JP5382864B2 - エッチング処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の被処理物を回転させながら処理液や処理ガスを供給してエッチング処理を行うエッチング処理装置に関する。

たとえば、半導体デバイス、液晶表示パネル等の電子機器の分野においては、半導体基板、ガラス基板、磁性体基板、ＬＥＤ基板などを被処理物とし、被処理物表面を所定のパターンにてエッチングするエッチング処理が広く行われている。その目的は様々であるが、例えば、半導体ウエハにおいては、半導体ウエハの一部を薄くし、一部を厚くすることにより、薄型化を実現するとともに半導体ウエハの強度を確保している。

特開２００４−２８１５５１号公報

たとえば、上記特許文献１には、第１の厚さを有する第１の基板部分と、第１の厚さよりも厚い第２の厚さを有する第２の基板部分とを備え、第２の基板部分は半導体基板の外周部に沿って形成される半導体基板が開示されている。製造方法としては、厚い基板にレジストを塗布し、露光及び現像処理をしてフォトマスクパターンを形成し、エッチングすることにより、凹面を形成する方法が挙げられている。
しかしながら、上記特許文献１のように、フォトマスクパターンを形成してエッチング処理する場合、（１）レジスト塗布、（２）露光、（３）現像、（４）エッチング、（５）レジスト除去、といった多くの工程が必要であり、時間と手間が生じていた。また、これらの各工程（１）〜（５）を実施するための装置が必要であり、設備コストの負担が問題となっていた。

そこで本発明は、フォトマスクパターンを用いる場合と比較して、処理工程が少なく且つ設備コストも低廉なエッチング処理装置及びエッチング処理方法を提案することを目的とする。

本発明のエッチング処理装置は、被処理物を保持する保持手段と、被処理物の被処理面にエッチング用の処理液又は処理ガスを供給する供給手段と、被処理物を回転させる回転手段とを備えるエッチング処理装置において、前記被処理物に着脱自在であり、当該被処理物に装着された状態にて当該被処理物の被処理面の所定領域を被覆し、当該所定領域における前記処理液又は処理ガスの接触を遮断する被覆手段を備え、前記被覆手段は、第一部材と、当該第一部材に着脱可能な第二部材とを備え、当該第二部材は前記被処理物の被処理面の所定領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とする。

この発明によれば、被処理物を保持手段にて保持した状態とし、被覆手段を被処理物に装着すると、被処理物の被処理面の所定領域が被覆手段にて被覆された状態となる。この状態にて被処理物を回転させながらエッチング用の処理液又は処理ガスを供給すると、被覆手段にて被覆された領域は処理液や処理ガスの接触が遮断されて腐食せず、それ以外の領域が腐食する。そして、第一部材に第二部材が着脱可能であるため、形状やサイズの異なる第二部材を適宜交換して使用すれば、所望のパターンにてエッチングが可能となり、また、第二部材が破損や劣化した場合も容易に交換できる。

前記被覆手段は、被処理物に装着されたときに被処理物を露出させる開口部を有し、当該開口部はその周縁端部が当該被処理物の被処理面との接触面側から外側に向かって広がる方向に傾斜していることを特徴とする。

被処理物を回転させながら処理液や処理ガスを供給すると、処理液又は処理ガスは被覆手段に設けられた開口部に流入し、開口部により露出された領域が腐食する。このとき、被処理物の回転動作により処理液又は処理ガスが開口部の周縁端部付近に偏って滞留すると、その部分の腐食の進行が早まり、エッチングが不均一となる。この発明によれば、開口部の周縁端部が当該被処理物の被処理面との接触面側から外側に向かって広がる方向に傾斜しているため、開口部に流入した処理液や処理ガスは被処理物の回転動作にともなって速やかに排出される。これにより、開口部の周縁端部付近に処理液や処理ガスが滞留することがなく、開口部により露出される領域内での腐食の進行を均一にすることができる。

前記保持手段に保持された被処理物に前記被覆手段が当該被処理物に接触するように装着された状態において、当該被処理物の被処理面と当該被覆手段との間に生じる微小間隙に気体を供給可能な気体供給手段を備えることが好ましい。

被処理物の被処理面と被覆手段との間に微小な間隙が生じた場合は、毛細管現象により処理液がこの間隙に浸入する恐れがある。この発明によれば、被処理物の被処理面と被覆手段との間に気体を供給可能であるため、仮に微小な間隙が生じたとしても、その間隙には気体が供給され、処理液の浸入を防止することができる。

本発明によれば、被処理物の被処理面に被覆手段を着脱させることで、被覆手段により被覆された領域は腐食せず、露出された領域は腐食し、所定のパターンにてエッチングを行うことが可能となる。従来のフォトマスクパターンを用いたエッチングは、（１）レジスト塗布、（２）露光、（３）現像、（４）エッチング、（５）レジスト除去、といった多くの工程が必要であったが、本発明によれば、エッチングの前後にて被処理物に被覆手段を着脱させるだけでよく、非常に少ない処理工程にてエッチングが可能となる。上記（１）〜（５）の各工程専用の処理装置も不要となり、従来の枚葉式の処理装置に本発明の被覆手段を付加するだけでよいため、設備コストも抑制できる。また、第一部材に第二部材が着脱可能であるため、形状やサイズの異なる第二部材を適宜交換して使用すれば、所望のパターンにてエッチングが可能となり、第二部材が破損や劣化した場合も容易に交換できる。

本発明の第一の実施の形態のエッチング処理装置の内部構造を説明する概略断面図である。 上記実施の形態の被覆手段を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその下面図であり、（ｃ）はその断面図である。 上記実施の形態のエッチング処理装置の動作を説明する概略説明図であり、（ａ）は半導体ウエハセット工程を説明する説明図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は被覆手段セット工程を説明する説明図、（ｅ）はエッチング処理工程を説明する説明図である。 上記実施の形態の保持テーブルに半導体ウエハがセットされた状態を示す上面図である。 上記実施の形態のエッチング処理後の半導体ウエハを示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその断面図である。 本発明の第一の実施の形態の例１の被覆手段を示す図であり、（ａ）その上面図であり、（ｂ）その下面図であり、（ｃ）はその断面図であり、（ｄ）は各部材を離脱させた状態の断面図である。 本発明の第一の実施の形態の例２（第一の実施の形態の応用例）を示す図であり、（ａ）は被覆手段の上面図、（ｂ）はその断面図である。 本発明の第一の実施の形態の例２（第一の実施の形態の他の例１の応用例）を示す図であり、（ａ）は被覆手段の上面図、（ｂ）はその断面図である。 本発明の第二の形態のエッチング処理装置の内部構造を説明する概略断面図である。 上記実施の形態の被覆手段を示す図であり、（ａ）は被覆手段が設けられた保持テーブルの上面図、（ｂ）はその断面図である。 上記実施の形態の固定手段を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその断面図である。 上記実施の形態のエッチング処理装置の動作を説明する概略説明図であり、（ａ）は半導体ウエハセット工程、（ｂ）は半導体ウエハ固定工程、（ｃ）エッチング処理工程を説明する図である。 本発明の第二の実施の形態の他の例１を示す図であり、（ａ）は保持テーブルの上面図、（ｂ）はその断面図である。 本発明の第二の実施の形態の他の例２の被覆手段が設けられた保持テーブルの断面図であり、（ａ）は上記第二の実施の形態の応用例であり、（ｂ）は上記第二の実施の形態の他の例１の応用例である。 本発明の第三の実施の形態のロック機構を説明する説明図である。 上記実施の形態のロック機構の一部を構成する被覆手段を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその断面図である。 上記実施の形態のロック機構の一部を構成する保持テーブルを示す図であり、（ａ）はその一部拡大斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。 上記実施の形態のロック機構が設けられたエッチング処理装置の動作を説明する説明図である。 本発明の第四の実施の形態のエッチング処理装置を説明する説明図であり、（ａ）保持手段の上面図であり、（ｂ）はその断面図である。 上記実施の形態のエッチング処理装置の保持手段に半導体ウエハと被覆手段とを装着した状態を示す図である。 上記実施の形態の給気手段を本発明の第二の実施の形態に適用した例を示す説明図である。

（第一の実施の形態）
以下、被処理物として半導体ウエハＷを例とし、本実施の形態の処理装置Ｓ１について詳細に説明する。処理装置Ｓ１は、供給する処理液又は処理ガスに応じて洗浄、エッチング、メッキ、研磨などの様々な処理が可能なものであるが、本発明は、その中のエッチング処理に有効な機能であるため、以下、処理装置Ｓ１をエッチング処理装置Ｓ１と言う。

図１は、エッチング処理装置Ｓ１の内部構造を示す概略断面図である。エッチング処理装置Ｓ１は、半導体ウエハＷを保持手段１１で保持した状態にて、半導体ウエハＷを回転させながら半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに処理液や処理ガスを供給し、エッチング処理を行う枚葉式のエッチング処理装置である。エッチング処理装置Ｓ１は、半導体ウエハＷを保持する保持ユニットＵ１と、保持ユニットＵ１を収納可能なチャンバユニットＵ２と、チャンバユニットＵ２の近傍に配される着脱ユニットＵ３を備える。

保持ユニットＵ１は、保持手段１１と、回転手段１２と、昇降機構１３と、被覆手段１４と、供給手段１５とを備える。

保持手段１１は、半導体ウエハＷをその底面側から保持するものであり、半導体ウエハＷを被処理面Ｗａが露出する状態にて保持する機能を備える。本実施の形態では、保持手段１１は、円盤形状の保持テーブル１１ａと、それを下方から支持する支持部１１ｂとを備え、保持テーブル１１ａの上面には半導体ウエハＷがセットされるセット部１１ｃが設けられている。セット部１１ｃは、保持テーブル１１ａの上面において半導体ウエハＷの円周に沿って複数設けられており（図４参照）、内側に断面Ｌ字状の切り欠きを有し、半導体ウエハＷはこの切り欠き部分にセットされる。なお、セット部１１ｃはこれに限られるものではなく、半導体ウエハＷを保持テーブル１１ａに固定できるものであれば良く、例えば、個数を変更したり、半導体ウエハＷの円周に沿ったリング状に設けたりしても良い。

回転手段１２は、保持手段１１を回転させる機能を備えるものであり、本実施の形態では、保持手段１１の支持部１１ｂの下方に設けられた回転モータ駆動部である。回転手段１２は、支持部１１ｂの内部に挿通された回転軸１１ｄに動力を伝達し、回転軸１１ｄに連結される保持テーブル１１ａを水平回転させることにより、保持テーブル１１ａに保持された半導体ウエハＷを水平に回転させる。

昇降機構１３は、筐体２１内における保持テーブル１１ａの相対位置を調整する機能を備える。本実施の形態では、支持部１１ｂの下側に設けられた昇降シリンダー１３ａである。詳しくは、支持部１１ｂに連結された筒状の昇降シリンダー１３ａがベアリング１３ｂを介して昇降軸１３ｃに挿入され、昇降シリンダー１３ａが昇降軸１３ｃに沿って昇降することで支持部１１ｂが上下方向に移動し、支持部１１ｂ上方に設けられた保持テーブル１１ａの位置が調整可能となっている。なお、昇降機構１３はこれに限られるものではなく、例えば、モータギア等により実現されても良い。

被覆手段１４は、半導体ウエハＷに着脱可能であり、半導体ウエハＷに装着された状態にて半導体ウエハＷの被処理面Ｗａの所定領域を被覆し、その所定領域における処理液又は処理ガスの接触を遮断する機能を備える。図２は被覆手段１４を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその下面図であり、（ｃ）はその断面図である。被覆手段１４は中央に開口部１４ａを有するリング形状を呈する。断面図（ｃ）においては外周端部に突起部１４ｂを備える断面略Ｌ字形状であり、この突起部１４ｂに囲まれて凹部１４ｃが形成されている。被覆手段１４は、セット部１１ｃに保持された状態の半導体ウエハＷに覆いかぶさるように配され、突起部１４ｂがセット部１１ｃの外側に位置する状態で嵌合する。凹部１４ｃには半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに密着状態にて接触する接触面１４ｄが設けられている。本実施の形態では、接触面１４ｄは、開口部１４ａに沿って一定幅にて形成される平坦面である。

なお、被覆手段１４の形状はリング形状に限らず、エッチングパターンに応じた形状とすれば良い。すなわち、被覆手段１４は、半導体ウエハＷに対して腐食させる領域を露出させ、腐食させない領域を被覆する形状とすれば良い。

被覆手段１４の材料は特に限られるものではないが、エッチング用の処理液や処理ガスに耐久性を有し、処理液や処理ガスを透過させず、半導体ウエハＷを被覆したときに隙間無く密着して処理液や処理ガスを被覆手段１４と半導体ウエハＷの間に浸入させないものであれば良い。材料としては、ポリプロピレン、塩化ビニル、ＰＴＦＥやＰＶＤＦ等のフッ素樹脂が好ましい。また、接触面１４ｄには、ウエハとの密着性を確保するために、弾性体（例えばフッ素ゴム層）を備えることが好ましい。

供給手段１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）は、半導体ウエハＷに処理液や処理ガスを供給する機能を備える。供給手段１５は処理液や処理ガスごとに供給路１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられており、複数種類の処理液や処理ガスを供給することが可能となっている。各供給路１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、図示しないポンプやフィルターを介して各処理液や処理ガスの供給源（供給タンク）と接続されている。

チャンバユニットＵ２は、筐体２１と、筐体２１内の空間を仕切る仕切り部２２と、筐体２１が載置される架台２６を備える。

筐体２１は、上方が開口部２３ａで開口された筒形状を呈し、保持手段１１が内部に収納可能となっている。筐体２１の側面部には仕切り部２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）が設けられており、保持テーブル１１ａの通路となる中央の移動空間２３と、移動空間２３に沿って設けられる複数の処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）が形成されている。

仕切り部２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、筐体２１の内部側面から内側に突出するリング形状の板状部材である。この仕切り部２２は、保持テーブル１１ａの移動方向（垂直方向）に沿って所定間隔を設けて複数設けられており、内側（先端側）から外側に向かって下方傾斜している。

移動空間２３は、保持手段１１に保持された被覆手段１４が上下方向に移動する通路であり、リング形状の仕切り部２２の中央の孔により形成されている。この移動空間２３は筐体２１の上方に設けられた開口部２３ａと連通している。

処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）は、エッチング処理等の各処理を行う空間であり、供給手段１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）から供給される処理液や処理ガスごとに処理空間を割り当てることが可能となっている。各処理空間２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）には排出口２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）が設けられており、処理液や処理ガスを回収可能となっている。なお、排出口２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）を処理液や処理ガスの各供給源（図示せず）と接続し、処理液や処理ガスが循環するようにしても良い。

架台２６は、内部に空間を有する。保持ユニットＵ１は、支持部１１ｂが筐体２１の内部空間に連通する開口２６ａに挿通され、保持手段１１が筐体２１内に位置し、回転手段１２と昇降機構１３が架台２６内に位置するように配されている。開口２６ａと支持部１１ｂとの間にはベアリング２６ｂが配され、昇降機構１３による昇降動作をスムーズにするとともに、筐体２１の内部空間と架台２６の内部空間とを隔絶している。

着脱ユニットＵ３は、被覆手段１４を保持して半導体ウエハＷに着脱する着脱手段としての機能を備える。この着脱ユニットＵ３は、基台３１と、基台３１の上に設けられたアーム３２とを備える。アーム３２は、水平部３２ａと垂直部３２ｂを備える略Ｌ字形状を呈し、先端に被覆手段１４を保持可能な保持部３２ｃ，３２ｃを備える。

アーム３２は位置決め機構３３により保持部３２ｃの位置を垂直方向及び水平方向に調節可能となっている。本実施の形態では、垂直部３２ｂの途中に昇降シリンダー３３ａが設けられており、昇降シリンダー３３ａにて垂直部３２ｂを伸縮させることにより保持部３２ｃの垂直方向における位置を調整可能であり、また、基台３１内には回転モータ駆動部３３ｂが設置されおり、回転モータ駆動部３３ｂの動力により垂直部３２ｂを回転軸としてアーム３２を回動させることで保持部３２ｃの水平方向における位置を調整可能となっている。

保持部３２ｃ，３２ｃは、アクチュエータ等により水平方向にスライド可能となっており、保持手段３２ｃ、３２ｃを被覆手段１４の切り欠き部１４ｅに嵌合させることで被覆手段１４を挟持し、開放することで脱離可能となっている。

（使用態様）
本実施の形態のエッチング処理装置Ｓ１は、次の通り動作する。図３（ａ）〜（ｄ）は、エッチング処理装置Ｓ１の動作を説明する概略説明図である。なお、以下の各動作は図示しない制御部によりコンピュータ制御されている。

＜半導体ウエハセット工程＞
図３（ａ）は半導体ウエハセット工程を説明する説明図である。昇降機構１３にて保持テーブル１１ａを上昇させて筐体２１の開口部２３ａから筐体２１外に位置させた状態とし、保持テーブル１１ａに半導体ウエハＷをセットする。図４は、半導体ウエハＷが保持テーブル１１ａにセットされた状態を示す上面図である。半導体ウエハＷは、保持テーブル１１ａの上面に設けられるセット部１１ｃ，，，１１ｃの内側に嵌め込まれる。

なお、本実施の形態では、半導体ウエハＷは、半導体ウエハ搬送ロボットＵ４により自動でセットされる。半導体ウエハ搬送ロボットＵ４は、枚葉式処理装置に用いられる一般的なもので良く、特に限定されるものではない。本実施の形態では、着脱ユニットＵ３とほぼ同様の機構を有し、アーム先端に保持した半導体ウエハＷを垂直方向及び水平方向に搬送可能であり、保持テーブル１１ａのセット部１１ｃに半導体ウエハＷを位置させた状態にて半導体ウエハＷを離脱させ、保持テーブル１１ａにセットする。なお、半導体ウエハ搬送ロボットＵ４は、セット部１１ｃとセット部１１ｃの間でアーム３２を移動させることにより、アーム３２とセット部１１ｃとの衝突が回避されている。以下の図においては、半導体ウエハ搬送ロボットＵ４は省略する。

＜被覆手段セット工程＞
図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）は被覆手段セット工程を説明する説明図である。図３（ｂ）に示されるように、位置決め手段３３の回転モータ駆動部３３ｂによりアーム３２の垂直部３２ｂを回転軸として水平部３２ａを水平回転させ、保持部３２ｃに保持された被覆手段１４を半導体ウエハＷの上方に位置させる。

つぎに、図３（ｃ）に示されるように、位置決め手段３３の昇降シリンダー３３ａによりアーム３２の垂直部３２ｂを収縮させ、保持部３２ｃに保持された被覆手段１４を下降させて半導体ウエハＷに装着する。これにより、半導体ウエハＷの被処理面Ｗａは、周縁端部が接触面１４ｄにて被覆され、開口部１４ａに相当する領域が露出された状態となる。

被覆手段１４のセットが完了すると、図３（ｄ）に示されるように、アーム３２は保持部３２ｃから被覆手段１４を脱離させ、回転モータ駆動部３３ｂによりアーム３２の水平部３２ａを水平移動させて半導体ウエハＷの上方から退避させる。半導体ウエハＷは、セット部１１ｃと被覆手段１４の間に挟持された状態となることで保持手段１１に固定される。なお、被覆手段１４は、突起部１４ｂが保持手段１１のセット部１１ｃを外側から包囲する状態となるため、被覆手段１４が水平方向に位置ズレすることはなく、又、自重により垂直方向にも位置ズレすることはない。

＜エッチング処理工程＞
図３（ｅ）はエッチング処理工程を説明する説明図である。保持ユニットＵ１は、昇降機構１３により半導体ウエハＷの位置決めを行う。ここでは、昇降機構１３により保持テーブル１１ａを下降させ、エッチング処理に割り当てられている処理空間２４ｂの近傍に半導体ウエハＷを位置決めする。その後、回転手段１２を駆動することにより半導体ウエハＷを水平回転させ、その状態にて供給手段１５からエッチング用の処理液又は処理ガスを供給する。なお、このとき、供給手段１５の供給口は図示しない昇降機構１３により下降されて筐体２１内部に配される。半導体ウエハＷの被処理面Ｗａは、被覆手段１４の開口部１４ａにて露出された領域に処理液又は処理ガスが供給され、被覆手段１４の接触面１４ｄに被覆された領域は処理液又は処理ガスから遮断された状態となる。これにより、開口部１４ａにより露出された領域のみが腐食し、接触面１４ｄに被覆された領域は腐食せずに厚みが維持される。

なお、供給された処理液又は処理ガスは、保持テーブル１１ａの回転による遠心力により外方向に飛散し、処理空間２４ｂに回収される。回収された処理液又は処理ガスは、排出口２５ｂから排出された後、流路を流れて供給源（図示せず）に戻る。なお、処理ガスの場合は、排出口２４ｂに吸気機能を付加し、処理ガスを吸気するようにしても良い。

＜被覆手段取り外し工程＞
エッチング処理が完了すると、半導体ウエハＷの回転と処理液又は処理ガスの供給を停止し、供給手段１５の供給口を上昇させ、昇降機構１３により半導体ウエハＷを筐体２１外まで移動させることで、図３（ｄ）と同様の状態とする。その後に、着脱ユニットＵ３のアーム３２を回転させて保持部３２ｃを被覆手段１４まで水平移動させ、保持部３２ｃにて被覆手段１４を保持することで、図３（ｃ）と同様の状態とする。その状態にて、昇降シリンダー３３ａにてアーム３２の垂直部３２ｂを伸長させ、被覆手段１４を上方に持ち上げて半導体ウエハＷから脱離させ、図３（ｂ）と同様の状態とする。そして、アーム３２を回転させて被覆手段１４を半導体ウエハＷの上方から退避させ、半導体ウエハ搬送ロボットＵ４にて半導体ウエハＷを保持手段１１から回収する（図３（ａ））。

なお、エッチング処理の後に、例えば純水による洗浄処理等、他の処理を行う場合は、図３（ｅ）の状態の後に、半導体ウエハＷを他の処理空間に位置決めし、供給手段１５の他の供給路から純水等の処理液や処理ガスを供給しても良い。また、一旦、被覆手段１４を脱離させた後に、再度、半導体ウエハＷを他の処理空間に位置決めし、後続の処理を行っても良い。また、エッチング処理の前に他の処理空間にて別処理を行うことも可能である。これにより、前後工程を含む一連の処理を連続して行うことができる。

図５は、エッチング処理後の半導体ウエハＷを示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその断面図である。エッチング処理後の半導体ウエハＷは、厚みの異なる二つの領域ｗ１，ｗ２が形成される。エッチング処理前の半導体ウエハＷは厚みが均一であるが、被覆手段１４を装着してエッチング処理すると、開口部１４ａにより露出されている領域ｗ１は腐食して厚みが薄くなり、被覆手段１４の接触面１４ｄにより処理液又は処理ガスの接触が遮断された領域ｗ２は腐食せずに厚みが維持される。これにより、半導体ウエハＷの外周端部には、外周に沿った所定幅にて環状の凸部ｗ２が形成される。

本実施の形態のエッチング処理装置Ｓ１によれば、被覆手段１４を半導体ウエハＷに装着することで、所定領域を除く領域を腐食させることができるため、従来のように（１）レジスト塗布、（２）露光、（３）現像、（４）エッチング、（５）レジスト除去、といった工程は不要であり、簡単な工程にてエッチング処理を行うことができる。また、従来の枚葉式の処理装置に、被覆手段１４の着脱機能を付加するだけで実現できるため、上記（１）〜（５）の各処理に対応した設備を準備する必要が無く、設備コストも抑制できる。

（第一の実施の形態の他の例１）
本実施の形態の他の例１は、上記第一の実施の形態と被覆手段が異なるものである。なお、上記第一の実施の形態と同一の部分については同一の符号にて説明を省略する。図６は、本実施の形態の被覆手段１４１を示す図であり、（ａ）その上面図であり、（ｂ）その下面図であり、（ｃ）はその断面図であり、（ｄ）は各部材１４ｆ、１４ｇを離脱させた状態の断面図である。被覆手段１４１は、第一部材１４ｆと、第一部材１４ｆを着脱自在に保持可能な第二部材１４ｇを備える。第一部材１４ｆはリング形状であり、中央に開口部１４ａを有する。第二部材１４ｇはリング形状を呈し、中央に開口部１４ｈ（図６（ｄ）参照）を有する。第二部材１４ｇの開口部１４ｈには第一部材１４ｆを挿入可能となっており、第二部材１４ｇの開口部１４ｈの周縁端部に設けられた切り欠き１４ｉと第一部材１４ｆの外周側に設けられた切り欠き１４ｊとが嵌合することで、第一部材１４ｆが第二部材１４ｇに着脱自在に係止される。取り付け状態において、第一部材１４ｆと第二部材１４ｇとにより形成される半導体ウエハＷとの接触面１４ｄは平坦面となっており、半導体ウエハＷとの密着が阻害されることは無い。

なお、被覆手段１４１は、第二部材１４ｇが被処理物Ｗの被処理面Ｗａの所定領域の少なくとも一部を被覆するものであれば良い。たとえば、所定領域を被覆する部分が、第二部材１４ｇの一部であっても良いし、第二部材１４ｇの全部であっても良いし、第一部材１４ｆと第二部財１４ｇの両方であっても良い。

被覆手段１４１によれば、第一部材１４ｆを交換するだけで、エッチングパターンを容易に変更することができる。たとえば、開口部１４ａの大きさが異なる複数の第一部材１４ｆを予め準備しておけば、半導体ウエハＷの外周側に設けられる凸部ｗ２の幅を簡単に変更することが可能となる。第一部材１４ｆは、リング形状に限らず、エッチングパターンに応じた様々な形状とすることも可能である。

（第一の実施の形態の他の例２）
本実施の形態の他の例２は、上記実施の形態と被覆手段が異なるものであり、開口部１４ａの外周端部１４ｋが傾斜面となっているものである。なお、上記実施の形態と同一の部分については同一の符号にて説明を省略する。図７は、上記第一の実施の形態の応用例を示す図であり、（ａ）は被覆手段１４２の上面図、（ｂ）はその断面図である。図８は、上記第一の実施の形態の他の例１の応用例を示す図であり、（ａ）は被覆手段１４３の上面図、（ｂ）はその断面図である。被覆手段１４２，１４３は、開口部１４ａの周縁端部１４ｋが半導体ウエハＷの被処理面Ｗａとの接触面１４ｄの側から外側に向かって広がる方向に傾斜している。

供給手段１５から処理液又は処理ガスを供給すると、処理液又は処理ガスは半導体ウエハＷの回転の遠心力により、処理液又は処理ガスが開口部１４ａの周縁端部１４ｋの方向に流れるが、開口部１４ａの周縁端部１４ｋは接触面１４ｄの側から外側に向かって開口部１４ａが広がる方向に傾斜しているため、処理液又は処理ガスは周縁端部１４ｋの付近に滞留することなく速やかに排出される。これにより、開口部１４ａにて露出された領域内にて腐食が均一に進行する。

（第二の実施の形態）
図９は、本実施の形態のエッチング処理装置Ｓ２の内部構造を示す概略断面図である。なお、上記第一の実施の形態と同一部分は同一の符号を用いて説明を省略する。

エッチング処理装置Ｓ２は、保持テーブル１１ａの側から処理液又は処理ガスが供給され、ウエハＷの下面を被処理面Ｗａとして処理するものである。本実施の形態の供給手段１５は、保持テーブル１１ａの上面に供給口を有する。その供給口に通じる供給手段（供給路）１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）は、支持部１１ｂの回転軸１１ｄの内部に設けられた空間内に配され、図示しない供給源に接続されている。

保持テーブル１１ａの上面には被覆手段１４４が設けられている。図１０は、被覆手段１４４を示す図であり、（ａ）は被覆手段１４４が設けられた保持テーブル１１ａの上面図、（ｂ）はその断面図である。被覆手段１４４は、半導体ウエハＷがセットされたときに半導体ウエハＷの外周端部を包囲するようにリング状に設けられている。この被覆手段１４４は、断面Ｌ字形状を呈し、内周側に突出する突起部の上面１４ｄに半導体ウエハが配置され、上面１４ｄが半導体ウエハＷとの接触面１４ｄとなる。すなわち、被覆手段１４４がセット部１４ｃとしての機能も兼ね備える。半導体ウエハＷの被処理面Ｗａは、接触面１４ｄにて所定領域が被覆され、中央の開口部１４ａに相当する領域は露出された状態となる。

また、被覆手段１４４には、接触面１４ｄから保持テーブル１１ａの上面までの間に、内周面から外周面に貫通する排出路１４ｎが所定間隔で設けられている。排出路１４ｎの数や位置や大きさは任意であるが、処理液や処理ガスがスムーズに排出されることが好ましい。なお、被覆手段１４４の材質は、上記実施の形態と同じである。

図１１は、固定手段１６を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその断面図である。固定手段１６は、被覆手段１４４と嵌合する蓋状体である。この固定手段１６は、被覆手段１４４に半導体ウエハＷが配された状態において被せるように装着されることで、被覆手段１４４との間に半導体ウエハＷが挟持される。固定手段１６の外周面には切り欠き部１６ａが形成されており、上記実施の形態と同様の機構を有する着脱ユニットＵ３のアーム３２の保持部３２ｃが切り欠き部１６ａと嵌合して保持可能となっている。

（使用態様）
本実施の形態のエッチング処理装置Ｓ２は、次の通り動作する。図１２（ａ）〜（ｃ）は、エッチング処理装置Ｓ２の動作を説明する概略説明図である。なお、以下の各動作は図示しない制御部によりコンピュータ制御されている。また、上記実施の形態と同様の動作については簡略に説明する。

＜半導体ウエハセット工程＞
図１２（ａ）は半導体ウエハセット工程を説明する説明図である。保持テーブル１１ａを開口部２３ａから筐体２１外に位置させた状態にて、半導体ウエハ搬送ロボットＵ４により半導体ウエハＷを被覆手段１４４にセットする。これにより、被覆手段１１４に半導体ウエハＷが装着された状態となり、半導体ウエハＷの被処理面Ｗａの所定領域が被覆手段１４４の接触面１４ｄにより被覆される。なお、半導体搬送ロボットＵ４のアームは、被覆手段１４４との衝突を回避するために、先端部において下方に屈曲した形状となっており、半導体ウエハＷを吸着等により保持可能となっている。

＜半導体ウエハ固定工程＞
図１２（ｂ）は半導体ウエハ固定工程を説明する説明図である。半導体ウエハＷを被覆手段１４４にセットした状態にて、着脱ユニットＵ３により固定手段１６を被覆手段１４４に嵌合させる。その後、着脱ユニットＵ３のアーム３２から固定手段１６を脱離させ、アーム３２を半導体ウエハＷの上方から退避させる。これにより、半導体ウエハＷは、固定手段１６と被覆手段１４４の間に挟持されて固定される。

＜エッチング処理工程＞
図１２（ｃ）はエッチング処理工程を説明する説明図である。保持テーブル１１ａを下降させ、半導体ウエハＷをエッチング処理に割り当てられている処理空間２４ｂ付近に位置させる。その後に、半導体ウエハＷを回転させながら、供給手段１５からエッチング用の処理液又は処理ガスを供給する。処理液又は処理ガスは、保持テーブル１１ａの側から半導体ウエハＷの被処理面Ｗａに供給される。被処理面Ｗａは、被覆手段１４４に被覆されずに露出している領域（開口部１４ａに相当する領域）が腐食し、被覆手段１４４にて被覆される領域（すなわち、接触面１４ｄと接触している領域）は、処理液又は処理ガスの接触が遮断されて腐食せず、被処理面Ｗａが所定のパターンにてエッチングされる。

なお、供給手段１５から供給された処理液又は処理ガスは、保持テーブル１１ａの回転による遠心力や、供給によって生じる内部圧力により、排出路１４ｎを通じて排出され、排出口２４ｂから排出される。なお、処理ガスの場合は、排出口２４ｂに吸気機能を備えることが好ましい。

＜後工程＞
エッチング処理が完了すると、半導体ウエハＷの回転及び処理液又は処理ガスの供給を停止し、保持テーブル１１ａを上昇させて半導体ウエハＷを筐体２１外まで移動させ、着脱ユニットＵ３により固定手段１６を保持して脱離させ（図１２（ｂ）参照）、ウエハＷの上方から退避させる。その後、半導体ウエハ搬送ロボットＵ４により半導体ウエハＷを回収する（図１２（ａ）参照）。

（第二の実施の形態の他の例１）
図１３は本実施の形態の他の例１を示す図であり、（ａ）は保持テーブル１１ａの上面図、（ｂ）はその断面図である。本実施の形態の他の例１は、上記第二の実施の形態と被覆手段が異なるものである。被覆手段１４５は、第一部材１４ｆと、第一部材１４ｆに着脱自在な第二部材１４ｇを備える。第一部材１４ｆと第二部財１４ｇはリング形状を呈し、第一部材１４ｆの内周側に第二部材１４ｇが嵌合するように取り付けられる。第二部材１４ｇは着脱自在であるが、半導体ウエハＷとともに固定手段１６にて保持テーブル１１ｃに固定される。第二部材１４ｇの取り付け状態において、ウエハＷと接触する接触面１４ｄは平坦面になっている。形状の異なる第二部材１４ｇを複数種類用意しておくことにより、第二部材１４ｇを適宜交換することで所望のパターンにてエッチングが可能となる。なお、第一部材１４ｆと第二部材１４ｇには連通する排出路１４ｎが設けられており、処理液又は処理ガスの排出が阻害されないようになっている。

（第二の実施の形態の他の例２）
本実施の形態の他の例２は、上記実施の形態と被覆手段が異なるものである。図１４は本実施の形態の他の例２の被覆手段１４６，１４７，１４８が設けられた保持テーブル１１ａの断面図であり、（ａ）は上記第二の実施の形態の応用例であり、（ｂ）（ｃ）は上記第二の実施の形態の他の例１の応用例である。被覆手段１４６，１４７，１４８は、開口部１４ａの周縁端部１４ｋが接触面１４ｄ側から外側に向かって広がる方向に傾斜している。これにより、処理液や処理ガスが傾斜面１４ｋに誘導されて排出路１４ｎから速やかに排出される。なお、他の構成は上記実施の形態と同様であるため、同一符号を用いて説明を省略する。

（第三の実施の形態）
本実施の形態は、上記第一の実施の形態にロック機構４０を設けたものである。図１５は、ロック機構４０を説明する説明図である。図１６はロック機構４０の一部を構成する被覆手段１４９を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその下面図、（ｃ）はその断面図である。図１７（ａ）はロック機構４０の一部を構成する保持テーブル１１ａを示す図であり、（ａ）はその一部拡大斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。なお、同一部分は同一符号を用いて説明を省略し、また、チャンバユニットＵ２や着脱ユニットＵ３やその他詳細な部分は図面においても省略し、説明に必要な部分のみを抜粋して説明する。

被覆手段１４９には、保持テーブル１１ａ側の面に複数の突起部１４ｐ，，，１４ｐが設けられており、外周端には外周に沿って突出した掛止部１４ｑが設けられている。

保持テーブル１１ａには、セット部１１ｃの付近、詳しくはセット部１１ｃよりも外周側に挿入孔１１ｄと押さえ手段１１ｅが設けられている。挿入孔１１ｄは、被覆手段１４９が配置されたときに突起部１４ｐが挿入される位置に設けられており、保持テーブル１１ａの内部に設けられる稼動空間１１ｆに連通している。押さえ手段１１ｅは、略Ｌ字形状を呈し、稼動空間１１ｆ内にて回転軸１１ｇを中心として揺動可能に軸支されている。回転軸１１ｇを介して一方側１１ｈは稼動空間１１ｆに連通する開口１１ｉから突出し、被覆手段１４９が配される側に向かって屈曲している。回転軸１１ｇを介して他方側１１ｊは、端部がバネやゴム等の伸縮手段１１ｋにより稼動空間１１ｆの内壁に連結され、内壁に引き寄せられる方向に付勢されている。

ロック機構４０は、これらの構成が連動することにより実現されている。図１８はロック機構４０が設けられたエッチング処理装置Ｓ３の動作を説明する説明図である。図１８（ａ）に示すように、被覆手段１４９を脱離させた状態において、伸縮手段１１ｋは収縮状態となり、押さえ手段１１ｅの他方側１１ｊを内壁に引き寄せ、一方側１１ｈが外周側に位置した状態となっている。

図１８（ｂ）に示すように、被覆手段１４９を装着した状態とすると、各突起部１４ｐが挿入孔１１ｄに挿入され、押さえ手段１１ｅの他方側１１ｊを押し下げる。これにより、押さえ手段１１ｅが回転軸１１ｇを中心として揺動し、一方側１１ｈが被覆手段１４９に向かって移動し、被覆手段１４９の掛止部１４ｖを掛止する。

図１８（ｃ）に示すように、着脱ユニットＵ３の保持部３２ｃを外周側にスライドさせて被覆手段１４９をアーム３２から離脱させ、被覆手段１４９のセットを完了する。これにより、被覆手段１４９をセットすると同時にロック機構４０が機能し、被覆手段１４９が保持手段１１に固定される。

なお、上記は第一の実施の形態にロック機構４０を適用した場合について説明したが、第二の実施の形態、第三の実施の形態にも同様に適用可能である。

＜第四の実施の形態＞
本実施の形態は、上記第一の実施の形態に、処理液の浸入を防止する給気手段５０を備えるものである。半導体ウエハＷと被覆手段１４との間は基本的に密着状態であるが、場合によっては微小な間隙が形成され、毛細管現象により処理液が浸入する恐れがある。そこで、本実施の形態では、給気手段５０を設けることにより、この毛細管現象による処理液の浸入を確実に防止する。

図１９（ａ）は保持手段１１の上面図であり、（ｂ）はその断面図である。保持手段１１の保持テーブル１１ａには、断面Ｌ字形状のセット部１１ｃがリング状に設けられており、セット部１１ｃの内周面には所定間隔にて複数の給気口５０ａが設けられている。給気口５０ａは保持手段１１の内部に配される給気路５０ｂを介して図示しない気体供給源からの気体を排出可能となっている。気体は特に限定されるものではないが、エッチング処理に影響を与えないものであれば良く、例えばエアや窒素ガスである。

図２０は、保持手段１１に半導体ウエハＷと被覆手段１４とを装着した状態を示す図である。本実施の形態では、半導体ウエハＷの上面がセット部１１ｃの上端よりも低くなるため、被覆手段１４は半導体ウエハＷとの密着性を確保するために接触面１４ｄの部分がウエハＷ側に突出した形状となっている。給気口５０ａは半導体ウエハＷと被覆手段１４との接触部に位置する。半導体ウエハＷと被覆手段１４に微小な間隙が形成されている場合、その間隙に給気口５０ａからの気体が供給される。これにより、半導体ウエハＷと被覆手段１４との間の微小な間隙には外周側から内側に向かって気体の流れが形成され、処理液の浸入が防止される。

なお、本実施の形態では、被覆手段１４として図７や図８に示すように開口部１４ａの周縁端部１４ｋが傾斜面であるものを例に説明したが、図２のように垂直面であっても良く、又、図６や図８に示すように第一部材と第二部材とで構成されるものであっても良い。また、第二の実施の形態（図９参照）のように、半導体ウエハＷの下面に処理液を供給する場合は、図２１に示すように、被覆手段１４４に給気口５０ａを設けるようにすれば良い。

以上のように、本発明のエッチング処理装置によれば、非常に少ない処理工程にて所望のエッチングパターンによるエッチングが可能となる。レジスト塗布、露光、現像、レジスト除去などの各種処理装置も不要であり、従来の枚葉式の処理装置に本発明の被覆手段等を付加するだけでよいため、設備コストも抑制できる。

なお、上記実施の形態では被処理物として半導体ウエハを用いたが、これに限られるものではなく、ガラス基板、磁性体基板、ＬＥＤ基板など、エッチング処理可能なものであれば良い。また、エッチングパターンは上記実施の形態に限られるものではなく、必要に応じて様々なパターンを適宜設計可能である。また、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、発明の範囲内において適宜変更可能である。

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ エッチング処理装置
Ｕ１ 保持ユニット
Ｕ２ チャンバユニット
Ｕ３ 着脱ユニット
Ｕ４ 半導体ウエハ搬送ロボット
Ｗ 半導体ウエハ
Ｗａ 被処理面
１１ 保持手段
１２ 回転手段
１３ 昇降機構
１４，１４１〜１４９ 被覆手段
１５ 供給手段
２１ 筐体
２２ 仕切り部
２３ 移動空間
２４ 処理空間
２５ 排出口
３１ 基台
３２ アーム
３３ 位置決め機構
４０ ロック機構
５０ 給気手段

Claims (2)

1. 被処理物を保持する保持手段と、被処理物の被処理面にエッチング用の処理液又は処理ガスを供給する供給手段と、前記保持手段を回転させる回転手段とを備えるエッチング処理装置において、
   前記被処理物に着脱自在であり、当該被処理物に装着された状態にて当該被処理物の被処理面の所定領域を被覆し、当該所定領域における前記処理液又は処理ガスの接触を遮断する被覆手段を備え、
   前記被覆手段は、第一部材と、当該第一部材に着脱可能な第二部材とを備え、当該第二部材は前記被処理物の所定領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とするエッチング処理装置。
2. 前記保持手段に保持された被処理物に前記被覆手段が当該被処理物に接触するように装着された状態において、当該被処理物の被処理面と当該被覆手段との間に生じる微小間隙に気体を供給可能な給気手段を備えることを特徴とする請求項１記載のエッチング処理装置。

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