JP2012507881A - 対象物の湿式処理装置及び方法、並びにそれに使用される流体拡散板及びバレル - Google Patents

Abstract

半導体ウエハーや基板のような処理対象物を洗浄、食刻など湿式処理する湿式処理装置及び方法、並びにそれに使用される流体拡散板及びバレルを開示する。本発明による対象物の湿式処理装置は、処理対象物が収容されて処理される処理槽と、前記処理槽の内部に回転可能に設けられ、表面には対象物を前記処理槽の底面と垂直方向に立てて支持する複数のスロットが形成された棒状の対象物支持棒と、前記対象物支持棒に連結されて前記対象物支持棒を回転させることで前記対象物を回転させる回転手段と、を備え、前記対象物支持棒には、前記対象物に処理流体を噴射する処理流体噴射口、及び前記処理流体噴射口に処理流体を供給する処理流体流路が形成されている。本発明によれば、処理槽内のデッドゾーンを除去して処理流体の均一且つ円滑な流れが可能になり、処理効率及び処理均一度が向上する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ウエハーのような対象物を洗浄するか又は食刻するなどの湿式処理する装置及び方法に関する。

一般に、半導体素子製造用ウエハーは、切断（ｓｌｉｃｉｎｇ）工程、研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）工程、ラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）工程、食刻（ｅｔｃｈｉｎｇ）工程、研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程などの一連の工程を経て生産される。工程が行われる過程で、ウエハーは各種汚染物によって表面が汚染される。代表的な汚染物としては、微細パーチクル、金属汚染物、有機汚染物などが挙げられる。このような汚染物は、ウエハーの品質を低下させるだけでなく、半導体素子の物理的欠陥及び特性低下を引き起こす原因として働き、結局半導体素子の生産歩留まりを低下させる原因になる。したがって、このような汚染物を除去するために、酸またはアルカリなどの食刻液や純水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）を用いる湿式洗浄工程が一般に行われる。また、ウエハー及び半導体素子の製造工程には、ウエハーを食刻槽に入れて食刻液を用いて湿式食刻するなど多様な食刻工程が含まれる。

近年、デザインルールが厳しくなり、ウエハーの全面に対してより高い清浄度及び平坦度が求められている。また、１枚のウエハー内における均一な清浄度及び平坦度はもとより、通常洗浄槽または食刻槽に多数のウエハーを入れて処理するバッチ（ｂａｔｃｈ）式処理の場合は、ウエハー間の清浄度や平坦度の均一性も求められている。これに関し、特許文献１及び特許文献２などには、バー状の支持台にウエハーを支持し、支持台を回転することでウエハーを回転させながら洗浄または食刻する方法が開示されている。また、特許文献３には、別途の超純水噴射管を設けてウエハーを洗浄する方法が開示されている。また、特許文献４には、多数のウエハーが垂直に支持されるキャリアの下部に気体排出口が設けられたパイプを配置し、気体を供給しながらウエハーを食刻する食刻装置が開示され、特許文献５には気体供給管と、処理槽内部の底側から供給される食刻液を処理槽の全体に拡散させるため、それぞれ多数の孔が設けられ且つ相互間隔を置いて上下に配置される多数の拡散板とを備える食刻装置が開示されている。

しかし、従来の方法によれば、処理槽内に洗浄液や食刻液の流れが円滑でないか又は停止する領域であるデッドゾーン（ｄｅａｄｚｏｎｅ）が生じ得る。デッドゾーンには、洗浄または食刻過程で発生した不純物や副産物が残存することがあり、このような不純物や副産物はウエハーに再吸着してウエハーを汚染させる汚染源になる恐れがある。特に、食刻速度が非常に速い工程では、均一でないウエハーが量産される主な原因となり得る。これは、近年デザインルールが厳しくなるにつれて一層深刻な問題になっている。

特に、ウエハー周辺に超純水噴射管を設ける場合は、超純水が片方のみに噴射されるので、噴射の反対方向にデッドゾーンが生じ得る。また、多数の噴射管を洗浄槽内に設けなければならず、装置が複雑且つ巨大になるなどの問題がある。また、多数の噴射管のような多くの装置を洗浄槽内に設けることで、このような装置がさらなる汚染源として働くという問題も生じ得る。

また、キャリア下部に気体供給用パイプまたは気体供給管を設ける場合は、パイプから遠い部分には気体が十分供給されず、特に大口径ウエハーを処理するときに洗浄や食刻の均一度が低下するという問題がある。さらに、多数の拡散板を設ける場合は、装置が嵩張り、食刻液と気体との流れが相互干渉して円滑且つ均一に流れないこともある。

韓国特許公開第２００５−０００２５３２号公報 特許公開第２００６−０３２６４０号公報 韓国特許公開第２００５−００５９８９５号公報 韓国特許公開第２００３−００５４７３２号公報 韓国特許公開第２００３−００５６７０２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、処理槽内のデッドゾーンを除去して処理流体の流れを円滑且つ均一にして処理効率及び均一度を向上させた流体拡散板及びバレル、並びにそれを用いた対象物の湿式処理装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するため、本発明の一態様による流体拡散板は、上面、下面及び側面によって規定される内部空間と、前記内部空間に処理流体を供給する流体供給部と、を有し、前記上面と下面とを貫通する多数の通孔が形成され、前記通孔は隔壁によって前記内部空間と分離されており、前記上面で前記通孔が形成されていない部分に前記上面を貫通して前記内部空間と連通する多数の流体噴出口が形成されている。

また、上記の課題を達成するため、本発明の他の態様によるバレルは、それぞれ長さ方向の垂直方向に平板状の処理対象物を立設する複数のスロットが表面に形成され、相互平行に配置された複数の対象物支持棒と、前記複数の対象物支持棒の両端部をそれぞれ回転可能に固定する両側板と、前記対象物支持棒を回転させることで前記対象物を回転させる回転手段と、を備え、前記対象物支持棒には、前記対象物に処理流体を噴射する処理流体噴射口、及び前記処理流体噴射口に処理流体を供給する処理流体流路が形成されている。

また、上記の課題を達成するため、本発明のさらに他の態様による対象物の湿式処理装置は、処理対象物が収容されて処理される処理槽と、前記処理対象物を収納して支持する対象物支持手段と、前記処理槽の下部で処理液を供給する処理液供給手段と、前記対象物支持手段と処理液供給手段との間に配置される前述した流体拡散板と、を含む。

また、上記の課題を達成するため、本発明のさらに他の態様による対象物の湿式処理装置は、平板状の処理対象物が収容されて処理される処理槽と、前記処理対象物を収納して支持する対象物支持手段としての前述したバレルと、前記処理槽の下部で処理液を供給する処理液供給手段と、を含む。

また、上記の課題を達成するため、本発明のさらに他の態様によるウエハーの湿式処理装置は、処理対象であるウエハーが収容されて処理される処理槽と、前記処理槽の内部に回転可能に設けられ、表面にはウエハーを前記処理槽の底面と垂直方向に立てて支持する複数のスロットが形成された棒状のウエハー支持棒と、前記ウエハー支持棒に連結されて前記ウエハー支持棒を回転させることで前記ウエハーを円周方向に回転させる回転手段と、を備え、前記ウエハー支持棒には、前記ウエハーに処理流体を噴射する処理流体噴射口、及び前記処理流体噴射口に処理流体を供給する処理流体流路が形成されている。

また、上記の課題を達成するため、本発明のさらに他の態様による対象物の湿式処理方法は、処理槽内の処理対象物下部で処理液と処理流体とを拡散させて供給し、拡散する前記処理液の流れと処理流体の流れとが相互干渉しないように供給する。

また、上記の課題を達成するため、本発明のさらに他の態様によるウエハーの湿式処理方法は、それぞれ回転可能であって処理槽内に相互平行に配置される複数のウエハー支持棒に、複数のウエハーを前記ウエハー支持棒の長さ方向に沿って相互平行に装着する段階と、前記ウエハー支持棒を回転させることで前記ウエハーを円周方向に回転させながら、ウエハーに処理流体を噴射してウエハーを処理する段階と、を含み、前記ウエハーを処理する段階では、前記ウエハー支持棒の内部に形成された処理流体流路を通じて処理流体を供給し、前記ウエハー支持棒の表面に形成された処理流体噴射口を通じて前記処理流体を前記ウエハーに噴射することを特徴とする。

本発明によれば、処理槽内の処理対象物の下部で処理液と処理流体とを相互干渉しないように拡散させて供給することができる。これにより、処理槽内のデッドゾーンを除去して処理流体の流れを均一にすることで、不純物や食刻副産物などが処理対象物上に再吸着することを防止して均一な処理が可能になる。また、本発明によれば、１つの拡散板で処理液と処理流体とを同時に拡散供給できるため、コンパクトな処理装置を構成することができる。

本発明の一実施例によるウエハー処理装置を示した概略図である。 図１に示した装置のうち、ウエハーが装着されたウエハー支持棒を示した構成図である。 図２の一部分を示した部分拡大図である。 図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図の一例である。 図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図の他の例である。 図５の一部分に対する部分拡大図である。 本発明の一実施例によるウエハー処理装置によって処理流体を噴射しながらウエハーを処理する状態を示した図である。 本発明の他の実施例によるウエハー処理装置を示した概略図である。 図８に示した装置のうち、ウエハーが装着されたバレルの構成を示した図である。 図９に示したバレルの左側面図である。 図８に示した装置のうち、拡散板の構成を示した斜視図である。 図１１のＢ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’及びＤ−Ｄ’線に沿った断面図である。

本明細書に添付される図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

また、以下の説明では、処理対象物としては半導体ウエハーを、湿式処理としては洗浄と食刻を中心に説明するが、本発明はこれに限定されることなく、ガラス基板のような平板状の物や任意の対象物の湿式処理にも適用可能である。

図１は、本発明の一実施例によるウエハー洗浄装置を示した概略図である。

図１を参照すれば、本実施例によるウエハー洗浄装置は、洗浄液と洗浄対象であるウエハー１１０が収容される洗浄槽、ウエハー１１０を支持するウエハー支持棒１２０、循環ポンプ１９１及びフィルター１９２を含む。

洗浄槽は洗浄液とウエハー１１０が収容される内槽１１１、及び内槽１１１からオーバーフローした洗浄液を循環させる外槽１１２で構成される。内槽１１１には超純水やオゾン水のような洗浄液が満たされる。外槽１１２は内槽１１１の上半部の外側に設けられ、内槽１１１の両側壁からオーバーフローする洗浄液を受け取るように構成される。オーバーフローした洗浄液は循環ポンプ１９１によって循環配管１９０を通って内槽１１１に再び供給され、このとき、フィルター１９２を通じて汚染物などを除去することができる。勿論、オーバーフローした洗浄液を再循環させずに排水するか、さらには別の外槽１１２を設けない、すなわち内槽１１１のみで構成した洗浄槽を採択することもできる。

また、本発明の一実施例によるウエハー洗浄装置は、メガソニックオシレーター１９３をさらに含むことが望ましい。メガソニックオシレーター１９３は洗浄効率を高めるために洗浄工程が行われる間にウエハー１１０の表面にメガソニックエネルギーを印加する。このようにメガソニックエネルギーを印加することで、低い周波数領域ではキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）効果が得られ、高い周波数領域では粒子加速（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｓｔｒｅａｍｉｎｇ）による効果が得られる。

ウエハー支持棒１２０は、洗浄槽の内部に相互平行に複数本が設けられ、ウエハー１１０を洗浄槽の底面と垂直方向に立てて支持する。図２はウエハー１１０が装着されたウエハー支持棒１２０の構成を示す部分図であり、図３は図２の一部分１５０に対する部分拡大図である。図面を参照すれば、回転手段（図示せず）に連結されたウエハー支持棒１２０には、洗浄液噴射口及び洗浄液流路１２３が形成されている。

回転手段はウエハー１１０を円周方向に回転させる手段であって、ウエハー支持棒１２０に連結された駆動軸のような形態であり得るが、本発明がこれに限定されることはない。回転手段がウエハー支持棒１２０に連結された駆動軸である場合、ウエハー支持棒１２０は外部の駆動軸と連結されて時計回り方向あるいは反時計回り方向に回転することで、スロット１２４に装着されたウエハー１１０を回転させることができる。このように、本発明によれば、ウエハー支持棒１２０に連結された回転手段を通じてウエハー１１０を回転させて洗浄できるため、均一に洗浄することができる。

洗浄液噴射口は洗浄槽に洗浄液を噴射する通路であって、１つ以上の噴射口で構成される。望ましくは、洗浄液噴射口はウエハー支持棒１２０の隣接した２つのスロット１２４の間に形成された第１洗浄液噴射口１２１を含む。ここで、ウエハー支持棒１２０のスロット１２４とは、図３に示したように、ウエハー支持棒１２０でウエハー１１０が直接装着される部分を言う。ウエハー支持棒１２０に連結された回転手段によってウエハー１１０を回転させながら、第１洗浄液噴射口１２１を通じて洗浄液を噴射すれば、ウエハー１１０間の流速を加速して洗浄効果を向上させることができる。また、洗浄効率が高くなるにつれて結果的に洗浄時間も短縮することができる。図３を参照すれば、第１洗浄液噴射口１２１は両側のウエハー１１０に同時に洗浄液を噴射できるように、隣接した２つのスロットの間に２つの噴射口を設けることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、第１洗浄液噴射口１２１は隣接した２つのスロットの間に１つまたは３つ以上の噴射口を有し得る。

より望ましくは、洗浄液噴射口はウエハー支持棒のスロット１２４に形成された第２洗浄液噴射口１２２をさらに含む。図面を参照すれば、第２洗浄液噴射口１２２は１つのスロット１２４当り１つの噴射口を有するが、複数の噴射口を有し得る。

洗浄液流路１２３は、洗浄液を洗浄液噴射口に供給する移動通路である。望ましくは、洗浄液流路１２３はウエハー支持棒１２０の内部に形成される。

図４は、図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図面を参照すれば、本発明の一実施例によるウエハー支持棒１２０の内部には、洗浄液流路１２３及び洗浄液を噴射できる複数の洗浄液噴射口１２１が形成されている。図示したように、洗浄液噴射口１２１は洗浄液流路１２３を中心に放射状に形成され、洗浄液流路１２３の洗浄液を放射状に噴射することができる。このとき、洗浄液噴射口１２１の個数は必要に応じて増減することができる。

図５は図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図の他の例であり、図６は図５の一部分１７０に対する部分拡大図である。図面を参照すれば、洗浄液流路１２３は一部分が開放された洗浄液流路外壁１２５を含む。洗浄液流路外壁１２５は固定されており、ウエハー支持棒１２０のうち洗浄液噴射口１２１を含め、洗浄液流路外壁１２５以外の部分が回転する。勿論、逆に、洗浄液流路外壁１２５が回転し、洗浄液流路外壁１２５以外の部分が固定されることもできる。すると、洗浄液流路外壁１２５は部分的に開放されているため、洗浄液噴射口１２１が洗浄液流路外壁１２５の開放された部分に到達した場合にのみ洗浄液を噴射することができる。一方、洗浄液流路外壁１２５の開放部分の個数または方向などを調整することで、洗浄液噴射口を通じた洗浄液の噴射量または噴射方向などを調整することができる。

図７は、本発明の一実施例によるウエハー洗浄装置による洗浄液の噴射状態を示した図である。図面を参照すれば、一般的な洗浄装置の場合は洗浄液の流れが円滑でないデッドゾーンＤが生じることがある。しかし、本発明による洗浄装置の場合、ウエハー支持棒１２０が多くの方向に洗浄液を噴射することで、デッドゾーンＤの流体の流れを円滑にして洗浄液が停滞することを防止する。よって、本発明による洗浄装置はウエハー１１０の均一な洗浄を可能にし、不純物の停滞によるウエハー１１０への再吸着を防止することができる。また、上述したように、メガソニックオシレーター１９３によってメガソニックを印加することで洗浄効果を向上させることができる。

一方、洗浄液噴射口１２１、１２２を通じて噴射される洗浄液は、洗浄槽１１１内に満たされる主洗浄液と同じであっても違っても良い。また、洗浄液噴射口１２１、１２２を通じて噴射される流体は、液体ではなく気体であっても良い。この場合、気体の噴射によって洗浄槽１１１内の洗浄液が円滑に流れるようになる。

以下、上記のような構成を有する本実施例のウエハー洗浄装置を用いた洗浄方法を説明する。

まず、ウエハーに対する単位工程が終了すれば、ウエハーを上記のような構成のウエハー洗浄装置のウエハー支持棒に装着する。その後、ウエハー洗浄装置を作動させれば、洗浄槽に洗浄液が供給され、ウエハーの表面と接触することでウエハーの洗浄が始まる。

本発明による、回転可能なウエハー支持棒にウエハーを装着してウエハーを円周方向に回転させながらウエハーに洗浄液を噴射してウエハーを洗浄する方法は、前記ウエハー支持棒の内部に形成された洗浄液流路を通じて洗浄液を供給し、前記ウエハー支持棒の表面に形成された洗浄液噴射口を通じて前記洗浄液を前記ウエハーに噴射する。また、ウエハー洗浄中にウエハーにメガソニックを印加することもできる。

上述したように、洗浄液噴射口はウエハー支持棒のスロットとスロットとの間に形成され、洗浄液がウエハーの表面に噴射されることが望ましい。より望ましくは、洗浄液噴射口はウエハー支持棒のスロットにも形成され、洗浄液がウエハーのエッジにも噴射される。

また、洗浄液噴射口は洗浄液流路を中心に放射状に形成され、洗浄液が放射状に噴射されることが望ましい。

以上、本実施例が半導体ウエハーの洗浄に適用される場合を挙げて説明したが、本実施例はウエハーの洗浄だけでなく、食刻を含め処理液でウエハーを処理する一般的な処理工程にも適用することができる。この場合、上述した説明における「洗浄」と言う用語は「食刻」や「処理」に代替することで同様の説明が可能である。

また、上述した説明では処理液、すなわち液体を用いてウエハーを処理する場合について説明したが、本発明はそれに限定されず、気体を用いてウエハーを処理する場合にも適用することができる。この場合、上述した説明における「洗浄液」、「食刻液」は「処理流体」と一般化することができる。

一方、本実施例においてウエハー支持棒１２０は洗浄槽内部の下側に３本が設けられることが示されたが、ウエハー支持棒１２０の個数と設置個所は変更可能である。特に、本実施例の装置を激しい化学反応が伴う食刻に用いる場合は、激しい化学反応によって発生する気体や食刻液の流れによってウエハー１１０が揺れて衝突するか浮び上がるなどの不都合を防止するため、ウエハー支持棒１２０をウエハーの上端部にも設けることが望ましい。さらに、後述する実施例のように、多数のウエハー支持棒１２０をバレル形態に構成することもできる。

図８ないし図１２は、本発明の他の実施例によるウエハー処理装置としてウエハー食刻装置を示した図である。すなわち、本実施例は、特にウエハー食刻に好適な装置として説明されるが、ウエハー洗浄にも使用できることは言うまでもない。図８ないし図１１を参照して本実施例のウエハー食刻装置について説明する。なお、図面で上述した実施例と同じ部材番号は上述した実施例と同じ構成を有する同じ部材であるため、それに対する説明は省き、上述した実施例と異なる点を中心に説明する。

本実施例によるウエハー食刻装置は、食刻液及び食刻対象であるウエハー１１０が収容される食刻槽、ウエハー１１０を収納するバレル２００（図９参照）、循環ポンプ１９１、食刻液温度調節装置１９４、及び拡散板３００を含む。すなわち、本実施例のウエハー食刻装置と上述した実施例のウエハー洗浄装置との主な相違点は、ウエハーを支持するウエハー支持棒１２０がウエハー１１０の上部と下部ともに配置されるバレル２００形態で提供され、バレル２００の下部で供給または循環供給される食刻液を食刻槽の内部に拡散させる拡散板３００が提供されることである。

本実施例のウエハー食刻処理に使用される食刻液は、ＮａＯＨ、ＫＯＨなどのアルカリ溶液でも良く、フッ酸（ＨＦ）、窒酸（ＨＮＯ_３）、酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）などの酸または混合酸、またはフッ化塩（ＮＨ_４ＨＦ_２）、窒酸塩（ＮＨ_４ＮＯ_３）またはその混合物などを使用することもできる。ウエハー食刻の化学反応は主に発熱反応であるため、食刻中にかなりの熱が発生し、これにより食刻液の温度を一定に維持することができなくなる。食刻液の温度変化と不均一な温度は、結果的にウエハー平坦度を悪化させることがある。したがって、食刻槽に供給される食刻液を、熱交換機などで具現される食刻液温度調節装置１９４に通過させることで、食刻液の温度を一定に維持することが望ましい。また、上述した実施例と同様に、不純物などをろ過するフィルター１９２（図１参照）を備えることもできる。

図９を参照して本実施例によるウエハー食刻装置に使用されるバレルについて詳しく説明する。

本実施例によるバレルは複数のウエハー支持棒１２０、両側板２０１、２０２、及び回転手段を含む。

ウエハー支持棒１２０は、相互平行に複数本（本実施例ではウエハー１１０の外周に沿って４つ）が配置され、両側板２０１、２０２に回転可能に固定される。ウエハー支持棒１２０の具体的な構成、すなわちスロット１２４、処理流体流路１２３、処理流体噴射口１２１、１２２などの構成は、上述した実施例で図３ないし図６を参照して説明したことと基本的に同じであるため、その説明は省く。一方、図９で部材番号１２６はそれぞれのウエハー支持棒１２０の処理流体流路１２３に処理流体を供給するための配管である。

両側板２０１、２０２は基本的に板状であって、ウエハー支持棒１２０の両端部が回転可能に挿入される孔が形成され、該孔にウエハー支持棒１２０を挿入して固定する。一方、複数のウエハー支持棒１２０の配置によってはバレル２００にウエハー１１０を装着し難いことがある。このような場合は、ウエハー装着のために両側板が左右に（図９では前後に）開かれるか上下に分離される構造、または一部のウエハー支持棒１２０の位置を変更できる構造が提供される。すなわち、例えば、図９の左側面図である図１０に示したように、４つのウエハー支持棒１２０のうち１つ（図１０では右上側に位置したウエハー支持棒）が移動できるように両側板２０１、２０２に開口ホール２０３を形成し、このウエハー支持棒１２０を開口ホール２０３の下方に移動させてからウエハーを装着し、ウエハーが全て装着されれば、ウエハー支持棒を再び開口ホールの上方に移動させて固定した後、食刻工程に投入することができる。

ウエハー支持棒１２０を回転させる回転手段は、例えば図９に示したように、モーター２１０、動力伝達装置２２０、ギア２３１、２３２などで構成することができる。すなわち、片方の測板２０２にモーター２１０を装着し、ベベルギア又はウォームとウォームギアなどの動力伝達装置２２０を用いてモーター２１０の回転力の回転方向を変え、測板２０２の中心に回転可能に固定された中心ギア２３１を駆動する。すると、中心ギア２３１に噛合され、それぞれのウエハー支持棒１２０の端部に結合されたギア２３２が一方向に回転しながら、各ウエハー支持棒１２０のスロット１２４に装着されたウエハー１１０が回転するようになる。もちろん、回転手段はギアを用いて駆動する構成に限定されず、チェーンやベルトなど多様な均等手段に変形することができる。

一方、本実施例による食刻装置を用いて食刻工程を行う間、バレル２００を上下に揺り動かすことでより均一に食刻することもできる。このために、本実施例による食刻装置は、図示していないが、例えば両側板２０１、２０２の上部に連結されてバレル２００を上下に揺り動かすバレル揺動手段を備えることができる。また、本実施例による食刻装置はバレル揺動手段と共に、または、その代りに上述した実施例で使用したメガソニックオシレーター１９３をさらに備えることもできる。

本実施例によるウエハー食刻装置には、食刻槽の下部に供給される（または循環供給される）食刻液を食刻槽の上部へ拡散させて供給する拡散板３００が備えられる。また、この拡散板３００には気体供給配管３２０及び流量調節弁３２１が連結され、外部から気体が供給されるようになっている。すなわち、拡散板３００は食刻槽の下部に供給される食刻液を拡散させるだけでなく、外部から供給される気体を拡散噴出する機能も同時に担当する。このように拡散供給される気体は、食刻液の円滑な流れを助け、食刻液とウエハー１１０表面との反応で生じる副産物気体を食刻槽の上方へ迅速に排出することを助ける役割を果たすものであって、窒素やアルゴンなどの不活性気体を使用することができる。また、場合によっては食刻液とともにウエハーの食刻に作用する気体を使用することもできる。

拡散板３００は食刻槽の平面形状とほぼ一致する平面形状であって、上面、下面及び側面によって規定される内部空間を有する構造である。拡散板３００は食刻液によって腐食されないように、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ポリフルオロアルコキシ）などのフッ素系樹脂からなることが望ましい。

また、拡散板３００には、図１１及び図１２に示したように、上面と下面とを貫通する通孔３１１が多数形成されている。この通孔３１１は食刻液が通過する食刻液通孔である。通孔３１１には内壁が設けられ、拡散板３００の内部空間とは分離した構造である。また、拡散板３００には、食刻液通孔３１１が形成されていない部分に上面のみを貫通して内部空間と連通する気体噴出口３１２が多数形成されている。よって、食刻液通孔３１１を通じて下部で供給される食刻液が均一に拡散して上部に供給され、気体噴出口３１２を通じて外部から供給される気体が食刻槽の上部へと均一に供給されるようになる。特に、本実施例による拡散板３００には食刻液通孔３１１と気体噴出口３１２が同時に形成されており、特許文献５に開示された複数の拡散板を有する構造に比べて食刻装置を一層コンパクトに構成することができる。また、食刻液通孔３１１と気体噴出口３１２とが相互干渉しない構造であるため、食刻液の流れと気体の流れとが相互干渉しなくなり、均一な平坦度のウエハーが得られる。

一方、食刻液通孔３１１と気体噴出口３１２の大きさ、形状、配置などは多様に変形することができる。例えば、図１１及び図１２では、食刻液通孔３１１と気体噴出口３１２のそれぞれは同じ大きさと形状を有するものとして示されたが、気体供給配管３２０からの距離に応じてその大きさと形状を変化させることができ、食刻液通孔３１１の断面形状を下面から上面へ行くほど細くなるように形成することもできる。また、気体供給配管３２０は拡散板３００側面の１箇所で連結されるものとして示されたが、連結個所と気体供給配管３２０の個数も多様に変形可能である。

さらに、本実施例の食刻装置は、図９及び図１０に示されたバレル２００と図１１及び図１２に示された拡散板３００を共に備える構成であるが、本発明はいずれか片方のみを備えるか又は上述した実施例と本実施例の各構成要素を任意に組み合わせて構成することもできる。すなわち、ウエハー処理装置を上述した実施例の非バレル形態のウエハー支持棒１２０又は処理流体流路と処理流体噴射口を有しない一般的なバレルと、本実施例の拡散板３００とを組み合わせて構成するか、本実施例のバレル２００のみを備える構成にすることもできる。

また、本実施例も上述した実施例と同様に、ウエハー食刻だけではなく洗浄など処理液をもってウエハーを処理する一般的な処理工程に適用でき、気体を用いてウエハーを処理する場合にも適用することができる。また、上述した「洗浄液」、「食刻液」は「処理流体」に一般化され得る。

以上、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれによって限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

本発明は、半導体ウエハーや基板など円盤状または平板状の対象物、さらには任意形状の対象物に対して洗浄、食刻などの湿式処理を行うときに用いることができる。

Claims (36)

1. 対象物の湿式処理装置に使用される流体拡散板であって、
   上面、下面及び側面によって規定される内部空間と、
   前記内部空間に処理流体を供給する流体供給部と、を有し、
   前記上面と下面とを貫通する多数の通孔が形成され、前記通孔は隔壁によって前記内部空間と分離されており、
   前記上面で前記通孔が形成されていない部分に前記上面を貫通して前記内部空間と連通する多数の流体噴出口が形成されていることを特徴とする流体拡散板。
2. それぞれ長さ方向の垂直方向に平板状の処理対象物を立設する複数のスロットが表面に形成され、相互平行に配置された複数の対象物支持棒と、
   前記複数の対象物支持棒の両端部をそれぞれ回転可能に固定する両側板と、
   前記対象物支持棒を回転させることで前記対象物を回転させる回転手段と、を備え、
   前記対象物支持棒には、前記対象物に処理流体を噴射する処理流体噴射口、及び前記処理流体噴射口に処理流体を供給する処理流体流路が形成されていることを特徴とするバレル。
3. 前記処理流体噴射口は、前記スロットとスロットとの間に形成されて前記対象物の表面に処理流体を噴射する第１処理流体噴射口を含むことを特徴とする請求項２に記載のバレル。
4. 前記処理流体噴射口は、前記スロットに形成されて前記対象物のエッジに処理流体を噴射する第２処理流体噴射口をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のバレル。
5. 前記処理流体流路は前記対象物支持棒の内部に形成され、
   前記処理流体噴射口は前記処理流体流路を中心に放射状に形成され、処理流体を放射状に噴射することを特徴とする請求項２に記載のバレル。
6. 前記処理流体流路は一部分が開放された処理流体流路外壁によって規定され、
   前記処理流体流路外壁及び前記対象物支持棒の前記処理流体流路外壁以外の部分のうち一方は固定され、他方が回転可能であることを特徴とする請求項５に記載のバレル。
7. 処理対象物が収容されて処理される処理槽と、
   前記処理対象物を収納して支持する対象物支持手段と、
   前記処理槽の下部で処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記対象物支持手段と処理液供給手段との間に配置される請求項１に記載の流体拡散板と、を含むことを特徴とする対象物の湿式処理装置。
8. 前記処理対象物が平板状であることを特徴とする請求項７に記載の対象物の湿式処理装置。
9. 前記処理対象物がウエハーであり、
   前記対象物支持手段は、その表面には前記ウエハーを前記処理槽の底面と垂直方向に立てて支持する複数のスロットが形成された棒状の支持棒であることを特徴とする請求項８に記載の対象物の湿式処理装置。
10. 前記支持棒は前記処理槽の内部に回転可能に設けられ、
    前記支持棒に連結され、前記支持棒を回転させることで前記ウエハーを円周方向に回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の対象物の湿式処理装置。
11. 前記支持棒は、前記ウエハーの外周に沿って複数本が相互平行に配置されてバレルを構成することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の対象物の湿式処理装置。
12. 前記バレルを前記処理槽の内部で上下方向に揺り動かせるバレル揺動手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の対象物の湿式処理装置。
13. 前記処理対象物にメガソニックを印加するメガソニックオシレーターをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の対象物の湿式処理装置。
14. 前記処理対象物が平板状であり、
    前記対象物支持手段は請求項２ないし請求項６のうちいずれか１項に記載のバレルであることを特徴とする請求項７に記載の対象物の湿式処理装置。
15. 平板状の処理対象物が収容されて処理される処理槽と、
    前記処理対象物を収納して支持する対象物支持手段として請求項２ないし請求項６のうちいずれか１項に記載のバレルと、
    前記処理槽の下部で処理液を供給する処理液供給手段と、を含むことを特徴とする対象物の湿式処理装置。
16. ウエハー処理装置であって、
    処理対象であるウエハーが収容されて処理される処理槽と、
    前記処理槽の内部に回転可能に設けられ、表面にはウエハーを前記処理槽の底面と垂直方向に立てて支持する複数のスロットが形成された棒状のウエハー支持棒と、
    前記ウエハー支持棒に連結されて前記ウエハー支持棒を回転させることで前記ウエハーを円周方向に回転させる回転手段と、を備え、
    前記ウエハー支持棒には、前記ウエハーに処理流体を噴射する処理流体噴射口、及び前記処理流体噴射口に処理流体を供給する処理流体流路が形成されていることを特徴とするウエハー処理装置。
17. 前記処理流体噴射口は、前記スロットとスロットとの間に形成されて前記ウエハーの表面に処理流体を噴射する第１処理流体噴射口を含むことを特徴とする請求項１６に記載のウエハー処理装置。
18. 前記処理流体噴射口は、前記スロットに形成されて前記ウエハーのエッジに処理流体を噴射する第２処理流体噴射口をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のウエハー処理装置。
19. 前記処理流体流路は前記ウエハー支持棒の内部に形成され、
    前記処理流体噴射口は前記処理流体流路を中心に放射状に形成され、処理流体を放射状に噴射することを特徴とする請求項１６に記載のウエハー処理装置。
20. 前記処理流体流路は一部分が開放された処理流体流路外壁によって規定され、
    前記処理流体流路外壁及び前記ウエハー支持棒の前記処理流体流路外壁以外の部分のうち一方は固定され、他方が回転可能であることを特徴とする請求項１９に記載のウエハー処理装置。
21. 前記ウエハーにメガソニックを印加するメガソニックオシレーターをさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載のウエハー処理装置。
22. 前記ウエハー支持棒は、前記ウエハーの外周に沿って複数本が相互平行に配置されてバレルを構成することを特徴とする請求項１６に記載のウエハー処理装置。
23. 前記バレルを前記処理槽の内部で上下方向に揺り動かすバレル揺動手段をさらに備えることを特徴とする請求項２２に記載のウエハー処理装置。
24. 処理槽内で処理対象物を湿式処理する方法であって、
    前記処理槽内の処理対象物の下部で処理液と処理流体を拡散させて供給し、拡散する前記処理液の流れと処理流体の流れとが相互干渉しないように供給することを特徴とする対象物の湿式処理方法。
25. 前記処理対象物がウエハーであり、
    前記ウエハーを前記処理槽の底面と垂直方向に複数枚立てて処理することを特徴とする請求項２４に記載の対象物の湿式処理方法。
26. 前記ウエハーを円周方向に回転させながら処理することを特徴とする請求項２５に記載の対象物の湿式処理方法。
27. 前記処理対象物の処理中に前記処理対象物にメガソニックを印加することを特徴とする請求項２４に記載の対象物の湿式処理方法。
28. 前記処理対象物の処理中に前記処理対象物を上下に揺り動かすことを特徴とする請求項２４に記載の対象物の湿式処理方法。
29. それぞれ回転可能であって処理槽内に相互平行に配置される複数のウエハー支持棒に、複数のウエハーを前記ウエハー支持棒の長さ方向に沿って相互平行に装着する段階と、
    前記ウエハー支持棒を回転させることで前記ウエハーを円周方向に回転させながら、ウエハーに処理流体を噴射してウエハーを処理する段階と、を含み、
    前記ウエハーを処理する段階では、前記ウエハー支持棒の内部に形成された処理流体流路を通じて処理流体を供給し、前記ウエハー支持棒の表面に形成された処理流体噴射口を通じて前記処理流体を前記ウエハーに噴射することを特徴とするウエハー処理方法。
30. 前記処理流体噴射口は、前記ウエハー支持棒のスロットとスロットとの間に形成されて前記処理流体がウエハーの表面に噴射されることを特徴とする請求項２９に記載のウエハー処理方法。
31. 前記処理流体噴射口は、前記ウエハー支持棒のスロットにも形成されて前記処理流体がウエハーのエッジにも噴射されることを特徴とする請求項３０に記載のウエハー処理方法。
32. 前記処理流体噴射口が前記処理流体流路を中心に放射状に形成され、前記処理流体が放射状に噴射されることを特徴とする請求項２９に記載のウエハー処理方法。
33. 前記ウエハーの処理中に、前記ウエハーにメガソニックを印加することを特徴とする請求項２９に記載のウエハー処理方法。
34. 前記ウエハー支持棒の下部でウエハー処理液を前記処理槽の内部に拡散させながら供給する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載のウエハー処理方法。
35. 前記ウエハーの処理中に、拡散する前記ウエハー処理液の流れと干渉しないように前記ウエハーに向かって気体を噴出させることを特徴とする請求項３４に記載のウエハー処理方法。
36. 前記ウエハーの処理中に、前記複数のウエハー支持棒を上下に揺り動かすことを特徴とする請求項２９に記載のウエハー処理方法。

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