JP4495022B2 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents
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Description
薬液吐出開始時と終了時とのエッチングの進行の面内ばらつきが互いに補い合う関係にあることは期待できず、実際、処理後の基板上にはエッチングばらつきが見られる。
さらに、この発明によれば、前純水供給工程の末期において純水の供給流量が漸減させられるので、エッチング液の供給を開始した後に、基板上におけるエッチング液の濃度を漸増させることができる。これにより、基板上でのエッチング液濃度の変化をさらに緩慢にすることができるから、より均一なエッチング処理が可能になる。
さらにまた、この発明では、薬液供給工程の初期において、薬液供給流量が漸増させられるので、基板に供給されるエッチング液と純水との混合比率が徐々に変化していき、エッチング液の濃度が基板上で漸増することになる。その結果、基板上でのエッチング液の濃度変化をさらに緩慢にできるから、薬液処理の面内均一性をさらに向上することができる。
前記前純水供給工程および薬液供給工程は、基板保持回転機構によって保持されている基板に純水を供給する純水ノズルおよび薬液としてのエッチング液を供給する薬液ノズルをそれぞれ用いて行われてもよい。また、前記基板保持回転機構によって保持されている基板に向けて処理液を供給する処理液ノズルが設けられ、この処理液ノズルに対して薬液としてのエッチング液および/または純水を共通に供給することによって、前記前純水供給工程および薬液供給工程が行われるようになっていてもよい。
この方法により、薬液供給工程の末期において、基板上におけるエッチング液の濃度(特に着液点におけるエッチング液の濃度)が漸減することになる。これにより、基板上におけるエッチング液濃度の変化をさらに緩慢にすることができ、より均一なエッチング液処理が可能になる。
この方法では、薬液(エッチング液)の供給流量を薬液供給工程の末期に漸減させることにより、エッチング液と純水との混合比率が徐々に変化していき、その結果、基板上におけるエッチング液の濃度が漸減することになる。これにより、基板上におけるエッチング液濃度の変化をさらに緩慢にできるから、面内均一性の向上されたエッチング液処理が実現される。
また、薬液供給開始時における基板上でのエッチング液濃度の急変を抑制できるので、高温および/または高濃度のエッチング液を使用しても、処理の面内不均一を抑制できる。これにより、高温および/または高濃度のエッチング液を用いて、基板処理の所要時間を短縮することが可能となる。
図1は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す概念図である。この基板処理装置は、基板を1枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置であり、基板Wをほぼ水平に保持して鉛直軸線まわりに回転させるスピンチャック1と、このスピンチャック1に保持されて回転されている基板Wの回転中心に向けて純水を供給する純水ノズル2と、スピンチャック1に保持されて回転されている基板Wの回転中心に向けて一定濃度の薬液(エッチング液)を供給する薬液ノズル3とを備えている。さらに、この基板処理装置は、スピンチャック1に保持されて回転されている基板Wの下面の中心に向けて処理液を供給する下面処理液ノズル4を備えている。
図2は、前記基板処理装置による基板処理工程を説明するための図であり、図2(a)は薬液ノズル3から基板Wの上面に供給される薬液の供給流量の時間変化を示し、図2(b)は、純水ノズル2から基板Wの上面に供給される純水の供給流量の時間変化を示し、図2(c)は、スピンチャック1の回転速度(すなわち基板Wの回転速度)の時間変化を示している。
制御装置30は、薬液供給工程の末期において、薬液バルブ20を閉じるよりも一定時間だけ前に、純水バルブ18を開いて後純水供給工程を開始する。これにより、基板W上における薬液の濃度(特に回転中心付近の着液点近傍の薬液の濃度)の急変が抑制され、薬液濃度は緩慢な変化を示しながら減少していく。制御装置30は、薬液バルブ20を閉じて薬液供給工程を終了した後にも、純水バルブ18を引き続き一定時間だけ開状態に保持する。これにより、基板W上の薬液が純水によって置換され、いわゆるリンス処理が行われることになる。
制御装置30は、基板Wの下面に処理液を供給する下面処理液ノズル4に関しても同様の制御を行う。すなわち、薬液バルブ29および純水バルブ27に対して、薬液バルブ20および純水バルブ18に対する制御と同様の制御が行われることになる。ただし、基板Wの下面側においては、基板表面(下面)において薬液の混合が生じるのではなく、処理液混合部25において薬液および純水の混合が行われ、その混合された処理液が処理液供給管15を介して、下面処理液ノズル4から基板Wの下面の回転中心に向けて吐出されることになる。むろん、薬液および純水の混合が生じるのは、薬液供給工程の初期および末期の各一定時間であって、その他の期間は、純水のみまたは薬液のみが下面処理液ノズル4から基板Wの下面中央に向けて吐出される。基板Wの下面中央に吐出された処理液は、遠心力を受けて外方側へと広がり、基板Wの下面全域に供給される。
特に、薬液としてエッチング液を用いる場合に、高温および/または高濃度の高性能エッチング液を用いても、均一性の高いエッチング処理が可能になる。
図2の記載から明らかなとおり、この実施形態では、前純水供給工程は、この前純水供給工程の末期において、薬液供給工程の開始後に、基板Wへの純水の供給流量を、薬液供給工程の開始前と等しい一定流量に保持した後に漸減(B1)させる工程を含む。また、薬液供給工程は、この薬液供給工程の初期において純水の供給流量が漸減される前に開始され、基板Wへの薬液の供給流量を漸増させる薬液流量漸増工程(A1)を含む。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、図2(a)において二点鎖線で示すように、薬液の供給停止時(とくに後純水供給工程の開始以後の期間)に、薬液供給流量を漸減させる薬液流量漸減工程A2を行ってもよい。より具体的には、薬液バルブ20として流量調整機能付きのバルブを用い、制御装置30により、薬液供給停止時における薬液バルブ20の開度を漸減させるようにすればよい。このようにすれば、薬液供給停止時における基板W上における薬液濃度の変動をより緩慢にすることができるので、さらに均一性の高い基板処理が可能になる。基板Wの下面側の処理についても同様であり、薬液バルブ29として流量調整機能付きバルブを用い、制御装置30により、薬液供給停止時において、薬液バルブ29の開度を漸減させればよい。
さらに、図2(b)において二点鎖線で示すように、後純水供給工程の初期(とくに薬液供給工程の終了以前の期間)において、純水供給流量を漸増させる純水流量漸増工程B2を行ってもよい。より具体的には、純水バルブ18として、流量調整機能付きのバルブを用い、後純水供給工程の初期の期間において、制御装置30により純水バルブ18の開度を漸増させればよい。このようにすれば、薬液供給停止時において基板W上での薬液濃度の変化をより緩慢にすることができるので、基板処理の面内均一性をさらに向上することができる。
むろん、薬液供給停止時に、薬液供給流量の漸次的な変化と、純水供給流量の漸次的な変化とを併用すれば、さらに基板W上での薬液濃度をさらに緩慢に変動させることができるので、基板処理の面内均一性を一層向上できる。
また、薬液供給工程の初期および末期において、薬液の供給を間欠的に行うようにして前述のような薬液流量漸増工程や薬液流量漸減工程を行うようにしてもよい。より具体的には、薬液バルブ20を間欠的に開いたり、薬液タンク6から薬液を送り出すポンプ7(たとえばダイヤフラムポンプからなる。)の脈動を利用したりして、薬液の間欠供給を行うようにしてもよい。これによって、薬液供給工程の初期および末期における薬液供給流量が抑制されるので、基板W上における薬液濃度の変動を緩慢にすることができ、基板処理の面内均一化に寄与することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 純水ノズル
3 薬液ノズル
4 下面処理液ノズル
5 薬液供給源
6 薬液タンク
7 ポンプ
8 フィルタ
9 温度調節ユニット
11 スピンベース
12 チャックピン
13 回転軸
14 回転駆動機構
15 処理液供給管
17 純水供給路
18 純水バルブ
19 薬液供給路
20 薬液バルブ
25 処理液混合部
26 純水供給路
27 純水バルブ
28 薬液供給路
29 薬液バルブ
30 制御装置
A1 薬液流量漸増工程
A2 薬液流量漸減工程
B1 純水流量漸減工程
B2 純水流量漸増工程
W 基板
Claims (5)
- 基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理方法であって、
基板保持回転機構で基板を保持して回転させる基板回転工程と、
この基板回転工程によって回転されている基板の表面に純水を供給する前純水供給工程と、
前記基板回転工程によって回転されている基板の表面に薬液としてのエッチング液を供給する薬液供給工程とを含み、
前記薬液供給工程に先だって前記前純水供給工程を開始するとともに、前記薬液供給工程開始後にも前記前純水供給工程を継続した後に当該前純水供給工程を終了し、その後も前記薬液供給工程を継続した後に当該薬液供給工程を終了し、
前記前純水供給工程は、この前純水供給工程の末期において、前記薬液供給工程の開始後に、前記基板への純水の供給流量を、前記薬液供給工程の開始前と等しい一定流量に保持した後に漸減させる工程を含み、
前記薬液供給工程は、この薬液供給工程の初期において前記純水の供給流量が漸減される前に開始され、前記基板への薬液の供給流量を漸増させる薬液流量漸増工程を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 前記前純水供給工程の終了後であって、前記薬液供給工程の終了前に開始され、前記基板回転工程によって回転されている基板の表面に純水を供給する後純水供給工程をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
- 前記後純水供給工程は、この後純水供給工程の初期において、前記薬液供給工程の終了前に、前記基板への純水の供給流量を漸増させる純水流量漸増工程を含むことを特徴とする請求項2記載の基板処理方法。
- 前記薬液供給工程は、この薬液供給工程の末期において、前記後純水供給工程の開始後に、前記基板への薬液の供給流量を漸減させる薬液流量漸減工程を含むことを特徴とする請求項2または3記載の基板処理方法。
- 1枚の基板を保持して回転させる基板保持回転機構と、
この基板保持回転機構に保持された基板の表面に純水を供給する純水供給機構と、
前記基板保持回転機構に保持された基板の表面に薬液としてのエッチング液を供給する薬液供給機構と、
前記純水供給機構および薬液供給機構を制御し、前記薬液供給機構による薬液供給開始前から前記純水供給機構によって基板の表面に純水を供給させるとともに、前記薬液供給機構による薬液の供給を開始させた後も前記純水供給機構による純水の供給を継続させ、その後に、前記純水供給機構による純水の供給を停止させる制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記薬液供給機構による薬液供給開始後に、前記純水供給機構による純水の供給流量を薬液供給開始前と等しい一定流量に保持した後に漸減させ、前記純水の供給流量を漸減する前から前記薬液供給機構による薬液の供給流量を漸増させることを特徴とする基板処理装置。
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