JP2004006672A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】先ず、一方表面および端面に酸化珪素などからなる薄膜Fsが形成されたウエハWが、薄膜Fsが形成された面を上にしてほぼ水平に保持されて回転される。続いて、ウエハW下面中心部付近に向けて、一定時間エッチング液L(高濃度のフッ酸水溶液)が吐出されて、ウエハW上の薄膜Fsがベベルエッチングされる(図2(a)(b))。次に、ウエハWの下面および上面に向けて、一定時間予備洗浄液D1(低濃度のフッ酸水溶液)が吐出される(図2(c))。続いて、ウエハWの下面および上面に向けて、一定時間純水が吐出されてウエハWが洗浄される。以上の工程は、すべて同一チャンバ内で連続して実施される。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、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などの基板の周縁部に対して処理液による処理を施すことができる基板処理方法および基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、一方表面に薄膜が形成された半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)をほぼ水平に保持して回転させ、このウエハの他方表面にエッチング液を供給し、エッチング液の一部をウエハの周縁部において、上記一方表面に回り込ませて薄膜周縁部をエッチングする、いわゆるベベルエッチングが行われる。
【0003】
図11は、従来のベベルエッチングの方法を説明するための図解的な断面図である。
処理対象のウエハWは、一方表面から端面(周面)にかけてたとえば、金属膜などの薄膜Fが形成されたものであり、薄膜Fの表面には、薄膜Fの成膜時に生じたパーティクルPが付着している。
先ず、ウエハWが、薄膜Fが形成された面を上にしてほぼ水平に保持され、その中心軸Cの回りに回転される。そして、ウエハW下面中心部付近に向けてエッチング液Lが吐出される。エッチング液Lは、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW下面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液Lは、ウエハWおよび薄膜Fの表面に対する濡れ性を有しているため、エッチング液Lの一部は、ウエハW周縁部において上面へと回り込む(図11(a)参照)。これにより、ウエハWの端面および上面周縁部の薄膜Fがエッチングされて除去される。
【0004】
その後、ウエハWの下面中央部から純水Dが供給されて、ウエハWの下面が洗浄される。このとき、エッチング時と同様に、純水Dの一部はウエハW上面の周縁部に回り込む(図11(c)参照)。これにより、ウエハWの端面および上面の周縁部も洗浄される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような方法では、以下のような問題が生ずる。
第1の問題は、ウエハW周縁部にエッチング液Lによる処理に伴う汚染物質が生ずることである。エッチング液Lの薄膜Fに対する濡れ性は、エッチング液LのウエハWに対する濡れ性とは異なり、たとえば、薄膜Fはエッチング液Lに対して適度の濡れ性を有していても、露出したウエハWはエッチング液Lに対して撥水性を有することがある。このため、薄膜Fがエッチングにより除去されると、エッチング液LのウエハW上面への回り込み幅が減少することがある。
【0006】
このようなエッチング液Lの回り込み幅が減少した領域(以下、「後退領域」という。)Bには、エッチング残渣Rが発生する。また、エッチング液Lの種類によっては、後退領域Bにエッチング液Lの成分が結晶化した結晶化物Sが発生する場合がある(図11(b)参照)。このようなエッチング残渣Rや結晶化物Sは、パーティクル汚染やメタル汚染の原因となり、他の装置を汚染したり、ウエハWから得られるデバイスの不良を引き起こすおそれがある。
【0007】
第2の問題は、ウエハWの後退領域Bに生じたこのような汚染物質を完全に除去することが困難なことである。エッチング残渣Rや結晶化物Sを、洗浄処理により除去しようとすると、洗浄液を効率的に後退領域Bに供給する必要がある。ところが、特に、ウエハWの表面が疎水性(撥水性)表面となっている場合、後退領域B(露出したウエハW)は、エッチング液Lに対してばかりでなく、純水Dなどの洗浄液に対しても濡れ性が低い場合が多い。このため、ウエハWの裏面から洗浄液を供給しても、洗浄液は後退領域Bのすべての部分には回り込まない。
【0008】
ウエハWの回転数などの条件を変更することにより、ウエハW上面への洗浄液の回り込み量を調整することは可能である。しかし、このような方法でも、エッチング残渣Rや結晶化物Sを完全に除去するのは困難であり、エッチング残渣Rや結晶化物Sの完全な除去のためには、ウエハWの洗浄に長時間を要する。
したがって、洗浄液を効率的に後退領域Bに供給しようとすると、エッチング残渣Rや結晶化物Sを除去する工程は、エッチング処理を行う装置とは別の装置で行わねばならず、工程が複雑となっている。
【0009】
第3の問題は、薄膜F周縁部の断面形状が丸みを帯びてしまうことである。エッチング処理が終了して、ウエハWへのエッチング液Lの供給を止めても、エッチング液Lの一部はウエハWの周縁部や薄膜Fの端部などに残る。この状態で、ウエハW上面への純水Dの回り込み量が大きくなるように条件を調整して、純水DをウエハW下面に供給すると、純水DはウエハW周縁部でエッチング液Lを溶かし込みながらウエハW上面へと回り込む。
【0010】
このため、ウエハW上面へ回り込んだ純水Dの先端部(薄膜Fに接する部分。図11(c)にハッチングを付して示す。)Jは、エッチング液Lを高い濃度で含有することになる。このため、薄膜Fの周縁部がエッチングされてしまい、薄膜F周縁部の断面形状が丸みを帯びてしまう。
第4の問題は、薄膜Fの表面に付着しているパーティクルPなどの汚染物質を除去できないことである。上記の方法ではウエハWの薄膜F上面の大部分は純水D(洗浄液)が供給されないので、薄膜F上のパーティクルPは除去されずに残る。このようなパーティクルPを除去するためには、ベベルエッチングを行う前または後に、ウエハWを別の装置で洗浄しなければならなかった。
【0011】
そこで、この発明の第1の目的は、周縁部処理の前または後に、基板上の汚染物質を簡単に除去できる基板処理方法を提供することである。
この発明の第2の目的は、基板の一方表面から処理液を供給して基板の周縁部を処理する周縁部処理と、洗浄液による他方表面の洗浄とを簡単に実施できる基板処理方法を提供することである。
この発明の第3の目的は、基板の周縁部の処理の前または後に、基板上の汚染物質を簡単に除去できる基板処理装置を提供することである。
【0012】
この発明の第4の目的は、基板の一方表面から処理液を供給して基板の周縁部を処理する周縁部処理と、処理液による他方表面の処理とを簡単に実施できる基板処理装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段および効果】
請求項1記載の発明は、基板(W)をチャンバ(21)内でほぼ水平に保持して回転させる基板回転工程と、上記チャンバ内で、上記基板回転工程で回転されている基板の下面に処理液(L)を吐出して、当該基板の上記下面から上面の周縁部に処理液を回り込ませて処理する周縁部処理工程と、上記チャンバ内で、上記基板回転工程で回転されている基板の両面に処理液(D,D0,D1)を吐出して処理する両面処理工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【0014】
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。
この発明によれば、基板の下面に処理液を供給して基板周縁部を処理する周縁部処理と、基板の両面に処理液を供給して処理する両面処理とを、同一チャンバ内、すなわち1つの装置で実施できる。したがって、これら2つの処理を簡単かつ短時間に実施できる。
【0015】
周縁部処理工程で用いられる処理液は、たとえば、エッチング液などの薬液であってもよく、エッチング液を処理液として用いる場合、基板の他方表面の周縁部をエッチングする、いわゆる、ベベルエッチングを実施できる。両面処理工程で用いられる処理液は、たとえば、洗浄液であってもよく、この場合、基板を洗浄できる。基板は、たとえば、半導体ウエハのような円形基板であってもよい。請求項2記載の発明は、上記両面処理工程が、上記周縁部処理工程の後、上記基板回転工程で回転されている基板の両面に洗浄液(D,D0,D1)を吐出して洗浄する後洗浄工程を含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理方法である。
【0016】
この発明によれば、洗浄液は基板の両面に供給されるので、周縁部処理に伴って発生した汚染物質(たとえば、処理液がエッチング液である場合、エッチング残渣やエッチング液の成分の結晶化物)は、基板のいずれの部分に存在していた場合でも、洗浄液により短時間で除去される。
また、周縁部処理工程が、たとえば、ベベルエッチング工程である場合、エッチング液の供給を停止すると、エッチング液の一部は基板の周縁部や基板の表面に形成された薄膜の端部などに残る。このようなエッチング液は、引き続き実施される後洗浄工程において、基板の両面に供給された洗浄液により瞬時に除去される。したがって、薄膜に、高い濃度でエッチング液を含んだ洗浄液が長時間接することはないから、薄膜のエッチングされていない部分端部の断面形状が丸みを帯びないようにできる。
【0017】
さらに、後洗浄工程では、基板の他方表面も洗浄液により洗浄される。したがって、基板の他方表面上(たとえば、基板の他方表面に形成された薄膜上)にパーティクルなどの汚染物質が付着していた場合でも、これらを除去できる。パーティクルなどの汚染物質を除去するための洗浄と、周縁部処理に伴う汚染物質や薬液等自体を除去するための洗浄とは、別の工程であってもよい。この場合、パーティクルなどの汚染物質を除去するための洗浄液(パーティクル除去液)と、周縁部処理に伴う汚染物質や薬液等自体を除去するための洗浄液とは、種類が異なるものであってもよい。
【0018】
請求項3記載の発明は、上記後洗浄工程が、上記基板に予備洗浄液(D1)を吐出して洗浄する予備洗浄工程と、この予備洗浄工程の後、上記基板に純水(D)を吐出して洗浄する純水洗浄工程とを含むことを特徴とする請求項2記載の基板処理方法である。
この発明によれば、予備洗浄工程により、周縁部処理に伴う汚染物質を予備洗浄液で除去してから、純水洗浄工程により、予備洗浄工程で用いられた予備洗浄液を除去できる。
【0019】
予備洗浄液は、たとえば、低濃度の薬液(たとえば、周縁部処理工程で用いる薬液と同種のもの)とすることができる。これにより、周縁部処理に伴う汚染物質を迅速に除去できる。
請求項4記載の発明は、上記両面処理工程が、上記周縁部処理工程の前に、上記基板回転工程で回転されている基板の両面に洗浄液(D0)を吐出して洗浄する前洗浄工程を含む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方法である。
【0020】
基板の他方表面は、後洗浄工程ではなく、前洗浄工程で洗浄してもよい。
請求項5記載の発明は、チャンバ(21)と、このチャンバ内に配され、基板(W)をほぼ水平に保持して回転する基板回転手段(1,5)と、上記チャンバ内に配され、上記基板回転手段により回転されている基板の下面に向けて処理液(L,D,D0,D1)を吐出する下面処理液吐出ノズル(8,61,62,63)と、上記チャンバ内に配され、上記基板回転手段により回転されている基板の上面に向けて処理液(D,D0,D1)を吐出する上面処理液吐出ノズル(18,34,41,42,43,51,52,53)と、上記基板回転手段により基板が回転されているときに、上記下面処理液吐出ノズルから処理液(L)を吐出して基板の周縁部を処理する周縁部処理状態と、上記下面処理液吐出ノズルおよび上記上面処理液吐出ノズルから処理液(D,D0,D1)を同時に吐出して基板の両面を処理する両面処理状態とを選択的に切り換えて実行する吐出制御手段(20)とを備えたことを特徴とする基板処理装置(10,30,40,50,60)である。
【0021】
この基板処理装置により、請求項1ないし4に記載の基板処理方法を実施でき、請求項1ないし4に記載の基板処理方法と同様の効果を奏することができる。下面処理液吐出ノズルおよび上面処理液吐出ノズルの一方または双方は、複数個設けられていてもよい。たとえば、上面(下面)処理液吐出ノズルが複数設けられている場合、各上面(下面)処理液吐出ノズルが同時に同種の処理液を吐出できるようになっていてもよい。この場合、たとえば、これらの上面(下面)処理液吐出ノズルは、基板回転手段に保持された基板の径方向に関して異なる領域に向けられていてもよい。この場合、少なくとも1つの上面(下面)処理液吐出ノズルは、基板回転手段に保持された基板の中心付近に向けられているものとすることができる。
【0022】
また、上面(下面)処理液吐出ノズルの1つは、基板回転手段に保持された基板周縁部に対向可能に設けられていてもよい。たとえば、上面処理液吐出ノズルの1つは、基板上面周縁部付近で、下面処理液吐出ノズルから吐出された処理液が回り込む領域付近に対向可能な補助ノズルであってもよい。この場合、周縁部処理に伴って発生した汚染物質を迅速かつ確実に除去できる。
また、複数の上面(下面)処理液吐出ノズルが設けられており、これらの上面(下面)処理液吐出ノズル毎に異なる種類の処理液を吐出できるようになっていてもよい。この場合、各上面(下面)処理液吐出ノズルは、それぞれ異なる種類の処理液が収容された処理液供給源に接続されているものとすることができ、各処理液供給源に収容された処理液は、専用の流路に沿って各上面(下面)処理液吐出ノズルに供給されるものとすることができる。すなわち、異なる種類の処理液により共通に使用される流路が存在しないように構成することができる。この場合、各上面(下面)処理液吐出ノズルは、基板回転手段に保持された基板の中心付近に向けられているものとすることができる。
【0023】
下面処理液吐出ノズルが2つある場合、たとえば、一方の下面処理液吐出ノズルは薬液を吐出できるものであってもよく、他方の下面処理液吐出ノズルは洗浄液を吐出できるものであってもよい。
【0024】
【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10の構造を示す図解的な断面図である。
この基板処理装置10は、チャンバ21と、このチャンバ21内に配され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をほぼ水平に保持して回転する円板状のスピンベースを備えたスピンチャック1と、チャンバ21内に配され、このスピンチャック1の上方に配された遮蔽板2とを備えている。スピンチャック1のスピンベースの上面周縁部には、複数のチャックピン3が立設されている。チャックピン3は、ウエハWの下面周縁部を支持する支持部3aと、ウエハWの端面(周面)を挟持する挟持部3bとを有している。支持部3aにより、ウエハWの下面側を開放した状態で、ウエハWをスピンチャック1に保持できる。
【0025】
スピンチャック1は鉛直方向に沿って配された回転軸4を有しており、この回転軸4には、回転駆動機構5から、回転駆動力が与えられるようになっている。回転駆動機構5により、スピンチャック1に保持されたウエハWを回転させることができる。回転軸4のまわりには保護部材9が配されていて、薬液などから回転軸4や回転駆動機構5が保護されるようになっている。
回転軸4は管状であり、回転軸4の内部には、下処理液配管6が挿通されている。下処理液配管6の内部には、処理液供給路7が設けられている。処理液供給路7の上部は、スピンチャック1の上面中心部付近で開口する下ノズル8となっている。
【0026】
下処理液配管6の下端は薬液配管11、洗浄液配管12、および純水配管13に分岐している。薬液配管11は薬液が収容された薬液供給源に接続されており、洗浄液配管12は洗浄液が収容された洗浄液供給源に接続されており、純水配管13は純水が収容された純水供給源に接続されている。薬液配管11にはバルブ11Aが介装されており、洗浄液配管12にはバルブ12Aが介装されており、純水配管13にはバルブ13Aが介装されている。バルブ11A,12A,13Aの開閉により、薬液、洗浄液、および純水を切り換えて処理液供給路7に導入し、下ノズル8から吐出できるようになっている。
【0027】
遮断板2は、スピンチャック1とほぼ同じ径を有する円板状の部材であり、ほぼ水平に配されている。遮断板2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。回転駆動機構15により、遮断板2を、回転駆動機構5により回転されているスピンチャック1と、同じ回転方向および回転数で回転させることができる。
【0028】
回転軸14は管状であり、回転軸14の内部には、上処理液配管16が挿通されている。上処理液配管16の内部には、処理液供給路17が設けられている。処理液供給路17の下部は、遮断板2の下面中心部付近で開口する上ノズル18となっている。
上処理液配管16の上端は洗浄液配管22および純水配管23に分岐している。洗浄液配管22は洗浄液が収容された洗浄液供給源に接続されており、純水配管23は純水が収容された純水供給源に接続されている。洗浄液配管22にはバルブ22Aが介装されており、純水配管23にはバルブ23Aが介装されている。バルブ22A,23Aの開閉により、洗浄液および純水を切り換えて処理液供給路17に導入し、上ノズル18から吐出できるようになっている。
【0029】
洗浄液配管12に接続された洗浄液供給源と、洗浄液配管22に接続された洗浄液供給源とは、それぞれに収容された洗浄液が同じものである場合は、同じものとすることができる。純水配管13に接続された純水供給源と純水配管23に接続された純水供給源とは、同じものであってもよい。
上処理液配管16と回転軸14の内壁との間の空間は、窒素ガス供給路26となっており、窒素ガス供給路26の下端は遮断板2の下面中心部付近で開口する窒素ガス吐出口27となっている。窒素ガス供給路26には、回転軸14の上部で、窒素ガス供給源に接続された窒素ガス配管28が連通接続されている。窒素ガス配管28には、バルブ28Aが介装されており、バルブ28Aを開くことにより、窒素ガス供給路26に窒素ガスを導入し、窒素ガス吐出口27から窒素ガスを吐出できるようになっている。
【0030】
遮断板2は、昇降機構25により昇降されて、スピンチャック1に保持されたウエハWから離間した離間位置(図1(a)参照)と、スピンチャック1に保持されたウエハWに近接した近接位置(図1(b)参照)との間を移動できるようになっている。
バルブ11A〜13A,22A,23A,28Aの開閉、回転駆動機構5,15の動作、および昇降機構25の動作は、制御部20により制御される。
【0031】
以上の構成より、この基板処理装置10は、スピンチャック1に保持されて回転しているウエハWの下面から薬液を供給してウエハWの周縁部を処理する周縁部処理と、洗浄液や純水によるウエハWの上面および下面の洗浄とを、同一チャンバ21内、すなわち1つの装置で実施できる。したがって、これら2つの処理を簡単に実施できる。
図2は、図1の基板処理装置10を用いた第1の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。このウエハ処理方法では、ベベルエッチングにより、両面に薄膜が形成されたウエハの一方表面および他方表面周縁部の薄膜を除去できる。
【0032】
ウエハWの両面および端面(周面)には、酸化珪素(SiO2)または窒化珪素(SiN)からなる薄膜Fsが形成されている。薬液供給源には、エッチング液として濃度が高いフッ酸水溶液が収容されており、洗浄液配管12,22に接続された洗浄液供給源には、ともに予備洗浄液として低濃度のフッ酸水溶液が収容されている。
先ず、制御部20の制御により、すべてのバルブ11A〜13A,22A,23A,28Aが閉じた状態とされ、制御部20により昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされる。そして、図示しないロボットハンドにより、ウエハWがスピンチャック1に受け渡され、このウエハWがスピンチャック1上にほぼ水平に保持される。次に、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が近接位置にされ、回転駆動機構5,15が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWおよび遮断板2がウエハWの中心軸Cの回りに回転される。
【0033】
続いて、制御部20の制御によりバルブ28Aが開かれて、窒素ガス吐出口27から窒素ガスが吐出され、スピンチャック1と遮断板2との間の空間の酸素分圧が低くされる。
この状態で、制御部20の制御により、バルブ11Aが開かれて、下ノズル8からウエハW下面中心部付近に向けてエッチング液Lが吐出される。エッチング液Lは、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW下面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液Lは薄膜Fsの表面に対する濡れ性を有しているため、ウエハW周縁部において、エッチング液Lの一部はウエハWの上面へと回り込む(図2(a)参照)。これにより、ウエハWの下面、端面(周面)および上面周縁部の薄膜Fsがエッチングされて除去される。
【0034】
薄膜Fsが除去されてウエハWが露出した部分のエッチング液Lに対する濡れ性は、薄膜Fsに対するエッチング液Lの濡れ性より低いため、ウエハWの上面周縁部の薄膜Fsが除去されると、エッチング液LのウエハW上面への回り込み幅は減少する。このようなエッチング液Lの回り込み幅が減少した領域(以下、「後退領域」という。)Bには、エッチング残渣Rが発生する(図2(b)参照)。
【0035】
次に、制御部20の制御により、バルブ11Aおよびバルブ28Aが閉じられ、エッチング液Lおよび窒素ガスの供給が停止される。この状態で、ウエハWの周縁部や薄膜Fsの端部近傍には、エッチング液Lが残る。その後、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされ、回転駆動機構15が制御されて遮断板2の回転が停止される。
続いて、制御部20の制御により、バルブ12A,22Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18からそれぞれウエハWの下面および上面に向けて、予備洗浄液D1が吐出される。予備洗浄液D1は、ウエハWの下面および上面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。この際、予備洗浄液D1により、ウエハWの周縁部や薄膜Fsの端部近傍に残ったエッチング液Lは瞬時に除去されるとともに、後退領域Bに発生したエッチング残渣Rは、容易に除去される(図2(c)参照)。
【0036】
次に、制御部20の制御により、バルブ12A,22Aが閉じられ、バルブ13A,23Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18からそれぞれウエハWの下面および上面に向けて純水が吐出されてウエハWが洗浄される。これにより、ウエハW上の予備洗浄液D1は除去される。一定時間純水が吐出された後、制御部20の制御により、バルブ13A,23Aが閉じられる。
その後、制御部20により回転駆動機構5が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWが高速回転されて、ウエハWが振り切り乾燥される。これで1枚のウエハWの処理が終了する。
【0037】
以上のウエハWの処理方法において、エッチング処理に伴って発生したエッチング残渣Rは、予備洗浄液D1により簡単に除去される。このため、エッチング処理の後、短時間でウエハWを洗浄できる。
また、エッチング液Lの供給を停止した後、ウエハW上に残るエッチング液Lは、ウエハWの下面および上面に供給された予備洗浄液D1により瞬時に除去される。したがって、薄膜Fsに濃度が高いフッ酸水溶液が長時間接することはないから、図2(c)に示すように、ウエハW表面に形成された薄膜Fsを、エッチング後の端部K1の断面形状が丸みを帯びないようにエッチングできる。
【0038】
図3は、図1の基板処理装置10を用いた第2の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。このウエハ処理方法では、ウエハの一方表面に形成された薄膜の表面に付着しているパーティクルを除去するとともに、この薄膜をベベルエッチングできる。
ウエハWの一方表面および端面(周面)には、銅(Cu)などからなる金属薄膜Fmが形成されている。金属薄膜Fmの表面には、薄膜Fmの成膜時に発生したパーティクルPが付着している。薬液供給源には、塩酸、フッ酸、硝酸、および過酸化水素水から選ばれる1以上の成分を含む水溶液からなるエッチング液が収容されており、洗浄液配管12,22に接続された洗浄液供給源には、ともにアンモニア水、過酸化水素水、および水の混合溶液(以下、「パーティクル除去液」という。)が収容されている。
【0039】
先ず、制御部20の制御により、すべてのバルブ11A〜13A,22A,23A,28Aが閉じた状態とされ、制御部20により昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされる。そして、図示しないロボットハンドにより、ウエハWがスピンチャック1に受け渡され、このウエハWが、金属膜Fmが形成された面を上にしてスピンチャック1上にほぼ水平に保持され、制御部20により回転駆動機構5が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWがその中心軸Cの回りに回転される。
【0040】
この状態で、制御部20の制御により、バルブ12A,22Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18から、それぞれウエハW下面および上面中心部付近に向けてパーティクル除去液D0が吐出されて、前洗浄工程が実施される。パーティクル除去液D0は、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW上面および下面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる(図3(a)参照)。この際、金属薄膜Fmの表面に付着したパーティクルPは除去される。一定時間、パーティクル除去液D0が吐出された後、制御部20の制御により、バルブ12A,22Aが閉じられてパーティクル除去液の供給が停止され、前洗浄工程が終了する。
【0041】
続いて、制御部20により回転駆動機構15が制御されて、遮断板2が回転される。そして、制御部20により昇降機構25が制御されて、遮断板2が近接位置に移動される。そして、制御部20の制御によりバルブ28Aが開かれて、窒素ガス吐出口27から窒素ガスが吐出され、スピンチャック1と遮断板2との間の空間の酸素分圧が低くされる。
この状態で、制御部20の制御により、バルブ11Aが開かれて、下ノズル8からウエハW下面中心部付近に向けてエッチング液Lが吐出される。エッチング液Lは、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW下面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液LはウエハWおよび金属薄膜Fmの表面に対する濡れ性を有しているため、ウエハW周縁部において、エッチング液Lの一部はウエハW上面へと回り込む(図3(b)参照)。これにより、ウエハWの端面(周面)および上面周縁部の金属薄膜Fmがエッチングされて除去される(図3(c)参照)。これにより、ウエハWのデバイス形成領域にパーティクルPが除去された金属薄膜Fmを残すことができる。
【0042】
次に、制御部20の制御により、バルブ11Aおよびバルブ28Aが閉じられ、エッチング液Lおよび窒素ガスの供給が停止される。そして、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされ、回転駆動機構15が制御されて遮断板2の回転が停止される。
続いて、制御部20の制御により、バルブ13A,23Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18から、それぞれウエハWの下面および上面に向けて純水が吐出されてウエハWが洗浄される。これにより、ウエハW上のエッチング液Lは除去される。一定時間、純水が供給された後、制御部20の制御により、バルブ13A,23Aが閉じられる。
【0043】
その後、制御部20により回転駆動機構5が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWおよび遮断板2が高速回転されて、ウエハWが振り切り乾燥される。これで1枚のウエハWの処理が終了する。
以上のウエハWの処理方法においては、金属薄膜Fmに付着したパーティクルPの除去、金属薄膜Fmのエッチング、およびその後のウエハWの純水による洗浄を、連続して1つの装置で簡単に実施できる。
【0044】
この第2の実施形態は、次のように変形することができる。すなわち、図1の基板処理装置10は、下ノズル8および上ノズル18から、さらに予備洗浄液として低濃度のエッチング液を選択して吐出可能に構成されていてもよい。この場合、金属薄膜Fmが除去された後、後退領域Bが現れ、エッチング残渣Rが発生するようなときは、エッチング液Lによるエッチングの後、純水による洗浄の前に、ウエハWの上面および下面に予備洗浄液を供給して、予備洗浄することができる。これにより、エッチング残渣Rは容易に除去される。
【0045】
また、先に金属薄膜Fmをエッチングした後、アンモニア水、過酸化水素水、および水の混合溶液(パーティクル除去液)で金属薄膜Fm上のパーティクルPを除去してもよい。
さらに、金属薄膜Fmは、銅以外にタンタル(Ta)やチタン(Ti)からなるものであってもよく、金属薄膜Fmの代わりに、窒化タンタル(TaN)や窒化チタン(TiN)などの窒化物の薄膜、または酸化タンタル(Ta2O5)などの酸化物の薄膜がウエハWの表面に形成されていてもよい。
【0046】
この場合、パーティクル除去液D0は、アンモニア水、過酸化水素水、および水の混合溶液以外に、フッ酸、過酸化水素水、および水の混合溶液であってもよく、フッ酸水溶液であってもよい。この場合、エッチング液Lは、フッ酸、硝酸、および水の混合溶液であってもよく、フッ酸水溶液であってもよく、フッ酸、オゾン水、および水の混合溶液であってもよく、塩酸、過酸化水素水、および水の混合溶液であってもよい。パーティクル除去液D0やエッチング液Lの種類は、ウエハWの表面に形成された薄膜の種類により、これらの中から適したものを選択できる。
【0047】
図4は、図1の基板処理装置10を用いた第3の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。このウエハ処理方法では、ウエハの両面にほぼ均一な厚さで形成された薄膜をベベルエッチングして、この薄膜が厚さ分布を有するようにできる。
ウエハWの両面および端面(周面)には、酸化珪素(SiO2)または窒化珪素(SiN)からなる薄膜Fsがほぼ均一な厚さで形成されている。薬液供給源には、エッチング液として濃度が高いフッ酸水溶液が収容されている。
【0048】
先ず、制御部20の制御により、すべてのバルブ11A〜13A,22A,23A,28Aが閉じた状態とされ、制御部20により昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされる。そして、図示しないロボットハンドにより、ウエハWがスピンチャック1に受け渡され、このウエハWがスピンチャック1上にほぼ水平に保持される。次に、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が近接位置にされ、回転駆動機構5,15が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWおよび遮断板2がウエハWの中心軸Cの回りに回転される。
【0049】
続いて、制御部20の制御によりバルブ28Aが開かれて、窒素ガス吐出口27から窒素ガスが吐出され、スピンチャック1と遮断板2との間の空間の酸素分圧が低くされる。
この状態で、制御部20の制御によりバルブ11Aが開かれて、下ノズル8からウエハW下面中心部付近に向けてエッチング液Lが吐出される。エッチング液Lは、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW下面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液Lは薄膜Fs表面に対する濡れ性を有しているため、ウエハW周縁部において、エッチング液Lの一部はウエハWの上面へと回り込む(図4(a)参照)。これにより、ウエハWの下面、端面(周面)および上面周縁部の薄膜Fsがエッチングされて薄くされる。
【0050】
ウエハWの下面および周縁部の薄膜Fsが適当な厚さまで薄型化されると、制御部20の制御により、バルブ11Aが閉じられる。これにより、ウエハWへのエッチング液Lの供給が停止されるが、エッチング液Lは、薄膜Fsに対する濡れ性が高いので、ウエハWの周縁部には、エッチング液Lが残る(図4(b)参照)。また、制御部20の制御によりバルブ28Aが閉じられて、窒素ガスの供給が停止される。
【0051】
続いて、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされ、回転駆動機構15が制御されて遮断板2の回転が停止される。そして、制御部20の制御により、バルブ13A,23Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18から、それぞれウエハWの下面および上面に向けて純水Dが吐出されてウエハWが洗浄される(図4(c)参照)。これにより、ウエハWの周縁部に残っていたエッチング液Lは瞬時に除去される。一定時間、純水Dが吐出された後、制御部20の制御により、バルブ13A,23Aが閉じられる。
【0052】
その後、制御部20により回転駆動機構5が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWが高速回転されて、ウエハWが振り切り乾燥される。これで1枚のウエハWの処理が終了する。
以上のウエハWの処理方法において、エッチング液Lの供給を停止した後、ウエハWの周縁部に残るエッチング液Lは、ウエハWの下面および上面に供給された純水Dにより瞬時に除去される。したがって、薄膜Fsの薄型化されていない部分の端部K2に、濃度が高いフッ酸水溶液が長時間接することはないから、図4(c)に示すように、薄膜Fsの薄型化されていない部分の端部K2の断面形状が丸みを帯びないようにできる。
【0053】
図5は、図1の基板処理装置10を用いた第4の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。このウエハ処理方法では、ベベルエッチングにより、両面に薄膜が形成されたウエハの一方表面および他方表面周縁部の薄膜を除去できる。
ウエハWの両面および端面(周面)には、酸化珪素(SiO2)または窒化珪素(SiN)からなる薄膜Fsが形成されている。薬液供給源には、エッチング液としてバッファドフッ酸溶液(フッ酸、フッ化アンモニウム、および水の混合溶液)が収容されており、洗浄液配管12,22に接続された洗浄液供給源には、ともに予備洗浄液として低濃度のフッ酸水溶液が収容されている。
【0054】
先ず、制御部20の制御により、すべてのバルブ11A〜13A,22A,23A,28Aが閉じた状態とされ、制御部20により昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされる。そして、図示しないロボットハンドにより、ウエハWがスピンチャック1に受け渡され、このウエハWがスピンチャック1上にほぼ水平に保持される。次に、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が近接位置にされ、回転駆動機構5,15が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWおよび遮断板2がウエハWの中心軸Cの回りに回転される。
【0055】
続いて、制御部20の制御によりバルブ28Aが開かれて、窒素ガス吐出口27から窒素ガスが吐出され、スピンチャック1と遮断板2との間の空間の酸素分圧が低くされる。
この状態で、制御部20の制御によりバルブ11Aが開かれて、下ノズル8からウエハW下面中心部付近に向けてエッチング液Lが吐出される。エッチング液Lは、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW下面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液Lは薄膜Fsの表面に対する濡れ性を有しているため、エッチング液Lの一部はウエハWの上面へと回り込む(図5(a)参照)。これにより、ウエハWの下面、端面(周面)および上面周縁部の薄膜Fsがエッチングされて除去される。
【0056】
薄膜Fsが除去されてウエハWが露出した部分のエッチング液Lに対する濡れ性は、薄膜Fsに対するエッチング液Lの濡れ性より低いため、ウエハWの上面周縁部の薄膜Fsが除去されると、エッチング液LのウエハW上面への回り込み幅は減少し、後退領域Bが現れる。バッファドフッ酸溶液は、水分が蒸発すると構成成分が結晶化する。このため、後退領域Bには、結晶化物Sが発生する(図5(b)参照)。
【0057】
次に、制御部20の制御により、バルブ11Aおよびバルブ28Aが閉じられ、エッチング液Lおよび窒素ガスの供給が停止される。そして制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされ、回転駆動機構15が制御されて遮断板2の回転が停止される。
続いて、制御部20の制御により、バルブ12A,22Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18からそれぞれウエハWの下面および上面に向けて、予備洗浄液D1が吐出される。予備洗浄液D1は、ウエハWの下面および上面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。この際、予備洗浄液D1により、後退領域Bに発生した結晶化物Sは、容易に除去される(図5(c)参照)。
【0058】
次に、制御部20の制御により、バルブ12A,22Aが閉じられ、バルブ13A,23Aが開かれて、下ノズル8および上ノズル18からそれぞれウエハWの下面および上面に向けて純水が吐出されてウエハWが洗浄される。これにより、ウエハW上の予備洗浄液D1は除去される。一定時間、純水が吐出された後、制御部20の制御によりバルブ13A,23Aが閉じられる。
その後、制御部20により回転駆動機構5が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWが高速回転されて、ウエハWが振り切り乾燥される。これで1枚のウエハWの処理が終了する。
【0059】
以上のウエハWの処理方法において、エッチング処理に伴って発生した結晶化物Sは、予備洗浄液D1により簡単に除去される。このため、エッチング処理の後、短時間でウエハWを洗浄できる。
この第4の実施形態は、次のように変形することができる。すなわち、エッチング液L(薬液)は、バッファドフッ酸溶液に限らず、溶媒の蒸発により結晶化物Sを生じるようなものである場合は、同様の方法により容易に結晶化物Sを除去できる。この場合、予備洗浄液D1は、エッチング液Lの種類により適したものを選ぶことができる。
【0060】
図6は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置30の構造を示す図解的な断面図である。図6において、図1に示す基板処理装置10の構成要素等に対応する構成要素等は、同一符号を付して説明を省略する。
この基板処理装置30は、図1に示す基板処理装置10の構成要素に加えて、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面周縁部に処理液を供給するための補助処理機構31を備えている。補助処理機構31は、スピンチャック1の側方に鉛直方向に沿って配設された処理液配管32と、処理液配管32の上端からほぼ水平方向に沿って延びる延設配管33と、延設配管33の先端に接続された補助ノズル34とを備えている。延設配管33は、スピンチャック1に保持されたウエハWより高い高さ位置に配置されている。補助ノズル34は、スピンチャック1に保持されたウエハWの直上に相当する高さ位置で、下方を指向して開口している。
【0061】
処理液配管32の下端は、洗浄液配管35と純水配管36とに分岐している。洗浄液配管35は洗浄液が収容された洗浄液供給源に接続されており、純水配管36は純水が収容された純水供給源に接続されている。洗浄液配管35にはバルブ35Aが介装されており、純水配管36にはバルブ36Aが介装されている。バルブ35A,36Aをそれぞれ開閉することにより、補助ノズル34から洗浄液と純水とを切り換えて吐出できるようになっている。バルブ35A,36Aの開閉は、制御部20により制御される。
【0062】
洗浄液配管35には、回動機構37が結合されており、洗浄液配管32をその軸のまわりに回動させることができる。これにより、補助ノズル34を、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面周縁部に対向する対向位置と、当該ウエハWの上方から退避した待機位置との間で移動させることができる。
以上のような構成により、補助処理機構31を用いて、スピンチャック1に保持されたウエハWの周縁部に、洗浄液と純水とを切り換えて吐出できる。
【0063】
洗浄液配管35に接続された洗浄液供給源は、洗浄液配管12に接続された洗浄液供給源や、洗浄液配管22に接続された洗浄液供給源と同じものであってもよく、異なるものであってもよい。同様に、純水配管36に接続された純水供給源は、純水配管13に接続された純水供給源や、純水配管23に接続された純水供給源と同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
図7は、図6の基板処理装置30を用いたウエハ処理方法の一実施形態について説明するための図解的な断面図である。図7において、図2および図6に示す構成要素等に対応する構成要素等は、同一符号を付して説明を省略する。このウエハ処理方法では、ベベルエッチングにより、両面に薄膜が形成されたウエハの一方表面および他方表面周縁部の薄膜を除去できる。
【0064】
ウエハWの両面および端面(周面)には、酸化珪素または窒化珪素からなる薄膜Fsが形成されている。薬液供給源には、エッチング液として濃度が高いフッ酸水溶液が収容されており、洗浄液配管12,22,35に接続された洗浄液供給源には、ともに予備洗浄液として低濃度のフッ酸水溶液が収容されている。
先ず、制御部20の制御により、すべてのバルブ11A〜13A,22A,23A,28A,35A,36Aが閉じた状態とされ、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が離間位置にされ、回動機構37が制御されて補助ノズル34が待機位置にされる。この状態で、図示しないロボットハンドにより、ウエハWがスピンチャック1に受け渡され、このウエハWがスピンチャック1上にほぼ水平に保持される。
【0065】
次に、制御部20により、昇降機構25が制御されて遮断板2が近接位置にされ、回転駆動機構5,15が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWおよび遮断板2がウエハWの中心軸Cの回りに回転される。続いて、制御部20の制御によりバルブ28Aが開かれて、窒素ガス吐出口27から窒素ガスが吐出され、スピンチャック1と遮断板2との間の空間の酸素分圧が低くされる。
この状態で、制御部20の制御により、バルブ11Aが開かれて、下ノズル8からウエハW下面中心部付近に向けてエッチング液Lが吐出され(図7(a)参照)、ウエハWの下面、端面(周面)および上面周縁部の薄膜Fsがエッチングされて除去される。これにともなって後退領域Bが現れ、後退領域Bには、エッチング残渣Rが発生する(図7(b)参照)。
【0066】
次に、制御部20の制御によりバルブ11Aが閉じられ、エッチング液Lの供給が停止される。この状態で、ウエハWの周縁部や薄膜Fsの端部近傍には、エッチング液Lが残る。その後、制御部20により回転駆動機構15が制御されて遮断板2の回転が停止される。
次に、制御部20により昇降機構25が制御されて、遮断板2が近接位置からわずかに上昇され、スピンチャック1に保持されたウエハWと遮断板2との間に、補助ノズル34および延設配管33を挿入可能な状態とされる。その後、制御部20により回転駆動機構15が制御されて、遮断板2が再び回転される。
【0067】
続いて、制御部20により回動機構37が制御されて補助ノズル34が対向位置に移動される。これにより、補助ノズル34は、後退領域B付近に対向する。さらに、制御部20の制御により、バルブ12A,22A,35Aが開かれて、下ノズル8、上ノズル18、および補助ノズル34からそれぞれウエハW下面中心部、ウエハW上面中心部、およびウエハW上面周縁部に向けて、予備洗浄液D1が吐出される。
【0068】
下ノズル8および上ノズル18から吐出された予備洗浄液D1は、ウエハWの下面および上面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。また、補助ノズル34からは、直接後退領域B付近に予備洗浄液D1が供給される(図7(c)参照)。これにより、ウエハWの周縁部や薄膜Fsの端部近傍に残ったエッチング液Lやエッチング残渣Rは瞬時に除去される。
一定時間予備洗浄液D1が吐出された後、制御部20の制御によりバルブ12A,22A,35Aが閉じられて、下ノズル8、上ノズル18、および補助ノズル34からの予備洗浄液D1の吐出が終了される。そして、制御部20の制御により、バルブ13A,23A,36Aが開かれて、下ノズル8、上ノズル18、および補助ノズル34からそれぞれウエハW下面中心部、ウエハW上面中心部、およびウエハW上面周縁部に向けて純水が吐出される。窒素ガス吐出口27からの窒素ガスの吐出は継続される。
【0069】
下ノズル8および上ノズル18から吐出された純水は、ウエハWの下面および上面に沿って拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。また、補助ノズル34からは、直接後退領域B付近に純水が供給される。これにより、ウエハW上の予備洗浄液D1は瞬時に除去される。
一定時間純水が吐出された後、制御部20の制御により、バルブ13A,23A,36Aが閉じられる。続いて、制御部20により回転駆動機構5が制御されて、スピンチャック1に保持されたウエハWが高速回転されて、ウエハWが振り切り乾燥される。その後、制御部20の制御によりバルブ28Aが閉じられて、窒素ガス吐出口27からの窒素ガスの吐出が終了される。これで1枚のウエハWの処理が終了する。
【0070】
以上のウエハWの処理方法において、ベベルエッチング処理から振り切り乾燥に至る工程は、すべて低酸素分圧の雰囲気下で行われるので、ウエハWがほとんど酸化しないようにすることができる。また、補助ノズル34から予備洗浄液D1や純水が直接後退領域B付近に供給されることにより、後退領域B付近に存在しているエッチング残渣R、エッチング液、および予備洗浄液は迅速かつ確実に除去される。
【0071】
図8は、本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置40の構造を示す図解的な断面図である。図8において、図1に示す基板処理装置10の構成要素等に対応する構成要素等は、同一符号を付して説明を省略する。
この基板処理装置40は、図1に示す基板処理装置10と同様の構造を有するが、遮断板2は設けられていない。また、上ノズル18の代わりに、スピンチャック1の上方で、スピンチャック1に保持されたウエハWの中心軸Cからずれた位置に、パーティクル除去液吐出ノズル41、予備洗浄液吐出ノズル42、および純水吐出ノズル43が設けられている。パーティクル除去液吐出ノズル41、予備洗浄液吐出ノズル42、および純水吐出ノズル43は、それぞれ異なる高さ位置に配置されており、純水吐出ノズル43が最も低い高さ位置にあり、パーティクル除去液吐出ノズル41が最も高い高さ位置にある。パーティクル除去液吐出ノズル41、予備洗浄液吐出ノズル42、および純水吐出ノズル43は、いずれもスピンチャック1に保持されたウエハWの中心を指向している。
【0072】
パーティクル除去液吐出ノズル41は、パーティクル除去液配管44を介して、パーティクル除去液供給源に接続されている。予備洗浄液吐出ノズル42は、予備洗浄液配管45を介して予備洗浄液供給源に接続されている。純水吐出ノズル43は、純水配管46を介して純水供給源に接続されている。パーティクル除去液配管44にはバルブ44Aが介装されており、予備洗浄液配管45にはバルブ45Aが介装されており、純水配管46にはバルブ46Aが介装されている。
【0073】
バルブ44A,45A,46Aを開閉することにより、パーティクル除去液吐出ノズル41、予備洗浄液吐出ノズル42、および純水吐出ノズル43から、それぞれ、パーティクル除去液、予備洗浄液、および純水を、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面中心部付近に向けて吐出させることができる。
これにより、パーティクル除去液によるパーティクルの除去、予備洗浄液によるエッチング残渣Rやエッチング液の除去、および純水による予備洗浄液またはパーティクル除去液の除去を行うことができる。
【0074】
この基板処理装置40は、ウエハWの上面に供給されるパーティクル除去液、予備洗浄液、および純水のうち、2種類以上の処理液により共通に使用される流路を有していない。したがって、パーティクル除去液、予備洗浄液、および純水のうちの2種以上の処理液が混合された液体が、ウエハWの上面に供給されないようにすることができる。
図9は、本発明の第4の実施形態に係る基板処理装置50の構造を示す図解的な断面図である。図9において、図1に示す基板処理装置10の構成要素等に対応する構成要素等は、同一符号を付して説明を省略する。
【0075】
この基板処理装置50は、図1に示す基板処理装置10と同様の構造を有するが、図8に示す基板処理装置40と同様、遮断板2は設けられていない。また、上ノズル18の代わりに、スピンチャック1の上方に、第1ないし第3上ノズル51〜53が設けられている。第1上ノズル51は、スピンチャック1に保持されたウエハWのほぼ中心軸C上に配置されており、第3上ノズル53は、当該ウエハWの周縁部上方に配置されている。第2上ノズル52は、当該ウエハWの径方向に関して、第1上ノズル51と第3上ノズル53との間に配置されている。第1ないし第3上ノズル51〜53は、いずれも鉛直下方を指向している。
【0076】
第1ないし第3上ノズル51〜53は、いずれも上処理液配管54の一端に接続されている。上処理液配管54の他端は、パーティクル除去液配管56、予備洗浄液配管56、および純水配管57に分岐している。パーティクル除去液配管56、予備洗浄液配管56、および純水配管57、それぞれ、パーティクル除去液供給源、予備洗浄液供給源、および純水供給源に接続されている。
パーティクル除去液配管55、予備洗浄液配管56、および純水配管57には、それぞれ、バルブ55A,56A,57Aが介装されている。バルブ55A,56A,57Aを開閉することにより、第1ないし第3上ノズル51〜53から、パーティクル除去液、予備洗浄液、および純水を切り換えて吐出して、スピンチャック1に保持されたウエハW上面に供給できる。バルブ55A,56A,57Aの開閉は、制御部20により制御される。
【0077】
第1ないし第3上ノズル51〜53からは、同時に同種の処理液(パーティクル除去液、予備洗浄液、および純水のいずれか)が吐出される。第1上ノズル51から吐出された処理液は、ウエハW中心部付近に供給され、第2上ノズル52から吐出された処理液は、ウエハWの径方向に関して中心部と周縁部との間に供給され、第3上ノズル53から吐出された処理液は、ウエハWの周縁部に供給される。
【0078】
図1に示す基板処理装置10や図8に示す基板処理装置40のように、処理液がウエハW上面中心部にのみ供給されるようになっている場合、処理液はウエハWの中心部から周縁部へと広がって流れることにより、ウエハW上面の単位面積あたりに供給される処理液の量は、ウエハW中心部で多く、ウエハW周縁部で少なくなる。図9に示す基板処理装置50のように、ウエハWの径方向に関して異なる位置に第1ないし第3上ノズル51〜53が配置されている場合、ウエハWの中心部から外れた領域にも、単位面積あたりに充分多くの量の処理液を供給できる。
【0079】
たとえば、ウエハWの径方向に関して、中心部と周縁部との間には、第1上ノズル51から吐出されウエハW上面に沿って流れる処理液に加えて、第2上ノズル52から吐出される処理液が供給される。ウエハW周縁部には、第1および上ノズル51,52から吐出されウエハW上面に沿って流れる処理液に加えて、第3上ノズル53から吐出される処理液が供給される。また、第1上ノズル51が、スピンチャック1に保持されたウエハWのほぼ中心軸C上に配置されていることから、ウエハW上面中心部にも充分な量の処理液を供給できる。
【0080】
図10は、本発明の第5の実施形態に係る基板処理装置60の構造を示す図解的な断面図である。図10において、図1および図9に示す基板処理装置10,50の構成要素等に対応する構成要素等は、同一符号を付して説明を省略する。この基板処理装置60は、スピンチャック1に保持されたウエハWの上面および下面に対して、それぞれ複数のノズルにより処理液を供給できる。この基板処理装置60は、図9に示す基板処理装置50と同様の構造を有するが、スピンチャック1の代わりに、円板状のスピンベース58aの縁部から立設された筒状部58bを有するスピンチャック58を備えている。筒状部58bの上端にはチャックピン3が設けられており、図9に示す基板処理装置50と比べて、スピンベース58aからより離隔した位置でウエハWを保持できるようになっている。
【0081】
筒状部58bの内部には、第1ないし第3下ノズル61〜63が収容されている。
第1下ノズル61は、スピンチャック1に保持されたウエハWのほぼ中心軸C上に配置されており、第3下ノズル63は、当該ウエハWの周縁部下方に配置されている。第2下ノズルは、当該ウエハWの径方向に関して、第1下ノズル61と第3下ノズル63との間に配置されている。第1ないし第3下ノズル61〜63は、いずれも鉛直上方を指向している。
【0082】
回転軸4の内部には、下処理液配管64が挿通されており、下処理液配管64の上端は分岐して第1ないし第3下ノズル61〜63に接続されている。下処理液配管64の下端は、エッチング液配管65、パーティクル除去液配管66、予備洗浄液配管67、および純水配管68に分岐している。エッチング液配管65、パーティクル除去液配管66、予備洗浄液配管67、および純水配管68は、それぞれ、エッチング液供給源、パーティクル除去液供給源、予備洗浄液供給源、および純水供給源に接続されている。
【0083】
エッチング液配管65、パーティクル除去液配管66、予備洗浄液配管67、および純水配管68には、それぞれ、バルブ65A,66A,67A,68Aが介装されている。バルブ65A〜68Aを開閉することにより、第1ないし第3下ノズル61〜63から、エッチング液、パーティクル除去液、予備洗浄液、および純水を切り換えて吐出して、スピンチャック1に保持されたウエハW下面に供給できる。バルブ65A〜68Aの開閉は、制御部20により制御される。
【0084】
第1ないし第3下ノズル61〜63からは、同時に同種の処理液(エッチング液、パーティクル除去液、予備洗浄液、および純水のいずれか)が吐出される。第1下ノズル61から吐出された処理液は、ウエハW中心部に供給され、第2下ノズル62から吐出された処理液は、ウエハWの径方向に関して中心部と周縁部との間に供給され、第3下ノズル63から吐出された処理液は、ウエハWの周縁部に供給される。
【0085】
この基板処理装置60のように、ウエハWの径方向に関して異なる位置に第1ないし第3下ノズル61〜63が配置されている場合、ウエハW下面周縁部の単位面積あたりにも充分多くの量の処理液を供給できる。また、第1下ノズル61が、スピンチャック1に保持されたウエハWのほぼ中心軸C上に配置されていることから、ウエハW下面中心部にも充分な量の処理液を供給できる。
図9や図10に示す基板処理装置50,60において、第1ないし第3上ノズル51〜53と上処理液配管54との間や、第1ないし第3下ノズル61〜63と下処理液配管64との間には、それぞれ流量調整バルブが介装されていてもよい。この場合、第1ないし第3上ノズル51〜53や第1ないし第3下ノズル61〜63から吐出される処理液の流量を個別に調整できる。
【0086】
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】本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の構造を示す図解的な断面図である。
【図2】図1の基板処理装置を用いた第1の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。
【図3】図1の基板処理装置を用いた第2の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。
【図4】図1の基板処理装置を用いた第3の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。
【図5】図1の基板処理装置を用いた第4の実施形態に係るウエハ処理方法について説明するための図解的な断面図である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置の構造を示す図解的な断面図である。
【図7】図6の基板処理装置を用いたウエハ処理方法の一実施形態について説明するための図解的な断面図である。
【図8】本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置の構造を示す図解的な断面図である。
【図9】本発明の第4の実施形態に係る基板処理装置の構造を示す図解的な断面図である。
【図10】本発明の第5の実施形態に係る基板処理装置の構造を示す図解的な断面図である。
【図11】従来のベベルエッチングの方法を説明するための図解的な断面図である。
【符号の説明】
1 スピンベース
5 回転駆動機構
8 下ノズル
10,60,40,50,60 基板処理装置
18 上ノズル
20 制御部
21 チャンバ
34 補助ノズル
41 パーティクル除去液吐出ノズル
42 予備洗浄液吐出ノズル
43 純水吐出ノズル
51 第1上ノズル
52 第2上ノズル
53 第3上ノズル
61 第1下ノズル
62 第2下ノズル
63 第3下ノズル
D 純水
D0 パーティクル除去液
D1 予備洗浄液
L エッチング液
W ウエハ
Claims (5)
- 基板をチャンバ内でほぼ水平に保持して回転させる基板回転工程と、
上記チャンバ内で、上記基板回転工程で回転されている基板の下面に処理液を吐出して、当該基板の上記下面から上面の周縁部に処理液を回り込ませて処理する周縁部処理工程と、
上記チャンバ内で、上記基板回転工程で回転されている基板の両面に処理液を吐出して処理する両面処理工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 上記両面処理工程が、上記周縁部処理工程の後、上記基板回転工程で回転されている基板の両面に洗浄液を吐出して洗浄する後洗浄工程を含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
- 上記後洗浄工程が、上記基板に予備洗浄液を吐出して洗浄する予備洗浄工程と、
この予備洗浄工程の後、上記基板に純水を吐出して洗浄する純水洗浄工程とを含むことを特徴とする請求項2記載の基板処理方法。 - 上記両面処理工程が、上記周縁部処理工程の前に、上記基板回転工程で回転されている基板の両面に洗浄液を吐出して洗浄する前洗浄工程を含む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方法。
- チャンバと、
このチャンバ内に配され、基板をほぼ水平に保持して回転する基板回転手段と、
上記チャンバ内に配され、上記基板回転手段により回転されている基板の下面に向けて処理液を吐出する下面処理液吐出ノズルと、
上記チャンバ内に配され、上記基板回転手段により回転されている基板の上面に向けて処理液を吐出する上面処理液吐出ノズルと、
上記基板回転手段により基板が回転されているときに、上記下面処理液吐出ノズルから処理液を吐出して基板の周縁部を処理する周縁部処理状態と、上記下面処理液吐出ノズルおよび上記上面処理液吐出ノズルから処理液を同時に吐出して基板の両面を処理する両面処理状態とを選択的に切り換えて実行する吐出制御手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
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