JP2001319910A - 液処理装置 - Google Patents

液処理装置

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JP2001319910A JP2000135224A JP2000135224A JP2001319910A JP 2001319910 A JP2001319910 A JP 2001319910A JP 2000135224 A JP2000135224 A JP 2000135224A JP 2000135224 A JP2000135224 A JP 2000135224A JP 2001319910 A JP2001319910 A JP 2001319910A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の周縁を、デバイス作成領域に悪影響を
及ぼすことなく処理し、かつ、処理する周縁の幅を微細
に制御できる液処理装置を提供する。 【解決手段】 基板の一方の面側から基板周縁に薬液を
噴射し、他方の面側の周縁に薬液を回り込ませる。回り
込ませた薬液により、基板周縁を処理するとともに、該
基板の他方の面側に備えられた回り込み制御部材によ
り、基板の処理幅を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液処理装置に関
し、特に、メッキ処理された基板の周縁を洗浄する装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体等の電子デバイスの製造工程に
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。
【0003】また、半導体デバイスの製造工程では、周
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。
【0004】特に、半導体ウェハのCu配線の製造プロ
セスでは、CuがSi及びSiO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。
【0005】上述の、周縁から剥離した薄膜によるデバ
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。
【0006】このための、基板周縁の洗浄方法は、例え
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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
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
問題があり、さらに、周縁の洗浄幅を微細に制御するこ
とは不可能であった。
【0008】従って、本発明の目的は、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がで
き、かつ、基板周縁の洗浄幅を微細に制御することがで
きる液処理装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液処理装置
は、被処理体を保持し、かつ、該被処理体を該被処理体
の平面上で回転可能な被処理体保持手段と、前記被処理
体の一方の面側に配置され、前記被処理体保持手段が前
記被処理体を保持し、かつ、回転させている状態で、該
被処理体の他方の面に、該被処理体の他方の面の周縁部
に所定の処理を施すための処理液を供給する処理液供給
手段と、前記被処理体の他方の面側に配置され、前記処
理液供給手段により供給された処理液の、前記被処理体
の他方の面中心部への回り込みを抑制する、回り込み抑
制手段とを備えることを特徴とする。
【0010】上記構成によれば、例えば、メッキ処理さ
れた基板周縁の洗浄を行うとき、基板のメッキ処理され
た面の反対側の面の周縁に処理液を供給して、処理液の
回り込みにより基板のメッキ処理された面の周縁を処理
することができるとともに、処理液の回り込みの量を制
御することが可能となる。
【0011】上記液処理装置において、前記回り込み抑
制手段は、前記被処理体基板のいずれかの面の近傍に配
置された部材から構成されていてもよい。
【0012】上記液処理装置において、前記回り込み抑
制手段は、流体を前記被処理体のいずれかの面の周縁に
向けて射出により供給してもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】(実施例1)本発明の実施の形態
に係る半導体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。
【0014】図1〜図3は、本発明の実施の形態に係る
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。
【0015】カセットステーション21は、外部からウ
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。
【0016】カセットステーション21には、カセット
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。
【0017】上述した戴置台24でのウェハの搬送は、
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。
【0018】なお、カセットステーション21及び処理
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。
【0019】処理ステーション22は、ウェハに一枚ず
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。
【0020】メッキ処理ユニット26では、シード層が
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、N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。
【0021】処理ステーション22には、図2に示すよ
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。
【0022】図1、図3に示す実施形態では、下段に4
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。
【0023】処理ステーション22内でのウェハの搬送
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25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。この場合、カセットステーション21と処
理ステーション22との間の側壁にゲートを設けること
により、パーティクル等による汚染を防ぐことができ
る。
【0024】第2搬送機構29は、上述した2段構成で
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。
【0025】また、第2搬送機構29は3本のアームを
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。
【0026】上述の実施形態では、下段に4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
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。
【0027】また、エクストラユニット28は、メッキ
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。
【0028】以下、洗浄乾燥ユニット27を構成する洗
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、一側にゲート
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。こ
のカップ402は、制御部418により制御されるカッ
プ駆動部403により上下に駆動可能である。
【0029】ここで、制御部418は演算処理装置と処
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もと
するため、説明を省く。
【0030】ハウジング401の中心位置には、回転駆
動体404が配置されている。この回転駆動体404は
ハウジング401外に設けられている中空モータ405
の駆動によって所定の回転数で回転する。この回転駆動
体404の上に、所定の間隔を隔てて回転テーブル40
6がこの回転駆動体404に固定されている。
【0031】回転駆動体404の第1シャフト407の
内部には、第2シャフト408が形成されている。この
第2シャフト408の上には裏面洗浄ノズル409が固
定されており、ウェハWが保持部材に保持された場合
に、ウェハWと回転テーブル406の間に存在する。
【0032】図5に示すように、裏面洗浄ノズル409
は、第2シャフト408に固定された部分を中心として
4本の棒状体が十字状に回転テーブル406の周縁まで
伸びた構造を有する。棒状体の内部は中空であり、第2
シャフト408の内部を通る管410と連通している。
この管410を通って純水が、裏面洗浄ノズル409の
棒状体の上方に開いた穴51から上方に供給される。
【0033】さらに、第1シャフト407と第2シャフ
ト408の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N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。
【0034】この不活性ガスは、回転処理中、即ちウェ
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
回転駆動体404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。
【0035】図5に示すように、回転テーブル406に
は、3つの保持部材52が支持部材53により回転テー
ブル406の周縁部にそれぞれ120°の角度で等間隔
に取り付けられている。保持部材52は、第2搬送機構
29によりメッキ処理装置内に搬送されたウェハWを保
持する部材である。図6に示すように、保持部材52
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52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52の重錘として働く。
【0036】回転駆動体404によりウェハWは高速で
回転するので、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52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。
【0037】すなわち、ウェハWは回転していない状態
で保持部材52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52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。また、保
持部材52の保持部54は、図に示すように、前面から
見た場合凸状に形成されていて、ウェハWを保持部54
の段差で、点接触により保持している。
【0038】回転テーブル406の上方には、主洗浄ノ
ズル414が備えられている。主洗浄ノズル414は、
第1洗浄液槽419につながっており、第1洗浄液槽4
19に貯蔵された洗浄薬液を所定の供給速度でノズル先
から吐出する。ここで、第1洗浄液槽420に貯蔵され
た洗浄液は、フッ酸、塩酸、硫酸等の無機酸または有機
酸と過酸化水素水(H)の混合液、例えば、希フ
ッ酸とHの混合液である。
【0039】また、主洗浄ノズル414は、回転テーブ
ル406にウェハWが戴置された場合に、そのノズル先
端がウェハWの中心部に来るように備えられ、第2搬送
機構29によるウェハWの搬送を妨げないように可動な
構成となっている。
【0040】第2シャフト408には、適宜の支持部材
により回り込み制御板415が備えられている。図5に
示すように、回り込み制御板415は、ウェハWの周縁
よりわずかに短い半径を有する円を形成するよう備えら
れている。
【0041】回り込み制御板415は、樹脂等の、メッ
キの洗浄液である希酸、Hと反応しない材質で構
成されている。
【0042】図7に示すように、洗浄の際、ウェハWは
メッキ処理された面を下にして戴置される。ウェハW周
縁の表面上には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。ウェハW
上方の主洗浄ノズル414から洗浄薬液を吐出して、ウ
ェハWの下面に回り込ませることにより、ウェハWの周
縁の洗浄(エッチング)が行われる。
【0043】回り込み制御板415は、ウェハWの周縁
では、ウェハWの平面に略平行な、近接した状態にあ
る。ウェハWと回り込み制御板415の間隙は非常に狭
く、また、ウェハWの回転により洗浄液はウェハWの外
側に向かう力を受けることから、上方の主洗浄ノズルか
ら供給されて下面に回り込む洗浄液のうち、このウェハ
Wと回り込み制御板415の間隙に入り込む洗浄液はわ
ずかとなる。
【0044】上記のように、回り込み制御板415によ
って、ウェハW上方からの洗浄液の回り込みを制御する
ことができる。回り込み制御板415の末端と、ウェハ
W末端との位置の差が、洗浄薬液の回り込みにより洗浄
される幅となる。回り込み制御板415の位置を調整す
ることにより、ウェハW周縁に所望の洗浄幅、例えば、
2mm前後の洗浄幅を得ることができる。
【0045】本実施形態に係る回転洗浄装置の主要部は
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によって、メッ
キ処理ユニットから取り出されたウェハWは、ハウジン
グ401の出入口417から洗浄乾燥ユニット27内に
搬送され、回転テーブル406の周縁部に配置されてい
る保持部材52上に載置され、第2搬送機構29は出入
口417からハウジング401外に退避する。この時カ
ップ402は、最下降位置にある。
【0046】第2搬送機構29が退避した後、中空モー
タ405によって回転駆動体404が回転し、それに伴
って回転テーブル406が回転し、保持部材52によっ
て保持されているウェハWも回転する。このとき、カッ
プ402はカップ駆動部403により最も高い位置40
2’まで上昇し、洗浄液等がユニット内に飛散しないよ
うにしている。
【0047】回転テーブル406の回転数が所定の回転
数に達した後、ウェハW裏面及び周縁の洗浄が行われ
る。ウェハW裏面及び周縁の洗浄では、まず、ウェハW
下面に裏面洗浄ノズル409から純水が供給される。続
いて、主洗浄ノズル414から洗浄薬液が供給され、ウ
ェハW下面の洗浄が行われる。
【0048】ウェハW裏面の洗浄後、ウェハWのスピン
乾燥が行われる。このスピン乾燥では、回転テーブル4
06の回転数は所定の回転数まで上げられ、同時に、ウ
ェハW上方の主洗浄ノズル414及び下方の裏面洗浄ノ
ズル409の穴51からNが供給されて、所定時間行
われる。このとき、カップ402は下降位置にあり、第
2搬送機構29によるウェハWの搬送を妨げないようし
ている。
【0049】上述の洗浄乾燥処理後、ウェハWは第2搬
送機構29によって、ハウジング401の出入口417
から洗浄乾燥ユニット27の外に搬送される。
【0050】(第2実施例)以下、本発明の他の実施形
態について説明するが、実施例1と同一の部分について
は説明を省く。図8は、この実施の形態に係る洗浄乾燥
装置を示す。本実施の形態では、実施例1と異なり、洗
浄液の回り込みの制御のため、回り込み制御板の代わり
に、回り込み制御ノズルを用いる。回り込み制御ノズル
421は、第2シャフトに直接備えられている。
【0051】回り込み制御ノズル421は、ウェハWの
周縁に鋭角的に向けられており、ノズル先からはN
ス等の不活性ガス、または、純水が噴射される。図9に
示すように、ウェハW上方から主洗浄ノズルにより吐出
された洗浄薬液のウェハ下面への回り込みは、回り込み
制御ノズル421よる純水または不活性ガスの噴射によ
り制御される。
【0052】回り込み制御ノズル421からの純水また
は不活性ガスの供給量は所望の洗浄幅により設定可能で
あり、最適供給量は、最適なノズル位置と関連づけて設
定することができる。
【0053】この実施の形態のウェハWの洗浄のシーケ
ンスは上記実施の形態と同様であり、ウェハWの裏面と
周縁は同時に洗浄される。
【0054】また、上記実施の形態の他に、図10に示
すように、ウェハWの表面を上方としてウェハWを戴置
し、下方の裏面洗浄ノズル409またはこれとは別に備
えられたエッジ供給ノズル423からウェハ周縁に洗浄
薬液を噴射し、ウェハ上方に主洗浄ノズル414とは別
に備えられた、回り込み制御ノズル422から純水また
は不活性ガスを噴射して、ウェハW周縁の上側に回り込
む洗浄薬液を制御するようしてもよい。
【0055】この場合の洗浄シーケンスでは、まず、回
転しているウェハW上方の回り込み制御ノズル422か
ら純水または不活性ガスを噴射し、次いで、ウェハW下
面に裏面洗浄ノズル409またはエッジ洗浄ノズル42
3から洗浄薬液を供給してウェハW裏面及び周縁の洗浄
を行う。
【0056】次に、同じ回転数のまま、上方の主洗浄ノ
ズル414から純水を吐出して、ウェハW上面の洗浄を
行う。ウェハW上面の洗浄後、Nガスを主洗浄ノズル
414と裏面洗浄ノズル409から供給しつつウェハを
高速回転させて乾燥を行う。
【0057】上述の実施形態では、主洗浄ノズル414
より噴出される洗浄薬液は、希フッ酸とHの混合
液としたが、希フッ酸とHをそれぞれ別々に貯蔵
した槽から供給して、主洗浄ノズル414直前で混合す
る構成としてもよい。
【0058】また、実施例1の回り込み制御板415、
または、実施例2の回り込み制御ノズル421、エッジ
洗浄ノズル423をウェハW周縁に複数配置して、ウェ
ハW周縁の洗浄を行うことも可能である。
【0059】本発明の上記実施形態では、半導体ウェハ
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。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板の周縁を、デバイスへ悪影響を及ぼすことなく洗浄
でき、かつ、基板周縁の洗浄幅を微細に制御できる液処
理装置が提供される。また、本発明により、特に、メッ
キ処理された基板周縁の液処理装置が提供され、ウェハ
周縁から剥離するパーティクルの発生を抑えつつ、洗浄
幅を微細に制御することにより、より広いデバイス領域
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るメッキ処理装置の全
体構成を示す概略3次元立体図である。
【図2】実施の形態に係るメッキ処理装置の全体構成を
示す概略平面図である。
【図3】実施の形態に係るメッキ処理装置の全体構成を
示す概略側面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る液処理装置の断面図
である。
【図5】実施の形態に係る裏面洗浄ノズル409及び回
り込み制御板415の上面図である。
【図6】実施の形態に係るウェハの保持部材52の側面
図及び正面図である。
【図7】実施の形態に係るウェハ周縁の洗浄方法を示す
図である。
【図8】実施の形態に係る液処理装置の断面図である。
【図9】実施の形態に係るウェハ周縁の洗浄方法を示す
図である。
【図10】実施の形態に係るウェハ周縁の洗浄方法を示
す図である。
【符号の説明】 11 メッキ処理装置 21 カセットステーション 22 処理ステーション 23 ウェハカセット 25 第1搬送機構 26 メッキ処理ユニット 27 洗浄乾燥ユニット 28 エクストラユニット 29 第2搬送機構 402 ハウジング 405 中空モータ 406 回転テーブル 409 裏面洗浄ノズル 414 主洗浄ノズル 415 回り込み制御部材 52 保持部材 W ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3B201 AA03 AB23 AB34 AB42 BB23 BB33 BB93 BB96 CB11 CC12 CC13 CD11 5F046 JA15 JA22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理体を保持し、かつ、該被処理体を該
    被処理体の平面上で回転可能な被処理体保持手段と、 前記被処理体の一方の面側に配置され、前記被処理体保
    持手段が前記被処理体を保持し、かつ、回転させている
    状態で、該被処理体の他方の面に、該被処理体の他方の
    面の周縁部に所定の処理を施すための処理液を供給する
    処理液供給手段と、 前記被処理体の他方の面側に配置され、前記処理液供給
    手段により供給された処理液の、前記被処理体の他方の
    面中心部への回り込みを抑制する、回り込み抑制手段と
    を備えることを特徴とする液処理装置。
  2. 【請求項2】前記回り込み抑制手段は、前記被処理体の
    いずれかの面の近傍に配置された部材から構成されてい
    ることを特徴とする、請求項1に記載の液処理装置。
  3. 【請求項3】前記回り込み抑制手段は、流体を前記被処
    理体のいずれかの面の周縁に向けて射出により供給する
    ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の液処理装
    置。
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