JP4403578B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体基板、実装基板及び液晶基板を用いて製品製造工程を実施する上で不要に形成された基板表面の端縁及び／又は基板裏面の膜を除去する処理装置とその方法に関するものである。

半導体製造において、基板表面の端縁及び／又は基板裏面に形成された薄膜による製造工程での問題が発生している。特に、ウエハ端縁での膜剥がれにより、ダストが発生し、歩留まりの低下を招いている。また、微細化が進展するにつれて、基板工程でのhigh-k材料及びゲート電極材料の多様化に伴い、また、配線工程でのCu/low-k膜等新しい材料の導入により、端縁の薄膜材料の除去が容易にできなくなっている。

このような問題を解決するために、LSIプロセスとしては、エッヂリンスによりレジストを形成後ウエット処理もしくはプラズマ処理により端縁の不要な薄膜を除去する方法が採用されていた。

例えば、図５（a）に示すように、ウエハ５０１の端縁に形成された不要な薄膜５０２をレジスト５０３をLSIのパターニング部５０４上に形成後、ウエット処理もしくはプラズマ処理により除去し、図５（b）のようにLSIパターニング部５０４だけが形成されるという方法が採用されていた。

また、特許文献１では、CMP（chemical mechanical polishing:化学的機械研磨法）を行う前にウエット処理を行う方法が提案されている。

しかし、この方法は、薄膜の材料に応じてウエット処理のエッチャントもしくはプラズマ処理のガス種の変更が必要とされるなど工程の複雑さを招き、プロセスを複雑化している。

近年、CMPを用いた種種の方法が提案されている。代表的な方法を３例示す。

まず、特許文献２では、図６に示すように、研磨パッドがついた回転部６０１によりウエハ６０２の端縁だけ研磨する方法が開発されている。ウエハ６０２はウエハ保持部６０３により固定され、回転されるようになっている。エッヂ部分を所望の幅で除去する方法である。

また、特許文献３では、図７に示すように、研磨材が付着した研磨布もしくはシート７０１をウエハ７０２に押し当てながら研磨することによりウエハの端縁の不要な薄膜を除去する方法が提案されている。この方法では、ウエハの端縁の形に応じて研磨布が対応するので、端縁の全体が一度に除去できる利点があるとされている。

更に、特許文献４では、図８に示すように、研磨布が装着された研磨部８０１をウエハ８０２の端面に対して任意の角度で変化させながら端縁の不要な薄膜を除去する方法が提案されている。この方法では、端縁の角度を制御できるために、エッヂの形状を所望の形状に制御できるという利点がある。

しかし、以上のCMPを用いた方法では、LSI工程中でのウエハ表面への研磨材の影響が無視できないために、除去後、洗浄工程が必要でありプロセス工程数の増加やエッヂ部でのCMPのためにウエハが破損する確率が高い。またノッチ部の除去が不可能という問題が生じている。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
特許第3111928号公報 特開2004-327466号公報 特許第3534115号公報 特開2002-329687号公報

しかしながら、上述した方法及び各文献に示されているいずれの除去方法においても、基板表面の端縁及び／又は基板裏面から不要な薄膜を除去する工程は、材料の種類に応じて工夫する必要があった。また、上述した方法及び各文献に示されている除去方法は、すべてウエット処理のために、乾燥や洗浄という工程が必要で、基本的にプロセスが複雑になることを回避できなかった。

この結果、従来の技術では、基板表面の端縁及び／又は基板裏面に形成されている不要な薄膜を除去するプロセスを簡素化することが非常に難しく、端縁の形状を制御することも非常に困難であった。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであり、半導体装置、実装基板及び液晶基板において、薄膜材料に限定されることなく、基板表面の端縁及び／又は基板裏面に形成された不要な薄膜を容易に除去することのできる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的にしている。

前記目的を達成するため、この発明が提供する基板処理装置は、 基板の表面の端縁及び／又は基板の裏面に形成された薄膜を除去する基板処理装置であって、被処理基板を支持する基板保持部と、除去すべき薄膜が形成されている被処理基板の領域に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつける噴射ノズルと、前記噴射ノズルから被処理基板に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止する手段とを備えていることを特徴にしている。

前記において、噴射ノズルとして、高温スチームを噴射する噴射ノズル、ブラスト材を噴射する噴射ノズル、又は、高温スチームとブラスト材とを選択的に噴射する噴射ノズルの中のいずれか一種以上が、基板保持部に支持された被処理基板に対して位置が固定されて、あるいは、移動可能に配備されている形態にすることができる。

すなわち、前記本発明の基板処理装置に配備されている噴射ノズルとしては、基板保持部に支持された被処理基板に対して位置が固定されている、あるいは、移動可能に配備されている一基又は複数基の高温スチームを噴射する噴射ノズル、又は、一基又は複数基のブラスト材を噴射する噴射ノズル、若しくは、一基又は複数基の高温スチームとブラスト材とを選択的に噴射する噴射ノズルからなる形態を採用することができる。又、基板保持部に支持された被処理基板に対して位置が固定されている、あるいは、移動可能に配備されている一基又は複数基の高温スチームを噴射する噴射ノズルと、一基または複数基のブラスト材を噴射する噴射ノズルとからなる形態、又は、一基又は複数基の高温スチームを噴射する噴射ノズルと、一基又は複数基の高温スチームとブラスト材とを選択的に噴射する噴射ノズルとからなる形態、あるいは、基板保持部に支持された被処理基板に対して位置が固定されている、あるいは、移動可能に配備されている一基又は複数基のブラスト材を噴射する噴射ノズルと、一基又は複数基の高温スチームとブラスト材とを選択的に噴射する噴射ノズルとからなる形態のいずれかを採用することができる。更に、基板保持部に支持された被処理基板に対して位置が固定されている、あるいは、移動可能に配備されている一基又は複数基の高温スチームを噴射する噴射ノズルと、一基又は複数基のブラスト材を噴射する噴射ノズルと、一基又は複数基の高温スチームとブラスト材とを選択的に噴射する噴射ノズルとからなる形態も採用することができる。

なお、前記において、ブラスト材は、炭素系化合物系、Si化合物系、又は、Al酸化物系の超微粒子、若しくはSi系の超微粒子を採用することができる。例えば、炭素系化合物系の超微粒子としてはSiCを、Si化合物系の超微粒子としてはSiO₂を、Al酸化物系の超微粒子としてはAl₂O₃を、Si系の超微粒子としてはシリコンの微結晶を、それぞれ、使用することができる。

前記いずれの本発明の基板処理装置においても、噴射ノズルから被処理基板に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止する手段は、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に向けて加圧気体を吹きつける加圧機構からなる形態にすることができる。

この形態の場合、基板保持部は真空吸着機構によって被処理基板を支持するものであり、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に向けて加圧気体を吹きつける加圧機構からなる噴射ノズルから被処理基板に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止する手段は、当該真空吸着機構による基板保持部と一体的に構成されている形態にすることができる。

次に、前記目的を達成するため、この発明が提案する基板処理方法は、被処理基板の裏面側から被処理基板を支持し、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板表面の端縁に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記端縁に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（すなわち、被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域）に侵入することを防止して被処理基板表面の前記端縁に形成されている薄膜を除去することを特徴とするものである。

また、この発明が提案する他の基板処理方法は、被処理基板の表面側から基板の周縁部を支持し、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板の裏面に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記被処理基板裏面に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（すなわち、被処理基板の表面側領域）に侵入することを防止して被処理基板裏面に形成されている薄膜を除去することを特徴とするものである。

この発明が提案する更に他の基板処理方法は、被処理基板の表面側から被処理基板の中心部側を支持し、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板の表面の端縁と裏面とに向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記被処理基板の表面の端縁及び裏面に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（すなわち、被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域）に侵入することを防止して被処理基板の表面の端縁及び裏面に形成されている薄膜を除去することを特徴とするものである。

以上の本発明の基板処理方法において、加圧気体が被処理基板に向けて吹き付けられる圧力を調整することにより、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域に向けて吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に侵入するのを防止できる。

この発明によれば、被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域（例えば、被処理基板表面の端縁から薄膜除去する場合における基板の裏面や、被処理基板の裏面から薄膜除去する場合における基板表面の周縁部、被処理基板表面の端縁および基板の裏面から薄膜除去する場合における基板表面の中央部側）を基板保持部で支持し、除去すべき薄膜が形成されている被処理基板の領域（例えば、被処理基板表面の端縁、被処理基板の裏面、又は、被処理基板表面の端縁および基板の裏面）に向けて、噴射ノズルから、高温スチーム又はブラスト材を吹きつけて不要な薄膜を除去するとともに、前記噴射ノズルから被処理基板に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域（すなわち、被処理基板表面の端縁から薄膜除去する場合における基板表面の中央部側や、被処理基板の裏面から薄膜除去する場合における基板表面、被処理基板表面の端縁および基板の裏面から薄膜除去する場合における基板表面の中央部側）に侵入することを防止する手段によって、被処理基板において薄膜が除去される必要のないこのような領域に高温スチーム又はブラスト材が侵入してくることを防止し、このような領域を不要薄膜除去処理の間、クリーンに維持している。

この結果、被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域（例えば、被処理基板表面の端縁から薄膜除去する場合における基板表面の中央部側や、被処理基板の裏面から薄膜除去する場合における基板表面、被処理基板表面の端縁および基板の裏面から薄膜除去する場合における基板表面の中央部側）を確実に保護しつつ、噴射ノズルから高温スチーム又はブラスト材を吹き付けて、基板表面の端縁面及び／又は裏面の不要な薄膜を材料の種類によらず簡単に除去することができる。そこで、後の工程で洗浄が不要であり、プロセスが簡素化できる。

すなわち、このような不要薄膜除去工程を簡素化することができる。

また、本発明の基板処理装置、基板処理方法は、どのような基板に対しても適用可能であるため、あらゆる応用に適用可能である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して実施例を説明する。

図１は、本発明の第一の実施の形態における基板処理装置の構成例の概略断面を示すものである。図１図示の基板処理装置は、基板の表面の端縁に形成された薄膜を除去する基板処理装置であって、不要な薄膜を除去する処理が行われる被処理基板の裏面側から被処理基板を支持し、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板表面の端縁に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域）に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域（前記端縁）に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域）に侵入することを防止して被処理基板表面の前記端縁に形成されている薄膜を除去する本発明の方法の実施に適しているものである。

不要な薄膜を除去する処理が行われる被処理基板１０６の裏面側から基板保持部１０１によって被処理基板１０６を支持する。

図１図示の基板処理装置は、被処理基板１０６において除去すべき薄膜が形成されている領域、すなわち、被処理基板１０６の表面１０６ａの端縁に向けて高温スチームを吹きつける噴射ノズル１０４ｂと、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル１０４ａとを備えている。

基板保持部１０１の上側には保護プレート１０２が配備されている。保護プレート１０２には空気圧配管１０５を介して圧縮空気が供給されるようになっており、この保護プレート１０２に供給された圧縮空気は、空気穴１０３を介して、被処理基板１０６の表面１０６ａの中心部側領域に吹き付けられるようになっている。

空気圧配管１０５が接続され、空気穴１０３を介して圧縮空気を被処理基板１０６の表面１０６ａに吹き付ける保護プレート１０２は、噴射ノズル１０４ａ、１０４ｂから被処理基板１０６に吹きつけられた高温スチームやブラスト材が、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（図１図示の実施形態では、被処理基板１０６の表面１０６ａの中央部側領域）に侵入することを防止する手段としての役割を果たすものである。

そこで、図１図示のように、基板保持部１０１によって被処理基板１０６が裏面側から支持されたときに、保護プレート１０２は、被処理基板１０６の表面１０６ａに対して、所定の空間的距離をもって対向して配置されるようになっている。

なお、前記の形態の保護プレート１０２は、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（図１図示の実施形態では、被処理基板１０６の表面１０６ａの中央部側領域）に向けて加圧気体（この実施形態では加圧空気）を吹き付けることによって、薄膜を除去すべき被処理基板１０６の領域（この実施例では、表面１０６ａの端縁）に対して噴射ノズル１０４ａ、１０４ｂから吹きつけられた高温スチームやブラスト材が、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板１０６の表面１０６ａの中央部側領域）に侵入してくるのを防止する手段であるから、前記形態の保護プレート１０２に代えて、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（図１図示の実施形態では、被処理基板１０６の表面１０６ａの中央部側領域）に向けて加圧気体（例えば、加圧空気）を吹き付けるノズル体などにすることもできる。

ただし、薄膜を除去すべき被処理基板１０６の領域（この実施例では、表面１０６ａの端縁）に対して噴射ノズル１０４ａ、１０４ｂから吹きつけられた高温スチームやブラスト材が侵入してくるのを確実に防止する上で、図１図示のような板状の保護プレート１０２の形態にすることが望ましい。また、この板状の保護プレート１０２が、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板１０６の表面１０６ａの中央部側領域）に相当する面積を有し、基板保持部１０１によって被処理基板１０６が裏面側から支持されたときに、被処理基板１０６の表面１０６ａの薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板１０６の表面１０６ａの中央部側領域）に対して、所定の空間的距離をもって対向して配置されるようになっていればより好ましい。

図１図示の実施形態では被処理基板１０６の形状により基板保持部１０１と噴射ノズル１０４a、１０４bとの関係を決めることができる。

例えば、被処理基板１０６が円形であれば、基板保持部１０１は回転できる形式にし、噴射ノズル１０４a、１０４bを固定しておく形式にすることができる。

一方、液晶基板など形状とサイズが大きいものであれば基板保持部１０１を固定し、噴射ノズル１０４a、１０４bが移動する構成にすることができる。

以上の構成により、基板１０６の表面１０６ａにおいて不要な薄膜が除去される端縁以外の領域（基板表面１０６ａの中央部側領域）は、クリーン度を維持したまま、被処理基板１０６の表面１０６ａの端縁の不要な薄膜を除去可能である。

本発明によれば、基板１０６の表面１０６ａにおいて不要な薄膜が除去される端縁以外の領域（基板表面１０６ａの中央部側領域）は常に保護されたまま、不要な薄膜除去処理が行われるため、後の工程で洗浄が不要であり、プロセスが簡素化できることは言うまでもないことである。また、装置構成によりいかなる基板の形状にも対応可能である。

尚、噴射ノズル１０４a、１０４ｂの被処理基板１０６に対する角度は可動可能に設定できる。

不要な薄膜を除去する処理が行われる被処理基板１０６が円形のウエハ（３００ｍｍ直径のウエハ）である場合に、前述した図１図示の本発明の基板処理装置を用いて、前述したこの実施例の基板処理方法を行う場合について以下に説明する。ウエハ表面の端縁に形成された不要な薄膜として(i)SiN単層膜、（ii）Cu膜の上にポリマー系膜が積層された薄膜についてそれぞれ説明する。

まず、ウエハを基板保持部１０１にて保持し、次いで、保護プレート１０２の空気穴１０３より空気圧0.5MPa以下で空気を噴出しウエハの表面を保護した状態を保つ。次に、（i）のSiN膜の場合、ウエハを回転数６０〜１０００rpmで回転させながら、噴射ノズル１０４aよりブラスト材として炭素系化合物を用い、0.5MPaの圧力でウエハの端縁にブラスト材を吹きつけ、端縁のSiN膜を除去する。ここで、ブラスト材として用いた炭素系化合物の粒径は１０μｍを用いた。粒径としては、除去速度と除去後の表面の粗さに応じて選択可能であることは言うまでもないことである。

ブラスト処理中でも保護プレート１０２から噴出される空気圧によりウエハの表面は保護され、クリーンな状態が維持されていた。

その結果、ウエハ表面の端縁に形成されていた不要な薄膜は、端面幅５ｍｍに対して６０秒ですべて除去することが可能であった。図４(a)に、SiN膜の除去能率を示す。

次に、(ii)の積層膜の場合、最上層のポリマー系膜に対して、噴射ノズル１０４bにより温度１００℃のスチームを、0.3MPaの圧力でウエハ表面の端縁に噴射し除去を行った。その結果、端面幅５ｍｍで、１２０秒で除去を完了した。

一般に、ポリマー系膜はスチームにより除去可能なために、レジスト類に対しても本方法が有効であることは言うまでもないことである。

ポリマー系膜を除去後、噴射ノズル１０４aより、ブラスト材として炭素系化合物を用いて端縁のCu膜を連続して除去した。図４(b)に、Cu膜の除去能率を示す。

ここで、ブラスト材炭素系化合物の粒径は１０μｍであった。その結果、端縁の不要な薄膜は、端面幅５ｍｍに対して１２０秒ですべて除去することが可能であった。

尚、ブラスト材として、本実施例では、炭素系化合物を用いたが、使用可能な微粒子であれば、対象薄膜に応じて他のダイヤモンド、Si系微粒子、Al酸化物、セラミック系など選択可能であることは言うまでもないことである。

本実施例では、２種類のノズルを用いて連続して不要膜を除去したが、条件によっては、一種類のブラスト材で除去可能であることは言うまでもないことである。

また、以上の本発明において、スチームとブラスト材の組み合わせは、不要膜種に応じていかなる組み合わせも可能であることは言うまでもないことである。

更に、図１図示の実施形態では、被処理基板１０６において除去すべき薄膜が形成されている領域、すなわち、被処理基板１０６の表面の端縁に向けて高温スチームを吹きつける噴射ノズル１０４ｂと、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル１０４ａとがそれぞれ一基ずつ配備されているが、これらの噴射ノズルを配備する数は、必要に応じて種々に変更することができる。例えば、高温スチームを吹きつける噴射ノズル１０４ｂのみを一基または複数基配備する、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル１０４ａのみを一基又は複数基配備する、高温スチームを吹きつける噴射ノズル１０４ｂを一基のみ配備し、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル１０４ａを複数基配備する、高温スチームを吹きつける噴射ノズル１０４ｂを複数基配備し、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル１０４ａを一基のみ配備する、等々の形態にすることができる。また、高温スチームとブラスト材とを選択的に吹きつけることのできる噴射ノズルを一基又は複数基配備する形態にすることもできる。

いずれの形態にしても、必要に応じて、噴射ノズルを固定的に配置したり、噴射ノズルを移動可能に配備することができる。

また、前記の形態の保護プレート１０２は、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（図１図示の実施形態では、被処理基板１０６の表面の中央部側領域）に向けて加圧気体（この実施形態では加圧空気）を吹き付けることによって、薄膜を除去すべき被処理基板１０６の領域（この実施例では、表面の端縁）に対して噴射ノズル１０４ａ、１０４ｂから吹きつけられた高温スチームやブラスト材が、被処理基板１０６において薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板１０６の表面の中央部側領域）に侵入してくるのを防止する手段であるので、空気圧配管１０５を介して保護プレート１０２に供給され、空気穴１０３を介して被処理基板１０６の表面に吹き付けられる圧縮空気の圧力は、これを可能とするために、噴射ノズル１０４ａ、１０４ｂから薄膜を除去すべき被処理基板１０６の領域に対して吹きつけられる高温スチームやブラスト材の圧力に応じて、調整可能にしておくことが望ましい。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。

図２図示の基板処理装置は、基板の裏面に形成された薄膜を除去する基板処理装置であって、被処理基板の表面側から基板の周縁部を支持し、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板の裏面に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域（被処理基板裏面）に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板の表面側領域）に侵入することを防止して被処理基板裏面に形成されている薄膜を除去する本発明の方法の実施に適しているものである。

不要な薄膜を除去する処理が行われる被処理基板２０６の表面側から被処理基板２０６の周縁部を基板保持部２０１によって支持する。基板保持部２０１による被処理基板２０６の支持は、図２図示の例では、真空配管２０７より得られる真空によって行っている。

図２図示の基板処理装置は、被処理基板２０６において除去すべき薄膜が形成されている領域、すなわち、被処理基板２０６の裏面に向けてブラスト材を吹きつける噴射ノズル２０４を備えている。

被処理基板２０６の周縁部が被処理基板２０６の表面側から支持された際に、被処理基板２０６の表面側の上部に配置されるように、保護プレート２０２が配備されている。保護プレート２０２には空気圧配管２０５を介して圧縮空気が供給されるようになっており、この保護プレート２０２に供給された圧縮空気は、空気穴２０３を介して、被処理基板２０６の表面２０６ａの中心部側領域に吹き付けられるようになっている。

空気圧配管２０５が接続され、空気穴２０３を介して圧縮空気を被処理基板２０６の表面２０６ａに吹き付ける保護プレート２０２は、噴射ノズル２０４から被処理基板２０６に吹きつけられたブラスト材、あるいは高温スチームが、被処理基板２０６において薄膜が除去される必要のない領域（図２図示の実施形態では、被処理基板２０６の表面）に侵入することを防止する手段としての役割を果たすものである。

そこで、図２図示のように、基板保持部２０１によって、被処理基板２０６の周縁部が被処理基板２０６の表面側から支持されたときに、保護プレート２０２は、被処理基板２０６の表面に対して、所定の空間的距離をもって対向して配置されるようになっている。

なお、前記の形態の保護プレート２０２を、被処理基板２０６において薄膜が除去される必要のない領域（図２図示の実施形態では、被処理基板２０６の表面）に向けて加圧気体（この実施形態では加圧空気）を吹き付けるノズル体などに変更可能であることは前述した実施例１の場合と同様である。

図２図示の実施形態では、基板保持部２０１は固定されており、噴射ノズル２０４が移動可能な構成になっている。

以上の構成により、被処理基板２０６において不要な薄膜が除去される領域（被処理基板２０６の裏面）以外の領域、すなわち、被処理基板２０６の表面２０６ａは、クリーン度を維持したまま、被処理基板２０６の裏面の不要な薄膜を除去可能である。

本発明によれば、被処理基板２０６において不要な薄膜が除去される領域（被処理基板２０６の裏面）以外の領域（被処理基板２０６の表面２０６ａ）は常に保護されたまま、不要な薄膜除去処理が行われるため、後の工程で洗浄が不要であり、プロセスが簡素化できることは言うまでもないことである。また、装置構成によりいかなる基板の形状にも対応可能である。

なお、実施例１の場合と同様に、基板保持部２０１を回転できる形式にし、噴射ノズル２０４を固定しておく形式にすることもできる。

不要な薄膜を除去する処理が行われる被処理基板２０６として円形のウエハ（３００ｍｍ直径のウエハ）に対して、図２図示の前述した本発明の基板処理装置を用い、前述したこの実施例の基板処理方法行う場合について、以下に具体的に説明する。

ウエハの裏面に形成された不要な薄膜としてポリシリコン単層膜が形成された場合について説明する。

まず、ウエハを基板保持部２０１にて保持し、次いで、保護プレート２０２の空気穴２０３より空気圧0.5Mpa以下で空気を噴出しウエハの表面を保護した状態を保つ。

次に、ノズル２０４をスキャンさせながらブラスト材として炭素系化合物を用いて裏面のポリシリコンを除去する。ここで、ブラスト材炭素系化合物の粒径は１０μｍであった。

ブラスト処理中でも保護プレート２０２から噴出される空気圧によりウエハの表面は保護され、クリーンな状態が維持されていた。

その結果、裏面の不要な薄膜は、２００秒で必要な除去工程が完了した。

ここで、ブラスト材として、本実施例では、炭素系化合物を用いたが、使用可能な微粒子であれば、対象薄膜に応じて他のSi系微粒子、Al酸化物、セラミック系、ダイヤモンドなど選択可能であることは、言うまでもないことである。

また、裏面の不要薄膜が有機系の薄膜であればスチームでも可能であることは言うまでもないことである。

図２図示の実施形態では、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル２０４を使用したが、このブラスト材を吹きつける噴射ノズル２０４は、必要に応じて、一基又は複数基使用することができる。また、除去処理する薄膜の材質に対応させて、高温スチームを吹きつける噴射ノズルのみを一基又は複数基使用する、あるいは、高温スチームを吹きつける噴射ノズルと、ブラスト材を吹きつける噴射ノズルをそれぞれ一基又は複数基使用する、高温スチームとブラスト材とを選択的に吹きつける噴射ノズルを一基又は複数基使用することも可能である。この場合、スチームとブラスト材の組み合わせは、不要膜種に応じていかなる組み合わせも可能であることは言うまでもないことである。

また、前記の形態の保護プレート２０２は、被処理基板２０６において薄膜が除去さる必要のない領域（図２図示の実施形態では、被処理基板２０６の表面）に向けて加圧気体（この実施形態では加圧空気）を吹き付けることによって、薄膜を除去すべき被処理基板２０６の領域（この実施例では裏面）に対して噴射ノズル２０４から吹きつけられたブラスト材が、被処理基板２０６において薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板２０６の表面）に侵入してくるのを防止する手段であるので、空気圧配管２０５を介して保護プレート２０２に供給され、空気穴２０３を介して被処理基板２０６の表面に吹き付けられる圧縮空気の圧力は、これを可能とするために、噴射ノズル２０４から薄膜を除去すべき被処理基板２０６の領域に対して吹きつけられるブラスト材の圧力に応じて調整可能にしておくことが望ましい。

以上に説明した実施例１の基板処理装置を用いて、実施例１で説明した基板処理方法を実施し、また実施例２の基板処理装置を用いて、実施例２で説明した基板処理方法を実施することにより、基板の表面の端縁に形成されている不要な薄膜を除去する処理と、基板の裏面に形成されている薄膜を除去する処理とを別々に行うことができる。

次に、本発明の第三の実施形態について説明する。

図３（ａ）、（ｂ）図示の基板処理装置は、基板の表面の端縁と基板の裏面に形成された薄膜を除去する基板処理装置であって、被処理基板の表面側から被処理基板の中心部側を支持し、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板の表面の端縁と裏面とに向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域（被処理基板表面の端縁及び裏面）に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域（被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域）に侵入することを防止して被処理基板の表面の端縁と基板の裏面に形成されている薄膜を除去する本発明の方法の実施に適しているものである。

不要な薄膜を除去する処理が行われる被処理基板３０６の表面側から基板保持部３０１によって被処理基板３０６の中心部側を支持する。基板保持部３０１は真空吸着機構によるものであり、真空配管３０７から得られる真空によって被処理基板３０６を支持する。

基板保持部３０１と被処理基板３０６の基板表面３０６ａとの接触部は、ピン形状にして、基板表面３０６ａを傷つけずに被処理基板３０６を支持できるようになっている。

図３（ａ）図示の基板処理装置は、被処理基板３０６において除去すべき薄膜が形成されている領域、すなわち、被処理基板３０６の表面３０６ａの端縁と、被処理基板３０６の裏面３０６ｂに向けて高温スチームを吹きつける噴射ノズル３０４ａと、ブラスト材を吹きつける噴射ノズル３０４ｂとを備えている。

基板保持部３０１の周囲には保護プレート３０２が配備されている。保護プレート３０２には空気圧配管３０５を介して圧縮空気が供給されるようになっており、この保護プレート３０２に供給された圧縮空気は、空気穴３０３を介して、図３（ａ）図示のように、被処理基板３０６の表面３０６ａの中心部側領域に吹き付けられるようになっている。

空気圧配管３０５が接続され、空気穴３０３を介して圧縮空気を被処理基板３０６の表面３０６ａに吹き付ける保護プレート３０２は、噴射ノズル３０４ａ、３０４ｂから被処理基板３０６に吹きつけられた高温スチームやブラスト材が、被処理基板３０６において薄膜が除去される必要のない領域（図３（ａ）図示の実施形態では、被処理基板３０６の表面３０６ａの中央部側領域）に侵入することを防止する手段としての役割を果たすものである。

そこで、図３（ａ）図示のように、基板保持部３０１によって被処理基板３０６が支持されたときに、保護プレート３０２は、被処理基板３０６の表面３０６ａに対して、所定の空間的距離をもって対向して配置されるようになっている。

なお、実施例１、２と同じく、前記の形態の保護プレート３０２を、被処理基板３０６において薄膜が除去される必要のない領域（図３（ａ）図示の実施形態では、被処理基板３０６の表面３０６ａの中央部側領域）に向けて加圧気体（この実施形態では加圧空気）を吹き付けるノズル体などにすることもできる。

図３（ａ）図示の実施形態では基板保持部３０１が保護プレート３０２の内部に配備されている。そして、保護プレート３０２に備えられている空気穴３０３は、図示のように、基板保持部３０１の外側に配置されている。そこで、粒子やコンタミが、基板保持部３０１が被処理基板３０６の表面３０６ａを支持している領域に侵入することを効果的に防止できる。このような図３図示の形態は、噴射ノズル３０４ａ、３０４ｂから被処理基板３０６に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板３０６において薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止する手段として、被処理基板３０６の薄膜が除去される必要のない領域に向けて加圧気体を吹きつける加圧機構からなる保護プレート３０２と、真空吸着機構によって被処理基板３０６を支持する基板保持部３０１とが一体的に構成されているものである。

図３（ａ）図示の実施形態では基板保持部３０１を固定し、噴射ノズル３０４a、３０４ｂが移動可能な構成になっている。

なお、噴射ノズル３０４aを、図３（ａ）図示のように、被処理基板３０６の表面側から裏面側、被処理基板３０６の裏面側から表面側に転回できるように移動可能にしておけば、被処理基板３０６の表面３０６ａの端縁だけでなく、被処理基板３０６の裏面３０６ｂの端縁の不要薄膜も噴射ノズル３０４aによって除去することができる。

また、被処理基板３０６の裏面３０６ｂの不要薄膜を除去する噴射ノズル３０４bが移動可能な構成になっていることで、被処理基板３０６の表面３０６ａの端縁の不要薄膜を除去する処理を行うと同時に、被処理基板３０６の裏面の不要薄膜を除去することが可能である。

本構成により、基板表面３０６aは、薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板３０６の表面３０６ａの端縁以外の中心部側領域のクリーン度を維持したまま、被処理基板３０６の表面３０６ａの端縁に形成されている不要薄膜と、被処理基板３０６の裏面に形成されている不要薄膜とを同時に除去可能である。

本発明によれば、被処理基板３０６の表面３０６ａは常に保護されたまま不要な薄膜を除去する処理が行われるため、後の工程で洗浄が不要であり、プロセスが簡素化できることは言うまでもないことである。

図３（ｂ）は図３（ａ）図示の基板処理装置の他の例を説明する概略断面図であって、図３（ａ）図示の基板処理装置と同じく、基板の表面の端縁と基板の裏面に形成された薄膜を除去する基板処理装置を表すものである。図３（ｂ）図示の基板処理装置も、被処理基板の表面側から被処理基板の中心部側を支持し、除去される薄膜が形成されている被処理基板の表面の端縁と裏面とに向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記被処理基板裏面及び前記表面の端縁に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に侵入することを防止して被処理基板の表面の端縁と基板の裏面に形成されている薄膜を除去する本発明の方法の実施に適している。

図３（ｂ）図示の基板処理装置が図３（ａ）図示の基板処理装置と相違している点は、真空吸着機構による基板保持部３０１によって被処理基板３０６の中心部側を支持するのに代えて、保護プレート３０２に配備されている吸着パット３０８により被処理基板３０６の中心部側を支持している点である。

その他の点は図３（ａ）図示の基板処理装置と同様であるので、両者に共通する部材には共通する符号を付けてその説明を省略する。

以上に説明したように、図１、図２及び図３（ａ）、（ｂ）に示した本発明の基板処理装置及びこれらの基板処理装置を用いて、前記の実施例１〜３で説明したところにより実行される本発明の基板処理方法により、基板の表面の端縁又は基板の裏面に形成されている不要な薄膜、若しくは基板の表面の端縁及び基板の裏面に形成されている不要な薄膜を容易に除去可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態、実施例を添付図面を参照して記載したが、本発明はかかる実施形態、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。

本発明の基板処理方法が実施される本発明の基板処理装置の一例を説明する概略断面図。 本発明の他の基板処理方法が実施される本発明の他の基板処理装置の一例を説明する概略断面図。 （ａ）本発明の更に他の基板処理方法が実施される本発明の更に他の基板処理装置の一例を説明する概略断面図、（ｂ）図３（ａ）図示の基板処理装置の他の例を説明する概略断面図。 （ａ）、（ｂ）本発明の基板処理方法が実施された場合の除去能率（不要薄膜が除去された面積と、とブラスト処理時間との関係）を示す図。 （ａ）、（ｂ）被処理基板の端縁に形成されている不要薄膜を除去する従来例の工程を説明する模式図である。 特許文献２に示されている被処理基板の端縁に形成されている不要薄膜を除去する工程を説明する模式図である。 特許文献３に示されている被処理基板の端縁に形成されている不要薄膜を除去する工程を説明する模式図である。 特許文献４に示されている被処理基板の端縁に形成されている不要薄膜を除去する工程を説明する模式図である。

符号の説明

１０１ 基板保持部
１０２ 保護プレート
１０３ 空気穴
１０４a、１０４b 噴射ノズル
１０５ 空気圧配管
１０６ 被処理基板
１０６a 被処理基板の表面
１０６b 被処理基板の裏面
２０１ 基板保持部
２０２ 保護プレート
２０３ 空気穴
２０４ 噴射ノズル
２０５ 空気圧配管
２０６ 被処理基板
２０６a 被処理基板の表面
２０６b 被処理基板の裏面
２０７ 真空配管
３０１ 基板保持部
３０２ 保護プレート
３０３ 空気穴
３０４a、３０４b 噴射ノズル
３０５ 空気圧配管
３０６ 被処理基板
３０６a 被処理基板の表面
３０６b 被処理基板の裏面
３０７ 真空配管
３０８ 吸着パット
５０１ ウエハ
５０２ 端面に形成された不要な薄膜
５０３ レジスト
５０４ LSIのパターニング部
６０１ 研磨パッドがついた回転部
６０２ ウエハ
６０３ ウエハ保持部
７０１ 研磨材が付着した研磨布もしくはシート
７０２ ウエハ
７０３ ウエハ保持部
８０１ 研磨布が装着された研磨部
８０２ ウエハ
８０３ ウエハ保持部

Claims (8)

1. 基板の表面の端縁及び／又は基板の裏面に形成された薄膜を除去する基板処理装置であって、
   被処理基板を支持する基板保持部と、
   除去すべき薄膜が形成されている被処理基板の領域に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつける噴射ノズルと、
   被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に向けて加圧気体を吹きつける加圧機構からなる、前記噴射ノズルから被処理基板に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止する手段と
   を備えている基板処理装置。
2. 噴射ノズルとして、高温スチームを噴射する噴射ノズル、ブラスト材を噴射する噴射ノズル、又は、高温スチームとブラスト材とを選択的に噴射する噴射ノズルの中のいずれか一種以上が、基板保持部に支持された被処理基板に対して位置が固定されて、あるいは、移動可能に配備さ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。
3. ブラスト材は、炭素系化合物系、Si化合物系、又は、Al酸化物系の超微粒子、若しくはSi系の超微粒子からなることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。
4. 基板保持部は真空吸着機構によって被処理基板を支持するものであり、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に向けて加圧気体を吹きつける加圧機構からなる噴射ノズルから被処理基板に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板において薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止する手段は、当該真空吸着機構による基板保持部と一体的に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の基板処理装置。
5. 基板の表面の端縁に形成された薄膜を除去する基板処理方法であって、
   被処理基板の裏面側から被処理基板を支持し、
   被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板表面の端縁に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、
   被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記端縁に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止して
   被処理基板表面の前記端縁に形成されている薄膜を除去する
   ことを特徴とする基板処理方法。
6. 基板の裏面に形成された薄膜を除去する基板処理方法であって、
   被処理基板の表面側から基板の周縁部を支持し、
   被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板の裏面に向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、
   被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記被処理基板裏面に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止して
   被処理基板裏面に形成されている薄膜を除去する
   ことを特徴とする基板処理方法。
7. 基板の表面の端縁と裏面とに形成された薄膜を除去する基板処理方法であって、
   被処理基板の表面側から被処理基板の中心部側を支持し、
   被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域である被処理基板の表面の端縁と裏面とに向けて高温スチーム又はブラスト材を吹きつけると共に、
   被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域である被処理基板表面の前記端縁以外の中心部側領域に向けて被処理基板の上側から加圧気体を吹きつけて、前記被処理基板の表面の端縁及び裏面に吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止して
   被処理基板の表面の端縁及び裏面に形成されている薄膜を除去する
   ことを特徴とする基板処理方法。
8. 加圧気体が被処理基板に向けて吹き付けられる圧力を調整することにより、被処理基板の除去される薄膜が形成されている領域に向けて吹きつけられた高温スチーム又はブラスト材が、被処理基板の薄膜が除去される必要のない領域に侵入することを防止するものである請求項５乃至７のいずれか一項記載の基板処理方法。

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