JP3167317B2 - 基板処理装置及び同方法 - Google Patents
基板処理装置及び同方法Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67023—Apparatus for fluid treatment for general liquid treatment, e.g. etching followed by cleaning
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、流体（主に液体）を用いた基板の処理装置
に関するもので、特に半導体装置や液晶表示装置等の製
造時に用いられる平板状基板の片面のみを液体で処理す
る際に好適する。
に関するもので、特に半導体装置や液晶表示装置等の製
造時に用いられる平板状基板の片面のみを液体で処理す
る際に好適する。
（従来の技術） （イ）薬液を用いた従来の基板処理法を、H2SO4とH2O2
を混合加熱した薬液で基板洗浄やレジスト除去を行なう
方法を例として、第８図を用いて説明する。石英等で作
られた薬液槽11内に薬液12としてH2SO4とH2O2を10対１
の比で全量で25l入れる。150℃前後にまでランプヒータ
ー13で加熱した薬液12中に複数枚の被処理基板14（本例
では150mm径のレジストパターンが形成されている複数
枚例えば25枚のシリコンウエーハがウエーハホルダー15
に入れられている）を浸漬し、約15分間で処理が終了し
た。前述の25l薬液で約500枚のウエーハ14が処理でき
た。
を混合加熱した薬液で基板洗浄やレジスト除去を行なう
方法を例として、第８図を用いて説明する。石英等で作
られた薬液槽11内に薬液12としてH2SO4とH2O2を10対１
の比で全量で25l入れる。150℃前後にまでランプヒータ
ー13で加熱した薬液12中に複数枚の被処理基板14（本例
では150mm径のレジストパターンが形成されている複数
枚例えば25枚のシリコンウエーハがウエーハホルダー15
に入れられている）を浸漬し、約15分間で処理が終了し
た。前述の25l薬液で約500枚のウエーハ14が処理でき
た。
この装置とほぼ同じもので、フッ化アンモニウム（NH
4F）液や希釈したフッ酸（HF）を用いてガラス層をエッ
チングしたり、洗浄工程に供したりすることがある。ま
た有機アルカリの水溶液でシリコン層をエッチングする
工程に用いられることもある。また、シリコンウエーハ
裏面に形成された酸化膜をエッチング除去するため、ウ
エーハ表面全面をレジストでおおい、前述薬液処理槽に
浸漬させることもある。さらにはまた、飽和状態まで溶
解させたH2SiF6水溶液中にAl等を溶解させ、SiO2を基板
上に堆積させる方法があるが、この方法にも第８図に示
したような浴槽が用いられる。
4F）液や希釈したフッ酸（HF）を用いてガラス層をエッ
チングしたり、洗浄工程に供したりすることがある。ま
た有機アルカリの水溶液でシリコン層をエッチングする
工程に用いられることもある。また、シリコンウエーハ
裏面に形成された酸化膜をエッチング除去するため、ウ
エーハ表面全面をレジストでおおい、前述薬液処理槽に
浸漬させることもある。さらにはまた、飽和状態まで溶
解させたH2SiF6水溶液中にAl等を溶解させ、SiO2を基板
上に堆積させる方法があるが、この方法にも第８図に示
したような浴槽が用いられる。
液晶表示装置等の製造時には、さらに大型基板が用い
られるため、該薬液処理槽はさらに大きくなる。
られるため、該薬液処理槽はさらに大きくなる。
（ロ）シリコンウエーハ上にTABプロセスで用いられるA
uバンプをメッキ法で形成する場合を第９図を用いて説
明する。第９図のようなメッキ溶槽21にAuメッキ液22を
入れ、60〜70℃に加温し、ウエーハ23に対向させて電極
24を設置し、直流電源25により電流を流し、ウエーハ23
上にメッキをする。
uバンプをメッキ法で形成する場合を第９図を用いて説
明する。第９図のようなメッキ溶槽21にAuメッキ液22を
入れ、60〜70℃に加温し、ウエーハ23に対向させて電極
24を設置し、直流電源25により電流を流し、ウエーハ23
上にメッキをする。
（ハ）ポジタイプのフォトレジストと基板の付着力を向
上させるために、HMDS（ヘキサメチレンジシラン）等の
シランカップリング剤処理がレジスト塗布前に行なわれ
ることが多い。この処理法として第10図に示すように、
密閉可能な容器内31にHMDS液体32と被処理基板33を入
れ、密閉した後、HMDSを加熱手段34により温め、HMDSを
蒸発させ、該蒸気35で基板33上にHMDS膜を形成し、カッ
プリング剤処理がなされる。
上させるために、HMDS（ヘキサメチレンジシラン）等の
シランカップリング剤処理がレジスト塗布前に行なわれ
ることが多い。この処理法として第10図に示すように、
密閉可能な容器内31にHMDS液体32と被処理基板33を入
れ、密閉した後、HMDSを加熱手段34により温め、HMDSを
蒸発させ、該蒸気35で基板33上にHMDS膜を形成し、カッ
プリング剤処理がなされる。
（ニ）ポジ型フォトレジストの現像方法を第11図を用い
て説明する。シリコンウエーハ41を回転チャック42上に
載置・固着し、該ウエーハ上のパターン露光されたレジ
ストに現像液43をスプレーノズル44から射出させながら
ウエーハ41を回転させて現像を行なう方法や、ノズルか
ら現像液を滴下させ、ウエーハ表面上に表面張力を用い
て現像液を溜めて静止状態で現像する方法等がある。
て説明する。シリコンウエーハ41を回転チャック42上に
載置・固着し、該ウエーハ上のパターン露光されたレジ
ストに現像液43をスプレーノズル44から射出させながら
ウエーハ41を回転させて現像を行なう方法や、ノズルか
ら現像液を滴下させ、ウエーハ表面上に表面張力を用い
て現像液を溜めて静止状態で現像する方法等がある。
（ホ）フォトレジストの従来の塗布方法を同じく第11図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
スプレーノズル44から現像液のかわりにフォトレジス
ト43を滴下し、ウエーハ41上にレジストを盛るようにす
る。その後ウエーハを回転チャック42で回転させ、不要
のフォトレジストを飛散させ所望の膜厚のレジスト層を
得る。
ト43を滴下し、ウエーハ41上にレジストを盛るようにす
る。その後ウエーハを回転チャック42で回転させ、不要
のフォトレジストを飛散させ所望の膜厚のレジスト層を
得る。
（発明が解決しようとする課題） 上述の（イ）項の処理液槽11中に基板14を浸漬させる
方法では、多量の処理液12を用いるため、これを複数回
利用するのが常である。しかし、被処理基板14が汚れて
いたり、基板ホルダー15が汚染していたりすると、この
汚染が処理液中に溶けていき、この汚染がなされた以降
に処理された基板は、汚染されてしまうことになる。こ
のような汚染をクロスコンタミネーションと言ってい
る。これを回避するためには１個の処理毎に処理液を取
り換えればよいが、コストが高くかかりすぎ現実的でな
い。また、よしんば１回ごとに処理液を交換したとして
も基板裏面が汚れている場合には表面にまでこの汚染が
回わり込むことになり、クロスコンタミネーションを回
避することは不可能である。
方法では、多量の処理液12を用いるため、これを複数回
利用するのが常である。しかし、被処理基板14が汚れて
いたり、基板ホルダー15が汚染していたりすると、この
汚染が処理液中に溶けていき、この汚染がなされた以降
に処理された基板は、汚染されてしまうことになる。こ
のような汚染をクロスコンタミネーションと言ってい
る。これを回避するためには１個の処理毎に処理液を取
り換えればよいが、コストが高くかかりすぎ現実的でな
い。また、よしんば１回ごとに処理液を交換したとして
も基板裏面が汚れている場合には表面にまでこの汚染が
回わり込むことになり、クロスコンタミネーションを回
避することは不可能である。
また大量の処理液を処理液槽に入れて加熱したりして
使用するため、もし槽が破損した場合には大事故とな
り、安全面に関しても問題がある。
使用するため、もし槽が破損した場合には大事故とな
り、安全面に関しても問題がある。
前記（ロ）項の処理の場合、シリコンウエーハ裏面が
メッキ液にさらされるため、裏面をレジスト等でおおう
必要が生じ、このため数多くの工程が必要となる。ま
た、他の問題点としては、ウエーハ23に給電する方法で
あるが、給電部26がメッキ液22中になるため、該給電部
にAuがメッキされ、多数枚のウエーハを連続して処理で
きなくなることである。さらに、多量のメッキ液22を用
いるため、多数枚の基板を処理するのであるが、前記
（イ）項で述べたのと同じようにクロスコンタミネーシ
ョンの問題も回避できなく、この場合は汚染原因によっ
てはメッキそのものの品質が再現しなくなることもあ
る。
メッキ液にさらされるため、裏面をレジスト等でおおう
必要が生じ、このため数多くの工程が必要となる。ま
た、他の問題点としては、ウエーハ23に給電する方法で
あるが、給電部26がメッキ液22中になるため、該給電部
にAuがメッキされ、多数枚のウエーハを連続して処理で
きなくなることである。さらに、多量のメッキ液22を用
いるため、多数枚の基板を処理するのであるが、前記
（イ）項で述べたのと同じようにクロスコンタミネーシ
ョンの問題も回避できなく、この場合は汚染原因によっ
てはメッキそのものの品質が再現しなくなることもあ
る。
前記（ハ）項の処理法の問題点としては、HMDS膜が不
要なウエーハ裏面にまで形成され、これが後工程でパー
ティクル発生や汚染の原因となる。また容器内壁にHMDS
が累積して厚く付着し、該付着膜がはがれ、パーティク
ルの原因となることもある。さらには容器全体をHMDS蒸
気で満たすとき、濃度を均一にすることが困難でHMDS膜
厚にバラツキが生じやすい。
要なウエーハ裏面にまで形成され、これが後工程でパー
ティクル発生や汚染の原因となる。また容器内壁にHMDS
が累積して厚く付着し、該付着膜がはがれ、パーティク
ルの原因となることもある。さらには容器全体をHMDS蒸
気で満たすとき、濃度を均一にすることが困難でHMDS膜
厚にバラツキが生じやすい。
上記の（ニ）項の現像方法の問題点は、まずスプレー
で射出させながら現像すると、放射状の現像むらが生じ
る。静止状態で現像したほうがむらに関しては良好であ
るが、現像液がレジスト表面をゆっくり延長していく
と、理由はよくわからないが現像むらが生じやすく、こ
のためできるだけ速く現像液を基板表面に延展するのが
望ましい。しかしあまり速く延展させると表面張力が破
れ現像液が静止しなくウエーハ表面からもれてしまう。
また、ウエーハ保持が水平でないともれが生じたり、風
や機械的な振動・ゆれ等で現像液がもれることがある。
さらに、ウエーハ41が大きくなり、200mm直径まで大き
くなると、もはや表面張力だけで現像液43を静止保持さ
せておくことは困難である。
で射出させながら現像すると、放射状の現像むらが生じ
る。静止状態で現像したほうがむらに関しては良好であ
るが、現像液がレジスト表面をゆっくり延長していく
と、理由はよくわからないが現像むらが生じやすく、こ
のためできるだけ速く現像液を基板表面に延展するのが
望ましい。しかしあまり速く延展させると表面張力が破
れ現像液が静止しなくウエーハ表面からもれてしまう。
また、ウエーハ保持が水平でないともれが生じたり、風
や機械的な振動・ゆれ等で現像液がもれることがある。
さらに、ウエーハ41が大きくなり、200mm直径まで大き
くなると、もはや表面張力だけで現像液43を静止保持さ
せておくことは困難である。
上記（ホ）項の問題点としては、レジストを回転飛散
させる時レジスト中の溶剤も揮発していくためレジスト
の粘度が高くなっていく。このため溶剤揮発速度と飛散
速度が調和しないと膜厚ばらつきが大きくなる。この現
象をストリエーションと言っている。このストリエーシ
ョンを最小にするため、ウエーハ上のレジスト盛り量を
多くしたり回転速度や加速度を大きくすることにより解
決しているが、ウエーハ直径が大きくなってくるともは
やこれらだけでは解決できなくなってきている。
させる時レジスト中の溶剤も揮発していくためレジスト
の粘度が高くなっていく。このため溶剤揮発速度と飛散
速度が調和しないと膜厚ばらつきが大きくなる。この現
象をストリエーションと言っている。このストリエーシ
ョンを最小にするため、ウエーハ上のレジスト盛り量を
多くしたり回転速度や加速度を大きくすることにより解
決しているが、ウエーハ直径が大きくなってくるともは
やこれらだけでは解決できなくなってきている。
そこで本発明の目的は、上記クロスコンタミネーショ
ンの問題、大量の処理液を使用する問題点等を改善する
ことにある。
ンの問題、大量の処理液を使用する問題点等を改善する
ことにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、被電気化学的処理基板の被処理面に近接対
向するように配置される処理液保持具に、前記基板対向
部の一面から他面へ貫通する複数の貫通孔を設け、前記
処理液保持具に処理液を供給した際、前記貫通孔により
前記処理液を保持させ、前記被電気化学的処理基板の前
記被処理面に前記処理液を接触させて電気化学的処理を
行うにあたり、前記被電気化学的処理基板の前記処理液
と接触する領域以外の前記被電気化学的処理基板の領域
に対して電気的に接触する電気化学的処理用電極を設け
たことを特徴とする基板処理装置である。
向するように配置される処理液保持具に、前記基板対向
部の一面から他面へ貫通する複数の貫通孔を設け、前記
処理液保持具に処理液を供給した際、前記貫通孔により
前記処理液を保持させ、前記被電気化学的処理基板の前
記被処理面に前記処理液を接触させて電気化学的処理を
行うにあたり、前記被電気化学的処理基板の前記処理液
と接触する領域以外の前記被電気化学的処理基板の領域
に対して電気的に接触する電気化学的処理用電極を設け
たことを特徴とする基板処理装置である。
さらに、本発明は、複数の貫通孔を有する処理液保持
具を用いた被電気化学的処理基板の基板処理方法であっ
て、前記処理液保持具を前記被電気化学的処理基板の被
処理面に近接対向するように配置する工程と、前記処理
液保持具の表面と前記被電気化学的処理基板の処理面と
の間に空間ができるように両者の間の距離を調節する工
程と、前記複数の貫通孔内及び処理液保持具の表面と前
記被電気化学的処理基板の処理面との間で処理液を保持
することにより、前記空間を前記処理液で満たす工程
と、前記被電気化学的処理基板の前記処理液と接触する
領域以外の前記被電気化学的処理基板の領域に対して電
気化学的処理用電極を電気的に接触させて前記被電気化
学的処理基板の処理面を前記処理液を用いて電気化学的
処理を行う工程とを具備したことを特徴とする基板処理
方法である。
具を用いた被電気化学的処理基板の基板処理方法であっ
て、前記処理液保持具を前記被電気化学的処理基板の被
処理面に近接対向するように配置する工程と、前記処理
液保持具の表面と前記被電気化学的処理基板の処理面と
の間に空間ができるように両者の間の距離を調節する工
程と、前記複数の貫通孔内及び処理液保持具の表面と前
記被電気化学的処理基板の処理面との間で処理液を保持
することにより、前記空間を前記処理液で満たす工程
と、前記被電気化学的処理基板の前記処理液と接触する
領域以外の前記被電気化学的処理基板の領域に対して電
気化学的処理用電極を電気的に接触させて前記被電気化
学的処理基板の処理面を前記処理液を用いて電気化学的
処理を行う工程とを具備したことを特徴とする基板処理
方法である。
即ち本発明は、被電気化学的処理基板の被処理面に近
接対向するように配置される処理液保持具に、基板対向
部の一面から他面へ貫通する複数の貫通孔を設け、処理
液保持具に処理液を供給した際、貫通孔により処理液を
保持した状態で基板に対して電気化学的処理を施こすも
ので、本発明では被電気化学的処理基板の処理面にのみ
処理液を保持させて処理できるため処理液はごく少量で
すみ、処理毎に処理液を廃棄することができるため、ク
ロスコンタミネーションを防止することができ、かつ安
全性および経済性も高い。
接対向するように配置される処理液保持具に、基板対向
部の一面から他面へ貫通する複数の貫通孔を設け、処理
液保持具に処理液を供給した際、貫通孔により処理液を
保持した状態で基板に対して電気化学的処理を施こすも
ので、本発明では被電気化学的処理基板の処理面にのみ
処理液を保持させて処理できるため処理液はごく少量で
すみ、処理毎に処理液を廃棄することができるため、ク
ロスコンタミネーションを防止することができ、かつ安
全性および経済性も高い。
（実施例） 以下H2SO4とH2O2混合液を用いてレジスト除去や基板
洗浄をする、本発明の途中で考えられた方法および装置
について第１図を用いて述べる。
洗浄をする、本発明の途中で考えられた方法および装置
について第１図を用いて述べる。
石英で作られた基板支持台111上に150mm径の被処理シ
リコンウエーハ112が載置されている。図では省略した
が、該ウエーハ112には、除去されるレジストがウエー
ハ表面（本例では上面）に付着している。直径1.5mmの
貫通孔110が3mm間隔で150mmのほぼ円形全面（但しウエ
ーハのオリフラ部は除く）に設けられたカーボンで製作
された厚さ2mm、直径170mmの処理液保持具113を、H2SO4
とH2O2混合液（10:1混合比）に浸漬し、貫通孔110を処
理液115で満たしておく。この保持具113をウエーハ112
と0.5mmほどの間隔114をあけて配置すると、表面張力で
もって保持具とウエーハの間隔部114が処理液115で満た
される。
リコンウエーハ112が載置されている。図では省略した
が、該ウエーハ112には、除去されるレジストがウエー
ハ表面（本例では上面）に付着している。直径1.5mmの
貫通孔110が3mm間隔で150mmのほぼ円形全面（但しウエ
ーハのオリフラ部は除く）に設けられたカーボンで製作
された厚さ2mm、直径170mmの処理液保持具113を、H2SO4
とH2O2混合液（10:1混合比）に浸漬し、貫通孔110を処
理液115で満たしておく。この保持具113をウエーハ112
と0.5mmほどの間隔114をあけて配置すると、表面張力で
もって保持具とウエーハの間隔部114が処理液115で満た
される。
しかして基板支持台下方に配置されているランプヒー
ター116を点灯することにより、赤外線を吸収しやすい
カーボンで作られている保持具113が加熱されて、すば
やく処理液115も昇温し、レジストを高速で除去する。
この時の温度は150〜200℃に設定した。２〜３分でレジ
スト除去は終了した。終了後、保持具113を持ちあげ、
ウエーハ112をとり出し、次の処理されるウエーハを基
板支持台に載置し、上述の工程を繰りかえしていく。
ター116を点灯することにより、赤外線を吸収しやすい
カーボンで作られている保持具113が加熱されて、すば
やく処理液115も昇温し、レジストを高速で除去する。
この時の温度は150〜200℃に設定した。２〜３分でレジ
スト除去は終了した。終了後、保持具113を持ちあげ、
ウエーハ112をとり出し、次の処理されるウエーハを基
板支持台に載置し、上述の工程を繰りかえしていく。
第１図のものにあっては、保持具113が多数の孔110を
有しているため、上述間隔部114に充分な処理液115が保
持されるのであり、かつ保持具113とウエーハ112をはが
す時、多数の孔110を通して空気が流入するため、はが
しやすくなっている。このような保持具113は多孔質の
材料で作製しても同様の効果は得られる。当然のことな
がら保持具113は処理液におかされない材料を選定すべ
きである。または表面処理を施こし、耐薬性を向上させ
るのが望ましい。さらに保持具は、カーボンやガラスの
ファイバーで編んだものを用いてもよいし、紙のように
漉いたものを用いてもよい。これらのものを用いた場合
は折れ曲げが可能であるため、基板からはがす時さらに
容易になる。さらに、折り曲げができない材料のもので
も丸棒状のものを、すのこ状に糸等で編んでもよいし、
適当な連結具を用いて束ねてもよい。
有しているため、上述間隔部114に充分な処理液115が保
持されるのであり、かつ保持具113とウエーハ112をはが
す時、多数の孔110を通して空気が流入するため、はが
しやすくなっている。このような保持具113は多孔質の
材料で作製しても同様の効果は得られる。当然のことな
がら保持具113は処理液におかされない材料を選定すべ
きである。または表面処理を施こし、耐薬性を向上させ
るのが望ましい。さらに保持具は、カーボンやガラスの
ファイバーで編んだものを用いてもよいし、紙のように
漉いたものを用いてもよい。これらのものを用いた場合
は折れ曲げが可能であるため、基板からはがす時さらに
容易になる。さらに、折り曲げができない材料のもので
も丸棒状のものを、すのこ状に糸等で編んでもよいし、
適当な連結具を用いて束ねてもよい。
本例では処理液に保持具113を浸漬してから基板112上
に載置したが、基板上に保持具を載置後、処理液を保持
具上に滴下してもよい。また保持具にレジスト除去時の
汚染物が付着してクロスコンタミネーションを懸念する
場合は、必要に応じて保持具113を別途手段で洗浄すれ
ばよい。この時は、保持具を複数個用意しておけば工程
が滞こおることはない。
に載置したが、基板上に保持具を載置後、処理液を保持
具上に滴下してもよい。また保持具にレジスト除去時の
汚染物が付着してクロスコンタミネーションを懸念する
場合は、必要に応じて保持具113を別途手段で洗浄すれ
ばよい。この時は、保持具を複数個用意しておけば工程
が滞こおることはない。
第１図の装置を用いた変形例としては、加熱リン酸
（H3PO4）を用いてウエーハ上のSi3N4膜を除去する処理
がある。この場合、リン酸使用量はごく少量で可能であ
るため、安全性が確保され、さらにプラズマを用いた処
理方法に比べ、はるかに安価な装置で可能であり、さら
に下地基板をおかすこともなく、ダメージもまったく入
らなかった。
（H3PO4）を用いてウエーハ上のSi3N4膜を除去する処理
がある。この場合、リン酸使用量はごく少量で可能であ
るため、安全性が確保され、さらにプラズマを用いた処
理方法に比べ、はるかに安価な装置で可能であり、さら
に下地基板をおかすこともなく、ダメージもまったく入
らなかった。
さらに別の変形例としては処理液にフッ化アンモニウ
ム（NH4F）溶液や希釈フッ酸を用いてSiO2膜をエッチン
グ除去したり、有機系アルカリ溶液を用いてシリコンを
エッチング除去したりした。本例では、保持具を高純度
のCVD法で形成されたSiC膜で作製した。
ム（NH4F）溶液や希釈フッ酸を用いてSiO2膜をエッチン
グ除去したり、有機系アルカリ溶液を用いてシリコンを
エッチング除去したりした。本例では、保持具を高純度
のCVD法で形成されたSiC膜で作製した。
次にウエーハ裏面の酸化膜を除去する処理工程に適用
した、本発明の途中で考えられた別の方法および装置に
ついて第２図を用いて説明する。第２図（ｂ）は同図
（ａ）の部分Ａの拡大図である。10mmの厚さで、150mm
の直径のカーボン板211に、直径2mm、深さ2mmのザグリ
孔（有底孔）212を4mmピッチでほぼ全面に設け、そのう
ち約30％の孔の底部に1mm直径の貫通孔213を形成した。
このようなカーボン板211の全面にCVD法でSiC膜を約50
μｍ堆積し、処理液保持具214とした。この保持具外周
部に間隔的に例えば３ケ所の凸起部215を設け、ウエー
ハ217との間隙調整に利用した。本例では凸起部215を1.
5mmの高さにした。また上述の処理液保持具214上にフッ
化アンモニウム（NH4F）水溶液216を、ザグリ孔212から
少し盛りあがる程度にまで滴下した。次に被処理基板21
7の処理面（この場合はウエーハ裏面）をNH4F水溶液に
接するようにしながら、上述凸起部215上に載置した。
表面張力により図示するようにNH4F水溶液216は、ウエ
ーハ裏面全体に拡がる。処理液216をザグリ孔212に滴下
している時、貫通孔213の内部にも処理液は流入する
が、表面張力により下部にもれていくことはない。ただ
しウエーハ裏面が処理液に接した時にその時の圧力で貫
通孔213内の処理液がもれない程度に滴下量を調整する
のが望ましい。また、処理液と基板処理面が接する時、
空気（気泡）がまきこまれないように、互に傾斜を持た
せてウエーハと保持具を接するようにしていくとよい。
上記の基板を、処理が終了して持ちあげる際、基板と保
持具で形成される空隙部に、貫通孔213を通して空気が
流入し、比較的容易に両者を引きはがすことができる。
した、本発明の途中で考えられた別の方法および装置に
ついて第２図を用いて説明する。第２図（ｂ）は同図
（ａ）の部分Ａの拡大図である。10mmの厚さで、150mm
の直径のカーボン板211に、直径2mm、深さ2mmのザグリ
孔（有底孔）212を4mmピッチでほぼ全面に設け、そのう
ち約30％の孔の底部に1mm直径の貫通孔213を形成した。
このようなカーボン板211の全面にCVD法でSiC膜を約50
μｍ堆積し、処理液保持具214とした。この保持具外周
部に間隔的に例えば３ケ所の凸起部215を設け、ウエー
ハ217との間隙調整に利用した。本例では凸起部215を1.
5mmの高さにした。また上述の処理液保持具214上にフッ
化アンモニウム（NH4F）水溶液216を、ザグリ孔212から
少し盛りあがる程度にまで滴下した。次に被処理基板21
7の処理面（この場合はウエーハ裏面）をNH4F水溶液に
接するようにしながら、上述凸起部215上に載置した。
表面張力により図示するようにNH4F水溶液216は、ウエ
ーハ裏面全体に拡がる。処理液216をザグリ孔212に滴下
している時、貫通孔213の内部にも処理液は流入する
が、表面張力により下部にもれていくことはない。ただ
しウエーハ裏面が処理液に接した時にその時の圧力で貫
通孔213内の処理液がもれない程度に滴下量を調整する
のが望ましい。また、処理液と基板処理面が接する時、
空気（気泡）がまきこまれないように、互に傾斜を持た
せてウエーハと保持具を接するようにしていくとよい。
上記の基板を、処理が終了して持ちあげる際、基板と保
持具で形成される空隙部に、貫通孔213を通して空気が
流入し、比較的容易に両者を引きはがすことができる。
第２図の変形例として、第３図に示すように上述の処
理液保持具214の底部に密閉空間251を設け、該空間内の
圧力を調整できる機構（図示ではN2ボンベ254と圧力調
整弁255）を併設しておく。処理液216を保持具に滴下し
た後、該空間内の圧力を調整して基板処理面と処理液が
接するようにしたり、処理中に空間内圧力を増減させて
処理液216に振動を与え、処理液の拡がりを促進させる
こともできる。
理液保持具214の底部に密閉空間251を設け、該空間内の
圧力を調整できる機構（図示ではN2ボンベ254と圧力調
整弁255）を併設しておく。処理液216を保持具に滴下し
た後、該空間内の圧力を調整して基板処理面と処理液が
接するようにしたり、処理中に空間内圧力を増減させて
処理液216に振動を与え、処理液の拡がりを促進させる
こともできる。
さらに、基板を持ちあげる場合、空間251内の圧力を
調整して貫通孔213を通してのガスの流入を容易にする
など有用である。また、空間251内にガスでなく処理液
そのものを入れ、貫通孔213を通して処理液216の供給を
行い、かつ処理終了後、処理液を回収することも可能で
ある。さらに該密閉空間の底部252に超音波発振子253を
付設し、処理液に振動を与えたり、温度調整機構を設
け、処理液および処理中の温度制御を行なうことも可能
である。
調整して貫通孔213を通してのガスの流入を容易にする
など有用である。また、空間251内にガスでなく処理液
そのものを入れ、貫通孔213を通して処理液216の供給を
行い、かつ処理終了後、処理液を回収することも可能で
ある。さらに該密閉空間の底部252に超音波発振子253を
付設し、処理液に振動を与えたり、温度調整機構を設
け、処理液および処理中の温度制御を行なうことも可能
である。
次にシリコンウエーハにTAB用Auバンプメッキ処理を
行なった本発明の実施例による基板処理装置及び処理方
法を、第４図の構成図を用いて説明する。直径175mmの
石英で作られた基板支持容器311とこれとほぼ同径の処
理液保持具312があり、これらで密閉空間が形成できる
ように、容器外周にはＯリング313が埋設されている。
容器311の中央部に凸起部310を設け、Auメッキ処理がな
される125mm直径のウエーハ314が載置される。凸起部31
0にはメッキ用電極315が設けられており、ウエーハと該
電極の接触を良好にするため、ウエーハの真空チャック
機構316を併設してもよい。また該凸起部310にはウエー
ハ314の上げ下げを容易にするため、切り込み317を設け
てもよい。密閉容器内圧力を調整するためのガス供給機
構318やドレイン（ガス排出）機構319が容易に設けられ
ている。前述の処理液保持具312はステンレスで作ら
れ、すべての面はテフロン（登録商標名）加工がなされ
ているが、ウエーハと対向する面はPt膜が表面処理され
ている。また、ウエーハとの対向面には多数の貫通孔30
9が開口されている。また上記保持具の処理液内蔵空間3
20に連結するように処理液供給機構321があり、該供給
機構で上記内蔵空間320の処理液圧力の調整が可能にな
っている。しかして、密閉容器内圧力と処理液圧力のバ
ランスをとりながら、被処理基板314と保持具312の間隙
にメッキ液322を満たす。そして保持具312と凸起部メッ
キ用電極315間に直流電源323を接続しメッキを行なう。
この時、メッキ液の循環を改善するため、保持具他面に
超音波振動子324を付設し超音波を加えてもよいし、メ
ッキ液供給機構321を用いて、メッキ途中で前記間隙の
メッキ液を内蔵空間320のメッキ液と入れかえるような
操作を行なってもよい。また必要に応じ、加熱ランプ32
5により基板314を加熱することができるし、加温したメ
ッキ液を供給してもよい。
行なった本発明の実施例による基板処理装置及び処理方
法を、第４図の構成図を用いて説明する。直径175mmの
石英で作られた基板支持容器311とこれとほぼ同径の処
理液保持具312があり、これらで密閉空間が形成できる
ように、容器外周にはＯリング313が埋設されている。
容器311の中央部に凸起部310を設け、Auメッキ処理がな
される125mm直径のウエーハ314が載置される。凸起部31
0にはメッキ用電極315が設けられており、ウエーハと該
電極の接触を良好にするため、ウエーハの真空チャック
機構316を併設してもよい。また該凸起部310にはウエー
ハ314の上げ下げを容易にするため、切り込み317を設け
てもよい。密閉容器内圧力を調整するためのガス供給機
構318やドレイン（ガス排出）機構319が容易に設けられ
ている。前述の処理液保持具312はステンレスで作ら
れ、すべての面はテフロン（登録商標名）加工がなされ
ているが、ウエーハと対向する面はPt膜が表面処理され
ている。また、ウエーハとの対向面には多数の貫通孔30
9が開口されている。また上記保持具の処理液内蔵空間3
20に連結するように処理液供給機構321があり、該供給
機構で上記内蔵空間320の処理液圧力の調整が可能にな
っている。しかして、密閉容器内圧力と処理液圧力のバ
ランスをとりながら、被処理基板314と保持具312の間隙
にメッキ液322を満たす。そして保持具312と凸起部メッ
キ用電極315間に直流電源323を接続しメッキを行なう。
この時、メッキ液の循環を改善するため、保持具他面に
超音波振動子324を付設し超音波を加えてもよいし、メ
ッキ液供給機構321を用いて、メッキ途中で前記間隙の
メッキ液を内蔵空間320のメッキ液と入れかえるような
操作を行なってもよい。また必要に応じ、加熱ランプ32
5により基板314を加熱することができるし、加温したメ
ッキ液を供給してもよい。
本実施例ではウエーハ裏面がメッキ液322に接しない
ため、前記従来例のように裏面が汚れることも、電極に
Auがメッキされることもなく、良好にAuバンプメッキが
行なえた。さらにメッキ液が密閉空間にあるため、メッ
キ液蒸気が外部にもれることもなく、安全上にも利点が
あった。
ため、前記従来例のように裏面が汚れることも、電極に
Auがメッキされることもなく、良好にAuバンプメッキが
行なえた。さらにメッキ液が密閉空間にあるため、メッ
キ液蒸気が外部にもれることもなく、安全上にも利点が
あった。
本発明の途中で考えられたものであるが、上述の第４
図の装置を用いて、メッキ液のかわりに、現像液を用い
て現像することも可能であった。当然この場合はメッキ
用電源323や電極は不用である。本例では現像液が瞬時
にウエーハ面をおおうことが可能となるため、現像むら
がなく均一な現像が達成できた。さらに200mm直径のウ
エーハ上でも何ら問題なく、均一性よく現像が可能とな
った。
図の装置を用いて、メッキ液のかわりに、現像液を用い
て現像することも可能であった。当然この場合はメッキ
用電源323や電極は不用である。本例では現像液が瞬時
にウエーハ面をおおうことが可能となるため、現像むら
がなく均一な現像が達成できた。さらに200mm直径のウ
エーハ上でも何ら問題なく、均一性よく現像が可能とな
った。
さらに本発明の途中で考えられたものであるが、第４
図の他の変形例として、現像液のかわりに飽和状態まで
溶解させたH2SiF6水溶液にAl等を溶解させた処理液を用
いることにより、基板上にSiO2膜を堆積させることが可
能であった。この場合、基板のみを加温（60〜80℃）で
きるため、異状析出等の問題もなく、堆積速度も大きく
とることが可能であった。
図の他の変形例として、現像液のかわりに飽和状態まで
溶解させたH2SiF6水溶液にAl等を溶解させた処理液を用
いることにより、基板上にSiO2膜を堆積させることが可
能であった。この場合、基板のみを加温（60〜80℃）で
きるため、異状析出等の問題もなく、堆積速度も大きく
とることが可能であった。
更に本発明の途中で考えられたものであるが、他の変
形例として、シランカップリング剤（例えばウエーハと
フォトレジストの接着用）処理に上述装置を適用したも
のについて説明する。ここでシランカップリング剤溶液
を適当に希釈して該溶液を直接塗布処理してもよいし、
従来例と同様に蒸気で処理する場合には、第５図に示す
ように前述処理液保持具312の前面を多孔質物体351でお
おうようにして、本発明での流体として、蒸気のみが通
過してくるようにして処理してもよい。該多孔質物体35
1としては、カーボンやセラミックなどからなる多孔質
物質を用いてもよいし、紙や布等を用いてもよい。この
実施例ではシランカップリング剤はウエーハ裏面には塗
布されないためパーティクルの発生がなく良好であっ
た。
形例として、シランカップリング剤（例えばウエーハと
フォトレジストの接着用）処理に上述装置を適用したも
のについて説明する。ここでシランカップリング剤溶液
を適当に希釈して該溶液を直接塗布処理してもよいし、
従来例と同様に蒸気で処理する場合には、第５図に示す
ように前述処理液保持具312の前面を多孔質物体351でお
おうようにして、本発明での流体として、蒸気のみが通
過してくるようにして処理してもよい。該多孔質物体35
1としては、カーボンやセラミックなどからなる多孔質
物質を用いてもよいし、紙や布等を用いてもよい。この
実施例ではシランカップリング剤はウエーハ裏面には塗
布されないためパーティクルの発生がなく良好であっ
た。
次にフォトレジストの塗布を行う、本発明の途中で考
えられた基板処理方法について第６図を用いて説明す
る。すなわち、回転および上下移動可能なウエーハ支持
チャック411にウエーハ412を、真空チャック等の手段で
固着する。フォトレジストを保持する保持具413にはレ
ジストの供給機構414、レジスト415を内蔵できる空間が
ある。またウエーハ412と対向する面416は、多孔質物体
（本例では紙状に漉かれたテフロン（登録商標名）シー
トを用いた）で作られている。しかしてウエーハ412と
保持具413を近接させ、該保持具からフォトレジストを
にじみ出させてウエーハ上にレジスト層を形成する。そ
の後、ウエーハ支持チャック411を下方に移動させゆっ
くり回転させることにより余剰レジストを飛散させ、ウ
エーハ上に所望膜厚のレジスト層を得ることができた。
えられた基板処理方法について第６図を用いて説明す
る。すなわち、回転および上下移動可能なウエーハ支持
チャック411にウエーハ412を、真空チャック等の手段で
固着する。フォトレジストを保持する保持具413にはレ
ジストの供給機構414、レジスト415を内蔵できる空間が
ある。またウエーハ412と対向する面416は、多孔質物体
（本例では紙状に漉かれたテフロン（登録商標名）シー
トを用いた）で作られている。しかしてウエーハ412と
保持具413を近接させ、該保持具からフォトレジストを
にじみ出させてウエーハ上にレジスト層を形成する。そ
の後、ウエーハ支持チャック411を下方に移動させゆっ
くり回転させることにより余剰レジストを飛散させ、ウ
エーハ上に所望膜厚のレジスト層を得ることができた。
本例によると、レジスト飛散時、ウエーハ上方にレジ
ストを大量に内蔵した保持具が存在しているため、これ
からレジスト溶剤が揮発し、ウエーハ近傍はレジスト溶
剤で充満している。このためレジスト乾燥が起こりにく
くなり、低速回転で所望の膜厚を得ることができ、かつ
レジストの消費量も従来方法に比べて1/3〜1/10で塗布
が行えた。ところでウエーハ近傍のレジスト溶剤濃度が
いつまでも高いとレジストが乾燥せず、一定膜厚になり
にくい。
ストを大量に内蔵した保持具が存在しているため、これ
からレジスト溶剤が揮発し、ウエーハ近傍はレジスト溶
剤で充満している。このためレジスト乾燥が起こりにく
くなり、低速回転で所望の膜厚を得ることができ、かつ
レジストの消費量も従来方法に比べて1/3〜1/10で塗布
が行えた。ところでウエーハ近傍のレジスト溶剤濃度が
いつまでも高いとレジストが乾燥せず、一定膜厚になり
にくい。
このため所望膜厚になった後に、前述ウエーハチャッ
ク411をさらに下方に移動させ、レジスト溶剤濃度を減
少させる。
ク411をさらに下方に移動させ、レジスト溶剤濃度を減
少させる。
第６図による装置を用いて、シランカップリング剤処
理を行なうことも可能であり、また現像処理にも適して
いることは自明である。
理を行なうことも可能であり、また現像処理にも適して
いることは自明である。
本発明の途中で考えられた、液晶表示装置等の製造に
用いられるガラス等の大型基板の処理方法を第７図を用
いて説明する。ガラス基板511が基板転送ローラー512上
に載置され、転送可能にしてある。該基板511の上方に
処理液でおかされない布（例えば漉かし法で製作された
テフロン（登録商標名）紙やポリアミド、ポリエーテル
ケトン等のいわゆるエンジニアリングプラスチック繊維
で編まれたメッシュや布状のものでもよい）で作られた
無端布ベルト513があり、これは複数個のベルト回転用
ローラー514で回転するようになっている。この布ベル
トに処理液を供給する処理液供給機構515も併設されて
いる。
用いられるガラス等の大型基板の処理方法を第７図を用
いて説明する。ガラス基板511が基板転送ローラー512上
に載置され、転送可能にしてある。該基板511の上方に
処理液でおかされない布（例えば漉かし法で製作された
テフロン（登録商標名）紙やポリアミド、ポリエーテル
ケトン等のいわゆるエンジニアリングプラスチック繊維
で編まれたメッシュや布状のものでもよい）で作られた
無端布ベルト513があり、これは複数個のベルト回転用
ローラー514で回転するようになっている。この布ベル
トに処理液を供給する処理液供給機構515も併設されて
いる。
以上からなる処理液保持具516を基板511に近接して配
置し、処理液523が基板処理面に接するようにする。そ
して基板511を転送させながら処理を行なう。処理終了
後の基板表面に残存している処理液523を除去・洗浄す
るため、洗浄機構517がある。これは中心部に洗浄水518
を供給する洗浄水供給部519、これを囲むように、使用
済み洗浄水および残存処理液を回収する減圧状態の回収
部520からできており、供給部先端には洗浄水量調整の
ために多孔質物体521があり、これで水量を調整し、基
板表面が洗浄できるようにする。さらに洗浄水の残存を
除去するために、含水性に富んだ布からなる払きとり機
構522があり、必要に応じさらに乾燥機構も設けてもよ
い。
置し、処理液523が基板処理面に接するようにする。そ
して基板511を転送させながら処理を行なう。処理終了
後の基板表面に残存している処理液523を除去・洗浄す
るため、洗浄機構517がある。これは中心部に洗浄水518
を供給する洗浄水供給部519、これを囲むように、使用
済み洗浄水および残存処理液を回収する減圧状態の回収
部520からできており、供給部先端には洗浄水量調整の
ために多孔質物体521があり、これで水量を調整し、基
板表面が洗浄できるようにする。さらに洗浄水の残存を
除去するために、含水性に富んだ布からなる払きとり機
構522があり、必要に応じさらに乾燥機構も設けてもよ
い。
このようにすれば大型基板511でも、ごく少量の処理
液で効率よく処理することができた。
液で効率よく処理することができた。
［発明の効果］ 本発明の基板処理装置及び同方法を用いれば、少量の
処理液で安全かつ効率的に基板処理が行なえるし、さら
に基板裏面からの汚染もまったく問題にならなくなっ
た。
処理液で安全かつ効率的に基板処理が行なえるし、さら
に基板裏面からの汚染もまったく問題にならなくなっ
た。
第１図は本発明の本発明の途中で考えられた基板処理方
法および処理装置の構成図、第２図は本発明の途中で考
えられた別の基板処理方法および処理装置の構成図、第
３図は第２図の変形例の構成図、第４図は本発明の実施
例による基板処理装置の構成図、第５図は本発明の途中
で考えられた基板処理装置の構成図、第６図は本発明の
途中で考えられた基板処理方法で使用される装置の構成
図、第７図は本発明の途中で考えられた大型基板の処理
方法で使用される装置の構成図、第８図ないし第11図は
従来の基板処理を示す構成図である。 112,217,314,412,511……被処理基板、113,214,312,41
3,516……流体保持具、110,213,309……流体通過孔、11
5,216,322,415,523……処理用流体、212……ザグリ孔
（有底孔）、215……凸突部、320……流体貯蔵部。
法および処理装置の構成図、第２図は本発明の途中で考
えられた別の基板処理方法および処理装置の構成図、第
３図は第２図の変形例の構成図、第４図は本発明の実施
例による基板処理装置の構成図、第５図は本発明の途中
で考えられた基板処理装置の構成図、第６図は本発明の
途中で考えられた基板処理方法で使用される装置の構成
図、第７図は本発明の途中で考えられた大型基板の処理
方法で使用される装置の構成図、第８図ないし第11図は
従来の基板処理を示す構成図である。 112,217,314,412,511……被処理基板、113,214,312,41
3,516……流体保持具、110,213,309……流体通過孔、11
5,216,322,415,523……処理用流体、212……ザグリ孔
（有底孔）、215……凸突部、320……流体貯蔵部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 5/02,7/12 H01L 21/60
Claims (13)
- 【請求項１】被電気化学的処理基板の被処理面に近接対
向するように配置される処理液保持具に、前記基板対向
部の一面から他面へ貫通する複数の貫通孔を設け、前記
処理液保持具に処理液を供給した際、前記貫通孔により
前記処理液を保持させ、前記被電気化学的処理基板の前
記被処理面に前記処理液を接触させて電気化学的処理を
行うにあたり、前記被電気化学的処理基板の前記処理液
と接触する領域以外の前記被電気化学的処理基板の領域
に対して電気的に接触する電気化学的処理用電極を設け
たことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項２】前記処理液保持具の表面と前記被電気化学
的処理基板の処理面との間には空間が介在していること
を特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 【請求項３】前記空間には、処理液が配置されることを
特徴とする請求項２記載の基板処理装置。 - 【請求項４】前記処理液保持具の前記被電気化学的処理
基板との対向面とは反対の面側に、前記処理液の貯蔵部
を有したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
１項記載の基板処理装置。 - 【請求項５】前記貯蔵部から送られた前記処理液は、前
記空間を満たすことを特徴とする請求項４記載の基板処
理装置。 - 【請求項６】前記電気化学的処理用電極が、前記被電気
化学的処理基板の裏面と電気的に接触するように設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装
置。 - 【請求項７】前記処理液保持具に、前記電気化学的処理
用電極とは異なる電気化学的処理用電極を設けたことを
特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 【請求項８】複数の貫通孔を有する処理液保持具を用い
た被電気化学的処理基板の処理方法であって、 前記処理液保持具を前記被電気化学的処理基板の被処理
面に近接対向するように配置する工程と、 前記処理液保持具の表面と前記被電気化学的処理基板の
処理面との間に空間ができるように両者の間の距離を調
節する工程と、 前記複数の貫通孔内及び処理液保持具の表面と前記被電
気化学的処理基板の処理面との間で処理液を保持するこ
とにより、前記空間を前記処理液で満たす工程と、 前記被電気化学的処理基板の前記処理液と接触する領域
以外の前記被電気化学的処理基板の領域に対して電気化
学的処理用電極を電気的に接触させて前記被電気化学的
処理基板の処理面を前記処理液を用いて電気化学的処理
を行う工程 とを具備したことを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項９】前記複数の貫通孔内及び処理液保持具の表
面と前記被電気化学的処理基板の処理面との間で処理液
を保持することにより、前記空間を前記処理液で満たす
工程は、前記貫通孔を介して前記処理液を前記被電気化
学的処理基板の処理面に注入する工程を含んでいること
を特徴とする請求項８記載の基板処理方法。 - 【請求項１０】前記複数の貫通孔内及び処理液保持具の
表面と前記被電気化学的処理基板の処理面との間で処理
液を保持することにより、前記空間を前記処理液で満た
す工程は、処理液の貯蔵部から前記処理液を前記処理液
保持具に供給する工程を含んでいることを特徴とする請
求項８記載の基板処理方法。 - 【請求項１１】前記処理液を前記貫通孔を介して前記電
気化学的処理基板の処理面に注入する際に、処理液にか
かる圧力を制御することを特徴とする請求項８記載の基
板処理方法。 - 【請求項１２】前記処理液を前記貫通孔を介して前記電
気化学的処理基板の処理面に注入する際に、処理液の温
度制御を行うことを特徴とする請求項８記載の基板処理
方法。 - 【請求項１３】前記処理液を前記貫通孔を介して前記電
気化学的処理基板の処理面に注入する際に、前記処理液
保持具に振動を加えることを特徴とする請求項８記載の
基板処理方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27767790A JP3167317B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 基板処理装置及び同方法 |
| US07/778,370 US5437733A (en) | 1990-10-18 | 1991-10-17 | Method and apparatus for treating a substrate |
| KR1019910018257A KR950000663B1 (ko) | 1990-10-18 | 1991-10-17 | 기판 처리 장치 및 방법 |
| EP91117815A EP0481506B1 (en) | 1990-10-18 | 1991-10-18 | Method of treating substrate and apparatus for the same |
| EP98105839A EP0858099A3 (en) | 1990-10-18 | 1991-10-18 | Method of treating substrate and apparatus for the same |
| DE69132328T DE69132328T2 (de) | 1990-10-18 | 1991-10-18 | Substrat-Behandlungsverfahren und Vorrichtung dafür |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27767790A JP3167317B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 基板処理装置及び同方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH04154122A JPH04154122A (ja) | 1992-05-27 |
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ID=17586769
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|---|---|---|---|
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