JP2005116949A - ベベルエッチング処理法および処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 薄肉板状体からなる隔壁の一側面側に処理液噴射ノズル22、他側面側に不活性ガス噴射ノズル23がそれぞれ形成されたノズルヘッド20を備え、被処理基板W表面と該処理液噴射ノズルの先端部との隙間D1および被処理基板W表面と該隔壁の下方先端部との隙間D2を「D1>D2」の関係に設定し、該被処理基板Wを所定方向に回転させると共に該両噴射ノズルから処理液および不活性ガスを該被処理基板Wへ噴射させ、その際に該不活性ガスの噴射圧力を制御して、該隔壁の下方先端部と該被処理基板表面Wとの隙間から浸入する処理液を該隙間部分において該不活性ガスの噴射圧力によりガスブロックして該被処理基板Wの外周縁をエッチング処理するようになす。
【選択図】 図2
Description
このベベルエッチング処理法は、保持部材にウェーハ等の被処理基板(以下、基板と言う)を水平に保持し、保持した基板を回転させて、基板表面の周縁部の上方に配置した処理液噴射ノズルから、基板の周縁部にエッチング液(以下、処理液と言う)を供給し、遠心力によって処理液を基板の外周方向に流動させながら、基板周縁部の不要物をエッチング除去する方法である。
このエッジリンスノズル50は、ノズル穴53を開口させた下向きの水平なノズル先端面54と、このノズル先端面54の一部から更に下方に伸びる突起部52を有するノズル先端部51とを備えている。突起部52のノズル開口側の一部は、ウェーハチャックの回転軸に対して凹で、且つ下方に垂直に伸びる凹面壁で形成され、ノズル先端面54は、ウェーハチャック上に保持されたウェーハの上面より僅かに上方に位置し、突起部52の凹面壁は、ウェーハチャック上に保持されたウェーハの外周より僅かに外側に位置するようになっている。
この処理装置は、基板周縁部のエッチング供給位置P1に向けてエッチング液を吐出するエッチング液吐出ノズル71と、エッチング液供給位置P1よりも回転軸に近いリンス液供給位置P2に向けてリンス液を吐出するリンス液吐出ノズル72と、エッチング供給位置P1およびリンス液供給位置P2を変更する供給位置変更手段73を備えている。なお、符号73は、気体吐出ノズルである。
この処理装置は、基板Wを保持可能な保持部材61と、基板Wの表面の非処理領域における処理液の浸入を抑えるための非処理領域制御部材62とを備えている。そして、保持部材61に基板Wを保持した状態で、非処理領域制御部材62を非処理領域の少なくとも周縁部に対向するように配置して、基板Wの表面における非処理領域に処理液を浸入させることなく、回転非対象な領域および任意の形状の領域を処理できるようになっている。
このため、基板上にチップを形成する場合は、境界領域の内側境界線C1をさらに内側C’1へ移動しなければならなくなるので、内側境界線C1のぎりぎりのところまでチップを形成できず、無駄なスペースDが発生してしまい、チップの収率を上げることに課題がある。
D1>D2
但し、D1は処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間
D2は隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間
該被処理基板表面と該処理液噴射ノズルの先端部および該隔壁の下方先端部との隙間を以下の関係に設定し、該被処理基板を所定方向へ回転させると共に該両噴射ノズルから処理液および不活性ガスを被処理基板へ噴射させ、その際に該不活性ガスの噴射圧力を該ガス圧制御部により制御して、該被処理基板表面と該隔壁の下方先端部との隙間から浸入する処理液を該隙間部分において該不活性ガスの噴射圧力によりガスブロックして該被処理基板の外周縁のエッチング処理を行うようになっていることを特徴とする。
D1>D2
但し、D1は処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間
D2は隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間
また、処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間D1が隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間D2より大きく、すなわちD1>D2に設定することにより、隙間D2が狭くなって、処理液噴射ノズルから噴射される処理液が通過し難くなっている。この状態で不活性ガス噴射ノズルから噴射されるガス圧を隙間D2部分から浸入しようとする処理液の圧力より強くすることによって、簡単に処理液の浸入をガスブロックにより阻止することができる。
したがって、処理液が非処理領域へ浸入しないように隙間D2部分でガスブロックしながら、被処理基板の処理領域に正確に処理液を噴射させることができるので、被処理基板における被処理領域と非処理領域との境界領域を揺らぎ、あるいは蛇行してこの領域が不均一になってしまうことが回避され、均一なエッチング処理ができる。また、隙間D2部分でガスブロックするので被処理基板を損傷することがない。
また、処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間D1が隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間D2より大きく、すなわちD1>D2に設定することにより、隙間D2が狭くなって、処理液噴射ノズルから噴射される処理液が通過し難くなっている。この状態で不活性ガス噴射ノズルから噴射されるガス圧を隙間D2部分から浸入しようとする処理液の圧力より強くすることによって、簡単に処理液の浸入をガスブロックにより阻止することができる。
したがって、処理液が非処理領域へ浸入しないように隙間D2部分でガスブロックしながら、被処理基板の処理領域に正確に処理液を噴射させることができるので、被処理基板における被処理領域と非処理領域との境界領域を揺らぎ、あるいは蛇行してこの領域が不均一になってしまうことが回避され、均一なエッチング処理ができる。また、隙間D2部分でガスブロックするので被処理基板を損傷することがない。
基板処理部Iには、1個の基板処理槽1を備え、この処理槽1の中央部には、基板を載置するチャック2が設置されている。また、この処理槽1の外周壁には、処理液排出部(図示省略)があり処理液を排出する複数本の排出管3が接続され、各排出管3の排出口が処理槽1に設けてある。
このベベルエッチング処理装置10は、その1組を図2に示すように、旋回および昇降駆動機構11、12に連結され旋回および昇降自在な回転軸13と、この回転軸13の上部先端に連結された第1のアーム141と、この可動アーム141の先端に連結された第2のアーム142と、このアーム142の下端に設けられたノズルヘッド20とから構成されている。
この取り付け部30は、所定の肉厚を有する円盤状の板体21a1からなり、この板体21a1には、ノズルヘッド20と基板Wとの間隙を微調整できるように可動アーム142に取り付けられる。
取り付け部30には、中心に1個の可動アーム取り付け孔21a11と、この周辺に2個の取り付け孔21a22と4個の調整ネジ孔21a33が設けられている。2個の取り付け孔21a22は、対向するように設けられ、且つ周方向へ少し回動できるように細長な楕円形状の開口からなり、可動アーム142に取り付けたときに、位置調整のために周方向へ回動できるようになっている。また、4個の調整ネジ孔21a33は、2個の取り付け孔21a22を結ぶ線を中心にして左右対称になるように設けられ各ネジ孔内に雌ネジが形成されている。
先ず、可動アーム取り付け孔21a11に可動アーム142の先端部を挿入し、留め具31のネジ孔に螺合する。可動アーム142の先端部には、雄ネジが形成され、留め具31のネジ孔には、雌ネジが形成されている。次に、2個の取り付け孔21a22に、それぞれ取り付けボルト321、321を挿入し、これらの取り付けボルト321、321を留め具31のネジ孔に螺合する。これらの取り付けボルト321、321と留め具31との結合により、ノズルヘッド20は可動アーム142の先端部に固定されるが、ノズルヘッド20が基板に対する高低差(隙間)が所定の値になっていない場合が発生する。このような場合、4個の調整ネジ孔21a33に調整ボルト331を挿入し、これらの調整ボルト331を調整ネジ孔21a33に捻じ込み回すことにより、調整ボルト331の先端を留め具31の平坦面に当接させてノズルヘッド20と基板Wとの間隙を微調整する。
なお、この取り付け部30は、取り付け孔21a22および調整ネジ孔21a33の個数は、2個および4個に限定されず、これらの数よりも多くてもよい。また、微調整機構も調整ボルトによるものでなく他の公知の手段を用いてもよい。
処理液噴射ノズル22の外周壁面に段部および傾斜面を設けることにより、処理液噴射ノズル22から基板Wへ噴射された処理液が基板Wの回転によって発生する遠心力によって外方へ飛散される際に、処理液が処理液噴射ノズル22の外周壁面に付着せず効率よく飛散させることができるようになる。特に、面取りによる傾斜面21b3、21b'3を形成するとにより、処理液噴射ノズル22の貫通孔22aから噴射される処理液の液切れを良好にすることができる。c'
不活性ガス噴射ノズル23は、第2の平坦面21d2に、不活性ガスを一時貯留して周囲へ拡散噴射する拡散手段24が設けられる。
この隔壁24c’は、図3(d)に示すように、その下端部に側壁24cの空室24’からみて内側から外側に向けて所定角度で傾斜した傾斜面24c1が形成され、その先端部24c2は刃物の刃先に似た刃先状に形成される。
刃先状の先端部24c2の肉厚を0.1mmにすることにより、エッチング処理を行う幅長を基板エッジから0.1mm単位でエッチングをすることができる。
空室24’の側壁24c〜24fのうち、側壁24cに傾斜面24cを設けたが、他の側壁24d〜24fにも傾斜面を形成してもよい。このような傾斜面を設けることにより、不活性ガスの拡散がほぼ均等になる。なお、空室の形状は、箱状の空室に限定されず、開口が三角形、半円形にした空室でもよい。開口を三角形あるいは半円形にした場合は、隔壁には平坦面が位置するようにする。
処理液噴射ノズル22の先端部(噴射口)22a2と基板Wとの隙間をD1、隔壁24c’の先端部24c2と基板Wとの隙間をD2、さらに不活性ガス噴射ノズルの先端部(空室の開口)24aと基板Wとの隙間D3としたとき、D1、D2、D3の関係は、以下の関係になるように設定する。
D1>D2=D3
上記D1>D2の関係において、D2=0.5mm、D1=1.0mmに設定することが好ましい。この設定により、処理液噴射ノズル先端と不活性ガス噴射ノズル先端との段差dは、D1−D2=0.5mmとなる。
この隙間の設定は、昇降駆動機構12の制御によって行われる。また、ノズルヘッド20の高低の微調整は、調整ボルト331によって行うことができる。
図1に示すように、搬送部IIに設置された搬送ロボット(図示省略)によって、被処理基板Wを収納ボックスから取り出してチャック2(保持部材)へ受け渡される。被処理基板がこの保持部材2に保持されると、保持部材2および被処理基板Wが予め定めた回転速度で所定の方向へ回転される。このとき、各ノズルヘッド20、20は、処理槽1の両側に退避している。
このとき、処理液は隔壁24c’の刃先端部24c2と基板Wとの隙間D2から空室24’内へ浸入しようとするが、隙間D2が隙間D1より狭くなっているため、この隙間D2から処理液が通過することが難しくなっている。
II 搬送部
III 収納ボックス
1 基板処理槽
2 チャック
3 供給管
10 べベルエッチング装置
11 旋回駆動機構
12 昇降駆動機構
13 回転軸
141、142 アーム
151、152 配管
20 ノズルヘッド
21 ハウジング
22 処理液噴射ノズル
22a 貫通孔
23 不活性ガス噴射ノズル
23a 貫通孔
24 拡散手段
24a 開口
24b 天井面
24c〜24f 内周側壁
24c1 傾斜面
24c2 先端部
W ウェーハ
d 段差
D1 処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間
D2 隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間
Claims (9)
- 薄肉板状体からなる隔壁の一側面側に処理液噴射ノズル、他側面側に不活性ガス噴射ノズルがそれぞれ形成されたノズルヘッドを備え、被処理基板表面と該処理液噴射ノズルの先端部および該隔壁の下方先端部との隙間を以下の関係に設定し、該被処理基板を所定方向に回転させると共に該両噴射ノズルから処理液および不活性ガスを該被処理基板へ噴射させ、その際に該不活性ガスの噴射圧力を制御して、該隔壁の下方先端部と該被処理基板表面との隙間から浸入する処理液を該隙間部分において該不活性ガスの噴射圧力によりガスブロックして該被処理基板の外周縁をエッチング処理することを特徴とするベベルエッチング処理法。
D1>D2
但し、D1は処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間
D2は隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間 - 前記薄肉板状体からなる隔壁は、その下方先端部に前記他側面側から前記一側面に向かって傾斜した傾斜面が形成され、該傾斜面の先端が刃先状に尖っていることを特徴とする請求項1記載のベベルエッチング処理法。
- 前記不活性ガス噴射ノズルは、該噴射ノズルの先端部に拡散手段を設け、該拡散手段で不活性ガスを一時貯留して周囲へ拡散噴射させることを特徴とする請求項1又は2記載のベベルエッチング処理法。
- 前記ノズルヘッドは、被処理基板の周縁部に対して回動および昇降自在になっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のベベルエッチング処理法。
- 薄肉板状体からなる隔壁の一側面側に処理液噴射ノズル、他側面側に不活性ガス噴射ノズルがそれぞれ形成されたノズルヘッドと、
該不活性ガス噴射ノズルからの噴射圧力を制御するガス圧制御部と、
被処理基板表面と該処理液噴射ノズル先端部および該隔壁の下方先端部との隙間を調節する調節機構と、
該被処理基板を所定方向へ回転させる基板回転機構と、を備え、
該被処理基板表面と該処理液噴射ノズルの先端部および該隔壁の下方先端部との隙間を以下の関係に設定し、該被処理基板を所定方向へ回転させると共に該両噴射ノズルから処理液および不活性ガスを被処理基板へ噴射させ、その際に該不活性ガスの噴射圧力を該ガス圧制御部により制御して、該被処理基板表面と該隔壁の下方先端部との隙間から浸入する処理液を該隙間部分において該不活性ガスの噴射圧力によりガスブロックして該被処理基板の外周縁のエッチング処理を行うようになっていることを特徴とするベベルエッチング処理装置。
D1>D2
但し、D1は処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間
D2は隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間 - 前記薄肉板状体からなる隔壁は、その下方先端部が前記他側壁面から一側面側に向かって傾斜した傾斜面が形成され、該傾斜面の先端が刃先状に尖っていることを特徴とする請求項5記載のベベルエッチング処理装置。
- 前記不活性ガス噴射ノズルは、該ノズルの先端部に拡散手段を設け、該拡散手段で不活性ガスを一時貯留して周囲へ拡散噴射させるようになっていることを特徴とする請求項5又は6記載のベベルエッチング処理装置。
- 前記拡散手段は、所定の容積を有する空室であって、該空室の天井面のほぼ中央部に前記不活性ガス噴射ノズルの噴射穴、底部に開口がそれぞれ形成され、不活性ガスを該空室内で一時貯留した後に該開口から周囲へ拡散噴射させるようになっていることを特徴とする請求項7記載のベベルエッチング処理装置。
- 前記ノズルヘッドは、前記調節機構に連結された回動および昇降自在な軸に取り付けられ、該被処理基板の周縁部に対して回動および昇降自在になっていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項記載のベベルエッチング処理装置。
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