JP4398215B2 - ベベルエッチング処理法および処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ、液晶表示装置用ガラス基板等の各種基板の製造工程で形成される基板周縁部の不要物をエッチング除去するベベルエッチング処理法および処理装置に関する。

半導体ウェーハ、液晶表示装置用ガラス基板等の各種基板のうち、例えば半導体ウェーハ（以下、ウェーハと言う）は、その半導体装置の製造工程において、ウェーハ周縁部に不要な加工膜が形成されてしまう。製造工程において、この不要な加工膜を残したまま加工中のウェーハを次工程へ移送すると、この部分の加工膜が不安定な状態にあり、例えば何らかの物に接触したりすると、端部がめくれ上がったり、一部が欠けたりして、パーテクル発生の原因となり、このパーテクルがウェーハに付着し、ウェーハの品質低下を招くことから、この部分の不要物除去が行われている。

この除去は、通常、ウェーハを回転させながらウェーハの周縁部にエッチング液を噴射して不要物を除去する、いわゆるベベルエッチング処理法が採用されている。
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。

しかし、この方法によると、処理装置の構造、あるいは噴射ノズルから吐出される処理液の供給量等によっては、基板周縁部から内側の処理の対象となっていない領域（非処理領域）にも処理液が浸入して、この非処理領域に各種半導体素子および回路、いわゆる半導体チップ（以下、チップと言う）が形成されているにも拘わらず、この処理液の浸入によってチップを構成している加工膜までが除去されてしまうことがある。そこで、この不都合を解消すべく非処理領域に処理液が浸入しないように工夫した処理方法および処理装置が特許文献でも紹介されている。（下記特許文献１〜３参照）。

図７は、下記特許文献１に記載されたスピンコータのノズルを示す断面図であって、このスピンコータは、上記の不都合を回避するためにエッジリンスノズルを特殊構造にしたものである。
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。

このスピンコータによれば、ノズル先端面５４、凹面壁およびウェーハ外周との間に液溜りが形成され、この液溜りの処理液中にウェーハ外周の不要物が溶け出し、ウェーハの回転に伴って遠心力により外部へ飛散され、処理液塗布時の条件が多少変化しても処理液がウェーハ外周以外の部分に付着することなく、ウェーハ外周の不要物を溶解させて除去できる。

また、図８は、下記特許文献２に記載された基板周縁処理装置を示す側面図であって、この処理装置は、エッチングおよびリンス液供給位置を変更できるようにしたものである。
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。

この処理装置によれば、基板内側の非処理領域をリンス液で保護しながら、基板周縁部の処理領域をエッチングできるとともに、基板上におけるエッチング液およびリンス液の供給位置を変更することができる利点がある。

さらに、図９は下記特許文献３に記載された表面処理装置を示す断面図であって、この処理装置は、基板表面に非処理領域制御部材を配設したものである。
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。

特開平９−２６０２７７号公報（図１、図２、第３頁右欄〜第４頁左欄） 特開２００３−８６５６７号公報（図１、第３頁左欄） 特開２００３−３７０９７号公報（図１、第３頁右欄〜第４頁）

しかしながら、上記特許文献１に記載されたスピンコータは、基板の処理領域がノズル先端面５４および突起部５２の凹面壁によって制限されてしまい非処理領域との境界を任意の位置に変更できない。

また、上記特許文献２に記載された処理装置は、エッチング液吐出ノズル７１およびリンス液吐出ノズル７２は、それぞれの先端を針状管７１ａ、７２ａにして、各針状管７１ａ、７２ａの先端と基板面との距離を昇降駆動機構７４によって、０．５〜２０ｍｍの範囲に設定できるようになっており、さらに旋回駆動機構７５によって、処理領域の位置決めが行われるようになっている。しかし、エッチング液吐出ノズル７１とリンス液吐出ノズル７２とが基板の上方に配設され、この位置から処理液が吐出するようになっているので、処理液吐出の圧力および基板の回転スピードによって発生する振動等により、エッチング液吐出ノズル７１のブレおよびエッチング液吐出角度のブレが発生し、被エッチング箇所が変動し処理領域が不安定になる。図１０はこのようにして処理された基板の例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）のｘ部分の拡大平面図である。

この図に示すように、処理済み基板Wの表面は、非処理領域Ａと処理領域Ｂとの間に、所定幅の境界領域Ｃが形成されるが、この境界領域Ｃはエッチング液吐出ノズル７１のブレおよびエッチング液吐出角度のブレによって、揺らいで境界領域の内側および外側の境界線C_１、C_２は真円にならず、蛇行したものとなってしまう。
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C_１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C_１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。

さらに、上記特許文献３に記載された処理装置は、非処理領域制御部材６２によって、所望する均一なエッチング幅を形成できるが、そのために特別な冶具が必要となる。特別な冶具が必要なために洗浄と合わせて行う場合は、冶具を外したり着けたりしなければならないので、処理工程が増えその作業が面倒である。

この非処理領域制御部材６２は、基板の大きさおよび種類に適合する非処理領域制御部材が必要となる。このため、基板の種類毎に非処理領域制御部材６２をストックし、適合する非処理領域制御部材を新たに作成しなければならず、しかも、基板の種類を変更するたびに適合する非処理領域制御部材に交換しなければならず、そのための作業が面倒になっている。

また、非処理領域制御部材６２と基板Ｗとの間隔の設定に手間が掛かりかなり面倒である。すなわち、その間隔の設定は、先ず、非処理領域制御部材６２の面６２ａと基板との間隔を測定し、その測定した間隔と処理液が浸入しないように予め設定した値から、非処理領域制御部材を動かす距離を制御手段により算出するようにしているので、この算出に時間が掛かり面倒である。また、非処理領域制御部材は、保持部材に同期して、この保持部材と同方向、同回転数で回転させなければならない。このため、非処理領域制御部材および保持部材の回転制御機構が複雑になり、且つその制御も面倒なものとなっている。

本発明は、このような従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、この発明の第１の目的は、被処理基板の処理領域と非処理領域間の境界領域幅を均一にし、且つ処理液が非処理領域へ浸入しないようにしたベベルエッチング処理法を提供することにある。

第２の目的は、被処理基板のエッジから微小単位、例えば０．１ｍｍ単位の幅長でエッチングを可能にしたベベルエッチング処理法を提供することにある。

第３の目的は、被処理基板の処理領域と非処理領域間の境界領域幅を均一にし、且つ非処理領域に処理液が浸入しないようにしたノズルヘッドを備えたベベルエッチング処理装置を提供することにある。

第４の目的は、被処理基板のエッジから微小単位、例えば０．１ｍｍ単位の幅長でエッチングを可能にしたノズルヘッドを備えたベベルエッチング処理装置を提供することにある。

上記各目的は、以下の構成ないし手段によって達成できる。すなわち、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、該ノズルヘッドを該被処理基板の外周縁側に旋回させて、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。
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

請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、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と共に該他側面側と該一側面側との境界を形成していることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２の発明において、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４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記ノズルヘッドは、被処理基板の周縁部に対して昇降自在になっていることを特徴とする。

請求項５に係る発明のベベルエッチング処理装置は、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、
前記ノズルヘッドが該被処理基板の周縁部に対して旋回自在に取り付けられた軸と、
該軸に結合され、該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。
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

請求項６に係る発明は、請求項５の発明において、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面側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と共に該他側面側と該一側面側との境界を形成していることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項５又は６の発明において、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８に係る発明は、請求項７の発明において、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９に係る発明は、請求項５〜８のいずれか１項の発明において、前記ノズルヘッドは、前記調節機構に連結された旋回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昇降自在になっていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、処理液噴射ノズルおよび不活性ガス噴射ノズルがノズルヘッドのハウジング内に隔壁の両側壁面に形成され一体となっているので、両噴射ノズルから噴出される処理液等の圧力によって、各噴射ノズルのブレおよび処理液噴射角度のブレを考慮する必要がなくなり、被処理基板の処理領域に正確に処理液および不活性ガスを噴射させることができる。
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Ｄ_２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。
加えて、ノズルヘッドを被処理基板の外周縁側に旋回させるようになっているので、隔壁の下方先端部が処理領域と非処理領域との境界線に正確に合わせて、被処理基板の外周縁のエッチング処理ができる。また、被処理基板のエッジから微小幅単位、例えば０．１ｍｍ単位の幅長でエッチングが可能になる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加え、隔壁の下方先端部が前記処理液噴射ノズルに隣接した側壁面が刃先状に尖っていると共に該他側面側と該一側面側との境界を形成しているので、境界領域幅を極小にできる。その結果、境界のぎりぎりのところまでチップが形成でき、チップの収率を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、請求項１、２の効果に加え、不活性ガスを一時貯留したのちに、周囲へ拡散して噴射できるので、噴射される範囲が拡大し、これに伴って、隔壁との隙間部分も広い範囲でガスブロックされ、隔壁の隙間から浸入する処理液を効率よく阻止できる。

請求項４の発明によれば、請求項１〜３の効果に加え、ノズルヘッドが上下に昇降自在になっているので、隔壁の下方先端部と被処理基板の外周縁部との間の距離を容易に上記D _１ 及びD _２ に会わせることができるようになる。

請求項５に係る発明によれば、処理液噴射ノズルおよび不活性ガス噴射ノズルがノズルヘッドのハウジング内に隔壁の両側壁面に形成され一体となっているので、両噴射ノズルから噴出される処理液等の圧力によって、各噴射ノズルのブレが殆どなくなり、被処理基板の処理領域に正確に処理液および不活性ガスを噴射させることができる。
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Ｄ_２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。
加えて、ノズルヘッドが被処理基板の外周縁側に旋回自在に取り付けられているので、隔壁の下方先端部が処理領域と非処理領域との境界線に正確に合わせて、被処理基板の外周縁のエッチング処理ができる。また、被処理基板のエッジから微小幅単位、例えば０．１ｍｍ単位の幅長でエッチングが可能になる。

請求項６に係る発明によれば、隔壁は、その下方先端部が前記処理液噴射ノズルに隣接した側壁面が刃先状に尖っていると共に該他側面側と該一側面側との境界を形成しているので、境界領域幅を極小にできる。その結果、境界のぎりぎりのところまでチップを形成でき、チップの収率を向上させることができる。

請求項７に係る発明によれば、不活性ガスを一時貯留したのちに、周囲へ拡散して噴射できるので、噴射される範囲が拡大し、これに伴って、隔壁との隙間部分も広い範囲でガスブロックされ、隔壁の隙間から浸入する処理液を効率よく阻止できる。

請求項８に係る発明によれば、前記空室の天井面のほぼ中央部に噴射ノズル穴を設けることにより、この噴射ノズルから噴射される不活性ガスのガス圧が空室の周囲側壁にほぼ均一に加わり、安定したガスの一時貯留ができる。空室は、開口が四角形、三角形、半円形でもよく、処理液噴射ノズルに隣接する側壁面が上記各形状の直線辺であり、これらの形状のうち、正方形が好ましい。

請求項９に係る発明によれば、ノズルヘッドが上下対して昇降自在になっているので、隔壁の下方先端部と被処理基板の外周縁部との間の距離を容易に上記D _１ 及びD _２ に会わせることができるようになる。

以下、図面を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのベベルエッチング処理法および処理装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適用し得るものである。

図１は、本発明のベベルエッチング処理装置が搭載された基板処理設備の平面図、図２はベベルエッチング処理装置の側面図、図３はノズルヘッドを示し、同図(ａ)は側面図、同図(ｂ)は正面図、同図(ｃ)は底面図、同図(ｄ)は隔壁の下方先端部の拡大側面図、図４はノズルヘッドと基板との隙間関係を示した側面図、図５（ａ）はベベルエッチング処理装置の平面図、同図（ｂ）は（ａ）のｘ部分の拡大平面図、図６は図３（ｂ）を拡大して処理液の流れを示した図であって、同図（ａ）は図３（ｂ）の側面からみた処理液の流れを示す拡大図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａの断面図である。

基板処理設備は、図１に示すように、基板の表面処理を行う基板処理部Ｉと、基板を収納ボックスから取り出し基板処理部へ又は処理済み基板を収納ボックスへ搬送する搬送部IIと、複数枚の基板を収納した収納ボックスIIIとで構成されている。
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。

処理槽１の外周囲に隣接したところに、２組のベベルエッチング処理装置１０、１０が設けてある。
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１４_１と、この可動アーム１４_１の先端に連結された第２のアーム１４_２と、このアーム１４_２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。

ノズルヘッド２０は、図３に示すように、上辺壁２１ａ、この一端から垂下した垂直壁２１ｂ、および他端から下方へ傾斜した斜辺壁２１ｃを有しほぼ逆直角三角形状をなし、所定肉厚を有するハウジング２１からなり、このハウジング２１は合成樹脂で形成される。このハウジング２１は、垂直壁２１ｂの下方端部が途中で切断され、平坦面２１ｄが形成されている。この平坦面２１ｄは、第１の平坦面２１ｄ_１と第２の平坦面２１ｄ_２とからなり、第１、第２の平坦面２１ｄ_１、２１ｄ_２間に段差ｄが設けられ、第１の平坦面２１ｄ_１が第２の平坦面２１ｄ_２よりも上方に位置している。

ハウジング２１には、垂直壁２１ｂに近接した位置に処理液噴射ノズル２２および不活性ガス噴射ノズル２３が形成される。各噴射ノズル２２、２３は、図２に示すように、配管１５_１、１５_２により、エッチング液供給源４０および不活性ガス供給源４１に接続されている。また、各配管１５_１、１５_２の途中には、それぞれ制御弁４０_１、４１_１が設けられ、これらの制御弁４０_１、４１_１を制御することにより、エッチング液および不活性ガスの圧力が調整できるようになっている。

また、上辺壁２１ａの延長壁面には、図３、４に示すように、後端部に取り付け部３０が形成される。
この取り付け部３０は、所定の肉厚を有する円盤状の板体２１ａ_１からなり、この板体２１ａ_１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１４_２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２１ａ_１１と、この周辺に２個の取り付け孔２１ａ_２２と４個の調整ネジ孔２１ａ_３３が設けられている。２個の取り付け孔２１ａ_２２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１４_２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２１ａ_３３は、２個の取り付け孔２１ａ_２２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。

ノズルヘッド２０の可動アーム１４_２への取り付け、高低の調整は、以下の手順で行われる。
先ず、可動アーム取り付け孔２１ａ_１１に可動アーム１４_２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１４_２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２１ａ_２２に、それぞれ取り付けボルト３２_１、３２_１を挿入し、これらの取り付けボルト３２_１、３２_１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３２_１、３２_１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１４_２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２１ａ_３３に調整ボルト３３_１を挿入し、これらの調整ボルト３３_１を調整ネジ孔２１ａ_３３に捻じ込み回すことにより、調整ボルト３３_１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２１ａ_２２および調整ネジ孔２１ａ_３３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は、ハウジング２１の上辺壁２１ａ面から頂部の平坦面２１ｄへ向けて貫通した貫通孔２２ａからなり、第１の平坦面２１ｄ_１に噴射穴２２ａ_１が形成されている。この貫通孔２２ａの直径は、上辺壁２１ａ面から平坦面２１ｄへ向けて小さくなっている。この噴射穴２２ａ_１の直径は、例えば２．０ｍｍである。また、この貫通孔２２ａには、ハウジング２１の上辺壁２１ａ面に配管３２が接続される連結部２２ａ_２が形成されている。

また、この処理液噴射ノズル２２が形成されたハウジング２１の垂直壁２１ｂ面には、ほぼ中央部から下方に向かって側壁が隔壁２４ｃ'に達するところまで削られ段部２１ｂ_１、２１ｂ'_１が形成され肉薄になっている。そして、垂直壁２１ｂの正面と第１の平坦面２１d_１に傾斜面２１ｂ_２が形成され、また、隔壁２４ｃ'に達する両側壁の下端面、すなわち第１の平坦面２１d_１との角部が面取りにより傾斜面２１ｂ_３、２１ｂ'_３形成されている。
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２１ｂ_３、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。

不活性ガス噴射ノズル２３は、同様にして、ハウジング２１の上辺壁２１ａ面から頂部の平坦面２１ｄへ向けて貫通した貫通孔２３ａからなり、第２の平坦面２１ｄ_２に向けて噴射穴２３ａ_１が形成されている。また、この貫通孔２３ａには、ハウジング２１の上辺壁２１ａ面に配管３３が接続される連結部２３ａ_２が形成されている。
不活性ガス噴射ノズル２３は、第２の平坦面２１ｄ_２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。

この拡散手段２４は、所定の容積を有する空室２４’からなり、この空室２４’の天井面２４ｂのほぼ中央部に不活性ガス噴射ノズルの噴射穴２３ａ_１、底部に開口２４ａがそれぞれ形成され、この空室２４’で不活性ガスを一時貯留して開口２４ａから周囲へ拡散噴射させるようになっている。

この空室２４’は、開口２４ａが正四角形で所定の深さを有し、内周側壁２４ｃ〜２４ｆの面が平坦に形成され所定の容積を有する箱状が好ましい。空室を箱状にすると共に、各側壁面を平坦にすることにより、各側壁面にほぼ同一のガス圧が加わるようになり、空室の変形を防止できガスの一時貯留が安定になる。なお、この空室２４’は、開口２４ａの一辺の長さが、例えば１３．０ｍｍ、深さが、例えば８．０ｍｍである。

空室２４’の側壁２４ｃ〜２４ｆのうち、処理液噴射ノズル２２に隣接する側壁２４ｃは、処理液噴射ノズル２２と不活性ガス噴射ノズル２３とを離隔すると共に、ベベルエッチング処理装置の稼動中に、処理液噴射ノズル２２から噴射された処理液が空室２４’内へ浸入するのを阻止する隔壁２４ｃ’として機能するようになっている。
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２４ｃ_１が形成され、その先端部２４ｃ_２は刃物の刃先に似た刃先状に形成される。

この傾斜面２４ｃ_１は、側壁２４ｃの肉厚を１．０ｍｍとすると、側壁２４ｃの下端部から１．０ｍｍ上のところから、側壁２４ｃの内側から外側に向けて４５°で切断するのが好ましい。そして、刃先状の先端部２４ｃ_２の肉厚を０．１ｍｍにすることが好ましい。
刃先状の先端部２４ｃ_２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。

ノズルヘッド２０と基板との隙間は、以下の範囲に設定される。
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D_１、隔壁２４ｃ’の先端部２４ｃ₂と基板Wとの隙間をD_２、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D_３としたとき、D_１、D_２、D_３の関係は、以下の関係になるように設定する。
D_１＞D_２＝D_３
上記D_１＞D_２の関係において、D_２＝０．５ｍｍ、D_１＝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、D_１−D_２＝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３３_１によって行うことができる。

次に、このベベルエッチング処理装置を用いて基板の表面処理手順を図１〜５を参照して説明する。
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。

そののち、図２、４、５に示すように、旋回駆動機構１１によって、各ノズルヘッド２０、２０（図２、４、５では一方のノズルのみを図示）を旋回移動させて、隔壁２４ｃ’の刃先端部２４ｃ_２を被処理基板Ｗの処理領域Bと非処理領域Aとの境界線C上まで移動させ、ほぼ同時に、昇降駆動機構１２によって、各ノズルヘッド２０の刃先端部２４ｃ_２を基板Ｗとの隙間がD_２になるところまで下降させる。この状態でエッチング液供給源４０および不活性ガス供給源４１からそれぞれの配管を通して処理液および不活性ガスをノズルヘッド２０へ供給し、両噴射ノズル２２ａ、２３ａの噴射穴２２ａ_１、２３ａ_１から処理液および不活性ガスを被処理基板Wへ噴射する。すると、処理液は噴射穴２２ａ_１からストレートに被処理基板Wへ噴射され、一方、不活性ガスは、空室２４’に一時貯留されたのちに、空室２４’の下部の開口２４ａから周囲に拡散されて処理基板Wへ噴射される。
このとき、処理液は隔壁２４ｃ’の刃先端部２４ｃ_２と基板Ｗとの隙間D_２から空室２４’内へ浸入しようとするが、隙間D_２が隙間D_１より狭くなっているため、この隙間D_２から処理液が通過することが難しくなっている。

この状態において、制御弁４１_１により、不活性ガス噴射ノズル２３ａから噴射されるガス圧を隙間D_２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。隙間D_２部分から浸入しようとする処理液の圧力は、概ね、処理液噴射ノズル２２ａから噴射される処理液の圧力とほぼ等しい。なお、不活性ガスは、隔壁により形成された隙間D_２をガスブロックにより塞ぎ、他の３方へも不活性ガスが放出されるが、この部分は被処理基板Wの非処理領域Aであり、不活性ガスに当たっても何ら悪影響を及ぼすことはない。

処理液のガスブロックおよび液切れの様子は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、処理液は処理液噴射ノズルの貫通孔２２ａを通って基板Ｗの表面へ供給され、噴射ノズル先端部と基板Ｗとの隙間D_１（図４参照）に溜まる。一方、不活性ガス噴射ノズルの貫通孔２３ａから不活性ガスが供給され、空室２４’に一時貯留され、その一部がノズルヘッド２０の第１の平坦面２１ｄ_１と隔壁２４ｃ'との隙間Ｄ_２から噴射ノズル先端部と基板Ｗとの隙間D_１に溜まった処理液を隔壁２４ｃ'の部分でガス圧により阻まれ、処理液が空室内２４’へ侵入することがなく、良好な液切れを実現できる。

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D_２部分でガスブロックしながら、被処理基板Wの処理領域Ｂ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C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。（図５（ｂ）参照）。また、隙間D_２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。

本発明のベベルエッチング処理装置が搭載された基板処理設備の平面図、 本発明のベベルエッチング処理装置の側面図、 図２のノズルヘッドを示し、同図(ａ)は側面図、同図(ｂ)は正面図、同図(ｃ)は底面図、同図(ｄ)は隔壁の下方先端部の拡大側面図、 図２のノズルヘッドと基板との隙間関係を示した断面図、 本発明を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）のｘ部分の拡大平面図、 図３（ｂ）を拡大した処理液の流れを示す図であり、同図（ａ）は図３（ｂ）の側面からみた処理液の流れを示す拡大図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａの断面図、 従来技術におけるエッジリンスノズルの斜視図、 従来技術の基板周縁処理装置を示す側面図、 従来技術の表面処理装置を示す断面図、 従来技術における処理済み基板を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）のｘ部分の拡大平面図、である。

符号の説明

Ｉ 基板処理部
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
１４_１、１４_２ アーム
１５_１、１５_２ 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
２４ｃ_１ 傾斜面
２４ｃ_２ 先端部
Ｗ ウェーハ
ｄ 段差
Ｄ_１ 処理液噴射ノズル先端部と被処理基板との隙間
Ｄ_２ 隔壁の下方先端部と被処理基板との隙間

Claims (9)

1. 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、該ノズルヘッドを該被処理基板の外周縁側に旋回させて、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
2. 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と共に該他側面側と該一側面側との境界を形成し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。
3. 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。
4. 前記ノズルヘッドは、被処理基板の周縁部に対して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。
5. 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、
   前記ノズルヘッドが該被処理基板の周縁部に対して旋回自在に取り付けられた軸と、
   該軸に結合され、該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
6. 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面側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と共に該他側面側と該一側面側との境界を形成し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。
7. 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。
8. 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。
9. 前記ノズルヘッドは、前記調節機構に連結された旋回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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