JP2003282527A

JP2003282527A - 基板処理装置および基板処理方法

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Publication number: JP2003282527A
Application number: JP2002089500A
Authority: JP
Inventors: Sadao Hirae; 貞雄平得
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP3751897B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板表面の突出部による段差が大きい場合で
も、基板表面を良好に平坦化できる基板処理装置および
基板処理方法を提供する。【解決手段】エッチング処理部３ａ〜３ｃは、ウエハＷ
をほぼ水平に保持して回転するスピンベース１１と、ス
ピンベース１１に保持されたウエハＷに向けてエッチン
グ液の液滴を噴射するエッチング液滴噴射装置１０と、
スピンベース１１に保持されたウエハＷにエッチング液
および純水を切り換えて供給可能な処理液供給装置２６
とを含んでいる。エッチング液滴噴射装置１０は、二流
体ノズル９と、二流体ノズル９に連通接続され、二流体
ノズル９にエッチング液および圧縮空気をそれぞれ供給
するエッチング液配管１７および圧縮空気配管１８とを
含んでいる。二流体ノズル９は、供給されたエッチング
液と空気とを混合してエッチング液の液滴を生成し、ウ
エハＷに向けて噴射できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示装置用ガラス基板等の基板の表面をエッチングによ
り平坦化できる基板処理装置および基板処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるダマシン工程では、半導体基板
上の絶縁膜に配線溝やホールを形成し、その配線溝等の
内部に銅薄膜が埋め込まれる。その際、先ず、メッキに
より、配線溝等の内部を含めて半導体基板の表面全域に
銅薄膜が形成され、その後、ＣＭＰ(Chemical Mechanic
al Polishing)によって、配線溝等の内部にのみ銅薄膜
が残され、他の領域からは銅薄膜が除去される。

【０００３】メッキをする際、予めスパッタにより半導
体基板表面にシード層を形成し、専用のメッキ液を用い
てメッキすることにより、配線溝またはホールの底部か
ら銅薄膜を成長（ボトムアップ）させ、配線溝等の内部
に空隙ができないようにできる。この方式のメッキで
は、配線溝等が銅薄膜で埋められた後、配線溝等の上方
の銅薄膜が膨らんで突出部が形成され、この突出部によ
り基板表面に段差が形成される。

【０００４】このような段差を有する銅薄膜は、その後
のＣＭＰ工程によって或る程度平坦化することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体基板
上に形成されるパターンが密になり、幅が狭い配線溝や
径が小さいホールが近接して配されると、銅薄膜の突出
部が重なり合ってさらに大きな段差が形成される。この
ような大きな段差は、ＣＭＰによる研磨で完全に平坦化
するのが困難であった。また、ＣＭＰは、研磨パッドを
基板全面に押し当てて研磨する工程であるので、半導体
基板上に形成された銅薄膜の膜厚が半導体基板上の各部
でほぼ同じでなければ、半導体基板全面に渡って銅薄膜
を均一に研磨することができない。ところが、電解メッ
キにより半導体基板に銅薄膜を形成した場合、半導体基
板の中央部と周縁部とで銅薄膜の厚さは一様にはなら
ず、このことがＣＭＰ工程をさらに困難にしている。

【０００６】さらに、ＣＭＰは研磨剤を用いるので、半
導体装置の製造工程における他の工程のようにクリーン
な工程ではない。したがって、ＣＭＰは隔離された専用
の部屋で行わねばならず、半導体装置の製造工程が複雑
になっていた。さらに、メッキ装置とＣＭＰ装置とは異
質の装置であるため、インライン化することは無意味と
されていた。このため、メッキ装置とＣＭＰ装置とが別
個に用意され、メッキ工程と研磨工程とが一連の工程と
して行われていなかった。

【０００７】さらに、メッキによる銅薄膜の形成後、ア
ニールを行って銅薄膜を焼きしめなければ、ＣＭＰによ
り均一な研磨ができなかった。したがって、ＣＭＰを行
うためには必ずアニール工程が必要であり、製造工程が
複雑になっていた。そこで、この発明の目的は、基板表
面の突出部による段差が大きい場合でも、基板表面を良
好に平坦化できる基板処理装置を提供することである。
この発明の他の目的は、基板表面に形成された薄膜の厚
さ分布が一様でない場合でも、この薄膜を均一に平坦化
できる基板処理装置を提供することである。

【０００８】この発明のさらに他の目的は、クリーンな
工程で基板上の薄膜を平坦化または薄型化できる基板処
理装置を提供することである。この発明のさらに他の目
的は、メッキ工程と平坦化工程（薄型化工程）とを１つ
の装置で実施できる基板処理装置を提供することであ
る。この発明のさらに他の目的は、アニール処理が施さ
れていない基板に対しても、表面を均一に薄型化できる
基板処理装置を提供することである。

【０００９】この発明のさらに他の目的は、基板表面の
突出部による段差が大きい場合でも、基板表面を良好に
平坦化できる基板処理方法を提供することである。この
発明のさらに他の目的は、基板表面に形成された薄膜の
厚さ分布が一様でない場合でも、この薄膜の突出部を基
板全面に渡ってなくすことができる基板処理方法を提供
することである。この発明のさらに他の目的は、クリー
ンな工程で基板表面を平坦化または薄型化できる基板処
理方法を提供することである。

【００１０】この発明のさらに他の目的は、基板表面を
薄型化する前に、アニール工程を必要としない基板処理
方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
課題を解決するための請求項１記載の発明は、エッチン
グ液（Ｌ１）と気体とが混合されて生成された液滴（Ｌ
ｄ）を噴射して基板（Ｗ）の表面に衝突させるエッチン
グ液滴噴射手段（１０）により上記基板の表面のエッチ
ングを行うエッチング処理部（３ａ〜３ｃ）を含むこと
を特徴とする基板処理装置である。

【００１２】なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。エッチング液滴噴射手段によって噴射されたエッ
チング液の液滴の大部分は、基板表面に衝突した後、跳
ね返ることなく基板の表面に沿って大きな速度で拡が
る。たとえば、基板の表面に金属膜などの薄膜が形成さ
れており、この薄膜が突出部による段差を有している場
合、基板（薄膜）表面に沿って拡がるエッチング液は、
薄膜表面の突出部をそれ以外の部分と比べて、より大き
いエッチング速度でエッチングする。

【００１３】これは、エッチング液を液滴にせずに基板
表面に供給した場合と大きく異なる点である。エッチン
グ液を液滴にせずそのまま基板表面に供給した場合、エ
ッチング液は薄膜表面に対して等方的に作用するので、
薄膜は表面に段差を有したままエッチングされていく。
しかし、エッチング液の液滴を生成して基板に衝突させ
ると、薄膜は等方的にエッチングされるのではなく、突
出部が選択的にエッチングされる。その結果、薄膜は、
突出部が除去されて平坦化される。薄膜表面の突出部に
よる段差が大きい場合であっても、薄膜表面は良好に平
坦化される。

【００１４】エッチング液の液滴が基板に衝突する速度
が大きいほど、エッチング液が基板の表面に沿って拡が
る速度は大きくなり、薄膜の突出部は効率的にエッチン
グされる。エッチング液は、基板表面が全体として緩や
かな湾曲面をなしていた場合でも、基板表面に沿って拡
がることができ、薄膜の局所的な突出部をエッチングで
きる。したがって、基板表面に形成された薄膜の厚さ分
布が一様でない場合でも、基板全面に渡って突出部をな
くすことが可能である。たとえば、電解メッキにより半
導体基板に銅薄膜が形成され、半導体基板の中央部と周
縁部とで銅薄膜の厚さが異なっていた場合でも、銅薄膜
の突出部を半導体基板全面に渡ってなくすことができ
る。

【００１５】また、基板表面に形成された薄膜がアニー
ルにより焼きしめられていない場合でも、エッチング液
により薄膜を均一に薄型化できる。したがって、この基
板処理装置により基板表面を薄型化する前に、アニール
工程を実施する必要はない。なお、「薄型化」とは、表
面に配線溝などの凹所を有する基板上に薄膜が形成され
ている場合には、凹所の内部にのみ薄膜が残るまで薄膜
を薄くすることを含むものとする（以下同じ）。

【００１６】基板が半導体基板であり、基板表面に形成
された薄膜が金属膜である場合、金属膜は、銅（Ｃｕ）
薄膜以外に、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）薄膜であ
ってもよい。このような基板処理装置は、ＣＭＰのよう
に物理的な研磨を伴わずに、エッチング液による化学的
な作用のみによって薄膜を平坦化したり、薄膜を一様に
薄型化できる。すなわち、これらの工程は発塵を伴わず
クリーンである。このため、この基板処理装置を薄型化
（平坦化）工程以外の工程を実施する装置と同じ部屋に
配して使用できる。

【００１７】請求項２記載の発明は、上記エッチング液
滴噴射手段は、エッチング液と気体と混合してエッチン
グ液の液滴を生成させ、このエッチング液の液滴を基板
の表面に噴射する二流体ノズル（９）と、この二流体ノ
ズルに接続され、この二流体ノズルにエッチング液を供
給するエッチング液供給管（１７）と、上記二流体ノズ
ルに接続され、上記二流体ノズルに気体を供給する気体
供給管（１８）とを含むことを特徴とする請求項１記載
の基板処理装置である。

【００１８】エッチング液供給管から二流体ノズル内に
エッチング液を吐出させ、気体供給管から二流体ノズル
内に圧縮空気や窒素（Ｎ₂）ガスなどの不活性ガスの高
圧ガスを吐出させて、吐出されたエッチング液に横方向
から高圧ガスを吹き付けることにより、エッチング液を
微細な液滴にすることができる。高圧ガスの流量（圧
力）を調整することにより、エッチング液の液滴の大き
さや基板に対する衝突速度を制御することができる。二
流体ノズルは、開放された空間でエッチング液に気体を
吹き付けて液滴を生成し噴射するもの（外部混合）であ
ってもよく、二流体ノズル内でエッチング液に気体を吹
き付けて液滴を生成し、二流体ノズルの外部に液滴を噴
射するもの（内部混合）であってもよい。

【００１９】二流体ノズルによりエッチング液の液滴を
基板に噴射する際の二流体ノズルと基板との間隔は、た
とえば、請求項３記載のように５ｍｍないし５０ｍｍと
することができる。これにより、十分大きな衝突速度で
エッチング液の液滴を基板に衝突させて、基板表面を良
好に平坦化できる。請求項４記載の発明は、上記エッチ
ング液滴噴射手段によるエッチング液の液滴の噴射方向
と上記基板の法線方向とがなす角度が４５°以内である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
基板処理装置である。

【００２０】エッチング液の液滴の基板に対する衝突速
度のうち基板の法線方向の成分が大きいと、衝突後のエ
ッチング液の基板表面に沿う移動速度が大きくなる。本
発明によれば、エッチング液の液滴は、基板の法線方向
と小さな（４５°以内の）角度をなして噴射されるの
で、基板に対する衝突速度のうち基板の法線方向の成分
は大きくなる。したがって、薄膜を好適に平坦化させる
ことができる。エッチング液滴噴射手段によるエッチン
グ液の液滴の噴射方向と基板の法線方向とがなす角度
は、より好ましくはほぼ０°である。すなわち、エッチ
ング液の液滴は、基板に対してほぼ垂直に衝突されるこ
とがより好ましい。

【００２１】請求項５記載の発明は、上記エッチング処
理部が、基板を保持する基板保持手段（１１）と、この
基板保持手段に保持された基板と上記エッチング液滴噴
射手段とを相対的に移動させる移動手段（１５，２１）
とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の基板処理装置である。エッチング液の液
滴は、基板に衝突した後基板表面に沿って適当な距離を
移動すると、基板に対する移動速度が減衰されて止ま
る。したがって、エッチング液の液滴が基板に衝突する
領域が基板表面に対して狭い場合は、基板表面（薄膜）
のうちエッチングされない領域が残ることがある。

【００２２】この発明によれば、基板とエッチング液滴
噴射手段とを相対的に移動させることにより、基板に対
してエッチング液の液滴が衝突する領域を移動させ、基
板全面に渡って薄膜をエッチングできる。移動手段は、
たとえば、エッチング液滴噴射手段を基板の面内方向に
任意に移動可能なものであってもよい。請求項６記載の
発明は、上記エッチング処理部が、上記基板保持手段に
保持された基板を回転させる回転駆動機構（１５）をさ
らに含むことを特徴とする請求項５記載の基板処理装置
である。

【００２３】この発明によれば、回転駆動機構により基
板を回転させ、移動手段によりエッチング液滴噴射手段
を基板の中心部と周縁部との間で移動させながら、エッ
チング液の液滴を噴射させることにより、基板全面に渡
って薄膜をエッチングすることができる。また、回転駆
動機構で基板を回転させることにより、基板表面上のエ
ッチング液を遠心力により振り切って、新たに基板表面
に衝突するエッチング液の液滴が基板表面に沿って拡が
りやすくすることができる。

【００２４】請求項７記載の発明は、上記エッチング処
理部が、上記基板の表面に処理液を供給する処理液供給
手段（２６）をさらに含むことを特徴とする請求項１な
いし６のいずれかに記載の基板処理装置である。処理液
供給手段により基板表面に処理液を供給して、薄膜の平
坦化以外の処理を行うことができる。処理液は、たとえ
ば、請求項８記載のように、エッチング液および純水を
含むものとすることができる。この場合、処理液供給手
段によりエッチング液を基板表面に供給して、表面が平
坦化された後の薄膜を一様に薄くすることができる。こ
のとき、薄膜は等方的にエッチングされてもよいので、
エッチング液を液滴にすることなくそのまま基板表面に
供給できる。

【００２５】また、処理液供給手段により純水を基板表
面に供給して、基板表面の洗浄を行うことができる。請
求項９記載の発明は、上記処理液供給手段は、上記エッ
チング液滴噴射手段が噴射するエッチング液滴よりも速
いエッチング速度で基板表面におけるエッチングを進行
させるエッチング液を上記処理液として吐出するもので
あることを特徴とする請求項７または８記載の基板処理
装置である。

【００２６】薄膜の平坦化工程においては、薄膜表面の
突出部のみがエッチングされればよく、この工程に用い
られるエッチング液は、薄膜全体を短時間で薄くするた
めには必ずしも適したものではない。そこで、薄膜表面
の平坦化が終了した後、たとえば、酸などの有効成分の
濃度が高いエッチング液を処理液供給手段により供給し
て、薄膜を全体的に短時間で薄くできる。請求項１０記
載の発明は、上記処理液供給手段により供給されるエッ
チング液を加熱するエッチング液加熱手段（２５）をさ
らに含むことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置
である。

【００２７】この発明によれば、エッチング液加熱手段
によりエッチング液を加熱して、処理液供給手段により
高温のエッチング液を基板表面に供給できる。これによ
り、平坦化後の薄膜に高温のエッチング液を供給するこ
とができる。エッチング液加熱手段により加熱され、処
理液供給手段により供給されるエッチング液の温度は、
エッチング液滴噴射手段から噴射されるエッチング液滴
の温度より高いものとすることができる。これにより、
処理液供給手段により供給されるエッチング液と、エッ
チング液滴噴射手段から噴射されるエッチング液とが、
同じ種類で有効成分の濃度が同じであっても、平坦化後
の薄膜を短時間で薄くできる。

【００２８】請求項１１記載の発明は、上記基板に対し
てメッキ処理を施すメッキ処理部（２ａ〜２ｃ）をさら
に含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
に記載の基板処理装置である。この基板処理装置は、メ
ッキ処理と平坦化または薄型化のためのエッチング処理
とを連続して行うことができる。エッチング処理部は、
メッキ処理部と同様に処理液を用いた化学的作用により
基板を処理するものであるので、このようなインライン
化が可能である。

【００２９】この基板処理装置は、さらに、基板を搬送
してメッキ処理部やエッチング処理部に基板を搬入／搬
出する搬送ロボットを備えていてもよい。この場合、メ
ッキ処理部、エッチング処理部、および搬送ロボットの
動作を制御部により制御するように構成することによ
り、メッキ処理からエッチング処理まで自動的に連続し
て行うことができる。基板処理装置は、さらに、未処理
および処理後の基板を収容する基板収容部を備えていて
もよく、この場合、搬送ロボットは、基板収容部とメッ
キ処理部またはエッチング処理部との間で、基板を搬送
可能なものであってもよい。

【００３０】請求項１２記載の発明は、上記基板のアニ
ールを行うアニール処理部（６ａ，６ｂ）をさらに備え
たことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記
載の基板処理装置である。アニール処理により、基板表
面に形成された薄膜の特性（緻密度）を向上させること
ができる。請求項１３記載の発明は、エッチング液と気
体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に衝突さ
せて上記基板の表面をエッチングする第１エッチング工
程を含むことを特徴とする基板処理方法である。

【００３１】この発明は、請求項１記載の基板処理装置
により実施でき、請求項１記載の基板処理装置と同様の
効果を奏することができる。請求項１４記載の発明は、
上記第１エッチング工程におけるエッチング液の液滴の
上記基板に対する衝突速度が、１０ｍ／ｓないし３００
ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１３記載の基板処
理方法である。この基板処理方法は、基板に衝突した後
基板表面に沿って拡がるエッチング液の速度を十分大き
くすることができ、基板表面に形成された薄膜を良好に
平坦化できる。このような速度で基板に衝突するエッチ
ング液の液滴は、たとえば、請求項２記載の基板処理装
置により生成できる。

【００３２】請求項１５記載の発明は、上記第１エッチ
ング工程におけるエッチング液の液滴の径が、０．１μ
ｍないし１００μｍであることを特徴とする請求項１３
または１４記載の基板処理方法である。このような径の
エッチング液の液滴により、基板表面に形成された薄膜
を良好に平坦化できる。このような径のエッチング液の
液滴は、たとえば、請求項２記載の基板処理装置により
生成できる。

【００３３】請求項１６記載の発明は、上記基板を回転
させる基板回転工程をさらに含み、上記第１エッチング
工程が、上記基板回転工程で回転している上記基板に対
して実施されることを特徴とする請求項１３ないし１５
のいずれかに記載の基板処理方法である。この基板処理
方法は、請求項６記載の基板処理装置により実施でき、
請求項６記載の基板処理装置と同様の効果を奏すること
ができる。

【００３４】請求項１７記載の発明は、上記第１エッチ
ング工程が、上記基板上においてエッチング液の液滴が
衝突する液滴衝突領域（Ａ）を、上記基板の中心部と周
縁部との間で移動させる液滴衝突領域移動工程と、この
液滴衝突領域移動工程における上記液滴衝突領域の移動
速度を、上記基板中心部より上記基板周縁部の方が遅く
なるように変化させる移動速度制御工程とを含むことを
特徴とする請求項１６記載の基板処理方法である。

【００３５】基板がその中心のまわりに回転していると
き、基板中心部以外では基板に対してエッチング液の液
滴が衝突する領域は基板に対して移動する。このため、
基板周縁部での液滴衝突領域の面積は、基板中心部での
液滴衝突領域の面積より大きくなる。このため、単位時
間あたりに供給されるエッチング液の液滴量が一定で、
液滴衝突領域の移動速度が基板の中心部と周縁部とで同
じ場合、基板の周縁部は基板の中心部に比べて単位面積
あたりに供給されるエッチング液の液滴量が少なくな
る。これにより、基板の周縁部は中心部と比べて基板表
面に形成された薄膜のエッチング量が少なくなり平坦化
の程度が悪くなる。

【００３６】この発明によれば、液滴衝突領域の移動速
度を基板中心部より基板周縁部で遅くすることにより、
基板周縁部と基板中心部とで単位面積あたりに供給され
るエッチング液の液滴量をほぼ同等にできる。これによ
り、基板周縁部と基板中心部とで、基板表面に形成され
た薄膜のエッチング量をほぼ同等にでき、基板全面に渡
って良好に平坦化できる。請求項１８記載の発明は、上
記第１エッチング工程が、第１の流量で吐出されたエッ
チング液に第２の流量で吐出された気体を吹き付けてエ
ッチング液の液滴を生成するエッチング液滴生成工程を
含み、上記エッチング液滴生成工程が、上記第２の流量
を変化させる工程を含むことを特徴とする請求項１３な
いし１６のいずれかに記載の基板処理方法である。

【００３７】この発明によれば、エッチング液と気体と
を混合してエッチング液の液滴を生成する際、エッチン
グ液の流量に対して気体の流量を変化させることができ
る。これにより、たとえば、基板に対するエッチング液
の液滴の衝突速度を変化させることができる。上述の通
り、基板が回転している場合、基板中心部と基板周縁部
とで同一の条件でエッチング液の液滴を衝突させると、
基板周縁部の方が薄膜のエッチング量が少なくなる。そ
こで、基板中心部より基板周縁部の方が、エッチング液
の液滴の衝突速度が大きくなるようにすることにより、
基板周縁部と基板中心部とで、基板表面に形成された薄
膜のエッチング量をほぼ同等にでき、基板全面に渡って
良好に平坦化できる。

【００３８】請求項１９記載の発明は、上記第１エッチ
ング工程の後、上記基板の表面にエッチング液を供給し
て上記基板の表面をエッチングする第２エッチング工程
と、この第２エッチング工程の後、上記基板の表面に純
水を供給して上記基板を洗浄する洗浄工程とをさらに含
むことを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれかに
記載の基板処理方法である。この基板処理方法は、請求
項８記載の基板処理装置により実施でき、請求項８記載
の基板処理装置と同様の効果を奏することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下では、添付図面を参照して、
本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、
本発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを
示す図解的な平面図である。この基板処理装置は、基板
の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」とい
う。）Ｗに対して、その表面に銅薄膜を形成した後、銅
薄膜表面を薄型化できる。すなわち、この基板処理装置
は、いわゆるダマシン工程を実施することができるもの
である。

【００４０】この基板処理装置は、未処理のウエハＷお
よび処理後のウエハＷを収納するためのカセットＣが所
定方向に沿って複数個配列されるカセット載置部１と、
ウエハＷに対して電解メッキ処理を施して銅薄膜を形成
する複数（この実施形態では３つ）のメッキ処理部２ａ
〜２ｃと、銅薄膜をエッチングする複数（この実施形態
では３つ）のエッチング処理部３ａ〜３ｃと、ウエハＷ
にアニール処理を施すアニール処理部６ａ，６ｂとを備
えている。

【００４１】カセットＣに収納された未処理のウエハＷ
は、たとえば、表面に微細な配線溝またはホール（たと
えば、多層配線の層間接続のためのもの）が形成され、
予め表面にスパッタによるシード層が形成されたもので
ある。メッキ処理部２ａ〜２ｃでは、表面に配線溝等が
形成されたウエハＷに対して、配線溝等の底部から銅薄
膜が成長するようなメッキ処理（ボトムアップタイプの
メッキ処理）を施すことができる。

【００４２】複数のメッキ処理部２ａ〜２ｃおよびアニ
ール処理部６ａと、複数のエッチング処理部３ａ〜３ｃ
およびアニール処理部６ｂとは、直線搬送路４の両側に
沿って配列されている。カセット載置部１は、直線搬送
路４の一方端側に配置されている。アニール処理部６
ａ，６ｂは、直線搬送路４の他方端付近において、直線
搬送路４を挟んで対向配置されている。直線搬送路４に
は、この直線搬送路４に沿って往復移動可能な主搬送ロ
ボット５が設けられている。

【００４３】直線搬送路４のアニール処理部６ａ，６ｂ
に対向する部分には、搬入／搬出用ロボット７が配置さ
れており、搬入／搬出用ロボット７の直線搬送路４中央
部側には、受け渡し台８が配置されている。未処理のウ
エハＷは、主搬送ロボット５によってカセットＣから１
枚ずつ取り出され、メッキ処理部２ａ〜２ｃのいずれか
に搬入されて一方表面にメッキ処理が施される。メッキ
処理が施されたウエハＷは、主搬送ロボット５により、
メッキ処理部２ａ〜２ｃのいずれかから搬出されて受け
渡し台８の上に載置される。受け渡し台８の上に載置さ
れたウエハＷは、搬入／搬出用ロボット７により、アニ
ール処理部６ａまたは６ｂに搬入され、アニール処理が
施される。これにより、銅薄膜の特性（緻密度）を向上
させることができる。アニール処理は、通常、複数枚の
ウエハＷに対して同時に施される。

【００４４】アニール処理が終了したウエハＷは、搬入
／搬出用ロボット７により、アニール処理部６ａまたは
６ｂから搬出されて、受け渡し台８の上に載置される。
受け渡し台８の上に載置されたウエハＷは、主搬送ロボ
ット５により、エッチング処理部３ａ〜３ｃのいずれか
に搬入されてエッチング処理、洗浄および乾燥が施され
る。エッチング処理により、銅薄膜は平坦化および薄型
化されて、配線溝等の内部にのみ銅薄膜が残された状態
とされる。これらの処理が施されたウエハＷは、主搬送
ロボット５によってエッチング処理部３ａ〜３ｃのいず
れかから搬出され、カセット載置部１に載置されたカセ
ットＣに収納される。

【００４５】図２は、エッチング処理部３ａ〜３ｃの共
通の構成を示す図解的な斜視図である。エッチング処理
部３ａ〜３ｃは、ウエハＷをほぼ水平に保持して回転す
るスピンベース１１と、スピンベース１１に保持された
ウエハＷに向けてエッチング液の液滴を噴射するエッチ
ング液滴噴射装置１０と、スピンベース１１に保持され
たウエハＷにエッチング液および純水を切り換えて供給
可能な処理液供給装置２６とを含んでいる。

【００４６】スピンベース１１は、ウエハＷの底面中央
部を吸着することによりウエハＷを保持できるようにな
っている。スピンベース１１は鉛直方向に沿って配され
た回転軸１４を有しており、この回転軸１４には、回転
駆動機構１５から、回転駆動力が与えられるようになっ
ている。エッチング液滴噴射装置１０は、二流体ノズル
９と、二流体ノズル９に連通接続されたエッチング液配
管１７および圧縮空気配管１８とを含んでいる。エッチ
ング液配管１７はエッチング液供給源１７Ｓに接続され
ている。エッチング液供給源１７Ｓからは、銅を溶解で
きる第１エッチング液を供給できるようになっている。
第１エッチング液としては、たとえば、フッ酸、硝酸、
および水の混合溶液や、硫酸、過酸化水素水、および水
の混合溶液を使用することができる。

【００４７】また、圧縮空気配管１８は圧縮空気供給源
１８Ｓ（たとえば、コンプレッサ）に接続されている。
エッチング液配管１７には流量調整機能付きのバルブ１
７Ｂが介装されていて、バルブ１７Ｂを開くことにより
二流体ノズル９内に第１エッチング液を供給できるよう
になっている。また、バルブ１７Ｂにより、エッチング
液配管１７を流れる第１エッチング液の流量調整をでき
るようになっている。圧縮空気配管１８には流量調整機
能付きのバルブ１８Ｂが介装されていて、バルブ１８Ｂ
を開くことにより二流体ノズル９内に圧縮空気を供給で
きるようになっている。また、バルブ１８Ｂにより、圧
縮空気配管１８を流れる圧縮空気の流量調整をできるよ
うになっている。

【００４８】図３は、二流体ノズル９の構造を示す図解
的な断面図である。二流体ノズル９は、いわゆる内部混
合型の二流体ノズルであって、気体導入部２１１と、液
体導入部２１０と、液滴形成吐出部２１２とが連結され
て構成されている。気体導入部２１１、液体導入部２１
０および液滴形成吐出部２１２はいずれも管形状を有し
ていて、これらが直列に連結されて二流体ノズル９が構
成されている。

【００４９】液滴形成吐出部２１２は、液体導入部２１
０の下方端に連結されており、下方に向かうに従って内
径が小さくなるテーパ部２１２ａと、この２１２ａの下
端に連なり、内径が一様な直管形状のストレート部２１
２ｂとを有している。気体導入部２１１は、液体導入部
２１０の上側部に係合する大径部と、この大径部の下方
に連なって液滴形成吐出部２１２の内部空間にまで達す
る小径部とを有し、その内部には先細り形状の気体導入
路２１１ａが形成されている。

【００５０】液体導入部２１０には、液体（第１エッチ
ング液）を導入するための液体導入路２１０ａが側方に
開口して形成されており、この液体導入路２１０ａは、
気体導入部２１１の小径部と液体導入部２１０の内壁と
の間のリング状の空間ＳＰ１に連通している。この空間
ＳＰ１は、気体導入部２１１の小径部と液滴形成吐出部
２１２の内壁との間のリング状の空間ＳＰ２を介して、
液滴形成吐出部２１２のテーパ部２１２ａの内部空間Ｓ
Ｐ３（混合室）と連通している。

【００５１】気体導入部２１１の気体導入路２１１ａに
は、圧縮空気配管１８が接続されている。液体導入路２
１０ａには、エッチング液配管１７が接続されている。
二流体ノズル９では、気体導入路２１１ａから供給され
る圧縮空気と、液体導入路２１０ａから空間ＳＰ１，Ｓ
Ｐ２を介して供給される第１エッチング液とが、空間Ｓ
Ｐ３において混合され、その結果、第１エッチング液の
液滴が形成されることになる。この液滴は、テーパ部２
１２ａで加速され、ストレート部２１２ｂを介して、ウ
エハＷに向けて噴射される。この液滴の噴流は、ストレ
ート部２１２ｂの働きにより、極めて良好な直進性を有
する。

【００５２】図２を参照して、二流体ノズル９（液体導
入部２１０）の側面には水平に延びるアーム１９が結合
されており、アーム１９は、鉛直方向に延びる回転軸２
０に結合されている。回転軸２０には、回転軸２０をそ
の軸のまわりに揺動させる揺動機構２１が結合されてい
る。揺動機構２１により、アーム１９を介して回転軸２
０に結合された二流体ノズル９を、スピンベース１１に
保持されたウエハＷの上方を円弧状に移動させることが
できる。この際、二流体ノズル９は、ウエハＷの中心上
方を通過して移動するようになっている。また、揺動機
構２１は、二流体ノズル９をスピンベース１１に保持さ
れたウエハＷに対向しない退避位置に移動させることも
できる。

【００５３】二流体ノズル９がスピンベース１１に保持
されたウエハＷと対向したとき、二流体ノズル９とウエ
ハＷとの間隔は、５ｍｍないし５０ｍｍになるようにな
っている。また、ストレート部２１２ｂの向きは、スピ
ンベース１１に保持されたウエハＷに対してほぼ垂直に
第１エッチング液の液滴が噴射されるような方向になっ
ている。すなわち、第１エッチング液の液滴の噴射方向
とウエハＷの法線方向とがなす角度はほぼ０°になるよ
うにされている。

【００５４】処理液供給装置２６は、純水が収容された
純水供給源２３Ｓ、および第２エッチング液が収容され
たエッチング液収容槽２４Ｓを含んでいる。純水供給源
２３Ｓには純水配管２３の一端が連通接続されており、
エッチング液収容槽２４Ｓにはエッチング液配管２４の
一端が連通接続されている。純水配管２３およびエッチ
ング液配管２４の他端は、処理液配管２２の一端に連通
接続されており、処理液配管２２の他端には、処理液供
給ノズル１３が連通接続されている。

【００５５】エッチング液収容槽２４Ｓに収容された第
２エッチング液は、たとえば、第１エッチング液と同じ
種類でかつ酸などの有効成分の濃度が高いものである。
エッチング液配管２４の一部には、そのまわりに電熱式
のヒータ２５が配されており、第２エッチング液を加熱
できるようになっている。エッチング液配管２４のヒー
タ２５より下流側には、三方バルブ２４Ｂが介装されて
いる。三方バルブ２４Ｂにはリターン配管２８が取り付
けられており、リターン配管２８はエッチング液収容槽
２４Ｓの内部に延設されている。三方バルブ２４Ｂを操
作することにより、図示しないポンプにより第２エッチ
ング液を、エッチング液収容槽２４Ｓ、エッチング液配
管２４、およびリターン配管２８の間で循環させたり、
エッチング液収容槽２４Ｓから処理液供給ノズル１３へ
と供給できるようになっている。

【００５６】純水配管２３にはバルブ２３Ｂが介装され
ている。三方バルブ２４Ｂにより第２エッチング液が処
理液供給ノズル１３へと供給されないようにし、バルブ
２３Ｂを開くことにより、処理液供給ノズル１３から純
水を供給でき、バルブ２３Ｂを閉じ、三方バルブ２４Ｂ
を第２エッチング液が処理液供給ノズル１３供給される
ようにすることにより、処理液供給ノズル１３から第２
エッチング液を供給できるようになっている。

【００５７】処理液配管２２には、図示しない移動機構
が結合されており、この移動機構により処理液供給ノズ
ル１３を、スピンベース１１に保持されたウエハＷに対
向した対向位置と、スピンベース１１の側方に退避した
退避位置との間で移動できるようになっている。バルブ
１７Ｂ，１８Ｂ，２３Ｂの開閉、三方バルブ２４Ｂの操
作、回転駆動機構１５および揺動機構２１の動作、ヒー
タ２５の通電などは制御部３０により制御される。

【００５８】図４は、エッチング工程におけるウエハＷ
の表面状態を示す図解的な断面図である。図２および図
４を参照して、エッチング処理部３ａないし３ｃにおけ
るエッチング処理の手順について説明する。先ず、制御
部３０により、バルブ１７Ｂ，１８Ｂ，２３Ｂが閉じた
状態とされ、三方バルブ２４Ｂを第２エッチング液が処
理液供給ノズル１３へと供給されないようにされる。ま
た、制御部３０によりヒータ２５に通電されて、エッチ
ング液収容槽２４Ｓに収容された第２エッチング液の加
熱が開始される。

【００５９】そして、制御部３０により揺動機構２１お
よび図示しない移動機構が制御されて、二流体ノズル９
および処理液供給ノズル１３がそれぞれ退避位置に移動
される。続いて、主搬送ロボット５（図１参照）によ
り、メッキ処理部２ａないし２ｃのいずれかで表面に銅
薄膜が形成され、アニール処理部６ａまたは６ｂでアニ
ール処理が施されたウエハＷが搬入されて、ウエハＷの
中心が回転軸１４の中心軸上に位置するようにスピンベ
ース１１に保持される。この際、ウエハＷは、メッキ処
理が施された面が上に向けられて保持される。

【００６０】このときのウエハＷは、図４（ａ）に示す
ように、表面全面を覆うように銅薄膜Ｆが形成されてい
る。ウエハＷの表面（たとえば、ウエハＷ上に形成され
た絶縁膜の表面）には多数の配線溝または配線用ホール
Ｈ（以下、「配線溝等Ｈ」という。）が形成されてお
り、銅薄膜Ｆはこの配線溝等Ｈを埋めるように形成され
ている。ウエハＷの配線溝等Ｈは、幅（径）が狭い配線
溝等Ｈｎおよび幅（径）が広い配線溝等Ｈｗを含んでい
る。ウエハＷは、ボトムアップタイプのメッキ処理が施
されているので、幅が狭い配線溝等Ｈｎの上方では銅薄
膜Ｆは厚く成長しており、他の部分から突出した突出部
Ｐが形成されている。一方、幅が広い配線溝等Ｈｗの上
方では、銅薄膜Ｆの表面には他の部分より低くなった凹
所Ｃが形成されている。

【００６１】また、図４（ａ）には示されていないが、
銅薄膜Ｆは、電解メッキで形成されたことにより、ウエ
ハＷの中心部と周縁部とで厚さが異なっている。このた
め、ウエハＷ（銅薄膜Ｆ）の表面は、全体として緩やか
な湾曲面を形成している。次に、制御部３０により、揺
動機構２１が制御されて二流体ノズル９がウエハＷの中
心部に対向するように移動され、回転駆動１５が制御さ
れてスピンベース１１に保持されたウエハＷが回転され
る。その後、制御部３０によりバルブ１７Ｂ，１８Ｂが
所定の開度で開かれて、エッチング液供給源１７Ｓおよ
び圧縮空気供給源１８Ｓから、それぞれ第１エッチング
液および圧縮空気が各所定の流量で二流体ノズル９に供
給される。

【００６２】これにより空間ＳＰ３内で第１エッチング
液の液滴が生成されてストレート部２１２ｂからウエハ
Ｗに向けて噴射され（図３参照）、第１エッチング工程
が実施される。第１エッチング液の液滴の径は０．１μ
ｍないし１００μｍであり、第１エッチング液の液滴が
ウエハＷに衝突する衝突速度は１０ｍ／ｓないし３００
ｍ／ｓ（より好ましくは、５０ｍ／ｓないし３００ｍ／
ｓ）である。ストレート部２１２ｂの内径はウエハＷの
径と比べて著しく小さいので、ウエハＷの表面において
第１エッチング液の液滴が衝突する領域Ａ（以下、「液
滴衝突領域Ａ」という。）は、ウエハＷ表面の限られた
領域となる。二流体ノズル９がウエハＷの中心部に対向
しているときの液滴衝突領域Ａｃは、ウエハＷ中心近傍
のほぼ円形の領域となる。また、ウエハＷの中心から離
れた位置に二流体ノズル９が位置していれば、ウエハＷ
の回転に伴って環状の液滴衝突領域Ａｐが形成される。

【００６３】第１エッチング工程において、第１エッチ
ング液Ｌ１の液滴Ｌｄは、図４（ｂ）に示すようにウエ
ハＷの表面に形成された銅薄膜Ｆに衝突すると、跳ね返
ることなく、銅薄膜Ｆの表面に沿って速やかに拡がる。
このとき、銅薄膜Ｆのうち突出部Ｐは他の部分と比べて
大きなエッチング速度でエッチングされる。銅薄膜Ｆに
衝突した後銅薄膜Ｆに沿う移動速度が減衰された第１エ
ッチング液Ｌ１は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によ
り、側方に振り切られる。これにより、新たに銅薄膜Ｆ
に衝突する第１エッチング液Ｌ１の液滴Ｌｄは、ウエハ
Ｗの表面に沿って拡がりやすくなる。このようにして、
適当な時間、銅薄膜Ｆの表面に向けて第１エッチング液
Ｌ１の液滴Ｌｄが噴射されると、突出部Ｐが良好な選択
性でエッチングされていき、銅薄膜Ｆの表面は平坦化さ
れる。

【００６４】これは、第１エッチング液Ｌ１を液滴にせ
ずそのままウエハＷ表面に供給した場合と大きく異なる
点である。第１エッチング液Ｌ１を液滴Ｌｄにせず、そ
のままウエハＷ表面に供給した場合、第１エッチング液
Ｌ１は銅薄膜Ｆ表面に対して等方的に作用するので、銅
薄膜Ｆは表面に段差を有したままエッチングされる。そ
の結果、図４（ｅ）に示すように、配線溝等Ｈ以外の部
分の銅薄膜Ｆがなくなるようにエッチングすると、銅薄
膜Ｆには、幅が狭い配線溝等ＨｎにおいてはウエハＷの
表面から突出した突出部Ｐが残り、幅が広い配線溝等Ｈ
ｗにおいては配線溝等Ｈｗの形状を反映して凹所Ｃが形
成される。

【００６５】制御部３０は、二流体ノズル９による第１
エッチング液Ｌ１の液滴Ｌｄの噴射と並行して、揺動機
構２１を制御して二流体ノズル９をウエハＷの中心部に
対向する位置からウエハＷの周縁部に対向する位置へと
ゆっくりと移動させる。これに伴って、液滴衝突領域Ａ
はウエハＷの中心部から周縁部へと移動する。ウエハＷ
は回転しているので、液滴衝突領域Ａがこのように移動
することにより、銅薄膜ＦはウエハＷ全面にわたって平
坦化される。このとき、ウエハＷの中心部に対向する位
置からウエハＷの周縁部に対向する位置に向かうに従
い、二流体ノズル９の移動速度が遅くなるように、揺動
機構２１が制御される。

【００６６】液滴衝突領域Ａｐの面積は、液滴衝突領域
Ａｃの面積より大きいので、液滴衝突領域Ａの移動速度
がウエハＷの中心部と周縁部とで同じ場合、ウエハＷの
周縁部は中心部に比べて単位面積あたりに供給される第
１エッチング液Ｌ１の液滴量が少なくなる。これによ
り、ウエハＷの周縁部は中心部と比べて銅薄膜Ｆのエッ
チング量が少なくなり平坦化の程度が悪くなる。上述し
た二流体ノズル９の移動速度の制御は、このような不具
合を解消するためのものであり、液滴衝突領域Ａの移動
速度はウエハＷ中心部よりウエハＷ周縁部の方が遅くさ
れることにより、ウエハＷの中心部と周縁部とで単位面
積あたりに供給される第１エッチング液Ｌ１の液滴量が
ほぼ同等にされる。これにより、ウエハＷの中心部と周
縁部とで、銅薄膜Ｆのエッチング量をほぼ同等にでき、
ウエハＷ全面に渡って銅薄膜Ｆを良好に平坦化できる。

【００６７】また、第１エッチング液Ｌ１は、緩やかな
湾曲面をなすウエハＷの表面に沿って拡がることがで
き、銅薄膜Ｆの局所的な突出部Ｐのみをエッチングでき
る。したがって、銅薄膜Ｆの厚さ分布が一様でなくて
も、ウエハＷ全面に渡って突出部Ｐをなくすことができ
る。二流体ノズル９がウエハＷの最外周部に対向する位
置まで移動されると、制御部３０は揺動機構２１の動作
を停止するように制御して、二流体ノズル９の移動が停
止される。同時に、制御部３０はバルブ１７Ｂ，１８Ｂ
を閉じるように制御して、ウエハＷへの第１エッチング
液Ｌ１の液滴Ｌｄの噴射が停止される。これにより、第
１エッチング工程は終了する。

【００６８】次に、制御部３０の制御により、図示しな
い移動機構が制御されて処理液供給ノズル１３がウエハ
Ｗに対向する位置に移動される。そして、制御部３０の
制御により三方バルブ２４Ｂが第２エッチング液が処理
液供給ノズル１３へ供給される状態にされ、処理液供給
ノズル１３から加熱された第２エッチング液が吐出され
て、第２エッチング工程が実施される。この間も、回転
駆動機構１５によるウエハＷの回転は継続される。

【００６９】このとき、第２エッチング液Ｌ２は、図４
（ｃ）に示すように、第１エッチング工程によりすでに
平坦化された銅薄膜Ｆの表面を覆うように流れる。これ
により、銅薄膜Ｆは等方的にエッチングされる。すなわ
ち、銅薄膜Ｆは表面の平坦性を保ったまま薄くされる。
第２エッチング液Ｌ２は、第１エッチング液Ｌ１と比べ
て有効成分の濃度が高くかつ高温であるので、銅薄膜Ｆ
は迅速にエッチングされる。

【００７０】所定時間、ウエハＷへの第２エッチング液
Ｌ２の供給が継続されると、図４（ｄ）に示すようにウ
エハＷの表面は、配線溝等Ｈの内部にのみ銅薄膜Ｆが存
在する状態となる。この状態では、幅（径）の狭い配線
溝等Ｈｎにおいても、また、幅（径）の広い配線溝等Ｈ
ｗにおいても、銅薄膜Ｆの表面はウエハＷの表面とほぼ
面一になる。次に、制御部３０の制御により、三方バル
ブ２４Ｂが処理液供給ノズル１３へ第２エッチング液が
供給されない状態にされ、バルブ２３Ｂが所定時間開か
れて、処理液供給ノズル１３からウエハＷに向けて純水
が吐出される。これにより、ウエハＷ表面は洗浄され第
１および第２エッチング液Ｌ１，Ｌ２などは除去され
る。続いて、制御部３０により回転駆動機構１５が制御
されて、スピンベース１１が一定時間高速回転され、ウ
エハＷの水分の振り切り乾燥が行われた後、スピンベー
ス１１の回転が停止される。

【００７１】その後、制御部３０により揺動機構２１お
よび図示しない移動機構が制御されて、二流体ノズル９
および処理液供給ノズル１３がそれぞれ退避位置に移動
され、主搬送ロボット５により処理済みのウエハＷが搬
出されて、１枚のウエハＷのエッチング処理が終了す
る。以上の基板処理装置は、メッキ処理部２ａ〜２ｃと
エッチング処理部３ａ〜３ｃとをインライン化したもの
であり、メッキ処理とエッチング処理とを同一の装置内
で行うことができる。エッチング処理部３ａ〜３ｃは、
メッキ処理部２ａ〜２ｃと同様に処理液（エッチング
液）を用いた化学的作用によりウエハＷを処理するもの
であるので、このようなインライン化が可能である。

【００７２】以上のエッチング処理は、ＣＭＰのように
物理的な研磨を伴わず、第１および第２エッチング液Ｌ
１，Ｌ２の化学的な作用のみによって処理するするもの
である。したがって、発塵を伴わずクリーンな工程でウ
エハＷ表面に形成された銅薄膜Ｆを平坦化および薄型化
できる。このため、この基板処理装置は平坦化および薄
型化の工程以外の他の工程を実施する装置と同じ部屋に
配して使用することができる。

【００７３】この発明の一実施形態の説明は、以上のと
おりであるが、この発明は他の形態で実施することもで
きる。たとえば、以上の実施形態では、二流体ノズル９
の移動速度をウエハＷ中心部に対向する位置よりウエハ
Ｗ周縁部に対向する位置で遅くなるように制御すること
により、ウエハＷの中心部と周縁部とで、銅薄膜Ｆがほ
ぼ同等に平坦化されるようにしている。しかし、このよ
うな制御に替えて、ウエハＷの中心部と周縁部とで、ウ
エハＷの表面に衝突する第１エッチング液Ｌ１の液滴Ｌ
ｄの衝突速度を変化させることにより、銅薄膜Ｆがほぼ
同等に平坦化されるようにしてもよい。

【００７４】この場合、制御部３０により、バルブ１７
Ｂの開度は一定にされ、バルブ１８Ｂの開度は、二流体
ノズル９がウエハＷの中心部に対向する位置から周縁部
に対向する位置に移動するに従って大きくなるように制
御される。これにより、二流体ノズル９に供給される第
１エッチング液Ｌ１の流量は一定であるが、二流体ノズ
ル９に供給される圧縮空気の流量は、液滴衝突領域Ａが
ウエハＷの中心部から周縁部に移動するに従って大きく
なる。その結果、第１エッチング液Ｌ１の液滴Ｌｄのウ
エハＷ表面に対する衝突速度および第１エッチング液Ｌ
１の銅薄膜Ｆ表面に沿う移動速度は、液滴衝突領域Ａが
ウエハＷの中心部から周縁部に移動するに従って大きく
なる。これにより、銅薄膜Ｆのエッチング量は、ウエハ
Ｗの中心部と周縁部とでほぼ同等になる。

【００７５】第１エッチング工程において、二流体ノズ
ル９は、ウエハＷの中心部から周縁部に向かって移動し
ている。しかし、二流体ノズル９の動きはこれに限定さ
れるものではなく、たとえば、二流体ノズル９は、ウエ
ハＷの周縁部から中心部に向かって移動するものであっ
てもよく、ウエハＷの中心部と周縁部との間を往復する
ものであってもよい。以上の実施形態において、ウエハ
Ｗのアニールを行っているが、これは銅薄膜Ｆの特性を
向上させることが目的であり、エッチングを均一に行う
ためではない。すなわち、アニール工程が省略され、銅
薄膜Ｆがアニールにより焼きしめられていない場合で
も、第１エッチング液Ｌ１により銅薄膜Ｆを均一にエッ
チングできる。したがって、この基板処理装置によりウ
エハＷ表面をエッチングするに際して、アニール工程は
必ずしも必要ではない。

【００７６】上記の二流体ノズル９は、二流体ノズル９
内の空間ＳＰ３で第１エッチング液Ｌ１に圧縮空気を吹
き付けて液滴Ｌｄを生成し、二流体ノズル９の外部に液
滴Ｌｄを噴射するもの（内部混合）であるが、開放され
た空間で第１エッチング液Ｌ１に圧縮空気を吹き付けて
液滴Ｌｄを生成し噴射するもの（外部混合）であっても
よい。第１エッチング液と第２エッチング液とが同じ種
類で、第２エッチング液の有効成分の濃度が、第１エッ
チング液の有効成分の濃度より十分高い場合は、ヒータ
２５を廃してもよい。また、第２エッチング液が良好な
エッチング特性を有するように第２エッチング液を加熱
できる場合は、第１エッチング液と第２エッチング液と
は同じものであってもよい。いずれの場合でも、表面が
平坦化された銅薄膜Ｆを第２エッチング液により迅速に
エッチングできる。

【００７７】ウエハＷの表面を平坦化（図４（ｂ））し
た後、ＣＭＰにより銅薄膜Ｆを研磨して薄型化してもよ
い。この基板処理装置は、さらに、ウエハＷの表面に有
機溶剤を供給する有機溶剤供給装置を備えていてもよ
く、ウエハＷの純水による洗浄の後、有機溶剤供給装置
によりウエハＷを有機溶剤（たとえば、イソプロピルア
ルコール）で洗浄することとしてもよい。

【００７８】ウエハＷの表面に形成される金属膜は銅薄
膜Ｆ以外に、たとえばアルミニウム薄膜であってもよ
い。適当な種類の第１エッチング液Ｌ１を選択すること
により、表面に金属膜以外の薄膜が形成された基板に対
しても、この薄膜を均一に薄型化できる。処理対象の基
板は、ウエハＷのような円形基板以外に、たとえば、液
晶表示装置用ガラス基板のような角形基板であってもよ
い。

【００７９】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイ
アウトを示す図解的な平面図である。

【図２】エッチング処理部の構成を示す図解的な斜視図
である。

【図３】二流体ノズルの構造を示す図解的な断面図であ
る。

【図４】エッチング工程におけるウエハの表面状態を示
す図解的な断面図である。

【符号の説明】

２ａ〜２ｃメッキ処理部３ａ〜３ｃエッチング処理部５主搬送ロボット６アニール処理部９二流体ノズル１０エッチング液滴噴射装置１１スピンベース１３処理液供給ノズル１５回転駆動機構１７，２４エッチング液配管１７Ｂ，１８Ｂバルブ１７Ｓ，２４Ｓエッチング液供給源１８圧縮空気配管１８Ｓ圧縮空気供給源２１揺動機構２２処理液配管２３純水配管２３Ｓ純水供給源２５ヒータ２６処理液供給装置３０制御部Ａ液滴衝突領域Ｌｄ第１エッチング液の液滴Ｌ１第１エッチング液Ｌ２第２エッチング液Ｗウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F033 HH11 MM01 PP27 QQ19 QQ31 QQ73 WW00 WW01 XX01 5F043 AA26 EE07 EE08 EE10 EE12 EE24 EE27 GG02 GG04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチング液と気体とが混合されて生成さ
れた液滴を噴射して基板の表面に衝突させるエッチング
液滴噴射手段により上記基板の表面のエッチングを行う
エッチング処理部を含むことを特徴とする基板処理装
置。
【請求項２】上記エッチング液滴噴射手段は、エッチン
グ液と気体と混合してエッチング液の液滴を生成させ、
このエッチング液の液滴を基板の表面に噴射する二流体
ノズルと、この二流体ノズルに接続され、この二流体ノズルにエッ
チング液を供給するエッチング液供給管と、上記二流体ノズルに接続され、上記二流体ノズルに気体
を供給する気体供給管とを含むことを特徴とする請求項
１記載の基板処理装置。
【請求項３】上記二流体ノズルによりエッチング液の液
滴を基板に噴射する際の上記二流体ノズルと上記基板と
の間隔が５ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする
請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】上記エッチング液滴噴射手段によるエッチ
ング液の液滴の噴射方向と上記基板の法線方向とがなす
角度が４５°以内であることを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】上記エッチング処理部が、基板を保持する
基板保持手段と、この基板保持手段に保持された基板と上記エッチング液
滴噴射手段とを相対的に移動させる移動手段とをさらに
含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
載の基板処理装置。
【請求項６】上記エッチング処理部が、上記基板保持手
段に保持された基板を回転させる回転駆動機構をさらに
含むことを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】上記エッチング処理部が、上記基板の表面
に処理液を供給する処理液供給手段をさらに含むことを
特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処
理装置。
【請求項８】上記処理液がエッチング液および純水を含
み、上記処理液供給手段がエッチング液と純水とを切り換え
て上記基板の表面に供給可能であることを特徴とする請
求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】上記処理液供給手段は、上記エッチング液
滴噴射手段が噴射するエッチング液滴よりも速いエッチ
ング速度で基板表面におけるエッチングを進行させるエ
ッチング液を上記処理液として吐出するものであること
を特徴とする請求項７または８記載の基板処理装置。
【請求項１０】上記処理液供給手段により供給されるエ
ッチング液を加熱するエッチング液加熱手段をさらに含
むことを特徴とする請求項９記載の基板処理装置。
【請求項１１】上記基板に対してメッキ処理を施すメッ
キ処理部をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし
１０のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１２】上記基板のアニールを行うアニール処理
部をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし１１
のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１３】エッチング液と気体とが混合されて生成
された液滴を基板の表面に衝突させて上記基板の表面を
エッチングする第１エッチング工程を含むことを特徴と
する基板処理方法。
【請求項１４】上記第１エッチング工程におけるエッチ
ング液の液滴の上記基板に対する衝突速度が、１０ｍ／
ｓないし３００ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１
３記載の基板処理方法。
【請求項１５】上記第１エッチング工程におけるエッチ
ング液の液滴の径が、０．１μｍないし１００μｍであ
ることを特徴とする請求項１３または１４記載の基板処
理方法。
【請求項１６】上記基板を回転させる基板回転工程をさ
らに含み、上記第１エッチング工程が、上記基板回転工程で回転し
ている上記基板に対して実施されることを特徴とする請
求項１３ないし１５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項１７】上記第１エッチング工程が、上記基板上においてエッチング液の液滴が衝突する液滴
衝突領域を、上記基板の中心部と周縁部との間で移動さ
せる液滴衝突領域移動工程と、この液滴衝突領域移動工程における上記液滴衝突領域の
移動速度を、上記基板中心部より上記基板周縁部の方が
遅くなるように変化させる移動速度制御工程とを含むこ
とを特徴とする請求項１６記載の基板処理方法。
【請求項１８】上記第１エッチング工程が、第１の流量
で吐出されたエッチング液に第２の流量で吐出された気
体を吹き付けてエッチング液の液滴を生成するエッチン
グ液滴生成工程を含み、上記エッチング液滴生成工程が、上記第２の流量を変化
させる工程を含むことを特徴とする請求項１３ないし１
７のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項１９】上記第１エッチング工程の後、上記基板
の表面にエッチング液を供給して上記基板の表面をエッ
チングする第２エッチング工程と、この第２エッチング工程の後、上記基板の表面に純水を
供給して上記基板を洗浄する洗浄工程とをさらに含むこ
とを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれかに記載
の基板処理方法。