JP2018110186A

JP2018110186A - 液処理装置及び液処理方法

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Publication number: JP2018110186A
Application number: JP2017000273A
Authority: JP
Inventors: 口博史竹; Hirofumi Takeguchi; 山輝史脇; Terufumi Wakiyama; 藤規宏伊; Kiko Ito
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2018-07-12
Also published as: US20180185856A1; KR20180080691A; TW201829074A; CN108269751A; TWI766921B

Abstract

【課題】簡単な構成で基板の中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することのできる液処理装置及び液処理方法を提供する。
【解決手段】液処理装置は、基板Ｗを保持する保持機構と、保持機構に保持された基板Ｗを回転させる回転機構と、基板Ｗの面に対向するように配置されるノズル１０と、ノズル１０に接続される第１供給路４１及び第２供給路４２とを備える。ノズル１０は、基板Ｗの中心部から周縁部に向けて径方向Ｄｒに延在する共通流路１２と、共通流路１２に接続され径方向Ｄｒに配置された複数の吐出口１１とを有する。第１供給路４１は、共通流路１２のうちの基板周縁部側に接続され、第１の液を共通流路１２に供給する。第２供給路４２は、共通流路１２のうちの基板中心部側に接続され、第２の液を共通流路１２に供給する。第１供給路４１と第２供給路４２は、共通流路１２を介して連通している。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板に液を付与する液処理装置及び液処理方法に関する。

従来、半導体デバイスの製造工程では、シリコンウエハや化合物半導体ウエハなどの基板に対して薬液を供給する処理が行われている。

たとえば、特許文献１には、回転する基板の中心部にノズルを位置させた後、かかるノズルから回転する基板に対してＨＦ（フッ化水素）などのエッチング液を供給することによって、基板上に形成されたシリコン膜をエッチング除去する技術が開示されている。

特表２０１０−５２８４７０号公報

しかしながら、上述した従来技術には、基板処理の面内均一性を高めるという点で更なる改善が求められていた。たとえば、上述の従来技術において、基板の中心部に供給されたエッチング液は、基板の外周部に到達するまでに温度が低下するため、基板の外周部におけるエッチングレートが中心部におけるエッチングレートよりも小さくなる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で基板の中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することのできる液処理装置及び液処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、基板を保持する保持機構と、保持機構に保持された基板を回転させる回転機構と、基板の面に対向するように配置されるノズルと、ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、ノズルは、基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、共通流路に接続され径方向に配置された複数の吐出口とを有し、第１供給路は、共通流路のうちの基板の周縁部側に接続され、第１の液を共通流路に供給し、第２供給路は、共通流路のうちの基板の中心部側に接続され、第１の液と温度及び濃度のうちの少なくともいずれか一方が異なる第２の液を共通流路に供給し、第１供給路と第２供給路は、共通流路を介して連通している液処理装置に関する。

本発明の他の態様は、基板を保持する保持機構と、保持機構に保持された基板を回転させる回転機構と、基板の面に対向するように配置されるノズルと、ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、ノズルは、基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、共通流路に接続され径方向に配置された複数の吐出口とを有し、第１供給路は、共通流路のうちの基板の周縁部側に接続され、第２供給路は、共通流路のうちの基板の中心部側に接続され、第１供給路と第２供給路は、共通流路を介して連通している液処理装置を使った液処理法方法であって、第１供給路から共通流路に第１のエッチング液を供給しつつ、第２供給路から共通流路に、第１のエッチング液よりも温度が低い第２のエッチング液を供給するステップを含む液処理方法に関する。

本発明の他の態様は、基板を保持する保持機構と、保持機構に保持された基板を回転させる回転機構と、基板の面に対向するように配置されるノズルと、ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、ノズルは、基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、共通流路に接続され径方向に配置された複数の吐出口とを有し、第１供給路は、共通流路のうちの基板の周縁部側に接続され、第２供給路は、共通流路のうちの基板の中心部側に接続され、第１供給路と第２供給路は、共通流路を介して連通している液処理装置を使った液処理法方法であって、第１供給路から共通流路に第１のエッチング液を供給しつつ、第２供給路から共通流路に、第１のエッチング液よりも濃度が低い第２のエッチング液を供給するステップを含む液処理方法に関する。

本発明の他の態様は、基板を保持する保持機構と、保持機構に保持された基板を回転させる回転機構と、基板の面に対向するように配置されるノズルと、ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、ノズルは、基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、共通流路に接続され径方向に配置された複数の吐出口とを有し、第１供給路は、共通流路のうちの基板の周縁部側に接続され、第２供給路は、共通流路のうちの基板の中心部側に接続され、第１供給路と第２供給路は、共通流路を介して連通している液処理装置を使った液処理法方法であって、第１供給路から共通流路に第１の温度調整用液を供給しつつ、第２供給路から共通流路に、第１の温度調整用液よりも温度が低い第２の温度調整用液を供給するステップを含む液処理方法に関する。

本発明によれば、簡単な構成で基板の中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することができる。

図１は、液処理装置の一構成例を示す概略図である。図２は、処理ユニットの一構成例を示す概略図である。図３は、第１実施形態に係る処理流体供給部が有するノズルの構成例を示す概略図である。図４は、共通流路の複数のポイントで測定した処理液（すなわち第１の液及び第２の液）の温度を示し、第１の液及び第２の液の温度を変えて測定を行った測定例１〜３を示す。図５は、共通流路内の複数のポイントで測定した処理液（すなわち第１の液及び第２の液）の温度を示し、共通流路に対する第１の液及び第２の液の流入量を変えて測定を行った測定例４〜６を示す。図６は、第２実施形態に係る処理流体供給部の構成例を示す概略図である。図７は、第３実施形態に係る温度調整用ノズルの構成例を説明するための概略図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、液処理装置は、基板に対して液処理を行う複数の処理ユニット（液処理ユニット）１６と、処理ユニット１６に処理液を供給する処理流体供給源７０を有している。

処理流体供給源７０は、処理液を貯留するタンク１０２と、タンク１０２から出てタンク１０２に戻る循環ライン１０４とを有している。循環ライン１０４にはポンプ１０６が設けられている。ポンプ１０６は、タンク１０２から出て循環ライン１０４を通りタンク１０２に戻る循環流を形成する。ポンプ１０６の下流側において循環ライン１０４には、処理液に含まれるパーティクル等の汚染物質を除去するフィルタ１０８が設けられている。必要に応じて、循環ライン１０４に補機類（例えばヒータ等）をさらに設けてもよい。

循環ライン１０４に設定された接続領域１１０に、１つまたは複数の分岐ライン１１２が接続されている。各分岐ライン１１２は、循環ライン１０４を流れる処理液を対応する処理ユニット１６に供給する。各分岐ライン１１２には、必要に応じて、流量制御弁等の流量調整機構、フィルタ等を設けることができる。

液処理装置は、タンク１０２に、処理液または処理液構成成分を補充するタンク液補充部１１６を有している。タンク１０２には、タンク１０２内の処理液を廃棄するためのドレン部１１８が設けられている。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウエハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウエハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウエハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

次に、処理流体供給部４０が有するノズルの構成例について説明する。

［第１実施形態］
図３は、第１実施形態に係る処理流体供給部４０が有するノズル１０の構成例を示す概略図である。図３には、理解を容易にするために、処理流体供給部４０を構成する各要素及び処理流体供給部４０に関連する要素が概略的に図示されており、特にノズル１０及びウエハＷは断面状態が図示されている。

本実施形態のノズル１０は、回転するウエハＷに対してエッチング液（処理液）を付与するエッチング用ノズルであり、複数の吐出口１１、共通流路１２、第１流入部１３及び第２流入部１４を有する。

複数の吐出口１１は、共通流路１２に接続され、共通流路１２の一端側から他端側に向かう方向（本実施形態では径方向Ｄｒ）に配列され、基板保持機構３０の保持部３１（図２参照）に保持されたウエハＷの表面Ｗｓに対向するように配置されている。図３に示す複数の吐出口１１は、ウエハＷの径方向Ｄｒに関して相互に異なる位置に配置され、ウエハの径方向Ｄｒに沿って一列に等間隔に並んでいる。なお、複数の吐出口１１の配列は図３に示す態様には限定されない。例えば、径方向Ｄｒと垂直な方向（すなわち図３の紙面に垂直な方向）に関して相互に異なる位置に２以上の吐出口１１が配置されていてもよい。

共通流路１２は、ウエハＷの中心部から周縁部に向けて径方向Ｄｒに延在し、各吐出口１１に連通する。共通流路１２は少なくとも各吐出口１１の上方において一定の同じ径を有しており、図３に示す共通流路１２は全体が同じ径を有する。共通流路１２の径を一定にすることによって、処理液（すなわち後述の第１の液及び第２の液）の共通流路１２への流入量のコントロールが容易になる。共通流路１２の径の大きさは特に限定されないが、共通流路１２での処理液の対流を防ぎつつ、その処理液を共通流路１２から各吐出口１１へスムーズに送るのに適した大きさが好ましい。したがって共通流路１２の好ましい径の大きさの範囲は、共通流路１２に流入する液体の性質や各吐出口の径等に応じて変動しうるが、例えば１０ｍｍ以下とすることができ、また５ｍｍ以下とすることが好ましい場合もある。

第１流入部１３は、共通流路１２の一端側（図３の右側）に連通し、第１供給路４１が接続されている。第２流入部１４は、共通流路１２の他端側（図３の左側）に連通し、第２の液を供給する第２供給路４２が接続されている。したがって第１供給路４１は、第１流入部１３を介して共通流路１２の一端側であるウエハＷの周縁部側に接続され、第１の液を共通流路１２の一端側に供給する。また第２供給路４２は、第２流入部１４を介して共通流路１２の他端側であるウエハＷの中心部側に接続され、第１の液と温度及び濃度のうちの少なくともいずれか一方が異なる第２の液（本実施形態では第１の液と温度が異なる第２の液）を共通流路１２の他端側に供給する。

第１供給路４１及び第２供給路４２は、共通流路１２を介して相互に連通しており、共通流路１２のうち、各吐出口１１の上方の流路よりも径方向Ｄｒに関して外側に配置される流路に接続される。図３に示す第１流入部１３及び第２流入部１４は共通流路１２の両端部に連通し、第１供給路４１からの第１の液及び第２供給路４２からの第２の液は共通流路１２の両端部に供給される。共通流路１２の両端部に第１の液及び第２の液を供給することによって、第１流入部１３及び第２流入部１４の各々から各吐出口１１に向かって第１の液及び第２の液をスムーズに流すことができ、共通流路１２における液の対流を防ぐことができる。また第１流入部１３及び第２流入部１４は、共通流路１２のうちの各吐出口１１の上方の流路の中央を通る軸Ａｎを対称軸とした場合に線対称となる位置に設けられており、第１供給路４１及び第２供給路４２は線対称となる位置で共通流路１２に接続されている。これにより共通流路１２の対称的な位置に第１の液及び第２の液を供給することができ、共通流路１２における第１の液及び第２の液の供給コントロールを容易にすることができる。

本実施形態の第１供給路４１及び第２供給路４２は、１つの分岐ライン１１２から分岐して延在する。すなわち第１供給路４１及び第２供給路４２には、タンク１０２（図１参照）からの処理液が共通の分岐ライン１１２を介して供給される。したがって第１供給路４１を通過する第１の液及び第２供給路４２を通過する第２の液は、相互に同じ組成を有する処理液であり、本実施形態ではウエハＷをエッチングするエッチング液である。

第１供給路４１には、上流側に配置される第１温度調整部６１と、下流側に配置される第１流量調整部７１とが設けられている。また第２供給路４２には、上流側に配置される第２温度調整部６２と、下流側に配置される第２流量調整部７２とが設けられている。

第１温度調整部６１は第１供給路４１を流れる第１の液の温度を調整し、第２温度調整部６２は第２供給路４２を流れる第２の液の温度を調整する。したがって第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２は、第１供給路４１から共通流路１２に供給される第１の液の温度と、第２供給路４２から共通流路１２に供給される第２の液の温度との間の相対的な温度差を調整する温度調整部として機能する。

なお第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２を構成する具体的な装置は特に限定されず、液体を加熱可能な任意の加熱装置、液体を冷却可能な任意の冷却装置、或いはそのような加熱装置及び冷却装置を組み合わせた装置を、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２として使用することが可能である。加熱装置としては、例えばインラインヒーターを好適に使用することができる。また冷却装置としては、例えば液体の温度を奪うクーリングユニットや、純水（ＤＩＷ）等の冷却媒体を液体に追加することでその液体の温度を下げる媒体配合ユニットを好適に使用することができる。また、内部を流れる液体の放熱が行われる放熱流路等の放熱構造を冷却装置として利用することも可能である。

なお後述のように、本実施形態では、ウエハＷの外周側に対して相対的に高温の第１の液を供給し、ウエハＷの中央部に対して相対的に低温の第２の液が供給される。したがって、一例として、第１温度調整部６１は第１供給路４１内の第１の液を加熱する加熱装置を含むことが好ましく、第２温度調整部６２は第２供給路４２内の第２の液を冷却する冷却装置を含むことが好ましい。ただし、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２の具体的な構成は、分岐ライン１１２から第１供給路４１及び第２供給路４２に供給される処理液の温度、第１供給路４１から共通流路１２に供給する第１の液の温度、及び第２供給路４２から共通流路１２に供給する第２の液の温度に応じて決められる。

例えば、分岐ライン１１２から第１供給路４１及び第２供給路４２に供給される処理液（すなわち第１の液及び第２の液）の温度が共通流路１２に供給される第１の液の温度及び第２の液の温度よりも高い場合には、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２の両者を冷却装置によって構成してもよい。また、分岐ライン１１２から第１供給路４１及び第２供給路４２に供給される処理液の温度が共通流路１２に供給される第１の液の温度及び第２の液の温度よりも低い場合には、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２の両者を加熱装置によって構成してもよい。さらに、分岐ライン１１２から第１供給路４１及び第２供給路４２に供給される処理液の温度が、共通流路１２に供給される第１の液及び第２の液のうちのいずれか一方の温度と同じ又は近い場合には、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２のうちの一方のみを設置して他方を設置しなくてもよい。

一方、第１流量調整部７１は第１供給路４１を流れる第１の液の流量を調整し、第２流量調整部７２は第２供給路４２を流れる第２の液の流量を調整する。したがって第１流量調整部７１及び第２流量調整部７２は、第１供給路４１から共通流路１２に供給される第１の液の流量と、第２供給路４２から共通流路１２に供給される第２の液の流量との間の相対的な流量差を調整する流量調整部として機能する。なお第１流量調整部７１及び第２流量調整部７２を構成する具体的な装置は特に限定されず、液体の流量を変えることができる流量調整弁等の任意の装置によって第１流量調整部７１及び第２流量調整部７２を構成することができる。

分岐ライン１１２には、開閉バルブ７３が設けられている。開閉バルブ７３が開かれると、分岐ライン１１２から第１供給路４１及び第２供給路４２に処理液が流入し、開閉バルブ７３が閉じられると、分岐ライン１１２が遮断されて分岐ライン１１２から第１供給路４１及び第２供給路４２への処理液の流入が止められる。したがって開閉バルブ７３の開閉をコントロールすることによって、ノズル１０（すなわち各吐出口１１）からの処理液の吐出の有無をコントロールできる。ただし、開閉バルブ７３は設置されなくてもよい。開閉バルブ７３が設置されない場合には、第１流量調整部７１及び第２流量調整部７２の開閉をコントロールすることによって、ノズル１０からの処理液の吐出の有無をコントロールできる。

上述の第１温度調整部６１、第２温度調整部６２、第１流量調整部７１、第２流量調整部７２及び開閉バルブ７３は、コントローラ１００に接続され、コントローラ１００によって制御される。なお、コントローラ１００は単一の装置によって構成されてもよいし、複数の装置が組み合わされて構成されてもよい。したがって、第１温度調整部６１、第２温度調整部６２、第１流量調整部７１、第２流量調整部７２及び開閉バルブ７３のうちの１以上の装置を制御するコントローラと他の装置を制御するコントローラとが別個に設けられてもよい。

上述の構成を有する処理流体供給部４０及びノズル１０において、第１供給路４１が接続される共通流路１２の一端側は、ウエハＷの径方向Ｄｒの外側に配置され、第２供給路４２が接続される共通流路１２の他端側は、ウエハＷの径方向Ｄｒの内側に配置される。そして、第１供給路４１から共通流路１２に供給される第１の液は第２供給路４２から共通流路１２に供給される第２の液よりも温度が高い。したがって、ウエハＷの表面Ｗｓの径方向Ｄｒの外側には第２の液より温度の高い第１の液が付与される。これにより、ウエハＷの径方向Ｄｒの外側のエッチングレートが、過度に小さくなることを防ぐことができる。

例えば、ウエハＷの全体にわたって均一なエッチングを行いたい場合には、各吐出口１１から吐出された処理液（すなわち第１の液及び第２の液）がウエハＷの表面Ｗｓ上で、径方向位置に応じて過度に異なる温度とならないように（好ましくは径方向位置にかかわらずほぼ同じ温度となるように）、第１供給路４１から第１流入部１３に供給される第１の液と第２供給路４２から第１流入部１３に供給される第２の液との間の温度差が第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２によって調整される。これにより、ウエハＷの表面Ｗｓ全体におけるエッチングレートが均一化され、ウエハＷの全体にわたる均一なエッチングを実現することができる。

一方、ウエハＷの径方向Ｄｒの外側のエッチングを内側のエッチングよりも進行させたい場合には、各吐出口１１から吐出された処理液（すなわち第１の液及び第２の液）がウエハＷの表面Ｗｓ上で、径方向Ｄｒの外側において相対的に高温となり、径方向Ｄｒの内側において相対的に低温となるように、第１供給路４１から供給される第１の液と第２供給路４２から供給される第２の液との間の温度差が第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２によって調整される。これにより、ウエハＷの径方向Ｄｒの外側のエッチングレートを内側のエッチングレートよりも大きくし、ウエハＷの径方向Ｄｒの外側のエッチングを内側のエッチングよりも進行させることができる。

なお、共通流路１２において、第１供給路４１からの第１の液と第２供給路４２からの第２の液とは殆ど混ざり合わない。すなわち、第１流入部１３を介して第１供給路４１から共通流路１２に流入した第１の液は、一端側（図３の右側）に配置される複数の吐出口１１から吐出される。一方、第２流入部１４を介して第２供給路４２から共通流路１２に流入した第２の液は、他端側（図３の左側）に配置される複数の吐出口１１から吐出される。共通流路１２における第１の液と第２の液との間の境界、すなわち第１の液を吐出する吐出口１１と第２の液を吐出する吐出口１１との間の境界は、第１供給路４１から共通流路１２への第１の液の流量と、第２供給路４２から共通流路１２への第２の液の流量とに応じて決まる。

図４は、共通流路１２の複数のポイントで測定した処理液（すなわち第１の液及び第２の液）の温度を示し、第１の液及び第２の液の温度を変えて測定を行った測定例１〜３を示す。図５は、共通流路１２の複数のポイントで測定した処理液（すなわち第１の液及び第２の液）の温度を示し、共通流路１２に対する第１の液及び第２の液の流入量を変えて測定を行った測定例４〜６を示す。

図４及び図５に示す「測定ポイント」は、径方向Ｄｒに関する共通流路１２の他端部（図３の左側端部）からの距離を示し、共通流路１２が径方向Ｄｒに関して１４０ｍｍの大きさを有するノズル１０を使って測定例１〜６の測定を行った。したがって図４及び図５において、「０」ｍｍの測定ポイントは第２の液が第２供給路４２から共通流路１２に流入するポイントを表し、「１４０ｍｍ」の測定ポイントは第１の液が第１供給路４１から共通流路１２に流入するポイントを表す。

また図４及び図５に示す「第１の液（流量/温度）」は、図３に示す第１流量調整部７１からの第１の液の流量と、第１温度調整部６１から流出した直後の第１の液の温度と表し、例えば測定例１では、第１流量調整部７１から０．６Ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）の第１の液が流出しており、第１温度調整部６１から流出した直後の第１の液の温度が７０℃となっている。また図４及び図５に示す「第２の液（流量/温度）」は、図３に示す第２流量調整部７２からの第２の液の流量と、第２温度調整部６２から流出した直後の第２の液の温度と表す。

図４に示す測定例１〜３では、第１の液の流量及び第２の液の流量が同じ（すなわち０．６Ｌ／ｍｉｎ）となっており、６０ｍｍの測定ポイントと８０ｍｍの測定ポイントとの間において処理液の温度変化が比較的激しくなっている。したがって測定例１〜３では、６０ｍｍの測定ポイントと８０ｍｍの測定ポイントとの間の中間ポイント（すなわち７０ｍｍのポイント）が、第１供給路４１からの第１の液と第２供給路４２からの第２の液との境界になっていることが分かる。

一方、図５に示す測定例４〜６では、第１の液の流量及び第２の液の流量が変えられている。すなわち、測定例４では第１の液の流量及び第２の液の流量が同じ（すなわち０．６Ｌ／ｍｉｎ）に設定され、測定例５では第１の液の流量が第２の液の流量よりも小さく設定され、測定例６では第１の液の流量が第２の液の流量よりも大きく設定されている。そして図５に示す各測定ポイントにおける処理液の温度変化から、測定例４では６０ｍｍの測定ポイントと８０ｍｍの測定ポイントとの間の中間ポイント（すなわち７０ｍｍのポイント）が第１の液と第２の液との境界になると推定され、測定例５では２０ｍｍの測定ポイントと４０ｍｍの測定ポイントとの間に第１の液と第２の液との境界があると推定され、測定例６では１００ｍｍの測定ポイントと１２０ｍｍの測定ポイントとの間に第１の液と第２の液との境界があると推定される。

図４及び図５に示す測定例１〜６の結果からも明らかなように、共通流路１２における第１の液及び第２の液の占める割合は、基本的に液温度の影響を受けず、専ら共通流路１２への流入量に基づいて決まる。すなわち、第１の液及び第２の液のうち、共通流路１２への流入量が多い液の方が、より広範囲の吐出口１１から吐出される。したがって、例えばウエハＷ上において第１の液の影響範囲を拡げたい場合には第１供給路４１から共通流路１２に流入させる第１の液を多くすればよく、またウエハＷ上における第１の液の影響範囲を狭めたい場合には第１供給路４１から共通流路１２に流入させる第１の液を少なくすればよい。

したがって本実施形態の液処理装置及びノズル１０を用いる場合には、共通流路１２に流入させる第１の液及び第２の液の流量バランスを変えるだけで、ウエハＷの表面Ｗｓのエッチングプロファイルを変えることができる。このようにウエハＷの表面Ｗｓ側に設けられるノズル１０のみによって、ウエハＷのエッチングの面内均一性を高めたり、ウエハＷの外周部のエッチングを中央部よりも進行させたりすることが可能である。

以上説明したように本実施形態の液処理装置及びノズル１０によれば、第１の液及び第２の液の温度及び流量を調整することによって、簡単な構成でウエハＷの中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することができる。特に本実施形態では、ノズル１０の共通流路１２に供給する第１の液及び第２の液の流量及び温度を調整することによって、ウエハＷのエッチング処理を局所的に進行させることが可能である。例えば、第１の液の温度を第２の液の温度よりも著しく高くすることによって、ウエハＷの外周部のエッチングを局所的に進行させることが可能である。このように上述の液処理装置を使った液処理方法が、第１供給路４１から共通流路１２に第１のエッチング液を供給しつつ、第２供給路４２から共通流路１２に、第１のエッチング液よりも温度が低い第２のエッチング液を供給するステップを含むことで、簡単な構成でウエハＷの中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することができる。

なお上述の説明では、第１供給路４１及び第２供給路４２が共通の分岐ライン１１２を介して共通のタンク１０２に接続される例が示されているが、第１供給路４１及び第２供給路４２は、別体の分岐ラインを介して別体のタンクに接続されてもよい。この場合、別体のタンクには、予め温度が調整された処理液（すなわち第１の液及び第２の液）が貯留されていてもよい。そのような場合には、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２が省略されてもよい。

［第２実施形態］
上述の第１実施形態では、共通流路１２に供給される第１の液及び第２の液の温度が相互に異なる場合について説明したが、第２実施形態では、共通流路１２に供給される第１の液及び第２の液の濃度が異なる場合について説明する。すなわち本実施形態では、ウエハＷのエッチングに寄与する成分（以下、単に「エッチング成分」とも称する）の濃度が第１の液の方が第２の液よりも高い。

そのような第１の液及び第２の液は、様々な種類の液によって実現可能である。本実施形態の第１の液及び第２の液は、同じ成分を有するが、これに限られない。例えば、第１の液及び第２の液を、相互に異なる組成を有する別種類の液によって構成することができる。この場合、第１の液及び第２の液のうち少なくとも第１の液がエッチング液であればよい。また、第１の液及び第２の液はエッチングに寄与する同一の溶質を含むが、第１の液は第２の液よりも当該溶質の濃度を高くすることもできる。

なお本実施形態の第１供給路４１及び第２供給路４２は、図３に示す第１実施形態と同様に共通の分岐ライン１１２を介して共通のタンク１０２に接続されてもよいし、別体の分岐ラインを介して別体のタンクに接続されてもよい。

本実施形態において、第１供給路４１及び第２供給路４２が共通の分岐ライン１１２を介して共通のタンク１０２に接続される場合、第１供給路４１及び第２供給路４２のうちの少なくともいずれか一方には、エッチング成分の濃度を変えられる濃度調整部が設けられる。

図６は、第２実施形態に係る処理流体供給部４０の構成例を示す概略図である。図６において、図３に示す要素と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。図６に示す例では、上述の第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２の代わりに、第１濃度調整部８１及び第２濃度調整部８２が第１供給路４１及び第２供給路４２に設けられている。すなわち、第１濃度調整部８１は、第１供給路４１を流れる第１の液に含まれるエッチング成分の濃度を変えることができ、第２濃度調整部８２は、第２供給路４２を流れる第２の液に含まれるエッチング成分の濃度を変えることができる。

第１濃度調整部８１及び第２濃度調整部８２は任意の装置によって構成可能である。例えば、純水（ＤＩＷ）等の溶媒を第１の液及び／又は第２の液に追加することでエッチング成分の濃度を低減する装置、第１の液及び／又は第２の液にエッチング成分を追加する装置、或いは第１の液及び／又は第２の液から溶媒の一部を除去する装置によって、第１濃度調整部８１及び第２濃度調整部８２を構成することが可能である。

なお本実施形態においても、第１供給路４１が接続される共通流路１２の一端側はウエハＷの径方向Ｄｒの外側に配置され、第２供給路４２が接続される共通流路１２の他端側はウエハＷの径方向Ｄｒの内側に配置される。したがって、ウエハＷの外側のエッチングレートの低減を抑制する観点からは、第１の液のエッチング成分の濃度を第２の液のエッチング成分の濃度よりも高くすることが好ましい。

一方、本実施形態において、第１供給路４１及び第２供給路４２が別体の分岐ラインを介して別体のタンクに接続される場合（図示省略）、上述の第１濃度調整部８１及び第２濃度調整部８２は設けられなくてもよい。すなわち、エッチング成分の濃度が予め調整された処理液（すなわち第１の液及び第２の液）を各タンクに貯留しておくことによって、上述の第１濃度調整部８１及び第２濃度調整部８２が不要となる。

なお上述の例（図６参照）では第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２が設けられていないが、第１供給路４１及び第２供給路４２が共通の分岐ライン１１２を介して共通のタンク１０２に接続される場合も、別体の分岐ラインを介して別体のタンクに接続される場合も、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２が第１供給路４１及び第２供給路４２に設けられてもよい。この場合、第１の液及び第２の液のエッチング成分濃度と温度とを調整することで、ウエハＷのエッチングレートを柔軟に調整することが可能になる。

以上説明したように本実施形態の処理ユニット１６及びノズル１０によれば、第１の液及び第２の液のエッチング成分濃度及び流量を調整することによって、簡単な構成でウエハＷの中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することができる。このように上述の液処理装置を使った液処理方法が、第１供給路４１から共通流路１２に第１のエッチング液を供給しつつ、第２供給路４２から共通流路１２に、第１のエッチング液よりも濃度が低い第２のエッチング液を供給するステップを含むことで、簡単な構成でウエハＷの中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することができる。

［第３実施形態］
上述の第１実施形態及び第２実施形態では第１の液及び第２の液がエッチング液である場合について説明したが、第１の液及び第２の液はエッチング以外の機能を持つ液体であってもよい。本実施形態では、第１の液及び第２の液がウエハＷの温度を調整するための温度調整用液である場合について説明する。

図７は、第３実施形態に係る温度調整用ノズル１８の構成例を説明するための概略図である。図７において、図３に示すエッチング用ノズル１０を構成する要素と同一又は類似の要素については、同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示す温度調整用ノズル１８は、図３に示すエッチング用ノズル１０と同様に、共通流路１２の一端側から他端側に向かう方向に配列される複数の吐出口１１、各吐出口１１に連通する共通流路１２、及び共通流路１２の一端側及び他端側に連通する第１流入部１３及び第２流入部１４を有する。第１流入部１３には第１の液を供給する第１供給路４１が接続され、第２流入部１４には第２の液を供給する第２供給路４２が接続されている。

ただし、温度調整用ノズル１８の共通流路１２に供給される第１の液及び第２の液は、相互に温度が異なる温度調整用液であり、回転するウエハＷの裏面Ｗｒに対してこの温度調整用液が付与される。すなわち、第１供給路４１及び第２供給路４２が分岐ライン１１３を介して連通するタンク（図示省略）には、純水（ＤＩＷ）等の温度調整用液が貯留されており、このタンクから分岐ライン１１３を介して第１供給路４１及び第２供給路４２に温度調整用液が供給される。第１供給路４１に流入した温度調整用液（すなわち第１の液）及び第２供給路４２に流入した温度調整用液（すなわち第２の液）は、第１温度調整部６１及び第２温度調整部６２によって温度が調整され、温度調整用ノズル１８の共通流路１２に向けて送られる。

この温度調整用ノズル１８の各吐出口１１は、ウエハＷの裏面Ｗｒに対向するように配置され、各吐出口１１から吐出される温度調整用液（すなわち第１の液及び第２の液）はウエハＷの裏面Ｗｒに付与される。一方、ウエハＷの表面Ｗｓには、処理流体供給部４０から吐出される処理液（エッチング液）が付与される。

なお本実施形態においても、第１供給路４１が接続される共通流路１２の一端側はウエハＷの径方向Ｄｒの外側に配置され、第２供給路４２が接続される共通流路１２の他端側はウエハＷの径方向Ｄｒの内側に配置される。ウエハＷの外周部のエッチングレートの低減を抑制する観点からは、第１の液の温度を第２の液の温度よりも高くすることが好ましい。すなわち、一般にウエハＷの表面Ｗｓの中心部近傍に供給されたエッチング液はウエハＷの外周部に到達するまでに温度が低下し、当該温度低下に起因してエッチングレートが小さくなる傾向がある。本実施形態の温度調整用ノズル１８を用いて、温度調整用液により裏面Ｗｒ側からウエハＷの外周部を温めることによって、外周部におけるエッチング液の温度低下を防ぐことができ、ウエハＷの外周部におけるエッチングレートの低下を抑制することができる。

以上説明したように本実施形態の温度調整用ノズル１８によれば、第１の液及び第２の液の温度及び流量を調整することによって、簡単な構成でウエハＷの中心位置と外周位置とで位置に応じたエッチング処理を実現することができる。このように上述の液処理装置を使った液処理方法が、第１供給路４１から共通流路１２に第１の温度調整用液を供給しつつ、第２供給路４２から共通流路１２に、第１の温度調整用液よりも温度が低い第２の温度調整用液を供給するステップを含むことで、簡単な構成でウエハＷの中心位置と外周位置とで位置に応じた液処理を実現することができる。

本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形が加えられた各種態様も含みうるものであり、本発明によって奏される効果も上述の事項に限定されない。したがって、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲及び明細書に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１０ノズル
１１吐出口
１２共通流路
４１第１供給路
４２第２供給路
Ｗウエハ

Claims

基板を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記基板を回転させる回転機構と、
前記基板の面に対向するように配置されるノズルと、
前記ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、
前記ノズルは、前記基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、前記共通流路に接続され前記径方向に配置された複数の吐出口とを有し、
前記第１供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の周縁部側に接続され、第１の液を前記共通流路に供給し、
前記第２供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の中心部側に接続され、前記第１の液と温度及び濃度のうちの少なくともいずれか一方が異なる第２の液を前記共通流路に供給し、
前記第１供給路と前記第２供給路は、前記共通流路を介して連通している液処理装置。
前記第１の液は前記第２の液よりも温度が高い請求項１に記載の液処理装置。
前記第１の液及び前記第２の液は同一の溶質を含み、
前記第１の液は前記第２の液よりも前記溶質の濃度が高い請求項１又は２に記載の液処理装置。
前記共通流路は、少なくとも前記複数の吐出口の上方において、同じ径を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液処理装置。
前記第１供給路及び前記第２供給路は、前記共通流路のうち、前記複数の吐出口の上方の流路よりも外側の流路に接続される請求項１〜４のいずれか一項に記載の液処理装置。
前記第１供給路及び前記第２供給路は、前記共通流路のうちの前記複数の吐出口の上方の流路の中央を通る軸を対称軸とした場合に線対称となる位置で、前記共通流路に接続される請求項１〜５のいずれか一項に記載の液処理装置。
前記第１供給路から前記共通流路に供給される前記第１の液の流量と、前記第２供給路から前記共通流路に供給される前記第２の液の流量との間の流量差を調整する流量調整部を更に備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の液処理装置。
前記第１供給路から前記共通流路に供給される前記第１の液の温度と、前記第２供給路から前記共通流路に供給される前記第２の液の温度との間の温度差を調整する温度調整部を更に備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の液処理装置。
基板を保持する保持機構と、前記保持機構に保持された前記基板を回転させる回転機構と、前記基板の面に対向するように配置されるノズルと、前記ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、前記ノズルは、前記基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、前記共通流路に接続され前記径方向に配置された複数の吐出口とを有し、前記第１供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の周縁部側に接続され、前記第２供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の中心部側に接続され、前記第１供給路と前記第２供給路は、前記共通流路を介して連通している液処理装置を使った液処理法方法であって、
前記第１供給路から前記共通流路に第１のエッチング液を供給しつつ、前記第２供給路から前記共通流路に、前記第１のエッチング液よりも温度が低い第２のエッチング液を供給するステップを含む液処理方法。
基板を保持する保持機構と、前記保持機構に保持された前記基板を回転させる回転機構と、前記基板の面に対向するように配置されるノズルと、前記ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、前記ノズルは、前記基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、前記共通流路に接続され前記径方向に配置された複数の吐出口とを有し、前記第１供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の周縁部側に接続され、前記第２供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の中心部側に接続され、前記第１供給路と前記第２供給路は、前記共通流路を介して連通している液処理装置を使った液処理法方法であって、
前記第１供給路から前記共通流路に第１のエッチング液を供給しつつ、前記第２供給路から前記共通流路に、前記第１のエッチング液よりも濃度が低い第２のエッチング液を供給するステップを含む液処理方法。
基板を保持する保持機構と、前記保持機構に保持された前記基板を回転させる回転機構と、前記基板の面に対向するように配置されるノズルと、前記ノズルに接続される第１供給路及び第２供給路と、を備え、前記ノズルは、前記基板の中心部から周縁部に向かう径方向に延在する共通流路と、前記共通流路に接続され前記径方向に配置された複数の吐出口とを有し、前記第１供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の周縁部側に接続され、前記第２供給路は、前記共通流路のうちの前記基板の中心部側に接続され、前記第１供給路と前記第２供給路は、前記共通流路を介して連通している液処理装置を使った液処理法方法であって、
前記第１供給路から前記共通流路に第１の温度調整用液を供給しつつ、前記第２供給路から前記共通流路に、前記第１の温度調整用液よりも温度が低い第２の温度調整用液を供給するステップを含む液処理方法。