統括する）での処
理に指向されている。この際、ウエハの処理されるべき
表面部分が処理液で濡らされ、除去されるべき層又は不
純物が取り除かれる。
【０００５】このような液体処理を実施する装置はUS 4
903 717号に記載されている。この装置の場合、ウエハ
状の物品（ウエハ）は、回転可能な支持体（スピン・チ
ャック）に取り付けられる。ウエハの、処理されるべき
面には、処理液、例えばエッチング液が塗布される。こ
の液体は、ウエハの回転運動に基づいてウエハの全面に
渡って分布されて、側方に、ウエハの縁部を越えて振り
落とされる。
【０００６】処理液が、処理されるべきでない面に無制
御に達することを防止するために、US 4 903 717号で
は、支持体に向いた、処理されるべきでない面を、或る
ガスで洗浄する支持体（チャック）が提案されている。
この公報では、ガスは、ウエハの縁部と支持体との間を
流れる。
【０００７】特開平9-181026号は、環状ノズルの外側が
特別な形状、例えば、外側へ傾斜する環状の段又は自ら
の縁部の傾斜部を有する、半導体ウエハ用の支持体を開
示している。実際また、吸引用開口部も提案されてい
る。このような成型品又は吸引用開口部によって、縁部
領域における流速が影響を受ける（すなわち減少され
る）ようにするべきである。このことは、上方から塗布
された処理液が、ウエハの縁部を越えて、チャックに向
いた側に流れて、そこで縁部領域を処理するように意図
されている。
【０００８】US 4 903 717号及び特開平9-181026号に記
載のウエハ状の物品（支持体又はチャック）を収容する
ための手段が用いられるか否かに関係なく、支持体に向
いた主面上で、（ウエハの外縁から測って）最大限で
１，５ｍｍまでの縁部領域が処理されることができる。
その後、液体は再度ウエハの縁部の方向に流れて、ウエ
ハの縁部から振り落とされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ウエ
ハ状の物品の一方の表面上の、縁部側の所定の部分を、
或る液体で処理し、しかも、（ウエハの外縁から測定し
て）２ｍｍより多い縁部領域を処理する可能性を示すこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ウエハ状の
物品を支持するための手段と、ウエハ状の物品の、支持
手段に向いた面を少なくとも部分的にガスで洗浄するた
めのガス供給手段とを具備する、ウエハ状の物品、特
に、ウエハの、縁部付近の所定の部分を液体処理するた
めの装置において、洗浄ガスの大部分をウエハ状の物品
の縁部領域でウエハ状の物品から導き出すガス排出装置
が周囲に設けられていること、により解決される。
【００１１】方法の観点での課題は、第２の主面上の液
体が縁部付近の所定の部分を濡らし、続いて、液体がウ
エハ状の物品から除去されること、により解決される。
【００１２】支持手段（支持体）はウエハを保持するた
めに用いられる。この場合、保持は真空によってなされ
るか、あるいは、ウエハはエアクッション上を浮かんで
おり、側方の複数のガイドエレメントによって、側方の
滑りが防止される。
【００１３】実際また、ウエハは、ウエハの下面を通っ
て流れるガスが、負圧を生じさせ（ベルヌーイ効果とも
呼ばれる）、これにより、ウエハが支持体の方向に力を
受けることによって、保持されることができる。ガス供
給手段の内側にある支持体の高くなった部分によって、
ウエハは接触される。これにより、ウエハは側方の滑り
を防止される。
【００１４】ガスは、ガス供給手段を通って、ウエハ状
の物品（ウエハ）の下面（すなわち、支持体に向いた
面）に沿って案内されることができる。その目的は、液
体がこの下面に達して、かくて、望ましくない処理を実
行するのを防止するためである。このために用いられる
ガスは、ガスが沿って流れる面に対して、不活性である
ほうがよい。例えば窒素又は最も純粋な空気が適切であ
る。
【００１５】ガス供給手段は１つ又は複数のノズル又は
１つの環状ノズルからなることができる。これらのノズ
ルは、周囲面全体に亘って均等なガス流を可能にするた
めに、支持体の中心点に対し対称的に取着されるほうが
よい。
【００１６】ガス排出装置は、支持体の中央部分から来
てウエハの縁部の方向に流れるガスを縁部領域から導き
出すために、用いられる。今や、ガスは、ガス排出装置
の、ウエハ状の物品から離隔している側で、流れ過ぎ
る。このガス排出装置が、内側に（支持体の中心点に向
かって）一層奥に取着されると、今や、縁部領域はそれ
だけ広くなる。
【００１７】ウエハの下面のうちの、縁部に近い部分で
は、ガスは最早ほぼ全然外側に流れないので、液体によ
る処理の際には、液体はウエハの縁部を回って下面に流
れ、かくて、ウエハの下面のうちの、縁部に近い部分を
濡らす。
【００１８】従来の技術に比較しての本発明の利点は、
ガス排出装置の適切な選択によって、縁部に近い部分の
大きさを任意に選択することができる。
【００１９】ガス排出装置の適切な形成によって、ガス
排出装置とウエハとの間のギャップを通って流れるガス
流が、このギャップの内側でさえも、低圧を発生するこ
とができる。このことによって、追加的に縁部領域で、
ガスは、ウエハの縁部の環境から内側に流れ込む。液体
処理中に、かくて、液体は縁部領域へ吸引される。
【００２０】或る実施の形態では、ガス排出装置はリン
グの形状を有する。このリングは、例えば３又はそれよ
り多いスペーサによって、支持体の基体に取着されてい
ることができる。しかし乍ら、リングは、基体からの適
当な切削加工によって、加工されることができる。
【００２１】リングは、或る実施の形態では、ウエハ状
の物品の外径よりも小さい内径と、ウエハ状の物品の外
径と少なくとも同じ大きさの外径とを有する。
【００２２】このことによって、ウエハ状の物品の周囲
の縁部の回り（ウエハの縁部の回り）を流れる液体は、
リングによって受けられて、内側に運ばれることができ
る。
【００２３】ガス排出装置は、支持手段の周囲に対し同
軸な環状の溝によって、形成され、この溝からはガスが
外へ排出される。このことは、支持体の基体に形成され
た溝の底部から外側に通じる簡単な複数の孔によって、
保証されることができる。
【００２４】他の実施の形態では、ガス排出装置の内周
面は鋭角な縁部を有する（縁部角度は６０°より小さ
い）。このことによって、縁部領域にあるほぼすべての
ガスがウエハから排出されることができる。
【００２５】或る実施の形態では、支持手段のうちの、
ガス供給手段とガス排出装置との間にある部分（基体）
は、ガス排出装置がウエハ状の物品から間隔をあけてい
るよりも、ウエハ状の物品（ウエハ）から大きな間隔を
あけている。このことによって、ウエハとこの部分（基
体）との間では、ウエハとガス排出装置との間よりも、
多くのガスが流れることができる。従って、大抵のガス
は、ガス排出装置の、ウエハから離隔した側で、不可避
的にガス排出装置の傍を通って流れる。
【００２６】ウエハ状の物品（ウエハ）が支持体上にあ
るとき、ガス排出装置がウエハ状の物品（ウエハ）に接
触せず、すなわち、ウエハとリングとの間にギャップが
あるように、ガス排出装置が構成されているのは好まし
い。
【００２７】ガス排出装置とウエハ状の物品との間のこ
のギャップは、或る実施の形態では、０，０５乃至１ｍ
ｍ、好ましくは０，１乃至０，５ｍｍである。このこと
によって、ウエハとガス排出装置との間には、一種の毛
管現象が形成される。この毛管現象によって、ウエハの
縁部の周囲を流れた液体は吸引される。液体によって濡
らされかつガス排出装置に向いた表面の内径はガス排出
装置の環状面の内径よりも小さい。
【００２８】ガス排出装置の、ウエハ状の物品に向いた
面が、ウエハ状の物品の複数の主面に対し平行であるこ
とは利点である。これにより、ウエハ状の物品（ウエ
ハ）とガス排出装置と間のギャップは、縁部領域全体で
は、同じ大きさである。
【００２９】或る実施の形態は、支持体が回転されるこ
とができることを規定している。このことは必要ではな
いとしても好都合ではある。何故ならば、処理液が支持
体及びウエハの縁部から振り落とされることができるか
らである。支持体が液体処理中に回転しないときは、液
体はガス流によって連行されて、吹き飛ばされる。
【００３０】本発明の他の部分は、ウエハ状の物品、特
に、ウエハの、縁部付近の所定の領域を液体処理するた
めの方法である。この方法では、液体は液体供給源(Flu
essigkeitsquelle) に向いた第１の表面に塗布される。
液体は、ほぼ半径方向外側に、ウエハ状の物品の周囲の
縁部（ウエハの縁部）の方へ流れ、この縁部を回って、
液体供給源から離隔している第２の表面に流れる。この
液体は、第２の表面で、縁部付近の所定の部分を濡ら
し、続いて、ウエハ状の物品から除去される。
【００３１】従来の技術に比較した特徴は、この方法で
は、液流のうちの、第２の表面のうちの縁部付近の部分
へ至る部分も、縁部付近の部分で、予め設定された方向
に流れ、この縁部（ウエハの縁部）からウエハの中心に
来て、縁部に再度戻る必要のないことである。むしろ、
液体は、縁部付近の部分の内縁から除去される。このこ
とは、例えば、本発明に係わる装置によって、なされる
ことができる。
【００３２】方法の或る実施の形態では、縁部領域は２
ｍｍより大きく選択される。
【００３３】方法の他の実施の形態では、ウエハ状の物
品は液体処理中に軸線を中心として回転する。このこと
によって、処理液はウエハ状の物品の縁部すなわちウエ
ハの縁部から振り落とされる。
【００３４】液体を十分に振り落とすために、回転速度
が少なくとも１００／分であることは好ましい。
【００３５】本発明の複数の他の詳細、特徴及び利点
は、本発明の、複数の図面に示した複数の実施の形態
の、以下の記載から明らかである。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。支持体１は、実質的に３つの部分
（２，３，４）、すなわち、基体３と、カバー２と、ガ
ス排出装置４とからなる。基体３は環状に構成されてお
り、中空のシャフト（図示せず）に接続されている。こ
のシャフトは、一方では支持体を回転（矢印Ｒによって
図示）することができ、他方ではガス供給手段（５，
６）にガスＧを供給することができる。
【００３７】前記カバー２は、以下のように、すなわ
ち、カバー２と基体３との間に環状のガス流路５が形成
され、このガス流路が、上面（ウエハに向いた側）で、
環状ノズル６である環状ギャップに通じるように、基体
に嵌め込まれており、この基体と結合されている（図示
せず）。環状ノズル６の直径はガス排出装置４の内径よ
りも小さい。
【００３８】図示した支持体は「ベルヌーイの原理」に
基づいて機能する。環状ノズル６の外側（領域７）に
は、ガスクッションが形成され、ガスクッションの上で
ウエハが浮かんでいる。ウエハは、周囲に取着された複
数のガイドエレメント（ピン２５）によって、側方に滑
るのを防止され、軸線Ａを中心とした支持体の回転中
に、これらのピンによって連行して回転される。これら
のピンは、ウエハの縁部に当接するようにわ、移動調節
可能である（US 4 903 717号 を参照せよ）。
【００３９】前記ガス排出装置４は、リングの形状を有
し、上面（ウエハに向いた側）で、周囲に規則的に配設
された多数のスペーサ２１によって、基体３に取着され
ている。リングすなわちガス排出装置４は、ウエハＷの
外径よりも小さい内径と、ウエハＷの外径よりも大きな
外径とを有する。
【００４０】ガス排出装置の、ウエハＷに向いた面１４
は、ウエハの主面に平行である平坦な環状面である。ウ
エハが支持体上にあるとき、環状ギャップ１０が、この
面１４と、ウエハの、支持体に向いた面との間に形成さ
れる。この場合、ギャップの奥行きｃ（図３）は、ウエ
ハＷの外側半径とガス排出装置４の内側半径との差に対
応する。幅ａ（図２）は、前記面１４と、ウエハの、支
持体に向いた面との間隔によって、生じる。
【００４１】ガス排出装置４と基体３との間には、環状
のガス排出流路８が形成されている。ガスは、ガス排出
装置４によってガス排出流路から排出される。前記ギャ
ップ１０の全横断面は、ガス排出流路８の全横断面より
も著しく小さいので、ガスの大部分はガス排出流路を通
って排出されることができる。
【００４２】ウエハＷと基体３との間で環状ノズル６と
ガス排出装置４との間の領域７では、ガスは、ウエハ
の、支持体に向いた面に沿って、直接に流れる。この領
域での最も狭い横断面（間隔）は、面１３（基体３の、
ウエハに向いた面）とウエハとの間にあり、図２では参
照符号ｂで示されている。基体３とウエハとの間の間隔
ｂは、ガス排出装置とウエハとの間隔ａよりも大きい。
カバー２の、ウエハに向いた面１２は、基体３の面１３
と実質的に同一の平面にある。
【００４３】ウエハは、支持体上にあるとき、領域７に
おけるガスクッションによって浮かんでいる。これによ
って、ウエハは、カバー２にもガス排出装置４にも接触
しない。ガスは、環状ノズル６から出て（ガス流Ｇ
１）、ガス排出流路８を通って排出される（ガス流Ｇ
２）。僅かな量のガスがギャップ１０を通って出て行く
ことがあるかもしれないが、ガス流Ｇ２によって負圧が
発生され、このことによって、近くのガスさえもギャッ
プ１０を介して吸引され、ガス流Ｇ２によって運ばれ
る。
【００４４】液体処理中に、液体は、支持体１から離隔
した面に供給され、次に、液体はウエハの縁部の方向に
（液流Ｆ）流れ、ウエハの縁部Ｅを回って流れる。ウエ
ハの回転中に、液体の一部はウエハの縁部から直接振り
落とされる（図示せず）。かくして、液流は、２つの流
れＦ１及びＦ２に分けられる。一方の液流Ｆ１はウエハ
から流れ去る。
【００４５】他方の液流Ｆ２は、ギャップ１０の中へ流
れ込んで、かくて、ウエハの下面を濡らす。液流Ｆ２
は、この表面の縁部領域を、ガス排出装置が内側に延び
ているよりも幾ら広範囲に濡らす。従って、濡れた領域
ｄはギャップの奥行きｃよりも幾らか大きい。ここで
は、液流Ｆ２は、ガス流Ｇ２によってガス排出装置の内
縁を回るように転向され、液流Ｆ２とガス流Ｇ２とは共
にガス排出流路を通って支持体を離れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウエハが載置された手段（支持体）の軸対称断
面略図である。
【図２】ガスの案内も示されている、支持体の縁部領域
の軸対称断面略図である。
【図３】処理中の液体の動きをも示す、支持体の縁部領
域の軸対称断面略図である。
【符号の説明】
１ 支持体 ３ 基体 １０ ギャップ １４ 面 ２５ ガイドエレメント Ｗ ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｓ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウエハ状の物品を支持するための手段
    と、前記ウエハ状の物品の、前記支持手段に向いた面を
    少なくとも部分的にガスで洗浄すためのガス供給手段と
    を具備する、ウエハ状の物品、特に、ウエハの、縁部付
    近の所定の部分を液体処理するための装置において、 洗浄ガスの大部分を前記ウエハ状の物品の縁部領域で前
    記ウエハ状の物品から離れるように排出するガス排出装
    置が周囲に設けられていること、を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記ガス排出装置はリングの形状を有す
    る、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記リング形状のガス排出装置は、前記
    ウエハ状の物品の外径よりも小さい内径と、前記ウエハ
    状の物品の外径と少なくとも同じ大きさの外径とを有す
    る、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記ガス排出装置は、前記支持手段の周
    囲に対し同軸な環状の溝を有し、この溝からはガスが外
    へ排出される、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記ガス排出装置の内周面は鋭角な縁部
    を有する、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記支持手段のうちの、前記ガス供給手
    段と前記ガス排出装置との間にある部分は、前記ガス排
    出装置が前記ウエハ状の物品から間隔をあけているより
    も、前記ウエハ状の物品から大きな間隔をあけている、
    請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記ガス排出装置は、前記ウエハ状の物
    品に接触しない、請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記ガス排出装置と前記ウエハ状の物品
    との間のギャップは０，０５乃至１ｍｍである、請求項
    ７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記ガス排出装置と前記ウエハ状の物品
    との間の前記ギャップは０，１乃至０，５ｍｍである、
    請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記ガス排出装置の、前記ウエハ状の
    物品に向いた面は、前記ウエハ状の物品の主面に対し平
    行である、請求項７に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記支持手段に直角に設けられてお
    り、かつ前記ウエハ状の物品の位置を周囲に区画する少
    なくとも２つのガイドエレメントを具備する、請求項１
    に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記ガス供給手段は、前記ウエハ状の
    物品を浮動させるガスクッションを生起する、請求項１
    １に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記支持手段のうちの、前記ガス供給
    手段の内側にある前記部分は、前記ウエハ状の物品に接
    触する、請求項１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記支持手段のうちの、前記ガス供給
    手段の内側にある前記部分に、真空が供給されることが
    できる、請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記支持手段は回転されることができ
    る、請求項１に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 ウエハ状の物品、特に、ウエハの、縁
    部付近の所定の領域を液体処理するための方法であっ
    て、液体を第１の主面に供給し、この液体は、ほぼ半径
    方向外側に、前記ウエハ状の物品の周囲の縁部の方へ流
    れ、この縁部を回って第２の主面に流れる方法におい
    て、 前記第２の主面上の前記液体は、縁部付近の所定の部分
    を濡らし、続いて、前記ウエハ状の物品から除去される
    こと、を特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 前記縁部領域は２ｍｍより大きい、請
    求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記ウエハ状の物品は液体処理中に軸
    線を中心として回転する、請求項１６に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 回転速度は少なくとも１００回／分で
    ある、請求項１８に記載の方法。
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