JP2001319849A - 液処理装置及び液処理方法 - Google Patents
液処理装置及び液処理方法Info
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Abstract
デバイス作成領域に飛散しないように処理する。 【解決手段】 基板を回転させた状態で、該基板の一方
の面の周縁に第1のノズルにより第1の処理液を吐出
し、第1のノズルにより第1の処理液が供給された該基
板の周縁に、第2のノズルにより第2の処理液を吐出し
て混合させて基板周縁の薄膜を除去し、その処理液を該
基板の周縁近傍に配置された吸引口より吸引する。
Description
し、特に、基板の周縁を洗浄する装置に関する。
は、ウェハ等の基板に対し薄膜を形成するプロセスが含
まれる。例えば、金属配線を有する半導体ウェハの製造
には、PVD等でシード層を形成した後、メッキ処理に
より金属薄膜を形成するプロセスが含まれる。
縁の薄膜が除去されずに存在すると、搬送時にキャリア
との接触により薄膜が剥がれて飛散して、パーティクル
を発生し、キャリア及びデバイスを汚染することがあ
る。
セスでは、CuがSi及びSiO2に対して強い影響力
を持つため、これらの問題が重要となる。メッキ処理直
後のウェハには、図7に示すように、Cuシード膜7
2、Cuメッキ膜71が周縁73に存在し、これらの不
用な膜が剥離すると、キャリア等がCuで汚染されるこ
とになる。
イスの汚染は、デバイスの高密度化が進む中では、デバ
イスの歩留まりの低下につながる。そのため、基板の周
縁を洗浄(エッチング)して、周縁の薄膜を除去する必
要がある。
ば、レジスト膜を塗布した基板の周縁にレジスト溶剤を
噴射して基板周縁の不用な膜を除去する方法が知られて
いる。この方法は、基板表面の上方から、ノズル等で周
縁にレジスト溶剤を噴射して洗浄処理を行うものであ
る。
方法は、溶剤によるレジスト膜の除去に関する方法であ
り、除去には化学反応が必要な、金属薄膜の形成された
メッキ処理基板周縁の洗浄には単純には適用できない。
また、この方法をメッキ処理基板周縁の洗浄に用いた場
合には、噴射された洗浄液や薄膜の溶解物が、基板表面
上に飛散し、デバイス作成領域に悪影響を与えるという
問題があった。
デバイスへ悪影響を及ぼすことなく処理することのでき
る基板の液処理装置を提供することにある。また、本発
明の他の目的は、半導体基板の周縁を、デバイスへ悪影
響を及ぼすことなく処理することのできる、メッキ処理
装置に適用可能な半導体基板の液処理装置を提供するこ
とにある。
は、被処理体を保持し、回転可能に構成された被処理体
保持手段と、前記被処理体保持手段が前記被処理体を保
持し、回転させた状態で、該被処理体の一方の面の周縁
に第1の処理液を供給可能な第1の処理液供給手段と、
前記第1の処理液供給手段により前記第1の処理液が供
給された前記被処理体の面の周縁に、第2の処理液を供
給可能な第2の処理液供給手段と、前記被処理体の周縁
近傍に配置され、前記第1の処理液及び第2の処理液の
排液を吸引可能な排液吸引手段とを備えることを特徴と
する。
いる被処理体に別々に吐出して、被処理体の面上で混合
して被処理体の周縁を処理することができる。また、薬
液は被処理体周縁だけに吐出されるので、被処理体中心
部に悪影響を与えることが防がれる。さらに、このと
き、被処理体周縁を処理した排液は被処理体周縁の近傍
に備えられた吸引口から吸引されて廃棄されるので、処
理液の被処理体中心部への飛散を抑えることができる。
液供給手段が前記被処理体の周縁に前記第2の処理液を
供給する位置は、前記第1の処理液供給手段が前記第1
の処理液を供給する位置よりも、該被処理体の回転方向
の下流であることが望ましい。
の表面に対して第1の処理液を被処理体周縁に吐出し、
第1の処理液が被処理体周縁に拡がっている状態で、第
2の処理液を被処理体の回転方向下流で吐出することに
より、2つの処理液を被処理体周縁で十分に混合させて
被処理体周縁を処理することができる。
液供給手段が前記被処理体の周縁に前記第2の処理液を
供給する位置は、前記第1の処理液供給手段が前記第1
の処理液を供給する位置よりも、該被処理体の中心方向
の外側であることが好ましい。
の表面に吐出され、遠心力により被処理体の中心方向の
外側に流れる第1の処理液に対して、効果的に第2の処
理液を吐出して混合することができる。
液供給手段及び前記第2の処理液供給手段は、前記被処
理体平面に対し0〜90°の角度で配置されていること
が望ましい。
る処理液及び処理後の排液の被処理体中心部への飛散を
抑制することができる。
液供給手段及び前記第2の処理液供給手段は前記被処理
体平面の一方及び他方の面の近傍に配置されていること
が望ましい。
液供給手段と、前記第2の処理液供給手段と、前記排液
吸引手段は、前記被処理体の周囲に複数配置されていて
もよい。
液供給手段と、前記第2の処理液供給手段と、前記排液
吸引手段は一体となって形成され、前記被処理体の液処
理の際に、該被処理体の近傍まで進退可能に設けられて
いることが望ましい。
転させた状態で、第1の処理液を該被処理体の一方の周
縁に供給する工程と、第2の処理液を、前記第1の処理
液が供給された下流側に供給する工程と、前記第1及び
第2の処理液を供給している被処理体近傍を排気する工
程とからなることを特徴とする。
ている被処理体に別々に吐出して、被処理体の面上で混
合して被処理体の周縁を処理することができる。また、
処理液は被処理体の周縁だけに吐出されるので、被処理
体の中心部に悪影響を与えることが防がれる。さらに、
このとき、被処理体の周縁を処理した排液は被処理体周
縁の近傍に備えられた吸引口から吸引されて廃棄される
ので、処理液の被処理体の中心部への飛散を抑えること
ができる。
基板の洗浄装置を含むメッキ処理装置について、以下図
面を参照して説明する。
半導体基板の洗浄装置を含むメッキ処理装置11の全体
構成を示す図であり、図1は3次元立体図、図2は平面
図、図3は側面図である。図に示すように、このメッキ
処理装置11は、カセットステーション21と、処理ス
テーション22とから構成される。
ェハカセット単位で装置11に供給されるウェハをカセ
ット23aからメッキ処理装置11に搬入し、または、
メッキ処理後のウェハをメッキ処理装置11からカセッ
ト23bに搬出する。
戴置台24が設けられ、メッキ処理されるウェハを収納
したウェハカセット23aが外部から供給される。ま
た、戴置台24では、メッキ処理されたウェハが搬出用
のカセット23bに収納される。
第1搬送機構25によって行われる。第1搬送機構25
は、戴置台24上に複数戴置されたウェハカセット23
にアクセス可能なように、x軸方向に移動可能であり、
かつ、z軸方向に昇降可能である。また、処理ステーシ
ョン22から戴置台24へウェハを搬送できるように、
z軸を中心として回転可能である。
ステーション22には、清浄空気のダウンフローによっ
て内部の雰囲気は清浄に保たれている。
つメッキ処理を行うメッキ処理ユニット26およびメッ
キ処理後の洗浄と乾燥を行う洗浄乾燥ユニット27を、
それぞれ複数台、所定の位置に備える。
形成されたウェハにメッキ処理が施され、例えば、ウェ
ハ上にCu薄膜が形成される。また、洗浄乾燥ユニット
27では、後述するように、メッキ処理されたウェハの
表面、裏面および周縁を薬液、純水等の洗浄液で洗浄
(エッチング)され、洗浄後、N2パージ下でウェハを
高速回転させて、ウェハの乾燥が行われる。
うに中心部に第2搬送機構29が設けられ、その周りに
は各処理ユニットが放射状に配置されている。また、図
1、図3に示すように、処理ステーションは上下2段で
構成されている。処理ステーション22の上段および下
段は、それぞれ、第2搬送機構29を中心として放射状
に配置された4つの処理ユニットから構成されており、
処理ステーション22は8つのユニットを有している。
つのメッキ処理ユニット26、上段に2つの洗浄乾燥ユ
ニット27と2つのエクストラユニット28が配置され
た装置構成を示す。
は第2搬送機構29によって行われる。第2搬送機構2
9は、第1搬送機構25によりカセットステーション2
1から搬入されて、処理ステーション22内の戴置部3
0に戴置されたウェハを受け取り、下段のメッキ処理ユ
ニット26のいずれかに搬送する。メッキ処理が終了
後、さらに、洗浄乾燥ユニット27に送る。最後に、第
2搬送機構29は、メッキ処理ユニット26および洗浄
乾燥ユニット27を経たウェハを戴置部30に送り、第
1搬送機構25がこれを受け取ってカセット23に収納
する。また、ここで、戴置部30を介さず、第1搬送機
構が直接洗浄乾燥ユニットからウェハを受け取ることも
できる。
ある処理ステーション22内の各処理ユニットにアクセ
ス可能なように、z軸を中心として回転可能であり、か
つ、z軸方向に昇降可能である。
備え、一本は戴置部30からメッキ処理ユニット26へ
のウェハの搬送、一本はメッキ処理ユニット26から洗
浄乾燥ユニット27へのウェハの搬送、一本は洗浄乾燥
ユニット27から戴置部30への搬送専用として、パー
ティクル、薬液等による汚染を最小限としている。
処理ユニット26、上段に2つの洗浄乾燥ユニット27
と2つのエクストラユニット28が配置された装置構成
としたが、他にエクストラユニット28を活用した装置
構成も可能である。例えば、下段に4つのメッキ処理ユ
ニット26、上段に1つのメッキ処理ユニット26と3
つの洗浄乾燥ユニット27とした構成も可能である。
処理ユニット26、洗浄乾燥ユニット27と組み合わせ
可能な他の処理ユニット、例えば、メッキ処理後のアニ
ーリングを行うアニーリングユニットとすることも可能
である。
浄装置について説明する。図4は本実施形態の洗浄装置
の構成を示す。本実施形態の洗浄装置は、両側にゲート
バルブ416を備えた、第2搬送機構29の出入口41
7が形成された方形のハウジング401内に、上面が開
口した略円筒形状のカップ402が設けられている。
ト407が配置されている。このシャフト407はハウ
ジング401外に設けられている中空モータ(図示せ
ず)の駆動によって所定の回転数で回転する。シャフト
407には回転テーブル406が固定されている。中空
モータの動作は制御部418により制御されている。
理プログラム等を記憶しているROM等から構成され、
洗浄装置全体の動きを制御するものである。以下、制御
部418の働きについては、全体を理解しやすいものと
するため、説明を省く。
が形成されている。このリフタ408の上にはリフト板
409が固定されており、ウェハWが回転テーブルに配
置された複数の保持部材404に保持された場合に、ウ
ェハWと回転テーブル406の間に存在する。
り昇降可能に構成されており、後述するエッジリムーバ
421によるウェハW周縁の洗浄時には、上方に上が
り、他の処理時には、下方にあるようになっている。ま
た、リフタ408はハウジング401外に設けられてい
るモータ(図示せず)の駆動によって所定の回転数で回
転する。
タ408の内部を通る管410と連通している。管41
0は、ハウジング401外に設けられてポンプ(図示せ
ず)に接続されており、排気可能に構成されている。こ
のポンプによる排気により、ウェハWがリフト板409
上に戴置されると、ウェハWはリフト板409上に真空
チャックされるようになっている。
の槽とつながり、純水またはN2ガス流れる構成となっ
ている。管410を通った純水またはN2ガスは、リフ
ト板409上に開いた複数の穴から上方に供給される。
間の空間にはガス流路411が形成されており、不活性
ガス、例えば窒素ガスが吹き出されるようになってい
る。吹き出された不活性ガスは、回転テーブル406の
表面に沿って回転テーブル406の周縁部へと流れる。
したがって、この回転テーブル406は、ガス拡散板と
しての機能も併せ持っている。
ハWに対して洗浄処理を行っている間は、回転テーブル
406の下面中心から外方へと吹き出され、回転テーブ
ル406周縁部、即ちウェハWの周縁部から外方へと排
気されているので、ウェハWの裏面へのパーティクル等
の侵入を防止することができる。したがって、ウェハW
の裏面の汚染を防止することができる。カップ402と
リフタ407の間の空間には、排気口412が設けら
れ、排気及び洗浄液等の廃液を含んだ排気が流れる。
04が配設されており、保持部材404によりウェハW
を保持する。図5に示すように、この保持部材404
は、上側の保持部54と下側の付勢部55とが一体とな
った構成を有している。保持部54には上端に段差が形
成され、この段差によりウェハWを保持する。保持部5
4は支持部材53の上端部に設定された回動支点56で
支持部材53と結合されている。保持部材404はこの
回動支点56を中心として回動可能である。付勢部55
の重量は保持部54よりも大きく設定されており、これ
により、付勢部55は保持部材404の重錘として働
く。
転するので、ウェハWを安定して保持する必要がある。
このため、保持部材404はウェハWを保持部54の段
差だけでなく、付勢部55による付勢によってウェハW
の周縁部を保持する構造となっている。
で保持部材404に戴置され、その保持部54に保持さ
れる。そして、回転テーブル406が回転すると、付勢
部55に作用する遠心力によって、付勢部55はさらに
外方へと移動しようとし、その結果、保持部材404の
保持部54側は回転テーブル406の中心側へと押さ
れ、さらにウェハWは強固に保持されることになる。
ル(図示せず)と2つのエッジリムーバ421が備えら
れている。後述するように、主洗浄ノズルからは、下面
洗浄及び純水洗浄の際、純水またはN2ガスがウェハW
表面に供給される。
に、ウェハWの周縁近傍の両側2カ所に備えられてい
る。図7に示すように、エッジリムーバ421は、中央
部分に空間の開いたコの字型をしており、このコの字部
分でウェハWの周縁の一部を挟み込むような構造となっ
ている。そして、ウェハWの平面に平行する一方の側に
2本のノズル、すなわち、第1のノズル71と第2のノ
ズル72が埋設された構造となっている。さらに、エッ
ジリムーバ421のコの字構造の中心部には吸引口73
が設けられ、この吸引口73はポンプに接続されて排気
されており、廃液溜め(図示せず)へとつながってい
る。
O2)の貯蔵された槽419につながっており、ノズル
先から過酸化水素水を吐出する。第2ノズル72は、フ
ッ酸、塩酸、硫酸等の無機酸または有機酸等の酸系薬液
の貯蔵された槽420につながっている。以下では、フ
ッ酸溶液が第2のノズル72のノズル先から吐出される
場合について説明する。
にはCuシード層L1およびその上にメッキ処理により
形成されたCu層L2が存在する。エッジリムーバ42
1は、回転しているこのウェハW周縁に、第1のノズル
71より過酸化水素水を、第2のノズルよりフッ酸溶液
を噴射してウェハW周縁の洗浄(エッチング)を行う。
ェハW周縁の薄膜の溶解物および未反応の薬液等は吸引
口73へと吸引され、廃液溜めへと送られる。従って、
ウェハWのデバイス作成領域へとこれら処理廃液が飛散
するのを防ぐことができる。
過酸化水素水を吐出する第1のノズル71が、フッ酸溶
液を吐出する第2のノズル72よりも、ウェハWの回転
方向に対して上流に存在する構造となっている。
酸化水素水とフッ酸の混合液とCuの化学反応によって
行われる。そこで、ウェハWの回転方向上流から第1の
ノズルからCuにより不活性な過酸化水素水を先に吐出
し、ウェハWの周縁に過酸化水素水が存在する状態でフ
ッ酸溶液を吐出することにより、Cu層に対する過度の
エッチングを防ぎつつ、所望の洗浄幅、例えば、2mm
前後のウェハW周縁のエッチングを行うことができる。
りもウェハWの回転の中心方向に近く設けられている。
これは、先に吐出される過酸化水素水が、ウェハWの回
転による遠心力でウェハWの中心方向の反対側に流れる
ことを考慮して、確実に過酸化水素水の流れの上にフッ
酸溶液が吐出されるようにしたものである。
する噴射角度θは、所望の洗浄幅を得るため、0〜90
°の値が可能である。しかしながら、デバイス作成溶液
への処理廃液への飛散を抑制するため、鋭角であること
が望ましい。
以上のように構成されており、以下、その洗浄シーケン
スについて説明する。
第2搬送機構29がハウジング401の出入口417か
ら洗浄乾燥ユニット27内に進入し、ウェハWをリフタ
408のリフト板409の直上の位置まで進む。この状
態でリフタ408が作動してリフト板409がが上昇す
ると、第2搬送機構29からウェハWをリフト板409
が受け取る。リフト板409上にメッキ処理面を上とし
て戴置されたウェハWは真空チャックされ、その後、リ
フタ408は回転を始める。
の外に退去すると、リフト板409がさらに上昇して前
記エッジリムーバ421のコの字に開いた空間のある高
さにウェハWを維持する。この状態でエッジリムーバ4
21がウェハWの半径方向のウェハWの周縁に近接する
位置に移動する。
1がウェハWの周縁を挟み込む位置まで近接すると、エ
ッジリムーバ421は停止し、前述したウェハW周縁の
洗浄が行われる。
408の回転は止まり、エッジリムーバ421はウェハ
Wの半径方向外側に移動し、ウェハWから離れる。この
とき、リフト板409に対する真空チャックは解除され
る。
る。このリフタ408が下降する際に、リフタ408上
に戴置されたウェハWは回転テーブル406の保持部材
404に系止して保持される。ただし、このとき回転テ
ーブル406は回転状態にないので、前述したように、
保持部材404の保持部54は略垂直状態に保たれてお
り、ウェハ端部を押圧するような動きはしていない。そ
のため、保持部材404に保持されたウェハWはたんに
戴置されているのみであり、リフタ408により鉛直方
向上向きの力が作用すれば容易に持ち上げられる状態で
ある。
回転させながらウェハW上部に配設された主洗浄ノズル
から純水を供給してウェハW上面を純水洗浄する。この
とき、回転テーブル406の回転により保持部材404
はウェハWに半径方向内向きの押圧力をかけて保持する
ため、ウェハWは回転テーブル406にしっかりと固定
される。
408内を通る管410に洗浄液を供給する。この洗浄
液は、リフト板409に開いた複数の穴を通ってウェハ
Wの下面側に供給され、この洗浄液によってウェハW下
面側の薬液洗浄が行われる。
まの状態で、上方の主洗浄ノズル、下方のリフト板40
6からN2ガスをパージしつつ、回転テーブル406を
高速回転させてスピン乾燥を行う。
の回転は止まり、リフタ408が上昇して洗浄の完了し
たウェハWを持ち上げ、ウェハWは第2搬送機構29に
より、乾燥処理ユニット27の外部に搬出される。
はウェハWのメッキ処理面側にのみ、第1及び第2のノ
ズルが埋設され、上方の処理面側からのみ薬液が吐出さ
れる構成である。しかし、図10に示すように、下面に
も同様のノズルを埋設し、ウェハWの下面からも薬液が
供給されるような構成も可能である。
ハWの下面まで回り込んだCuメッキ層の除去が可能に
なるとともに、上方のノズルから吐出された薬液の裏面
側への回り込みも防ぐことができる。
ルを埋設して、各ノズルから薬液を別々に吐出してウェ
ハW上で混合する構成としたが、1本のノズルから薬液
の混合液を出すようしてもよい。この場合、フッ酸:H
2O2:H2O=1:1:23の混合液等が用いられ
る。
ーバ421は2カ所に配置される構成であるが、エッジ
リムーバ421を3カ所以上設けてウェハWの周縁を洗
浄する構成も可能である。
所定の処理の施された面を上側としてその周縁に液処理
を行う構成で説明したが、処理面を下側に向けた状態で
周縁の処理を行う構成も可能である。
を回転させて、固定されたエッジリムーバ421により
被処理体の周縁の液処理を行うのではなく、被処理体を
固定した状態でエッジリムーバ421を回転させて、被
処理体の周縁を液処理する構成も可能である。
を液処理する場合について説明したが、本発明の液処理
装置は、被処理体として半導体ウェハ以外に、LCD用
のガラス基板等の処理にも適用することが可能である。
基板の周縁を、デバイスへ悪影響を及ぼすことなく洗浄
することのできる、液処理装置が提供される。また、本
発明により、特に、メッキ処理された半導体ウェハ周縁
の洗浄装置が提供され、ウェハ周縁から剥離するパーテ
ィクルの発生を抑え、キャリア等の汚染を防ぐことがで
きる。
体構成を示す概略3次元立体図である。
示す概略平面図である。
示す概略側面図である。
図である。
面図及び正面図である。
1の配置を示す図である。
ウェハ周縁の洗浄方法を示す図である。
ウェハ周縁の洗浄方法を示す図である。
る。
るウェハ周縁の洗浄方法を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】被処理体を保持し、回転可能に構成された
被処理体保持手段と、 前記被処理体保持手段が前記被処理体を保持し、回転さ
せた状態で、該被処理体の一方の面の周縁に第1の処理
液を供給可能な第1の処理液供給手段と、 前記第1の処理液供給手段により前記第1の処理液が供
給された前記被処理体の面の周縁に、第2の処理液を供
給可能な第2の処理液供給手段と、 前記被処理体の周縁近傍に配置され、前記第1の処理液
及び第2の処理液の排液を吸引可能な排液吸引手段とを
備えることを特徴とする液処理装置。 - 【請求項2】前記第2の処理液供給手段が前記被処理体
の周縁に前記第2の処理液を供給する位置は、前記第1
の処理液供給手段が前記第1の処理液を供給する位置よ
りも、該被処理体の回転方向の下流であることを特徴と
する請求項1に記載の液処理装置。 - 【請求項3】前記第2の処理液供給手段が前記被処理体
の周縁に前記第2の処理液を供給する位置は、前記第1
の処理液供給手段が前記第1の処理液を供給する位置よ
りも、該被処理体の中心方向の外側であることを特徴と
する請求項1に記載の液処理装置。 - 【請求項4】前記第1の処理液供給手段及び前記第2の
処理液供給手段は、前記被処理体平面に対し0〜90°
の角度で配置されていることを特徴とする請求項1乃至
3に記載の液処理装置。 - 【請求項5】前記第1の処理液供給手段及び前記第2の
処理液供給手段は前記被処理体平面の一方及び他方の面
の近傍に配置されていることを特徴とする請求項1乃至
4に記載の液処理装置。 - 【請求項6】前記第1の処理液供給手段と、前記第2の
処理液供給手段と、前記排液吸引手段は、前記被処理体
の周囲に複数配置されていることを特徴とする請求項1
乃至5に記載の液処理装置。 - 【請求項7】前記第1の処理液供給手段と、前記第2の
処理液供給手段と、前記排液吸引手段は一体となって形
成され、前記被処理体の液処理の際に、該被処理体の近
傍まで進退可能に設けられていることを特徴とする請求
項1乃至6に記載の液処理装置。 - 【請求項8】被処理体を回転させた状態で、第1の処理
液を該被処理体の一方の周縁に供給する工程と、 第2の処理液を、前記第1の処理液が供給された下流側
に供給する工程と、 前記第1及び第2の処理液を供給している被処理体近傍
を排気する工程とからなることを特徴とする液処理方
法。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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TW090110840A TWI263259B (en) | 2000-05-08 | 2001-05-07 | Processing apparatus, processing system and processing method |
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