JP2002184751A - エッチング方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリアメタル中に進入している導電材料や、
基板上に形成した導電材料が、後の工程で基板へ拡散す
ることを防止できるようにする。 【解決手段】 基板Ｗの表面に形成したバリアメタル１
６上に形成した配線及び／または電極となる導電材料１
７，１８の基板Wの周縁部に位置する不要な部分と、該
導電材料１７，１８の除去位置よりも基板Ｗの外方に位
置するバリアメタル１６の少なくとも一部とを除去す
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、基板エッチング方
法およびその装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の
周縁部やベベル部に成膜のため付着した不要な導電材料
やバリアメタル等をエッチング除去するようにしたエッ
チング方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体基板上に配線回路を形成す
るための金属材料として、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグ
レーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著に
なっている。この種の銅配線は、基板の表面に設けた微
細凹みの内部に銅を埋め込むことによって一般に形成さ
れる。この銅配線を形成する方法としては、ＣＶＤ、ス
パッタリング及びめっきといった手法があるが、いずれ
にしても、周縁部を含む基板の表面全体に銅を成膜し、
化学機械研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するよう
にしている。このため、基板の周縁部、即ちエッジに銅
が成膜され、ベベルにシード層である銅スパッタ膜が存
在し、またシード層の下にはＴａＮ等のバリアメタルが
存在する。

【０００３】ここで、銅は半導体製造工程において酸化
膜中に容易に拡散し、その絶縁性を劣化させる等の点か
ら、不要な銅を基板上から完全に除去することが要求さ
れている。しかも、回路形成部以外の基板の周縁部（エ
ッジ及びベベル）に付着した銅は不要であるばかりでな
く、その後の基板の搬送、保管・処理の工程において、
クロスコンタミネーションの原因ともなり得るので、銅
の成膜工程やＣＭＰ工程直後に完全に除去する必要があ
る。

【０００４】このため、基板上面の回路部に形成された
銅膜表面に保護コーティングを施した基板を水平回転さ
せながら、周縁部に銅エッチング液を供給して、基板の
周縁にも付着した銅を溶解除去するようにしたものや、
保護コーティングを施した基板を酸溶液に浸漬して該金
属の周縁部に形成した金属膜をエッチング除去するよう
にしたもの等が種々提案されている。

【０００５】近年、高誘電体素子や強誘電体素子の電極
材料として、ルテニウムやプラチナ等が使用されてい
る。これらの電極材料もスパッタ法やＣＶＤ法により成
膜されるため、基板周縁部にもこれらの金属が付着して
おり、上述した銅と同様に基板周縁部から完全に除去す
る必要がある。また、これら電極材料の下には、ＴｉＮ
のようなバリアメタルが存在する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エッチング方法では、基板周縁部（エッジ及びベベル）
に付着した不要な銅等の導電材料を除去できても、バリ
アメタルはそのまま基板周縁部に残っている。導電材料
は、一般にスパッタ法やＣＶＤ法でバリアメタル上に形
成されるため、バリアメタル中に多量の導電材料が進入
している。このため、単に不要な導電材料を除去しただ
けでは、後工程において、バリアメタル内に浸入した多
量の導電材料がシリコン酸化膜等の内部に拡散して、基
板周縁部の金属汚染量を減らすことができない。またベ
ベル部ではバリアメタルの膜厚も不均一で、且つ薄くな
っていると考えられるため、充分なバリア性を確保でき
ないといった問題があった。

【０００７】本発明は上記に鑑みてなされたもので、バ
リアメタル中に進入している導電材料や、基板上に形成
した導電材料が、後の工程で基板へ拡散することを防止
できるようにしたエッチング方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板の表面に形成したバリアメタル上に形成した配
線及び／または電極となる導電材料の基板の周縁部に位
置する不要な部分と、該導電材料の除去位置よりも基板
外方に位置する前記バリアメタルの少なくとも一部とを
除去することを特徴とするエッチング方法である。これ
により、基板と導電材料との間にバリアメタルが該導電
材料の外周端面から外方に食み出した状態で存在するよ
うにすることで、導電材料の端面から基板への拡散をこ
の外方に食み出したバリアメタルで確実に防止し、しか
も、基板周縁部の不要なバリアメタルの少なくとも一部
を除去することで、バリアメタル中に進入した導電材料
の汚染による影響をなくすことができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、前記導電材料の
基板の周縁部に位置する不要な部分と、前記バリアメタ
ルの少なくとも一部とを連続して除去し、前記バリアメ
タルの除去位置より基板内側に位置する前記導電材料を
更に除去することを特徴とする請求項１記載のエッチン
グ方法である。これにより、先に導電材料とバリアメタ
ルを除去し、基板との間に段差を設けることで、次に導
電材料を除去する際、この段差にマスクの如く役割を果
たさせて、導電材料除去中における基板内側への溶液の
拡散を防止して、良好な導電材料のエッチング形状を得
ることができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、前記導電材料を
除去する工程と前記バリアメタルを除去する工程では、
基板中央部または周縁部に供給する溶液の種類または濃
度の少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１
または２記載のエッチング方法である。これにより、溶
液を変更することで、導電材料とバリアメタルの除去速
度に差を与えて、選択比を持たせることができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、基板を保持して
回転させる基板保持部と、該基板保持部で保持される基
板の周縁部に向けて少なくとも２種類の溶液を供給する
エッジノズルと、前記エッジノズルの溶液供給位置及び
／または溶液供給方向を変える可変機構とを有すること
を特徴とするエッチング装置である。これにより、エッ
ジノズルの溶液供給位置及び／または溶液供給方向を変
え、エッジノズルから異なる溶液を基板の周縁部に向け
て供給することで、エッジカット量が異なる導電材料の
除去とバリアメタルの除去を単一のエッジノズルで行う
ことができる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、基板を保持して
回転させる基板保持部と、前記基板保持部で保持される
基板の中心から異なる位置に配置されて基板の周縁部に
向けて異なる溶液を供給する少なくとも２つのエッジノ
ズルとを有することを特徴とするエッチング装置であ
る。これにより、エッジカット量が異なる導電材料の除
去とバリアメタルの除去を異なるエッジノズルで行うこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。ここでは、銅のエッチング
について説明するが、ルテニウムやプラチナなどの他の
配線や電極となる導電材料についても、ノズルから供給
する溶液の種類または濃度が違うだけで、同様に適応す
ることができる。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態のエッ
チング装置を示すもので、表面の周縁部を除く領域に回
路を形成した半導体ウエハ等の基板Ｗは、その周縁部の
円周方向に沿った複数箇所でスピンチャック１０で把持
されて基板保持部１１に水平に保持されている。これに
より、高速で水平回転するようになっている。

【００１５】この基板保持部１１で保持された基板Ｗの
表面側のほぼ中央部の上方に位置してセンタノズル１２
が、周縁部の上方に位置してエッジノズル１３がそれぞ
れ下向きで配置され、更に、基板Ｗの裏面側のほぼ中央
部の下方に位置してバックノズル１４が上向きで配置さ
れている。そして、エッジノズル１３は、基板保持部１
１で保持した基板Ｗの周縁部から中心部に向けて水平方
向に移動自在で、しかも異なる溶液供給源１５ａ，１５
ｂに接続されて、異なる溶液を基板Ｗの周縁部に向けて
供給できるようになっている。

【００１６】ここで、基板の周縁部とは、基板の周縁で
回路が形成されていない領域、または基板の周縁で、回
路が形成されていても最終的にチップとして使用されな
い領域をいう。センタノズル１２は、基板表面側の中央
部から周縁部の間に所望の位置に設置できるが、センタ
ノズル１２からの供給液は基板中央部に供給される。基
板中央部とは、好ましくは基板直径の２０％以内をい
い、更に好ましくは基板直径の１０％以内をいう。同様
に、バックノズル１４も基板裏面側の中央部から周縁部
の間の所望の位置に設置できるが、バックノズル１４か
らの供給液は基板中央部に供給されることが好ましい。

【００１７】なお、これらの各ノズルは、目的に応じて
複数個設置するようにしても良い。また、例えば、図６
に示す防水カバー２１の内側面等の装置内側面に固定ノ
ズルを設置し（図示せず）、この固定ノズルから、目的
に応じて純水、脱イオン水や薬液（酸溶液、アルカリ溶
液、界面活性剤または防食剤等）を基板に供給するよう
にしても良い。

【００１８】次に、図１及び図２を参照して、本発明の
エッチング方法を説明する。図２は、周縁部を含む表面
全面に、例えばＴａＮからなるバリアメタル１６を形成
し、このバリアメタル１６の表面に、電解めっきの給電
層としてのシード層１７を形成し、このシード層１７の
表面に銅めっきを施すことで、シリコン酸化膜に設けた
コンタクトホール及び配線用の溝（図示せず）の内部に
銅を埋め込むとともに、シード層１７上に導電材料とし
ての銅膜１８を堆積させた基板Ｗの周縁部にエッチング
を施すようにした例を工程順に示す。

【００１９】先ず、図１に示すように、基板Ｗをスピン
チャック１０を介して基板保持部１１で水平に保持す
る。この状態で、図２（ａ）に示すように、銅膜１８の
基板Ｗの周縁部に位置する不要な部分を除去する位置
に、即ち、この例では、銅膜１８の銅膜除去位置Ｐ_１の
直上方に位置するようエッジノズル１３をセットする。

【００２０】そして、基板Ｗを基板保持部１１と一体に
回転させつつ、エッジノズル１３と一方の溶液供給源１
５ａとを連通させて、図２（ｂ）に示すように、エッジ
ノズル１３から基板Ｗの周縁部に向けて銅エッチング液
を供給し、これによって、銅膜除去位置Ｐ_１の外方に位
置するシード層１７と銅膜１８とをエッチング除去す
る。この銅エッチング液としては、一般には硫酸過水、
フッ硝酸、フッ酸過水等が含まれる溶液が挙げられる。

【００２１】この時、必要に応じて、センタノズル１２
から基板Ｗの表面側の中央に超純水を供給し、バックノ
ズル１４から基板Ｗの裏面側中央部に酸化剤溶液とふっ
酸のような酸溶液とを同時又は交互に供給し、これによ
って、基板Ｗの裏面に付着している銅等を基板のシリコ
ンごと酸化剤溶液で酸化し酸溶液でエッチングして除去
する。

【００２２】なお、センタノズル１２から基板Ｗの表面
側の中央部に酸溶液を供給し、エッジノズル１３から基
板Ｗの周縁部に酸化剤溶液を連続的または間欠的に供給
して、基板Ｗの周縁部の上面及び端面に成膜された銅膜
を酸化剤溶液で急速に酸化させ、同時に前記センタノズ
ル１２から供給されて基板Ｗの表面全面に拡がる酸溶液
で酸化させた銅膜をエッチング除去するようにしても良
い。

【００２３】この酸溶液としては、塩酸、ふっ酸、硫
酸、クエン酸、蓚酸のいずれか或いはその組合せが挙げ
られ、酸化剤溶液としては、例えば半導体装置製造プロ
セスにおける洗浄工程で一般に使用されているオゾン、
過酸化水素、硝酸、次亜塩素酸塩のいずれか或いはその
組合せを挙げることができる。オゾン水を使う場合であ
れば２０ｐｐｍ以上で２００ｐｐｍ以下、過酸化水素な
ら１０重量％以上で８０重量％以下、次亜塩素酸塩なら
１重量％以上で５０重量％以下が好ましい。

【００２４】次に、図２（ｃ）に示すように、銅膜１８
の除去位置よりも基板外方のバリアメタルを除去する位
置、即ち、この例では、銅膜除去位置Ｐ_１から外方に距
離Ｓだけ離れたバリアメタル除去位置Ｐ_２の直上方にエ
ッジノズル１３を移動させてセットする。そして、基板
Ｗを基板保持部１１と一体に回転させつつ、エッジノズ
ル１３と他方の溶液供給源１５ｂとを連通させて、図２
（ｄ）に示すように、エッジノズル１３から基板Ｗの周
縁部に向けてバリアメタルエッチング液を供給し、これ
によって、バリアメタル除去位置Ｐ_２の外方に位置する
バリアメタル１６をエッチング除去する。この銅エッチ
ング液としては、フッ硝酸、フッ酸過水などフッ酸系の
薬液が一般に使用される。

【００２５】なお、前述と同様に、センタノズル１２か
ら超純水を供給したり、またセンタノズル１２から基板
Ｗの表面側の中央部に酸溶液を供給し、同時にエッジノ
ズル１３から基板Ｗの周縁部に酸化剤溶液を連続的また
は間欠的に供給して、基板Ｗの周縁部の上面及び端面に
成膜されたバリアメタルを酸化剤溶液で急速に酸化さ
せ、同時に前記センタノズル１２から供給されて基板Ｗ
の表面全面に拡がる酸溶液で酸化したバリアメタルをエ
ッチング除去するようにしても良いことは勿論である。

【００２６】このように、基板Ｗと銅膜１８との間にバ
リアメタル１６が該銅膜１８の外周端面から外方に食み
出した状態で存在するようにすることで、銅膜１８の端
面から基板Ｗへの拡散をこの外方に食み出したバリアメ
タル１６で確実に防止し、しかも、基板周縁部の不要な
バリアメタル１６を除去することで、バリアメタル１６
中に進入した銅の汚染による影響をなくすことができ
る。ここで、図２（ｃ）に示すエッジノズル１３の基板
Ｗの直径方向に沿った移動距離Ｓ、または基板上に供給
される溶液供給位置の基板の半径方向に沿った差は、
０．１ｍｍ以上から１０ｍｍ以下が好ましく、１〜２ｍ
ｍ程度が特に好ましい。

【００２７】図３は、本発明の他のエッチング方法を工
程順に示す。これは、図３（ａ）に示すように、先ず、
バリアメタル１６を除去する位置、即ち、この例では、
バリアメタル除去位置Ｐ_２の直上方にエッジノズル１３
をセットする。そして、この状態で、基板Ｗを基板保持
部１１と一体に回転させつつ、図３（ｂ）に示すよう
に、エッジノズル１３から基板Ｗの周縁部に向けて銅エ
ッチング液を供給して、このバリアメタル除去位置Ｐ_２
の外方に位置する銅膜１８を除去し、これに連続して、
エッジノズル１３から基板Ｗの周縁部に向けてバリアメ
タルエッチング液を供給して、このバリアメタル除去位
置Ｐ_２の外方に位置するバリアメタルをエッチング除去
する。

【００２８】次に、図３（ｃ）に示すように、銅膜１８
の基板Ｗの周縁部に位置する不要な部分を除去する位置
に、即ち、この例では、銅膜１８の銅膜除去位置Ｐ_１の
直上方に位置するようエッジノズル１３を内方に移動さ
せてセットする。そして、基板Ｗを基板保持部１１と一
体に回転させつつ、図３（ｄ）に示すように、エッジノ
ズル１３から基板Ｗの周縁部に向けて銅エッチング液を
供給し、これによって、銅膜除去位置Ｐ_１の外方に位置
するシード層１７と銅膜１８とをエッチング除去するよ
うにしたものである。

【００２９】この例によれば、先に銅膜１８、シード層
１７及びバリアメタル１６を除去し、基板Ｗとの間に段
差を設けることで、次に銅膜１８を除去する際、この段
差にマスクの如く役割を果たさせて、銅膜１８の除去中
における基板内側への溶液の拡散を防止して、良好な導
電材料のエッチング形状を得ることができる。

【００３０】なお、ここでは図示していないが、溶液の
回り込みで図２（ｄ）や図３（ｄ）に示す除去構造を形
成する方法においては、配線や電極となる導電材料とし
ての銅膜除去時の回転速度をバリアメタル除去時の回転
速度より低速にする。この方法では、先に高速回転によ
って銅膜とバリアメタルを除去し、次に低速回転で銅膜
を除去する方が好ましい。ここで、前記バリアメタルと
しては、タンタル、チタンまたはタングステンを含む化
合物が挙げられ、導電材料としては、アルミニウム、
銅、ルテニウム、プラチナまたはタングステンを含む材
料が挙げられる。

【００３１】また、前記各例にあっては、バリアメタル
除去位置Ｐ_２の外方に位置するバリアメタルを全てエッ
チング除去するようにした例を示しているが、図４に示
すように、バリアメタル除去位置Ｐ_２の外方に位置す
る、同図に仮想線で示すバリアメタルの表面の一部Ａの
みをエッチング除去するようにしても良い。つまり、例
えば、ＣＶＤやスパッタリングの際にバリアメタルの表
層のみに導電材料が進入している場合も考えられるの
で、このような場合には、この導電材料が進入した表層
のみを除去することで、バリアメタルの内部に浸入した
導電材料による基板の汚染を防止することができる。

【００３２】図５は、本発明の第２の実施の形態のエッ
チング装置を示す。これは、基板保持部１１で保持され
る基板Ｗの周縁部の上方に位置して、２個のエッジノズ
ル１３ａ，１３ｂをそれぞれ下向きで配置し、この各エ
ッジノズル１３ａ，１３ｂを異なる溶液供給源１５ａ，
１５ｂにそれぞれ接続させたものである。即ち、この例
にあっては、内方に位置するエッジノズル１３ａが、図
２及び図３に示す銅膜除去位置Ｐ_１の直上方に位置し、
外方に位置するエッジノズル１３ｂが、同じくバリアメ
タル除去位置Ｐ_２の直上方に位置するようになってい
る。その他の構成は、図１に示すものとほぼ同様であ
る。

【００３３】このエッチング装置によれば、基板Ｗを基
板保持部１１と一体に回転させつつ、先ず内方に位置す
るエッジノズル１３ａから銅エッチング液を基板Ｗの周
縁部に供給し、しかる後、外方に位置するエッジノズル
１３ｂから基板Ｗの周縁部にバリアメタルエッチング液
を供給することで図２に示すエッチング方法を実施する
ことができる。また、先ず外方に位置するエッジノズル
１３ｂから銅エッチング液とバリアメタルエッチング液
を基板Ｗの周縁部に連続して供給し、しかる後、内方に
位置するエッジノズル１３ａから基板Ｗの周縁部に銅膜
エッチング液を供給することで、図３に示すエッチング
方法を実施することができる。

【００３４】図６乃至図１１は、本発明の第３の実施の
形態のエッチング装置を示す。これは、有底円筒状の防
水カバー２１の内部に位置して、基板Ｗをフェイスアッ
プでスピンチャックにより水平に保持して高速回転させ
る基板保持部２２と、この基板保持部２２で保持した基
板Ｗの表面側のほぼ中央部の上方に位置するように下向
きに配置したセンタノズル２４と、同じく周縁部の上方
に位置するように下向きに配置したエッジノズル２６
と、基板Ｗの裏面側のほぼ中央部の下方に位置して上向
きに配置したバックノズル２８とを備えている。

【００３５】エッジノズル２６は、図７に示すように、
水平方向に延びる揺動アーム３２の自由端に固定され、
この揺動アーム３２の基端に連結された上下方向に延び
るアームシャフト３４は、ステージ３６に回転自在に支
承されている。そして、このステージ３６には、揺動ア
ーム駆動用モータ３８が取付けられ、このモータ３８の
出力軸に取付けた駆動用プーリ４０とアームシャフト３
４の下端に固着した従動用プーリ４２との間にタイミン
グベルト４４が掛け渡されている。ここに、揺動アーム
３２は、図１０に示すように、基板保持部２２で保持し
た基板Ｗの側方に位置するように配置されている。これ
によって、揺動アーム駆動用モータ３８の駆動に伴っ
て、揺動アーム３２がアームシャフト３４を中心として
揺動して、エッジノズル２６が基板Ｗの周縁部から中央
部方向に移動し、しかも揺動アーム駆動用モータ３８の
パルス数を制御することで、図６に示すエッジノズル２
６の基板Ｗの径方向に沿った移動幅Ｌを制御できるよう
になっている。

【００３６】一方、架台４６には、外周面に雌ねじを刻
設した駆動ねじ棒４８が回転自在に支承され、この駆動
ねじ棒４８の雄ねじは、前記ステージ３６に設けた雌ね
じに螺合している。そして、架台４６には、上下動用モ
ータ５０が取付けられ、このモータ５０の出力軸に取付
けた駆動用プーリ５２と駆動ねじ棒４８の下端に固着し
た従動用プーリ５４との間にタイミングベルト５６が掛
け渡されている。これによって、上下動用モータ５０の
駆動に伴って、エッジノズル２６がステージ３６と一体
に上下動し、しかも上下動用モータ５０のパルス数を制
御することで、図６に示す基板Ｗの基板平面からエッジ
ノズル２６の下端のまでの高さＨを制御できるようにな
っている。

【００３７】更に、図８に示すように、エッジノズル２
６は、内部に薬液流路６０ａを有し該薬液流路６０ａに
薬液チューブ６２を連通させた球体６０に取付けられ、
この球体６０は、揺動アーム３２を構成する枠板６４と
取付け板６６とで挟持され、締付けボルト６８を締付け
ることで揺動アーム３２に固定されている。枠板６４及
び取付け板６６の球体６０に当接する位置には、球体６
０の外形に沿った球状の貫通孔６４ａ，６６ａが形成さ
れている。これによって、締付けボルト６８を緩める
と、球体６０が枠板６４及び取付け板６６の貫通孔６４
ａ，６６ａ内を自由に回転し、エッジノズル２６が所定
の位置に位置にあるときに締付けボルト６８を締付ける
ことで、球体６０を枠板６４と取付け板６６で挟持固定
できるようになっている。

【００３８】これにより、図９（ａ）に示すように、エ
ッジノズル２６から出る液の向きを基板Ｗの平面上に投
影した線の延長線と該延長線が基板Ｗの外周が交わる点
における基板Ｗの接線とがなす角度θ_１と、図９（ｂ）
に示すように、エッジノズル２６から出る薬液の基板Ｗ
の平面に対する角度θ_２とを、例えば、エッジノズル２
６から出る液が基板Ｗの周縁部に当たって飛散するのを
防止したり、エッチング形状が良好となるように任意に
調整することができる。この角度θ_１は、例えば０〜１
８０゜の範囲で、好ましくは７０〜１１０゜、更に好ま
しくは８０〜１００゜で、角度θ_２は、０〜９０゜の範
囲で、好ましくは１０〜６０゜、更に好ましくは３５〜
５５゜で任意に調整できるようになっている。

【００３９】ここで、エッジノズル２６を基板平面に対
して傾斜した向きに配置すると、エッジノズル２６の高
さＨ（図６参照）を変えることで、エッジカット幅Ｃを
変えることができる。例えば、基板平面とエッジノズル
２６から出る薬液のなす角度θ_２が４５゜で、高さＨが
１５ｍｍであるとき、エッジカット幅が５ｍｍであるよ
うに設定しておくと、エッジカット幅Ｃは高さＨを１ｍ
ｍ高くすることで１ｍｍ小さくできる。これによって、
裏面から表面への液の回り込み量が問題とならない回転
数以上であれば、エッジノズル２６の高さＨのみでエッ
ジカット幅Ｃが決定でき、このエッジカット幅Ｃの大き
さを図６に示すエッジカット幅Ｃ_１〜Ｃ _２（＝２〜５ｍ
ｍ）の範囲で自由に設定して、このエッジカット幅Ｃに
存在する銅膜とシード層、或いはバリアメタルを除去す
ることができる。なお、図６に示すように、エッジノズ
ル２６を鉛直方向に配置した場合には、エッジノズル２
６の基板周縁から中央部への移動幅Ｌを介して、銅膜と
シード層、或いはバリアメタルの各エッジカット幅Ｃを
前述のように調整しても良いことは勿論である。

【００４０】なお、図１１に示すように、揺動アーム３
２の先端にセンタノズル２４を、その長さ方向に沿った
途中にエッジノズル２６をそれぞれ取り付けるようにし
てもよい。これにより、揺動アーム３２の移動に伴って
センタノズル２４とエッジノズル２６を同時に移動させ
ることができる。

【００４１】このエッチング装置によれば、エッジノズ
ル２６の位置を、例えば基板Ｗから高さＨ、基板平面と
エッジノズル２６から出る液のなす角度θ_２、エッジノ
ズル２６から出る液を基板Ｗに投影した線の延長線と該
延長線が基板の外周で交わる点における基板Ｗの接線と
のなす角度θ_１を自由に調整して、基板Ｗの大きさや使
用目的等に合わせた銅膜とシード層、或いはバリアメタ
ルの各エッジカット幅Ｃを設定し、しかもエッジノズル
２６から出る液の飛散を防止したり、エッチング形状が
良好になるようにすることができる。このエッチング装
置を使用したエッチング方法は、基本的に図１に示すエ
ッチング装置を使用した場合と同様である。

【００４２】図１２に、前述のエッチング装置１２５を
有する半導体基板Ｗに銅めっきを施すめっき装置の全体
図を示す。同図に示すように、このめっき装置は、矩形
状の設備１１０内に配置されて、半導体基板の銅めっき
を連続的に行うように構成されているのであるが、この
設備１１０は、仕切壁１１１によってめっき空間１１２
と清浄空間１１３に仕切られ、これらの各めっき空間１
１２と清浄空間１１３は、それぞれ独自に給排気できる
ようになっている。そして、前記仕切壁１１１には、開
閉自在なシャッタ（図示せず）が設けられている。ま
た、清浄空間１１３の圧力は、大気圧より低く、且つめ
っき空間１１２の圧力よりも高くしてあり、これによ
り、清浄空間１１３内の空気が設備１１０の外部に流出
することがなく、且つめっき空間１１２内の空気が清浄
空間１１３内に流入することがないようになっている。

【００４３】前記清浄空間１１３内には、基板収納用カ
セットを載置する２つのカセットステージ１１５と、め
っき処理後の基板を純水で洗浄（リンス）し乾燥する２
基の洗浄・乾燥装置１１６が配置され、更に基板の搬送
を行う固定タイプで回転自在な第１搬送装置（４軸ロボ
ット）１１７が備えられている。この洗浄・乾燥装置１
１６としては、例えば基板の表裏両面に超純水を供給す
る洗浄液供給ノズルを有し、基板を高速でスピンさせて
脱水、乾燥させる形式のものが用いられる。

【００４４】一方、めっき空間１１２内には、基板のめ
っきの前処理を行い、前処理後の基板を反転機１２０で
反転させる２基の前処理ユニット１２１と、基板の表面
に該表面を下向きにして銅めっき処理を施す４基のめっ
き処理ユニット１２２と、基板を載置保持する２基の第
１基板ステージ１２３ａ，１２３ｂが配置され、更に基
板の搬送を行う自走タイプで回転自在な第２搬送装置
（４軸ロボット）１２４が備えられている。

【００４５】清浄空間１１３内に位置して、めっき後の
基板の周縁部をエッチングする２基のエッチング装置１
２５と、このエッチング装置１２５と前記洗浄・乾燥装
置１１６との間に位置して第２基板ステージ１２６ａ，
１２６ｂが配置され、更に２基のエッチング装置１２５
に挟まれた位置に基板の搬送を行う固定タイプで回転自
在な第３搬送装置（４軸ロボット）１２７が備えられて
いる。前記一方の第１基板ステージ１２３ｂ及び第２基
板ステージ１２６ｂは、基板を水洗い可能に構成されて
いるとともに、基板を反転させる反転機１２０が備えら
れている。

【００４６】これにより、前記第１搬送装置１１７は、
前記カセットステージ１１５に載置されたカセット、洗
浄・乾燥装置１１６及び第２基板ステージ１２６ａ，１
２６ｂ間で基板を搬送し、第２搬送装置１２４は、前記
第１基板ステージ１２３ａ，１２３ｂ、前処理ユニット
１２１及びめっき処理ユニット１２２間で基板を搬送
し、第３搬送装置１２７は、前記第１基板ステージ１２
３ａ，１２３ｂ、エッチング装置１２５及び第２基板ス
テージ１２６ａ，１２６ｂ間で基板を搬送するようにな
っている。

【００４７】更に、前記設備１１０の内部には、前記第
１基板ステージ１２３ａの下方に位置して、調整運転用
基板を収納する容器１２８が内蔵され、第２搬送装置１
２４は、調整運転用基板を容器１２８から取出し、調整
運転終了後に再び容器１２８に戻すようになっている。
このように、調整運転用基板を収容する容器１２８を設
備１１０の内部に内蔵することで、調整運転の際に調整
運転用基板を外部から導入することに伴う汚染やスルー
プットの低下を防止することができる。

【００４８】なお、容器１２８の配置位置は、いずれか
の搬送装置で調整運転用基板の取出し及び収納が可能な
位置であれば、設備１１０内の何処でも良いが、第１基
板ステージ１２３ａの近傍に配置することで、調整運転
用基板を使用した調整運転を前処理からめっき処理と始
め、洗浄し乾燥させた後に容器１２８内に収容すること
ができる。

【００４９】ここで、基板に対するめっきの濡れ性を良
くする前処理を施す前処理ユニットを省略することもで
きる。また、めっきを施す前に基板に付着されたシード
層を補強するためのプレプレーティングを行うためのプ
レプレーティングユニットをめっきユニットの１つに代
えて、または、前処理ユニットの１つに代えて設置する
こともできる。この場合には、前処理ユニットの代わり
に、プレプレーティングとめっきの間に、及び／又は、
めっき後に水洗が行われるための水洗ユニットが設置さ
れる。

【００５０】ここで、前記搬送装置１１７として、落し
込みタイプの２本のハンドを有し、上側をドライハン
ド、下側をウェットハンドとしたものを使用し、搬送装
置１２４，１２７として、落し込みタイプの２本のハン
ドを有し、双方をウエットハンドとしたものを使用して
いるが、これに限定されないことは勿論である。

【００５１】次に、この実施の形態における基板の流れ
の概要を説明する。基板は表面（素子形成面、処理面）
を上に向けてカセットに収納されてカセットステージ１
１５に載置される。そして、第１搬送装置１１７が基板
をカセットから取出し、第２基板ステージ１２６ａ上に
移動して、基板を第２基板ステージ１２６ａ上に載置す
る。そして、第３搬送装置１２７が第２基板ステージ１
２６ａ上にあった基板を第１基板ステージ１２３ａに移
す。次に、第２搬送装置１２４が第１基板ステージ１２
３ａから基板を受け取って前処理ユニット１２１に渡
し、前処理ユニット１２１での前処理終了後、基板の表
面が下に向くように反転機１２０で基板を反転させ、再
び第２搬送装置１２４に渡す。そして、第２搬送装置１
２４は基板をめっき処理ユニット１２２のヘッド部に渡
す。

【００５２】めっき処理ユニット１２２で基板のめっき
処理及び液切りを行った後、基板を第２搬送装置１２４
に渡し、第２搬送装置１２４は基板を第１基板ステージ
１２３ｂへ渡す。基板は、第１基板ステージ１２３ｂの
反転機１２０によって、表面が上に向くように反転さ
れ、第３搬送装置１２７によってエッチング装置１２５
に移される。エッチング装置１２５において、周縁部に
付着した不要な銅膜及びシード層、並びにバリアメタル
がエッチング除去され、純水リンス、スピン液切りされ
た基板は、第３搬送装置１２７により第１基板ステージ
１２３ｂへ運ばれる。次に、第１搬送装置１１７が第１
基板ステージ１２３ｂから基板を受取り、洗浄・乾燥装
置１１６に基板を移送し、洗浄・乾燥装置１１６で純水
によるリンスとスピン乾燥を行う。乾燥された基板は、
第１搬送装置１１７によりカセットステージ１１５に載
置された基板カセット内に収納される。

【００５３】ここで、前処理ユニットでの前処理を省略
することもできる。プレプレーティングユニットを設置
した場合は、カセットから取り出された基板は、プレプ
レーティングユニットでプレプレーティングを施され、
水洗工程を経て、又は、水洗工程を経ずに、めっき処理
ユニットでめっき処理が施される。めっき後に水洗工程
を経て、または水洗工程を経ずに、第１の洗浄装置に搬
送される。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板と導電材料との間にバリアメタルが該導電材料の外
周端面から外方に食み出した状態で存在するようにする
ことで、導電材料の端面から基板への拡散をこの外部に
食み出したバリアメタルで確実に防止し、しかも、基板
周縁部の不要なバリアメタルの少なくとも一部を除去す
ることで、バリアメタル中に進入した導電材料の汚染に
よる影響をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のエッチング装置の概要を
示す図である。

【図２】図１に示すエッチング装置を使用した本発明の
エッチング方法を工程順に示す図である。

【図３】図１に示すエッチング装置を使用した本発明の
他のエッチング方法を工程順に示す図である。

【図４】バリアメタルの一部をエッチング除去した時の
説明に付する断面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態のエッチング装置の概
要を示す図である。

【図６】本発明の更に他の実施の形態のエッチング装置
の概要を示す図である。

【図７】同じく、エッジノズルの駆動機構の概要を示す
図である。

【図８】同じく、エッジノズルの固定部の詳細を示す断
面図である。

【図９】同じく、エッジノズルの基板平面に対する向き
（角度）の説明に付する図である。

【図１０】同じく、エッジカット幅を示す基板の平面図
である。

【図１１】同じく、センタノズルをエッジノズルと同時
に移動させるようにした他の駆動機構の概要を示す図で
ある。

【図１２】本発明に係るエッチング装置を備えた銅めっ
きを施すめっき装置の全体図である。

【符号の説明】

１０ スピンチャック １１，２２ 基板保持部 １２，２４ センタノズル １３，１３ａ，１３ｂ，２６ エッジノズル １４，２８ バックノズル １５ａ，１５ｂ 溶液供給源 １６ バリアメタル １７ シード層 １８ 銅膜 ３２ 揺動アーム ３６ ステージ １１０ めっき設備 １１１ 仕切壁 １１２ めっき空間 １１３ 清浄空間 １１５ カセットステージ １１６ 洗浄・乾燥装置 １１７ 搬送装置 １２０ 反転機 １２１ 前処理ユニット １２２ 処理ユニット １２４ 搬送装置 １２５ エッチング装置 Ｐ_１ 銅膜除去位置 Ｐ_２ バリアメタル除去位置 Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木原 幸子 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 大野 晴子 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB04 BB06 BB14 BB17 BB18 BB32 CC01 DD06 DD16 DD37 DD43 DD52 DD53 DD64 FF13 FF18 FF22 HH20 5F033 HH07 HH08 HH11 HH18 HH19 HH21 HH32 JJ01 JJ07 JJ08 JJ11 JJ18 JJ19 JJ21 JJ32 KK01 MM05 MM08 MM13 PP06 PP15 PP27 PP28 PP33 QQ08 QQ19 XX00 5F043 AA07 AA26 AA27 BB18 DD13 EE07 EE08 EE40

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の表面に形成したバリアメタル上に
   形成した配線及び／または電極となる導電材料の基板の
   周縁部に位置する不要な部分と、該導電材料の除去位置
   よりも基板外方に位置する前記バリアメタルの少なくと
   も一部とを除去することを特徴とするエッチング方法。
2. 【請求項２】 前記導電材料の基板の周縁部に位置する
   不要な部分と、前記バリアメタルの少なくとも一部とを
   連続して除去し、 前記バリアメタルの除去位置より基板内側に位置する前
   記導電材料を更に除去することを特徴とする請求項１記
   載のエッチング方法。
3. 【請求項３】 前記導電材料を除去する工程と前記バリ
   アメタルを除去する工程では、基板中央部または周縁部
   に供給する溶液の種類または濃度の少なくとも一方が異
   なることを特徴とする請求項１または２記載のエッチン
   グ方法。
4. 【請求項４】 基板を保持して回転させる基板保持部
   と、 該基板保持部で保持される基板の周縁部に向けて少なく
   とも２種類の溶液を供給するエッジノズルと、 前記エッジノズルの溶液供給位置及び／または溶液供給
   方向を変える可変機構とを有することを特徴とするエッ
   チング装置。
5. 【請求項５】 基板を保持して回転させる基板保持部
   と、 前記基板保持部で保持される基板の中心から異なる位置
   に配置されて基板の周縁部に向けて異なる溶液を供給す
   る少なくとも２つのエッジノズルとを有することを特徴
   とするエッチング装置。