JP2003318154A - Method and device for etching substrate - Google Patents
Method and device for etching substrateInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、基板の表面にエ
ッチング液を供給して基板をエッチング処理する方法お
よび装置に関する。処理の対象となる基板には、半導体
ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプ
レイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用
基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板など
が含まれる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for etching a substrate by supplying an etching solution to the surface of the substrate. Substrates to be processed include semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, glass substrates for plasma displays, optical disc substrates, magnetic disc substrates, magneto-optical disc substrates, photomask substrates, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】たと
えば、基板の表面に微細配線を形成する工程には、基板
上に形成された金属配線膜の表面を平坦化する工程が含
まれる。この平坦化のための技術の代表的なものに、C
MP(化学的機械的研磨)処理が挙げられるが、最近で
は、そのCMP処理に代わる技術として、ECMD(El
ectro Chemical Mechanical Deposition)技術が注目さ
れている。これは、基板表面に金属配線膜を成膜(めっ
き)しながら、平坦化を同時進行させるものである。た
とえば、めっき処理中にパッドで基板表面を平坦化した
り、配線パターン底部(ボトム)のめっきの成長速度を
配線パターン表面(トップ)よりも加速させたりするこ
とにより実現される。2. Description of the Related Art For example, the step of forming fine wiring on the surface of a substrate includes the step of flattening the surface of a metal wiring film formed on the substrate. A typical technique for this flattening is C
MP (Chemical Mechanical Polishing) treatment can be mentioned, but recently, as an alternative technique to the CMP treatment, ECMD (El
ectro Chemical Mechanical Deposition) technology is drawing attention. In this method, flattening is simultaneously performed while forming (plating) a metal wiring film on the substrate surface. For example, it is realized by flattening the substrate surface with a pad during the plating process, or by accelerating the growth rate of plating at the bottom (bottom) of the wiring pattern as compared with the surface (top) of the wiring pattern.
【0003】しかしながら、このような技術では、金属
配線膜の表面を良好に平坦化することができず、どうし
ても処理後も金属配線膜の表面に若干の起伏が残ってし
まう。そこで、この発明の目的は、エッチング液を用い
て基板の表面を良好に平坦化することができる基板エッ
チング方法および基板エッチング装置を提供することで
ある。However, with such a technique, the surface of the metal wiring film cannot be satisfactorily flattened, and some unevenness remains on the surface of the metal wiring film even after the processing. Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate etching method and a substrate etching apparatus capable of satisfactorily flattening the surface of a substrate using an etching solution.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板
(W)に略直交する回転軸線を中心に基板を回転させつ
つ、基板の表面にエッチング液を供給して基板表面をエ
ッチング処理する基板エッチング方法であって、基板表
面の所定位置に向けてエッチング液を供給するととも
に、この所定位置よりも上記回転軸線から遠い位置に向
けて、上記エッチング液による基板表面のエッチングを
抑制するためのエッチング抑制液を供給する選択的エッ
チング工程を含むことを特徴とする基板エッチング方法
である。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is to rotate the substrate about an axis of rotation substantially orthogonal to the substrate (W) while A substrate etching method for supplying an etching liquid to the surface to perform an etching treatment on the substrate surface, wherein the etching liquid is supplied toward a predetermined position on the substrate surface, and a position farther from the rotation axis than the predetermined position. The method for etching a substrate is characterized by including a selective etching step of supplying an etching inhibitor for suppressing the etching of the surface of the substrate by the etching liquid.
【0005】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。上記の方法によれば、基板の表面の所定位置で
は、エッチング液によるエッチングが進み、それ以外の
領域では、エッチング抑制液の作用により、エッチング
液によるエッチングが抑制される。これにより、基板上
に形成された膜(4)の厚みが一定でない場合に、膜厚
の大きい部分を上記所定位置に設定すれば、その膜厚の
大きい部分ではエッチングを進行させ、膜厚の小さい部
分ではエッチングの進行を抑制することができ、その結
果、膜の表面を平坦にすることができる。The alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies in this section below. According to the above method, the etching with the etching solution proceeds at a predetermined position on the surface of the substrate, and the etching with the etching solution is suppressed in the other regions by the action of the etching suppression solution. Accordingly, when the thickness of the film (4) formed on the substrate is not constant, if the portion having a large film thickness is set at the above-mentioned predetermined position, the etching proceeds at the portion having a large film thickness, The progress of etching can be suppressed in a small portion, and as a result, the surface of the film can be flattened.
【0006】なお、請求項2記載のように、上記エッチ
ング抑制液は、純水、炭酸水、イオン水、還元水(水素
水)、腐食防止剤のうちの少なくとも1つを含むもので
あってもよい。請求項3記載の発明は、上記選択的エッ
チング工程は、基板の回転中心を含む領域に上記エッチ
ング液を供給し、基板の周縁部から中央部に至る領域に
上記エッチング抑制液を供給する工程であることを特徴
とする請求項1または2記載の基板エッチング方法であ
る。According to a second aspect of the present invention, the etching inhibitor contains at least one of pure water, carbonated water, ionic water, reduced water (hydrogen water) and a corrosion inhibitor. Good. According to a third aspect of the present invention, in the selective etching step, the etching solution is supplied to a region including a rotation center of the substrate, and the etching suppression liquid is supplied to a region from a peripheral portion to a central portion of the substrate. The method for etching a substrate according to claim 1 or 2, wherein:
【0007】基板上に形成されている膜の膜厚が、基板
の回転中心を含む領域で大きく、基板の周縁部から中央
部に至る領域で小さい場合には、請求項3記載の方法に
より、膜の表面を良好に平坦化することができる。な
お、請求項4記載のように、上記エッチング抑制液の供
給位置は、基板の周縁部から中央部に至る領域内で移動
されてもよい。この場合、請求項5記載のように、上記
エッチング抑制液の供給位置が基板の周縁部を移動する
速度を、上記エッチング抑制液の供給位置が基板の中央
部を移動するときの速度よりも遅く設定してもよい。こ
の請求項5記載の方法は、基板の表面に形成された膜が
周縁部よりも中央部で厚く、その膜の表面が周縁部に近
づくにつれて下方に傾斜した傾斜面に形成されている場
合に、膜の表面を良好に平坦化することができるので、
とくに有効である。When the film thickness of the film formed on the substrate is large in the region including the center of rotation of the substrate and small in the region from the peripheral portion to the central portion of the substrate, the method according to claim 3 The surface of the film can be flattened well. Note that, as described in claim 4, the supply position of the etching suppressing liquid may be moved within a region from the peripheral portion to the central portion of the substrate. In this case, as described in claim 5, the speed at which the etching-suppressing liquid supply position moves along the peripheral portion of the substrate is lower than the speed at which the etching-suppressing liquid supply position moves at the central portion of the substrate. You may set it. According to the method of claim 5, when the film formed on the surface of the substrate is thicker in the central portion than in the peripheral portion and the surface of the film is formed in an inclined surface which is inclined downward as it approaches the peripheral portion. Since the surface of the film can be flattened well,
Especially effective.
【0008】上記エッチング抑制液の供給位置の移動方
向は、基板の回転半径方向に沿う方向であってもよい。
また、請求項6記載のように、基板の周縁部に供給され
る上記エッチング抑制液の流量を、基板の中央部に供給
される上記エッチング抑制液の流量よりも多く設定して
もよい。この請求項6記載の方法も、基板の表面に形成
された膜が周縁部よりも中央部で厚く、その膜の表面が
周縁部に向かって傾斜した傾斜面に形成されている場合
にとくに有効である。The movement direction of the supply position of the etching inhibitor may be a direction along the radial direction of rotation of the substrate.
Further, as described in claim 6, the flow rate of the etching suppressing liquid supplied to the peripheral portion of the substrate may be set higher than the flow rate of the etching suppressing liquid supplied to the central portion of the substrate. The method according to claim 6 is also particularly effective when the film formed on the surface of the substrate is thicker in the central portion than in the peripheral portion and the surface of the film is formed into an inclined surface inclined toward the peripheral portion. Is.
【0009】請求項7記載の発明は、上記選択的エッチ
ング工程は、基板の回転中心を外れた領域上の所定位置
に上記エッチング液を供給し、この所定位置よりも上記
回転軸線から遠い位置に上記エッチング抑制液を供給す
る工程であることを特徴とする請求項1ないし6のいず
れかに記載の基板エッチング方法である。基板上に形成
されている膜の膜厚が、基板の回転中心を外れた領域上
の所定位置で他の部分よりも大きい場合には、請求項7
記載の方法により、膜の表面を良好に平坦化することが
できる。According to a seventh aspect of the present invention, in the selective etching step, the etching liquid is supplied to a predetermined position on a region deviated from the rotation center of the substrate, and the etching liquid is provided at a position farther from the rotation axis than the predetermined position. 7. The method for etching a substrate according to claim 1, which is a step of supplying the etching suppressing liquid. 8. When the film thickness of the film formed on the substrate is larger than other portions at a predetermined position on the region off the center of rotation of the substrate,
By the method described, the surface of the film can be satisfactorily flattened.
【0010】請求項8記載の発明は、上記基板エッチン
グ方法は、上記エッチング抑制液の供給を停止し、基板
の回転中心を含む領域にエッチング液を供給する非選択
的エッチング工程をさらに含むことを特徴とする請求項
1ないし7のいずれかに記載の基板エッチング方法であ
る。この方法によれば、非選択的エッチング工程で基板
の回転中心を含む領域に供給されるエッチング液は、基
板の回転による遠心力を受けて、基板の表面の全域にむ
らなく行き渡り、基板の表面にほぼ一様なエッチング処
理を施す。According to an eighth aspect of the present invention, the substrate etching method further includes a non-selective etching step of stopping the supply of the etching suppressing liquid and supplying the etching liquid to a region including the rotation center of the substrate. The method for etching a substrate according to any one of claims 1 to 7, which is characterized. According to this method, the etching liquid supplied to the region including the rotation center of the substrate in the non-selective etching process receives the centrifugal force due to the rotation of the substrate and evenly spreads over the entire surface of the substrate, and Is subjected to a substantially uniform etching process.
【0011】よって、たとえば、請求項9に記載のよう
に、上記非選択的エッチング工程を上記選択的エッチン
グ工程の後に行うことにより、選択的エッチング工程で
平坦化された基板の表面の膜を所望する膜厚にすること
ができる。なお、基板の表面に形成されている膜の厚み
が部分的に異なることにより、基板の表面に複数の起伏
部(4a,4b)が生じている場合には、請求項10記
載のように、上記選択的エッチング工程を複数回行った
後に上記非選択的エッチング工程を行うことにより、表
面が平坦化された所望の膜厚の膜を有する基板を得るこ
とができる。Therefore, for example, as described in claim 9, by performing the non-selective etching step after the selective etching step, a film on the surface of the substrate planarized by the selective etching step is desired. The film thickness can be adjusted. When a plurality of undulations (4a, 4b) are formed on the surface of the substrate due to partial differences in the thickness of the film formed on the surface of the substrate, as described in claim 10. By performing the non-selective etching step after performing the selective etching step a plurality of times, it is possible to obtain a substrate having a film having a desired film thickness whose surface is flattened.
【0012】請求項11記載の発明は、基板(W)に略
直交する回転軸線を中心に基板を回転させる基板回転手
段(1)と、この基板回転手段によって回転される基板
の表面の所定位置に向けてエッチング液を供給するエッ
チング液ノズル(2)と、このエッチング液ノズルによ
るエッチング液の供給時に、基板の表面の上記所定位置
よりも上記回転軸線から遠い位置に向けて、上記エッチ
ング液による基板表面のエッチングを抑制するためのエ
ッチング抑制液を供給する抑制液ノズル(3)とを含む
ことを特徴とする基板エッチング装置である。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a substrate rotating means (1) for rotating the substrate around a rotation axis substantially orthogonal to the substrate (W), and a predetermined position on the surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. And an etching liquid nozzle (2) for supplying the etching liquid toward the substrate, and when the etching liquid is supplied by the etching liquid nozzle, the etching liquid is directed toward a position farther from the rotation axis than the predetermined position on the surface of the substrate. A substrate etching apparatus comprising: a suppressing liquid nozzle (3) for supplying an etching suppressing liquid for suppressing etching of a substrate surface.
【0013】この発明によれば、請求項1に関連して述
べた効果と同様な効果を得ることができる。According to the present invention, it is possible to obtain the same effect as that described in relation to claim 1.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る基板エッチング装置の構成を図
解的に示す図である。この基板エッチング装置は、半導
体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板Wの表
面に銅配線をパターン形成する工程において、基板Wの
表面全域に銅膜を形成した後に、その形成した銅膜の表
面を平坦化する処理を行うためのものであり、隔壁で区
画された処理室内に、基板Wを水平に保持して回転させ
るためのスピンチャック1と、このスピンチャック1に
保持された基板Wの上面にエッチング液を供給するため
のエッチング液ノズル2と、スピンチャック1に保持さ
れた基板Wの上面にエッチング抑制液を供給するための
抑制液ノズル3とを備えている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate etching apparatus according to an embodiment of the present invention. This substrate etching apparatus forms a copper film over the entire surface of the substrate W in the step of patterning copper wiring on the surface of the substrate W such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display device, and then removes the formed copper film. A spin chuck 1 for holding the substrate W horizontally and rotating it in a processing chamber partitioned by partition walls, and a substrate W held by the spin chuck 1 for performing a process of flattening the surface. An etching liquid nozzle 2 for supplying an etching liquid to the upper surface of the substrate, and a suppressing liquid nozzle 3 for supplying an etching suppressing liquid to the upper surface of the substrate W held by the spin chuck 1.
【0015】スピンチャック1は、たとえば、鉛直方向
に延びたスピン軸11と、スピン軸11の上端に取り付
けられたスピンベース12と、このスピンベース12の
周縁部に配設された複数個のチャック13とを有してい
る。複数個のチャック13は、基板Wの周縁部に当接し
て、この基板Wを水平な状態で保持することができるよ
うになっている。また、スピン軸11には、モータなど
の駆動源を含む回転駆動機構14が結合されていて、チ
ャック13で基板Wを水平に保持した状態で、回転駆動
機構14からスピン軸11に駆動力を入力することによ
り、基板Wを水平な面内で回転させることができる。The spin chuck 1 is, for example, a spin shaft 11 extending in the vertical direction, a spin base 12 attached to the upper end of the spin shaft 11, and a plurality of chucks arranged on the periphery of the spin base 12. 13 and 13. The plurality of chucks 13 are configured to contact the peripheral portion of the substrate W and hold the substrate W in a horizontal state. A rotation driving mechanism 14 including a driving source such as a motor is coupled to the spin shaft 11, and a driving force is applied from the rotation driving mechanism 14 to the spin shaft 11 while the substrate W is held horizontally by the chuck 13. By inputting, the substrate W can be rotated in a horizontal plane.
【0016】エッチング液ノズル2には、エッチング液
供給管21が接続されており、このエッチング液供給管
21からエッチング液が供給されるようになっている。
エッチング液供給管21の途中部には、このエッチング
液供給管21を開閉するためのバルブ22が介装されて
いる。この実施形態では、エッチング液ノズル2は、処
理室内に固定配置されていて、バルブ22を開くことに
より、エッチング液供給管21から供給されるエッチン
グ液を、スピンチャック1に保持された基板Wの表面の
ほぼ中心に向けて供給することができるようになってい
る。An etching liquid supply pipe 21 is connected to the etching liquid nozzle 2, and the etching liquid is supplied from the etching liquid supply pipe 21.
A valve 22 for opening and closing the etching liquid supply pipe 21 is provided in the middle of the etching liquid supply pipe 21. In this embodiment, the etching solution nozzle 2 is fixedly arranged in the processing chamber, and by opening the valve 22, the etching solution supplied from the etching solution supply pipe 21 is transferred to the substrate W held on the spin chuck 1. It is possible to feed it toward almost the center of the surface.
【0017】抑制液ノズル3は、スピンチャック1の上
方でほぼ水平に延びたスキャンアーム31に取り付けら
れている。スキャンアーム31は、スピンチャック1に
保持された基板Wの外側に設定された鉛直軸線を中心に
揺動可能に設けられていて、このスキャンアーム31の
揺動により、抑制液ノズル3から基板Wへのエッチング
抑制液の供給位置を、たとえば、基板Wの周縁部から中
央部に至る範囲内で基板Wの回転半径方向に移動(スキ
ャン)させることができる。抑制液ノズル3には、抑制
液供給管32が接続されており、この抑制液供給管32
からエッチング抑制液が供給されるようになっている。
抑制液供給管32の途中部には、抑制液供給管32を開
閉するためのバルブ33が介装されている。The suppressing liquid nozzle 3 is attached to a scan arm 31 extending substantially horizontally above the spin chuck 1. The scan arm 31 is swingably provided around a vertical axis set outside the substrate W held by the spin chuck 1, and by the swing of the scan arm 31, the scan arm 31 is moved from the suppression liquid nozzle 3 to the substrate W. The supply position of the etching suppressing liquid to the substrate W can be moved (scanned) in the radial direction of rotation of the substrate W within a range from the peripheral portion to the central portion of the substrate W, for example. The suppression liquid supply pipe 32 is connected to the suppression liquid nozzle 3.
The etching suppressing liquid is supplied from here.
A valve 33 for opening and closing the suppression liquid supply pipe 32 is provided in the middle of the suppression liquid supply pipe 32.
【0018】エッチング抑制液は、エッチング液による
エッチングを抑制する効果を有する液体であり、たとえ
ば、純水、炭酸水、イオン水、還元水(水素水)または
腐食防止剤(たとえば、BTA:ベンゾトリアゾール)
を用いることができる。図2は、この基板エッチング装
置の動作の一例を説明するための図解的な断面図であ
る。たとえば、図2(a)に示すように、基板Wの表面に
形成された銅膜4が周縁部よりも中央部で厚く、中央部
と周縁部との間で段差が生じている場合には、スピンチ
ャック1によって基板Wを水平面内で回転させつつ、そ
の回転している基板Wの中央部にエッチング液ノズル2
からエッチング液を供給し、一方で、抑制液ノズル3か
ら銅膜4(基板W)に生じている段差部にエッチング抑
制液を供給する。The etching suppressing liquid is a liquid having an effect of suppressing etching by the etching liquid, and is, for example, pure water, carbonated water, ionic water, reduced water (hydrogen water) or a corrosion inhibitor (for example, BTA: benzotriazole). )
Can be used. FIG. 2 is a schematic sectional view for explaining an example of the operation of this substrate etching apparatus. For example, as shown in FIG. 2A, when the copper film 4 formed on the surface of the substrate W is thicker in the central portion than in the peripheral portion and a step is formed between the central portion and the peripheral portion, While the substrate W is being rotated in the horizontal plane by the spin chuck 1, the etching liquid nozzle 2 is provided at the center of the rotating substrate W.
While supplying the etching solution from the suppressing solution nozzle 3 to the step portion formed on the copper film 4 (substrate W).
【0019】これにより、銅膜4の中央部は、エッチン
グ液ノズル2からのエッチング液によるエッチングを受
け、銅膜4の周縁部では、抑制液ノズル3からのエッチ
ング抑制液でエッチングが抑制されて、銅膜4の表面が
ほぼ平坦になっていく。そして、銅膜4の表面がほぼ平
坦になった後は、抑制液供給管32に介装されているバ
ルブ33を閉じて、抑制液ノズル3からのエッチング抑
制液の供給を停止し、所定の時間、エッチング液ノズル
2からのエッチング液の供給のみを続ける。その結果、
図2(b)に示すように、表面が平坦化された所望の膜厚
の銅膜4を得ることができる。As a result, the central portion of the copper film 4 is etched by the etching liquid from the etching liquid nozzle 2, and the peripheral portion of the copper film 4 is suppressed by the etching suppressing liquid from the suppressing liquid nozzle 3. , The surface of the copper film 4 becomes almost flat. Then, after the surface of the copper film 4 becomes substantially flat, the valve 33 interposed in the suppression liquid supply pipe 32 is closed, and the supply of the etching suppression liquid from the suppression liquid nozzle 3 is stopped to a predetermined level. Only the supply of the etching liquid from the etching liquid nozzle 2 is continued for a time. as a result,
As shown in FIG. 2B, it is possible to obtain a copper film 4 having a desired film thickness and a flat surface.
【0020】なお、エッチング液ノズル2からのエッチ
ング液の供給時間および抑制液ノズル3からのエッチン
グ抑制液の供給時間は、それぞれ処理前における銅膜4
の中央部の膜厚および所望する処理後の銅膜4の膜厚に
応じて決定されるのがよく、処理前における銅膜4の中
央部の膜厚は、公知の膜厚測定器を用いて測定すること
により知得することができる。また、その測定結果か
ら、抑制液ノズル3からのエッチング抑制液を供給すべ
き銅膜4上の段差部を特定することができる。The supply time of the etching solution from the etching solution nozzle 2 and the supply time of the etching suppression solution from the suppression solution nozzle 3 are respectively the copper film 4 before the treatment.
The thickness of the central portion of the copper film 4 before the treatment may be determined according to the thickness of the central portion of the copper film 4 and the desired thickness of the copper film 4 after the treatment. It can be known by measuring it. Further, the stepped portion on the copper film 4 to which the etching suppressing liquid from the suppressing liquid nozzle 3 should be supplied can be specified from the measurement result.
【0021】図3は、この基板エッチング装置の動作の
他の例を説明するための図解的な断面図である。たとえ
ば、図3(a)に示すように、基板Wの表面に形成された
銅膜4が周縁部よりも中央部で厚く、その表面が周縁部
に近づくにつれて下方に傾斜した傾斜面に形成されてい
る場合には、スピンチャック1によって回転されている
基板Wの中央部にエッチング液ノズル2からエッチング
液を供給し、一方で、抑制液ノズル3から銅膜4(基板
W)の周縁部にエッチング抑制液を供給する。その際、
スキャンアーム31を揺動させて、抑制液ノズル3から
のエッチング抑制液の供給位置を移動させる。また、ス
キャンアーム31が揺動する速度(スキャン速度)を、
エッチング抑制液の供給位置が基板Wの中央部に近づく
ほど速くし、エッチング抑制液の供給位置が基板Wの周
縁部に近づくほど遅くする。FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining another example of the operation of this substrate etching apparatus. For example, as shown in FIG. 3 (a), the copper film 4 formed on the surface of the substrate W is thicker in the central portion than in the peripheral portion, and is formed in an inclined surface that is inclined downward as the surface approaches the peripheral portion. In this case, the etching liquid is supplied from the etching liquid nozzle 2 to the central portion of the substrate W being rotated by the spin chuck 1, while the suppressing liquid nozzle 3 is applied to the peripheral portion of the copper film 4 (substrate W). Supply an etching inhibitor. that time,
The scan arm 31 is swung to move the supply position of the etching suppressing liquid from the suppressing liquid nozzle 3. In addition, the speed at which the scan arm 31 swings (scan speed) is
The etching suppression liquid is set to be closer to the central portion of the substrate W, and the etching suppression liquid is set to be closer to the peripheral portion of the substrate W.
【0022】これにより、銅膜4は、中央部に近づくほ
ど大きなエッチングレートでエッチングされ、周縁部に
近づくほど小さなエッチングレートでエッチングされて
いく。そして、ある程度まで処理が進むと、銅膜4の表
面はほぼ平坦になり、その後は、抑制液供給管32に介
装されているバルブ33を閉じて、抑制液ノズル3から
のエッチング抑制液の供給を停止し、所定の時間、エッ
チング液ノズル2からのエッチング液の供給のみを続け
ることにより、図3(b)に示すように、表面が平坦化さ
れた所望の膜厚の銅膜4を得ることができる。As a result, the copper film 4 is etched at a higher etching rate as it approaches the central portion and at a lower etching rate as it approaches the peripheral portion. Then, when the treatment progresses to a certain extent, the surface of the copper film 4 becomes substantially flat, and thereafter, the valve 33 interposed in the suppression liquid supply pipe 32 is closed to remove the etching suppression liquid from the suppression liquid nozzle 3. By stopping the supply and continuing only the supply of the etching liquid from the etching liquid nozzle 2 for a predetermined time, as shown in FIG. 3 (b), the copper film 4 having a desired film thickness whose surface is flattened is formed. Obtainable.
【0023】なお、必ずしもスキャンアーム31の移動
速度を変化させなければならないわけではなく、スキャ
ンアーム31は一定の速度で揺動されてもよい。基板W
の中央部に近い位置にエッチング抑制液が供給されてい
る時には、その供給されたエッチング液が基板Wの回転
による遠心力で周縁部に向けて流れるので、スキャンア
ーム31を一定の速度で揺動させた場合であっても、基
板Wの周縁部に近づくほどエッチング抑制液の供給量が
多くなり、銅膜4は、中央部に近づくほど大きなエッチ
ングレートでエッチングされ、周縁部に近づくほど小さ
なエッチングレートでエッチングされる。The moving speed of the scan arm 31 does not necessarily have to be changed, and the scan arm 31 may be swung at a constant speed. Substrate W
When the etching suppressing liquid is supplied to a position near the center of the scanning arm 31, the supplied etching liquid flows toward the peripheral portion due to the centrifugal force due to the rotation of the substrate W, so that the scan arm 31 is swung at a constant speed. Even when it is set, the supply amount of the etching suppressing liquid increases as it gets closer to the peripheral edge of the substrate W, and the copper film 4 is etched at a higher etching rate as it gets closer to the central portion and gets smaller as it gets closer to the peripheral edge. Etched at a rate.
【0024】図4は、この発明の他の実施形態に係る基
板エッチング装置の動作を説明するための図解的な断面
図である。この実施形態に係る基板エッチング装置で
は、エッチング液ノズル2および抑制液ノズル3が、そ
れぞれ互いに干渉し合わない別々のスキャンアームに取
り付けられて、エッチング液およびエッチング抑制液を
それぞれ基板Wの回転軸線から任意の距離の位置に供給
できるようになっており、基板W上に形成された銅膜4
が複数の起伏部を有する場合にも、その銅膜4を良好に
平坦化することができる。FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the operation of the substrate etching apparatus according to another embodiment of the present invention. In the substrate etching apparatus according to this embodiment, the etching liquid nozzle 2 and the suppression liquid nozzle 3 are attached to different scan arms that do not interfere with each other, and the etching liquid and the etching suppression liquid are respectively fed from the rotation axis of the substrate W. The copper film 4 is formed on the substrate W so that it can be supplied to a position at an arbitrary distance.
Even when has a plurality of undulations, the copper film 4 can be satisfactorily flattened.
【0025】基板の処理に際しては、まず、公知の膜厚
測定器を用いて、銅膜4の表面に生じている起伏部の位
置を特定する。たとえば、図4(a)に示すように、銅膜
4が複数の同心円状の(回転対称な)起伏部4a,4b
を有する場合、一方の起伏部4aの頂上部にエッチング
液ノズル2からエッチング液を供給し、そのエッチング
液の供給位置よりも基板Wの回転中心に関して遠い位置
に抑制液ノズル3からエッチング抑制液を供給する。こ
れにより、起伏部4aは、エッチング液によってエッチ
ング除去される。つづいて、図4(b)に示すように、他
方の起伏部4bの頂上部にエッチング液ノズル2からエ
ッチング液を供給し、そのエッチング液の供給位置より
も基板Wの回転中心に関して遠い位置に抑制液ノズル3
からエッチング抑制液を供給することにより、起伏部4
bをエッチング除去する。そして、起伏部4bが除去さ
れて、銅膜4の表面がほぼ平坦になると、その後は、抑
制液供給管32に介装されているバルブ33を閉じて、
抑制液ノズル3からのエッチング抑制液の供給を停止
し、所定の時間、エッチング液ノズル2からのエッチン
グ液の供給のみを続ける。これにより、図4(c)に示す
ように、表面が平坦化された所望の膜厚の銅膜4を得る
ことができる。In processing the substrate, first, the position of the undulations formed on the surface of the copper film 4 is specified using a known film thickness measuring device. For example, as shown in FIG. 4 (a), the copper film 4 has a plurality of concentric (rotationally symmetric) undulations 4a, 4b.
In such a case, the etching solution is supplied from the etching solution nozzle 2 to the top of one of the undulations 4a, and the etching solution is supplied from the suppression solution nozzle 3 to a position farther from the supply position of the etching solution with respect to the rotation center of the substrate W. Supply. As a result, the undulations 4a are removed by etching with the etching liquid. Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), the etching liquid is supplied from the etching liquid nozzle 2 to the top of the other undulating portion 4b, and the etching liquid is supplied to a position farther from the supply position of the etching liquid with respect to the rotation center of the substrate W. Suppression liquid nozzle 3
By supplying the etching suppression liquid from the
b is removed by etching. Then, when the undulations 4b are removed and the surface of the copper film 4 becomes substantially flat, thereafter, the valve 33 interposed in the suppression liquid supply pipe 32 is closed,
The supply of the etching suppressing liquid from the suppressing liquid nozzle 3 is stopped, and only the supply of the etching liquid from the etching liquid nozzle 2 is continued for a predetermined time. As a result, as shown in FIG. 4C, the copper film 4 having a desired film thickness and having a flat surface can be obtained.
【0026】以上、この発明の実施形態について説明し
たが、この発明は、上記の実施形態に限定されるもので
はない。たとえば、上記の実施形態では、基板Wの表面
に形成されている銅膜をエッチングにより平坦化する場
合を取り上げたが、平坦化の対象は、銅膜に限らず、タ
ングステン膜やアルミニウム膜などの他の金属膜であっ
てもよいし、金属膜以外の酸化膜であってもよい。ま
た、とくに、基板Wの表面に形成された銅膜4が周縁部
よりも中央部で厚く、その表面が周縁部に近づくにつれ
て下方に傾斜した傾斜面に形成されている場合におい
て、スキャンアーム31を揺動させて、抑制液ノズル3
からのエッチング抑制液の供給位置を銅膜が薄く形成さ
れた領域上で移動させる際に、抑制液ノズル3から吐出
されるエッチング抑制液の流量を、エッチング抑制液の
供給位置が基板Wの中央部に近づくほど少なくし、エッ
チング抑制液の供給位置が基板Wの周縁部に近づくほど
多くすることにより、基板Wの周縁部におけるエッチン
グの進行の抑制が図られてもよい。このとき、スキャン
アーム31が揺動する速度(スキャン速度)は、一定で
あってもよいし、エッチング抑制液の供給位置が基板W
の中央部に近づくほど速くし、エッチング抑制液の供給
位置が基板Wの周縁部に近づくほど遅くしてもよい。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the case where the copper film formed on the surface of the substrate W is flattened by etching has been taken up, but the target of flattening is not limited to the copper film, but may be a tungsten film or an aluminum film. It may be another metal film or an oxide film other than the metal film. Further, in particular, when the copper film 4 formed on the surface of the substrate W is thicker in the central portion than in the peripheral portion and the surface is formed in an inclined surface that is inclined downward as it approaches the peripheral portion, the scan arm 31 By shaking the suppression liquid nozzle 3
When moving the supply position of the etching suppressor from above the region where the copper film is thinly formed, the flow rate of the etching suppressor discharged from the suppressor nozzle 3 is set to It may be possible to suppress the progress of etching in the peripheral portion of the substrate W by decreasing the amount toward the edge portion and increasing the supply position of the etching suppressing liquid toward the peripheral portion of the substrate W. At this time, the speed at which the scan arm 31 oscillates (scan speed) may be constant, or the supply position of the etching suppressing liquid may be changed to the substrate W.
May be set closer to the central portion of the substrate W, and may be set closer to the peripheral portion of the substrate W, and may be set later.
【0027】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
【図1】この発明の一実施形態に係る基板エッチング装
置の構成を図解的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】基板の表面に形成された銅膜が周縁部よりも中
央部で厚く、中央部と周縁部との間で段差が生じている
場合の処理を説明するための図解的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a process when a copper film formed on a surface of a substrate is thicker in a central portion than a peripheral portion and a step is formed between the central portion and the peripheral portion. Is.
【図3】基板の表面に形成された銅膜が周縁部よりも中
央部で厚く、その表面が周縁部に近づくにつれて下方に
傾斜した傾斜面に形成されている場合の処理を説明する
ための図解的な断面図である。FIG. 3 is a view for explaining a process when the copper film formed on the surface of the substrate is thicker in the central portion than in the peripheral portion and is formed on an inclined surface inclined downward as the surface approaches the peripheral portion. It is a schematic sectional drawing.
【図4】基板の表面に形成された銅膜の表面に複数の起
伏部が生じている場合の処理を説明するための図解的な
断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining a process when a plurality of undulations are formed on the surface of a copper film formed on the surface of a substrate.
1 スピンチャック 2 エッチング液ノズル 3 抑制液ノズル 4 銅膜 4a 起伏部 4b 起伏部 W 基板 1 spin chuck 2 Etching liquid nozzle 3 suppression liquid nozzle 4 Copper film 4a undulations 4b undulation W board
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 敬次 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 Fターム(参考) 5F043 DD13 EE07 EE08 EE27 EE40 FF07 GG02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Keiji Iwata 4 Horikawa-dori Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture No. 1 at Tenjin Kitamachi Manufacturing Co., Ltd. F term (reference) 5F043 DD13 EE07 EE08 EE27 EE40 FF07 GG02
Claims (11)
回転させつつ、基板の表面にエッチング液を供給して基
板表面をエッチング処理する基板エッチング方法であっ
て、 基板表面の所定位置に向けてエッチング液を供給すると
ともに、この所定位置よりも上記回転軸線から遠い位置
に向けて、上記エッチング液による基板表面のエッチン
グを抑制するためのエッチング抑制液を供給する選択的
エッチング工程を含むことを特徴とする基板エッチング
方法。1. A method for etching a substrate, which comprises etching a substrate surface by supplying an etching solution to the surface of the substrate while rotating the substrate about an axis of rotation substantially orthogonal to the substrate. A selective etching step of supplying an etching solution for controlling the etching of the substrate surface by the etching solution toward a position farther from the rotation axis than the predetermined position. A method for etching a substrate, comprising:
イオン水、還元水、腐食防止剤のうちの少なくとも1つ
を含むことを特徴とする請求項1記載の基板エッチング
方法。2. The etching suppressing liquid is pure water, carbonated water,
The substrate etching method according to claim 1, further comprising at least one of ionized water, reduced water, and a corrosion inhibitor.
中心を含む領域に上記エッチング液を供給し、基板の周
縁部から中央部に至る領域に上記エッチング抑制液を供
給する工程であることを特徴とする請求項1または2記
載の基板エッチング方法。3. The selective etching step is a step of supplying the etching solution to a region including a rotation center of the substrate and supplying the etching suppressing liquid to a region from a peripheral portion to a central portion of the substrate. The substrate etching method according to claim 1 or 2, which is characterized in that.
の周縁部から中央部に至る領域内で移動することを特徴
とする請求項3記載の基板エッチング方法。4. The substrate etching method according to claim 3, wherein the supply position of the etching inhibitor is moved within a region from the peripheral portion to the central portion of the substrate.
周縁部を移動する速度は、上記エッチング抑制液の供給
位置が基板の中央部を移動するときの速度よりも遅く設
定されていることを特徴とする請求項4記載の基板エッ
チング方法。5. The speed at which the etching suppression liquid supply position moves along the peripheral edge of the substrate is set to be slower than the speed at which the etching suppression liquid supply position moves at the central part of the substrate. The method for etching a substrate according to claim 4, wherein the method is for etching a substrate.
抑制液の流量は、基板の中央部に供給される上記エッチ
ング抑制液の流量よりも多く設定されていることを特徴
とする請求項4または5記載の基板エッチング方法。6. The flow rate of the etching suppressing liquid supplied to the peripheral portion of the substrate is set to be higher than the flow rate of the etching suppressing liquid supplied to the central portion of the substrate. Alternatively, the substrate etching method according to item 5.
中心を外れた領域上の所定位置に上記エッチング液を供
給し、この所定位置よりも上記回転軸線から遠い位置に
上記エッチング抑制液を供給する工程であることを特徴
とする請求項1ないし6のいずれかに記載の基板エッチ
ング方法。7. The selective etching step supplies the etching solution to a predetermined position on an area off the center of rotation of the substrate, and supplies the etching suppressing solution to a position farther from the rotation axis than the predetermined position. 7. The method for etching a substrate according to claim 1, wherein the method is the step of performing.
グ抑制液の供給を停止し、基板の回転中心を含む領域に
エッチング液を供給する非選択的エッチング工程をさら
に含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに
記載の基板エッチング方法。8. The substrate etching method further comprises a non-selective etching step of stopping the supply of the etching suppressing liquid and supplying the etching liquid to a region including a rotation center of the substrate. 8. The substrate etching method according to any one of items 1 to 7.
的エッチング工程の後に行われることを特徴とする請求
項8記載の基板エッチング方法。9. The method of etching a substrate according to claim 8, wherein the non-selective etching step is performed after the selective etching step.
択的エッチング工程が複数回行われた後に行われること
を特徴とする請求項9記載の基板エッチング方法。10. The substrate etching method according to claim 9, wherein the non-selective etching step is performed after the selective etching step is performed a plurality of times.
を回転させる基板回転手段と、 この基板回転手段によって回転される基板の表面の所定
位置に向けてエッチング液を供給するエッチング液ノズ
ルと、 このエッチング液ノズルによるエッチング液の供給時
に、基板の表面の上記所定位置よりも上記回転軸線から
遠い位置に向けて、上記エッチング液による基板表面の
エッチングを抑制するためのエッチング抑制液を供給す
る抑制液ノズルとを含むことを特徴とする基板エッチン
グ装置。11. A substrate rotating means for rotating the substrate about an axis of rotation substantially orthogonal to the substrate, and an etching solution nozzle for supplying an etching solution toward a predetermined position on the surface of the substrate rotated by the substrate rotating means. When the etching liquid is supplied by the etching liquid nozzle, an etching suppressing liquid for suppressing the etching of the substrate surface by the etching liquid is supplied toward a position farther from the rotation axis than the predetermined position on the surface of the substrate. A substrate etching apparatus comprising: a suppressing liquid nozzle.
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