JP5400735B2 - 基板処理方法、その基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を処理する基板処理方法、その基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体及び基板処理装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ等の基板を処理液により処理する基板処理システムが使用されている。その中でも、基板を処理液に浸漬させて基板処理を行う基板処理装置を備えた基板処理システムが広く普及している。

一般に、従来の基板処理装置は、処理液を貯留する処理槽と、基板を保持し、保持した基板を処理槽が貯留している処理液に浸漬させる基板保持部を備えている。基板保持部は、鉛直に配置されたガイドＺ軸に沿って処理槽内の位置と処理槽の上方の位置との間を昇降自在に設けられている。そして、基板を保持している基板保持部を処理槽の上方の位置から処理槽内の位置に下降させて基板を処理液に浸漬させることによって、基板の処理を行う（例えば、特許文献１参照）。

このような基板処理装置を備えた基板処理システムにおいては、処理液をエッチング液とし、基板をエッチング処理（ウェットエッチング）するものがある。例えば、基板としてシリコンウェハを用い、処理液として例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ性のエッチング液を用い、シリコンウェハにウェットエッチングを行うものがある（例えば、特許文献２参照）。昨今では、このようなシリコンウェハのウェットエッチングは、例えば太陽電池の製造プロセス（例えば、特許文献３参照）、あるいはマイクロマシニング加工プロセスにおいて行われることがある。

特開２００２−１６４４０９号公報 実開平０１−１０４０２４号公報 特表２００４−５２６２９８号公報

ところが、上記したようなシリコンウェハをアルカリ性のエッチング液によりエッチング処理する基板処理装置においては、次のような問題がある。

アルカリ性のエッチング液を用いてシリコンウェハをエッチングする場合、エッチング液とシリコンウェハとの化学反応により気泡が発生する。発生した気泡の一部がシリコンウェハに付着すると、シリコンウェハの表面にエッチング液が到達しにくくなることがある。あるいは、発生した気泡の一部がシリコンウェハの近傍に滞留することがある。気泡がシリコンウェハに付着するか、また、シリコンウェハの近傍に滞留すると、シリコンウェハの周辺における薬液濃度が安定しにくくなり、その結果、シリコンウェハのエッチングが阻害されることがある。具体的には、エッチング時間が長くなるか、あるいは、シリコンウェハ面内におけるエッチングレートの均一性が低下する、等の問題が生ずる。

例えば、上記した太陽電池の製造プロセスやマイクロマシニング加工プロセスにおいては、ウェットエッチングによりシリコンウェハに深い溝部（又は貫通孔）を形成することがある。しかし、形成する溝部が深いときは、気泡が溝部に滞留しやすくなる。また、形成する溝部が深いときは、エッチング時間が長くなるため、気泡が溝部に滞留しやすくなる。その結果、形成する溝部が深いときは、シリコンウェハ面内におけるエッチングレートの均一性が低下する、等の問題が生じやすくなる。

また、上記の課題は、アルカリ性のエッチング液によりシリコンウェハをエッチングする場合のみならず、各種の処理液により各種の基板を処理する際に、気泡又は溶解物が発生するようなプロセスにおいても共通する課題である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、処理液により基板を処理する際に発生する気泡に起因して基板処理が阻害されるのを防止できる基板処理方法及び基板処理装置を提供する。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

本発明の一実施例によれば、基板を処理するための処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内で基板を保持可能な基板保持部と、前記基板保持部を昇降駆動する駆動部とを有する基板処理装置における基板処理方法であって、前記基板保持部が保持している基板を前記処理槽が貯留している処理液に浸漬させて処理する際に、前記基板保持部を前記駆動部により前記処理槽から上昇させて前記基板を前記処理液から引き上げ、上昇させた前記基板保持部を前記駆動部により下降させて前記基板を再び前記処理液に浸漬させることによって、前記基板を処理する際に発生する気泡を前記基板から除去し、前記処理槽から溢れた処理液を回収し、回収した処理液を清浄化し、清浄化した処理液を再び前記処理槽に供給することによって処理液を循環させ、前記基板を前記処理液から引き上げている時に処理液を循環させる循環流量は、前記基板を前記処理液に浸漬させている時に処理液を循環させる循環流量よりも多い、基板処理方法が提供される。

また、本発明の一実施例によれば、基板を処理するための処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内で基板を保持可能な基板保持部と、前記基板保持部を昇降駆動する駆動部と、前記基板保持部が保持している基板を前記処理槽が貯留している処理液に浸漬させて処理する際に、前記基板保持部を前記駆動部により前記処理槽から上昇させて前記基板を前記処理液から引き上げ、上昇させた前記基板保持部を前記駆動部により下降させて前記基板を再び前記処理液に浸漬させることによって、前記基板を処理する際に発生する気泡を前記基板から除去する、制御部と、前記処理槽から溢れた処理液を回収し、回収した処理液を清浄化し、清浄化した処理液を再び前記処理槽に供給することによって処理液を循環させる処理液循環機構とを有し、前記制御部は、前記基板を前記処理液から引き上げている時の前記処理液循環機構による処理液を循環させる循環流量が、前記基板を前記処理液に浸漬させている時の前記処理液循環機構による処理液を循環させる循環流量よりも多くなるように、前記処理液循環機構を制御する基板処理装置が提供される。

本発明によれば、処理液により基板を処理する際に発生する気泡に起因して基板処理が阻害されるのを防止できる。

実施の形態に係る基板処理システムの斜視図である。 搬送装置の斜視図である。 基板処理装置の縦断面図である。 処理槽及び処理液循環機構を模式的に示す断面図である。 移送装置の斜視図である。 基板処理システムの制御系統を示すブロック図である。 実施の形態に係る基板処理方法の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハ及びウェハガイドの状態を模式的に示す正面図である。 実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハ及びウェハガイドの状態を模式的に示す正面図である。 実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハ及びウェハガイドの状態を模式的に示す正面図及び側面図である。 実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハ及びウェハガイドの状態を模式的に示す正面図及び側面図である。 実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハ及びウェハガイドの状態を模式的に示す正面図及び側面図である。 実施の形態に係る基板処理方法による処理の前後のウェハの形状を模式的に示す断面図である。 比較例に係る基板処理方法による処理の後のウェハの形状を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、処理液により半導体ウェハ（以下「ウェハ」という。）を処理するように構成された基板処理装置を備えた基板処理システムに基づいて説明する。

基板処理システムは、一例として、ウェハＷの基板処理及び乾燥を行うように構成されている。なお、基板処理システムは、ウェハＷの処理液により各種の基板の基板処理を行うように構成されていればよく、例えば、洗浄液よりなる処理液によりガラス基板に洗浄処理を行うように構成されていてもよい。

図１は、本実施の形態に係る基板処理システム１の斜視図である。

図１に示すように、基板処理システム１は、キャリア搬入出部５、ローダ・アンローダ部６、洗浄・乾燥処理部７及び移送アーム８を有する。

キャリア搬入出部５は、複数枚のウェハＷを収納したキャリアＣが搬入出されるためのものである。ローダ・アンローダ部６は、キャリア内からウェハＷを取り出し、キャリア内にウェハＷを収納させるためのものである。洗浄・乾燥処理部７は、ウェハＷを洗浄、乾燥処理するためのものである。移送アーム８は、キャリア搬入出部５とローダ・アンローダ部６の間で、例えばウェハＷを収納する収納可能な容器であるキャリアＣを移送する移動体である。

洗浄・乾燥処理部７は、乾燥装置１０、基板処理装置１１、１２、１３及び搬送装置１５を有する。乾燥装置１０、基板処理装置１１、１２、１３は、ローダ・アンローダ部６に近い方から、上記した順に配置されている。

乾燥装置１０は、ウェハＷを例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気や不活性ガスを用いて乾燥させるためのものである。基板処理装置１１〜１３は、ウェハＷに対して薬液成分を主体とした処理液によって基板処理を行う。各基板処理装置１１〜１３の処理液の薬液成分は、それぞれ種類が異なっている。搬送装置１５は、ローダ・アンローダ部６と、乾燥装置１０及び各基板処理装置１１〜１３のいずれかとの間でウェハＷを搬送するためのものである。

図２は、搬送装置１５の斜視図である。

図２に示すように、搬送装置１５は、ウェハチャック２０ａ、２０ｂ及び搬送駆動手段２１を有する。ウェハチャック２０ａ、２０ｂは、左右一対に設けられており、移動体として、ウェハＷを保持して搬送させる搬送保持手段である。左右のウェハチャック２０ａ、２０ｂの間には、移動体としての基板保持手段、例えば後述するウェハガイド４１が通過できる隙間が形成されている。搬送駆動手段２１は、ウェハチャック２０ａ、２０ｂを、ローダ・アンローダ部６、乾燥装置１０及び各基板処理装置１１〜１３に沿って水平方向に移動させるためのものである。搬送駆動手段２１は、基板処理システム１の長手方向（乾燥装置１０及び各基板処理装置１１〜１３の配置方向）に沿って延びたレール２２をスライド移動するように構成されている。

基板処理装置１１〜１３は何れも同様の構成を有するので、基板処理装置１１を例にとって説明する。図３は、基板処理装置１１の縦断面図である。図４は、処理槽３０及び処理液循環機構３１を模式的に示す断面図である。なお、図３では、図示を容易にするため、処理液循環機構３１の図示を省略している。

図３及び図４に示すように、基板処理装置１１は、処理槽３０、処理液循環機構３１及び移送装置４０を有する。

処理槽３０は、ウェハＷを処理するための処理液を貯留するものであり、内槽３２を有する。内槽３２（処理槽３０）は、箱形の形状を有し、ウェハＷを収納するのに十分な大きさを有する。内槽３２（処理槽３０）内には、例えば純水や種々の薬液などといった処理液が貯留されるようになっている。

内槽３２（処理槽３０）の外側には、外槽３３が設けられている。外槽３３は、内槽３２（処理槽３０）の開口部を取り囲むように装着されている。外槽３３は、内槽３２（処理槽３０）から溢れた処理液を受けるためのものである。また、外槽３３は、後述する処理液循環機構３１を構成するものでもある。

内槽３２（処理槽３０）及び外槽３３は、耐食性及び耐薬品性に富む材質、例えば石英により形成されている。

処理液循環機構３１は、前述した外槽３３に加え、供給口３２ａ、排液口３３ａ、循環管路３４、ポンプ３５及びフィルタ３６を備えている。供給口３２ａは、内槽３２（処理槽３０）に処理液を供給する処理液供給部である。供給口３２ａは、例えば内槽３２の底部に設けられている。排液口３３ａは、外槽３３の底部に設けられている。循環管路３４は、外槽３３の排液口３３ａと供給口３２ａとを接続する管路である。循環管路３４の途中には、例えば排液口３３ａ側から順に、ポンプ３５及びフィルタ３６が介設されている。ポンプ３５は、外槽３３から処理液を回収して供給口３２ａへ送液する送液部である。フィルタ３６は、外槽３３から回収した処理液を清浄化する浄化部である。

処理液循環機構３１は、処理槽３０から溢れた処理液を外槽３３により受け、受けた処理液をポンプ３５により外槽３３の排液口３３ａから回収し、回収した処理液をフィルタ３６により清浄化し、清浄化した処理液をポンプ３５により供給口３２ａに送液し、送液した処理液を供給口３２ａにより再び内槽３２（処理槽３０）に供給することによって、処理液を循環させる。

処理液循環機構３１は、ポンプ３５により、例えば１０Ｌ／ｍｉｎの所定流量（循環流量）で、処理液を外槽３３の排液口３３ａから回収して供給口３２ａへ送液することができる。

また、処理液循環機構３１は、フィルタ３６により、後述する気泡Ｇ及び溶解物Ｓを処理液から除去することによって、回収した処理液を清浄化することができる。

なお、循環管路３４の途中に、処理液の液温を調整するためのヒータ等を含む液温調整部３７が設けられていてもよい。これにより、循環する処理液の液温をエッチング処理等の基板処理に最適な温度に保持することができる。

また、例えばフィルタ３６と供給口３２ａとの間には、図示しない切換弁を介して図示しない処理液供給源が接続されていてもよい。また、例えば排液口３３ａとポンプ３５との間には、図示しない切換弁を介して図示しないドレン管が接続されていてもよい。これにより、処理槽３０を、処理液が循環する処理液を貯留する循環槽としてではなく、処理液を循環させずに貯留するいわゆるソーク槽として用いることもできる。

また、例えばフィルタ３６と供給口３２ａとの間には、図示しない切換弁を介して図示しない純水供給源が接続されていてもよい。これにより、処理槽３０において、処理液による基板処理の後に、純水によるリンス処理を行うことができる。

図５は、移送装置４０の斜視図である。

図５に示すように、移送装置４０は、ウェハガイド４１を有する。ウェハガイド４１は、処理槽３０内でウェハＷを保持可能に設けられており、本発明における基板保持部に相当する。移送装置４０は、処理槽３０内の位置（後述する処理位置Ａ）と処理槽３０の上方の位置（後述する上昇位置Ｂ）との間で、ウェハガイド４１を昇降駆動する。

図５に示すように、ウェハガイド４１には、３本の保持部材４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、が、平行に設けられている。各保持部材４３ａ〜４３ｃには、溝４４が、等間隔で例えば５０箇所形成されている。溝４４は、ウェハＷの周縁下部を保持するためのものである。ウェハガイド４１は、例えばキャリアＣ２個分の５０枚のウェハＷの周縁部を、各保持部材４３ａ〜４３ｃに形成された各溝４４にそれぞれ挿入させることにより、複数枚のウェハＷを等間隔で配列させた状態で保持できる構成となっている。

各保持部材４３ａ〜４３ｃは、いずれも水平姿勢で支持体４５に固定されており、支持体４５の裏面には、昇降部材４６が取り付けられている。昇降部材４６は、カバー体４７の前面に形成された溝４８を通り、図３に示すように、カバー体４７内に収納されたボール・ナット機構４９のナット５０に接続されている。ナット５０は、カバー体４７内部において上下に延設されたガイドＺ軸５１に沿って移動自在に装着されていることにより、ウェハガイド４１は、ガイドＺ軸５１に沿って昇降できるようになっている。

ボール・ナット機構４９のボールネジ軸５２には、カップリング（図示せず）等を介して、モータ５３の回転軸５４が接続されている。モータ５３は、回転軸５４と同軸上に、ボールネジ軸５２及び後述するアブソリュートエンコーダ５５の回転軸（図示せず）を備える。モータ５３は、ウェハガイド４１を昇降駆動させる駆動手段であり、本発明における駆動部に相当する。

ウェハガイド４１は、モータ５３が駆動し、回転軸５４及びボールネジ軸５２が正逆回転することにより昇降移動可能に設けられている。具体的には、ウェハガイド４１は、図３中において実線４１で示したように処理槽３０内に下降して、処理槽３０内に貯留された処理液中にウェハＷを浸漬させた状態（処理位置Ａ）と、図３中において一点鎖線４１'で示したように処理槽３０の上方に上昇して、処理槽３０の上方にウェハＷを引き上げた状態（上昇位置Ｂ）との間で上下に移動自在である。

すなわち、ウェハガイド４１は、処理槽３０内でウェハＷを保持可能に設けられており、移送装置４０は、ウェハガイド４１を昇降駆動するものである。

ウェハガイド４１は、モータ５３の回転軸５４（ボールネジ軸５２）の正逆回転によって昇降移動させられる。従って、モータ５３の回転軸５４の回転角度と、ウェハガイド４１の位置（高さ）は比例関係になっている。

なお、ウェハチャック２０ａ、２０ｂは、搬送駆動手段２１の駆動によってレール２２に沿ってスライド移動する際に、処理位置Ａに移動（下降）したウェハガイド４１と、上昇位置Ｂに移動（上昇）したウェハガイド４１の間を通過できる位置に配置されている。

モータ５３には、アブソリュートエンコーダ５５が直結して装着されている。アブソリュートエンコーダ５５は、モータ５３の回転軸５４の回転量、例えば回転位置に基づいてウェハガイド４１の位置を検出する検出手段の構成要素の１つである。そして、アブソリュートエンコーダ５５は、例えば回転板に形成されたスリット模様により光の透過非透過パターンを形成し、このパターンから例えばモータ５３の回転軸５４の任意の基準点からの回転位置、すなわち回転角度（絶対角度）を検出可能である。モータ５３の回転軸５４の回転角度とウェハガイド４１の位置が比例関係になっているので、アブソリュートエンコーダ５５によって検出した駆動軸５３の回転角度から、ウェハガイド４１の位置を検出することが可能である。

なお、代表して基板処理装置１１について説明したが、他の基板処理装置１２、１３も同様の構成を有しており、同様に、処理槽３０、ウェハガイド４１、及びモータ５３等を有している。

図６は、基板処理システム１の制御系統を示すブロック図である。

図６に示すように、基板処理システム１は、制御部６０を有する。制御部６０は、搬送装置１５に設けられた搬送駆動手段２１と、移送装置４０に設けられたウェハガイド４１を上下に昇降させるモータ５３とを制御するためのものである。制御部６０は、搬送ドライバ６１、ドライバ６２、コントローラ６３及びメインコントローラ６５を有する。

搬送ドライバ６１は、搬送駆動手段２１に駆動命令を出力するためのものである。ドライバ６２は、モータ５３に駆動命令を出力するためのものである。コントローラ６３は、搬送ドライバ６１及びドライバ６２を制御するためのものである。メインコントローラ６５は、例えば、図示しない演算処理部、記憶部及び表示部を有し、コントローラ６３に設定値などを入力するものである。

搬送駆動手段２１及び搬送ドライバ６１は、サーボ系として構成される。搬送ドライバ６１に対して、搬送駆動手段２１に内蔵されたエンコーダ（図示せず）から検出信号が出力される。搬送ドライバ６１は、こうして入力された検出信号により、例えばウェハチャック２０ａ、２０ｂがレール２２に沿ってスライド移動中であるとか、ウェハチャック２０ａ、２０ｂがローダ・アンローダ部６、乾燥装置１０及び各基板処理装置１１〜１３のいずれかにあるといった位置情報を得ることができる。搬送ドライバ６１には、コントローラ６３から例えばシーケンス制御プログラム等の設定が入力される。搬送ドライバ６１は、こうして入力された設定に基づき、搬送駆動手段２１を制御し、ウェハチャック２０ａ、２０ｂを所定の位置に移動させる。

モータ５３、アブソリュートエンコーダ５５及びドライバ６２は、サーボ系として構成される。また、アブソリュートエンコーダ５５、ドライバ６２及びコントローラ６３は、ウェハガイド４１の位置を検出する検出手段として機能する。ドライバ６２に対して、アブソリュートエンコーダ５５からモータ５３の回転軸５４の回転角度の検出信号が入力される。モータ５３の回転軸５４の回転角度とウェハガイド４１の位置が比例関係になっており、ドライバ６２は、アブソリュートエンコーダ５５から入力された回転角度の検出信号に基づいてウェハガイド４１の位置（高さ）を検出する。ドライバ６２は、この検出により、例えばウェハガイド４１が処理位置Ａもしくは上昇位置Ｂにあるとか、ウェハガイド４１がそれら処理位置Ａと上昇位置Ｂの間を昇降移動中であるといった位置情報を得ることができる。そして、ドライバ６２は、得られた位置情報をポジションセンサ出力としてコントローラ６３に出力する。また、コントローラ６３は、例えばシーケンス制御プログラム等の設定をドライバ６２に入力する。ドライバ６２は、こうして入力された設定に基づき、モータ５３の駆動を制御し、ウェハガイド４１を所定の位置（高さ）に移動させる。

メインコントローラ６５は、例えば、図示しない演算処理部、記憶部及び表示部を有しする。演算処理部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を有するコンピュータである。記憶部は、演算処理部に、各種の処理を実行させるためのプログラムを記録した、例えばハードディスクにより構成されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。表示部は、例えばコンピュータの画面よりなる。演算処理部は、記憶部に記録されたプログラムを読み取り、後述する基板処理方法を実行する。

以上のように構成された基板処理システム１においては、先ず図示しない搬送ロボットにより未だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣがキャリア搬入出部５に載置されることによってウェハＷが搬入される。キャリア搬入出部５に搬入されたキャリアＣは、移送アーム８によってローダ・アンローダ部６に移送される。そして、ローダ・アンローダ部６においてキャリアＣから取り出されたウェハＷは、搬送装置１５のウェハチャック２０ａ、２０ｂにより一括して把持される。ウェハチャック２０ａ、２０ｂに把持されているウェハＷは、搬送装置１５によって各基板処理装置１１〜１３に適宜搬送され、エッチング処理等の所定の処理が行われ、最後に乾燥装置１０に搬送されて乾燥処理される。所定の処理及び乾燥処理が終了したウェハＷは、ローダ・アンローダ部６に戻されて再びキャリアＣに収納される。ウェハＷを収納したキャリアＣは、移送アーム８によってローダ・アンローダ部６からキャリア搬入出部５に移送され、図示しない搬送ロボットによって搬出される。

次に、本実施の形態に係る基板処理装置１１〜１３を備えた基板処理システム１における基板処理方法について説明する。

図７は、本実施の形態に係る基板処理方法の手順を説明するためのフローチャートである。図８及び図９は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハＷ及びウェハガイド４１の状態を模式的に示す正面図である。図１０から図１２は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハＷ及びウェハガイド４１の状態を模式的に示す正面図及び側面図である。図１０（ａ）、図１１（ａ）及び図１２（ａ））は正面図を示し、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）は側面図を示す。図１３は、本実施の形態に係る基板処理方法による処理の前後のウェハＷの形状を模式的に示す断面図である。図１３（ａ）は、処理前の形状を示し、図１３（ｂ）は、処理後の形状を示す。図１４は、比較例に係る基板処理方法による処理の後のウェハＷの形状を模式的に示す断面図である。

本実施の形態に係る基板処理方法は、図７に示すように、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）を有し、ウェハＷを処理液により処理する際に、所定のタイミングでウェハＷの位置を上下に揺動させるものである。

予め、コントローラ６３が搬送ドライバ６１を通じて搬送駆動手段２１による駆動を開始させるように制御することにより、搬送装置１５におけるウェハチャック２０ａ、２０ｂが基板処理装置１１までスライド移動する。これにより、ウェハチャック２０ａ、２０ｂによって保持しているウェハＷを、基板処理装置１１に搬入する。そして、図８に示すように、基板処理装置１１の処理槽３０の上方にウェハＷが搬入された状態となる。なお、このように基板処理装置１１にウェハＷを搬入する場合は、ウェハガイド４１は予め下降されており、ウェハガイド４１は処理槽３０内底部の処理位置Ａに位置している。

こうして処理槽３０の上方にウェハＷが搬入されると、コントローラ６３はドライバ６２を通じてモータ５３を駆動させるように制御し、ウェハガイド４１をガイドＺ軸５１に沿って上昇させる。そして、図９に示すように、ウェハガイド４１は、処理位置Ａから上昇位置Ｂに向かって上昇する途中で、ウェハチャック２０ａ、２０ｂの隙間を通過（上昇）する際にウェハチャック２０ａ、２０ｂからウェハＷを受け取り、上昇位置Ｂまで上昇する。

次に、コントローラ６３は、搬送ドライバ６１を通じて再び搬送駆動手段２１の駆動を開始させるように制御し、ウェハチャック２０ａ、２０ｂをスライド移動させて、基板処理装置１１から退出させる。ウェハチャック２０ａ、２０ｂを基板処理装置１１から退出させた後、コントローラ６３は、ドライバ６２を通じてモータ５３を再び駆動させるように制御し、ウェハガイド４１をガイドＺ軸５１に沿って下降させる。そして図１０（ａ）に示すように、ウェハガイド４１は、処理位置Ａまで下降し、ウェハＷは処理槽３０内に収納された状態となり、処理槽３０内に貯留された処理液中にウェハＷは浸漬され、ウェハＷに対するエッチング処理が施される。

本実施の形態では、処理液としてエッチング液を用いるときは、ウェハＷにエッチング処理を行うことができる。また、ウェハＷとしてシリコンウェハを用いるときは、エッチング液としてアルカリ性のエッチング液を用いることができる。アルカリ性のエッチング液として、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液、アンモニア（ＮＨ_４ＯＨ）水溶液を含むエッチング液を用いることができ、特に水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液を用いることが好ましい。

また、処理液として水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液を用いるとき、処理液の濃度を、例えば３０重量％とすることができ、処理液の温度を、例えば８０℃とすることができる。また、処理時間を、例えば６時間とすることができる。

また、ウェハＷとしてシリコンウェハを用い、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液を用いるときは、図１３（ａ）に示すように、ウェハＷの表面に、マスク膜Ｍが形成され、マスク膜Ｍには、エッチング処理する部分が除去された開口Ｅが形成されていることが好ましい。マスク膜Ｍとして、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いることができる。水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液は、シリコンウェハを異方的にエッチング処理することができる。従って、ウェハＷの結晶方位を調整することによって、開口ＥにおいてウェハＷの表面から垂直にエッチングすることができる。

次に、第１の工程（ステップＳ１１）では、処理槽３０内でウェハガイド４１が保持しているウェハＷを処理槽３０が貯留している処理液に浸漬させて処理する際に、ウェハガイド４１をモータ５３により処理槽３０から上昇させてウェハＷを処理液から引き上げる。

コントローラ６３は、ドライバ６２を通じてモータ５３を駆動させるように制御し、ウェハガイド４１をガイドＺ軸５１に沿って上昇させる。そして図１１（ａ）に示すように、ウェハガイド４１が上昇位置Ｂまで上昇させられ、処理槽３０内に貯留された処理液中に浸漬されているウェハＷは処理液から引上げられる。

次に、第２の工程（ステップＳ１２）では、上昇させたウェハガイド４１をモータ５３により下降させてウェハＷを再び処理液に浸漬させる。

第１の工程（ステップＳ１１）の後、ウェハＷが処理液中から引上げられた状態で所定時間待機させる。所定時間として、例えば１０秒とすることができる。

また、この所定時間は、処理槽３０内の処理液を循環管路３４に設けられたフィルタ３６を用いて十分に清浄化したい場合は、例えば２分に設定してもよい。

そして、所定時間の後、コントローラ６３は、ドライバ６２を通じてモータ５３を駆動させるように制御し、ウェハガイド４１をガイドＺ軸５１に沿って下降させる。そして図１２（ａ）に示すように、ウェハガイド４１が処理位置Ａまで下降させられ、処理槽３０内に貯留された処理液中にウェハＷは再び浸漬される。

本実施の形態に係る基板処理方法では、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）を行うことによって、ウェハＷを処理する際に発生する気泡Ｇを除去する。

第１の工程（ステップＳ１１）の前、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液によるエッチング処理の進行に伴って、図１０（ｂ）に示すように、ウェハＷの近傍に、気泡Ｇが滞留する。また、図１０（ｂ）に示すように、気泡Ｇが滞留するとともに、シリコンウェハＷが溶解した溶解物Ｓが滞留することもある。そして、第１の工程（ステップＳ１１）においてウェハＷを処理液中から引き上げることにより、図１１（ｂ）に示すように、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）が、ウェハＷの近傍から離れて処理液中に残る。処理液中に残った気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）は、処理液中に均等に分散する。そして、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）が処理液中に均等に分散した状態で、第２の工程（ステップＳ１２）においてウェハＷを処理液中に再び浸漬させる。これにより、図１２（ｂ）に示すように、ウェハＷを処理する際に発生する気泡ＧをウェハＷから除去することができる。あるいは、ウェハＷを処理する際に気泡ＧとともにシリコンウェハＷが溶解した溶解物Ｓが滞留する場合には、気泡Ｇ及び溶解物ＳをウェハＷから除去することができる。そして、ウェハＷの近傍に気泡Ｇが滞留しない状態を維持することができ、処理液によりウェハＷを処理する際に発生する気泡Ｇに起因して基板処理が阻害されるのを防止することができる。

なお、前述したように、処理槽３０を循環槽として用いるときは、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）を行うとともに、処理液循環機構３１により、処理槽３０に貯留されている処理液の一部又は全部を所定流量（循環流量）で循環させてもよい。すなわち、ウェハＷを処理液から引き上げ、処理液から引上げたウェハＷを再び処理液に浸漬させるとともに、処理液循環機構３１により処理液を循環させてもよい。具体的には、処理槽３０から溢れた処理液を外槽により受け、受けた処理液をポンプ３５により外槽から回収し、回収した処理液をフィルタ３６により清浄化することができる。そして、清浄化した処理液をポンプ３５により供給口に送液し、送液した処理液を供給口により再び処理槽３０に供給することによって処理液を循環させることができる。そして、処理液を循環させて処理槽３０に貯留されている処理液を清浄化することができる。これにより、第２の工程（ステップＳ１２）では、ウェハＷを、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）を除去した処理液中に浸漬させることができ、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）を更に効率よくウェハＷから除去することができる。

なお、予め、又は、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）を行う際に、処理液循環機構３１により処理液を所定期間循環させて処理槽３０に貯留されている処理液を清浄化することによって、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）をウェハＷから除去するものであることが好ましい。特に、ウェハＷを処理液から引き上げている時に、処理液循環機構３１により処理液を所定期間循環させて処理槽３０に貯留されている処理液を清浄化することが好ましい。この所定期間を、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）をウェハＷから除去するために必要かつ最短の時間に調整することにより、基板処理の時間を短縮できる。

また、ウェハＷを処理液から引上げている時の処理液循環機構３１による処理液を循環させる循環流量は、ウェハＷを処理液に浸漬させている時の処理液循環機構３１による処理液を循環させる循環流量よりも多いことが好ましい。このようにすることで、プロセスに影響を与えることなく、処理液の清浄時間を短縮できる。

また、シリコンウェハに代えて他の各種の基板を用い、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液に代えて他の各種の処理液を用いた場合にも、各種の基板を処理する際に発生する気泡Ｇをその基板から除去することができる。あるいは、その基板を処理する際に気泡Ｇとともにその基板が溶解した溶解物Ｓが滞留する場合には、気泡Ｇ及び溶解物Ｓをその基板から除去することができる。

また、処理槽３０内でウェハガイド４１が保持しているウェハＷを処理槽３０が貯留している処理液により処理する際に、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）よりなる工程を、複数回繰り返して行ってもよい。これにより、ウェハＷの近傍に気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）が滞留しない状態を維持することができ、処理液によりウェハＷを処理する際に発生する気泡Ｇに起因して基板処理が阻害されるのを更に防止することができる。

ウェハＷとしてシリコンウェハを用い、処理液として８０℃の３０重量％水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を含むエッチング液を用い、処理時間を６時間とする場合、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）よりなる工程を、例えば３〜３６回の所定回数繰り返すことができる。すなわち、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）よりなる工程を、処理時間の間、例えば１０分〜２時間の所定間隔で繰り返すことができる。

このようにして、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）よりなる工程を所定間隔で繰り返しながら、所定時間ウェハＷを処理液中で処理することによって、図１３（ｂ）に示すように、開口ＥにおいてウェハＷがエッチング処理され、溝部Ｔが形成される。

ここで、比較例として、ウェハＷを処理液により処理する際に、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）よりなる工程を行わない場合は、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）が溝部Ｔに滞留しやすくなる。形成する溝部Ｔが深くなるほど、気泡Ｇが溝部Ｔに滞留しやすい。従って、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）をウェハＷから除去することができない。その結果、図１４に示すように、ウェハＷのマスク膜Ｍが除去された開口Ｅの部分においてウェハＷがエッチング処理され、形成される溝部Ｔの形状をウェハＷの面内において均一にすることができない。例えば、図１４の溝部Ｔ１に示すように、形成される溝部の深さが均一にならないか、図１４の溝部Ｔ２に示すように、形成される溝部の底面が平坦にならないことがある。また、ウェハＷの表面から裏面に向けて貫通孔を形成するときは、ウェハＷの面内において、貫通する部分と貫通しない部分とが混在することもある。

一方、本実施の形態によれば、形成する溝部Ｔが深い場合でも、気泡Ｇ（又は気泡Ｇ及び溶解物Ｓ）を確実にウェハＷから除去することができる。そのため、図１３（ｂ）に示すように、エッチング処理により形成される溝部Ｔ又は貫通孔の形状を、ウェハＷの面内で均一にすることができる。

このようにして基板処理装置１１における所定の処理を終了した後、コントローラ６３はドライバ６２を通じてモータ５３を再び駆動させるように制御し、ウェハガイド４１をガイドＺ軸５１に沿って上昇位置Ｂまで上昇させ、ウェハＷを処理槽３０の上方に持ち上げる。そして、コントローラ６３は搬送ドライバ６１を通じて搬送駆動手段２１の駆動を再び開始させるように制御を行い、ウェハチャック２０ａ、２０ｂをスライド移動させ、処理槽３０の上方に再び位置させる（図９に示した状態と同様な状態）。次に、コントローラ６３はドライバ６２を通じてモータ５３を再び駆動させるように制御し、ウェハガイド４１をガイドＺ軸５１に沿って下降させる。そして、ウェハガイド４１が上昇位置Ｂから処理位置Ａに向かって下降する途中で、ウェハチャック２０ａ、２０ｂの隙間を通過（下降）する際に、ウェハガイド４１からウェハチャック２０ａ、２０ｂにウェハＷが受け渡される。そして、ウェハガイド４１はウェハＷを保持しない状態となって、処理位置Ａまで下降する（図８に示した状態と同様な状態）。その後、ウェハチャック２０ａ、２０ｂをレール２２に沿ってスライド移動させて、ウェハＷを基板処理装置１１から搬出させる。

基板処理装置１１から搬出されたウェハＷは、次に例えば基板処理装置１２、１３に順次搬入され、各基板処理装置１２、１３における同様の処理又は例えば純水によるリンス処理等が行われる。各基板処理装置１１〜１３における処理を終了したウェハＷは、先に説明したように乾燥装置１０にて乾燥処理された後、ローダ・アンローダ部６にてキャリアＣに収納され、搬入出部５において図示しない搬送ロボットによって搬出される。

本実施の形態によれば、ウェハＷを処理液により処理する際に、第１の工程（ステップＳ１１）及び第２の工程（ステップＳ１２）よりなる工程を１回行うか、又は所定間隔で複数回繰り返しながら、所定時間基板を処理液中で処理する。これにより、気泡、又は気泡及び溶解物を基板から除去することができ、処理液により基板を処理する際に発生する気泡に起因して基板処理が阻害されるのを防止できる。

また、処理液により基板を処理する際に発生する気泡に起因して基板処理が阻害されるのを防止できるため、エッチング処理時間を短縮することができる。そして、エッチング処理により形成される形状を、ウェハの面内で均一にすることができ、更には、一括に処理するロット内又はロット間における各ウェハ同士で均一にすることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、本実施の形態では、本発明を、５０枚のウェハを同時に処理するバッチ処理に適用した例について説明したが、ウェハを同時に処理する枚数は、この枚数（５０枚）に限定されるものではない。また、本発明は、ウェハを１枚ずつ処理する枚葉処理にも適用可能である。

また、本実施の形態では、処理液供給部である供給口３２ａは処理槽３０の底部に設けられていたが、処理液供給部は処理槽３０の下方に設けられた一対のノズルであってもよい。

また、処理槽３０の内部であって処理液供給部とウェハとの間に、処理液供給部から供給された処理液の流れを整え、均一にするための整流板が設けられていてもよい。

１ 基板処理システム
１１、１２、１３ 基板処理装置
３０ 処理槽
３１ 処理液循環機構
４０ 移送装置
４１ ウェハガイド
５３ モータ
６０ 制御部
６３ コントローラ

Claims (8)

1. 基板を処理するための処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内で基板を保持可能な基板保持部と、前記基板保持部を昇降駆動する駆動部とを有する基板処理装置における基板処理方法であって、
   前記基板保持部が保持している基板を前記処理槽が貯留している処理液に浸漬させて処理する際に、前記基板保持部を前記駆動部により前記処理槽から上昇させて前記基板を前記処理液から引き上げ、上昇させた前記基板保持部を前記駆動部により下降させて前記基板を再び前記処理液に浸漬させることによって、前記基板を処理する際に発生する気泡を前記基板から除去し、
   前記処理槽から溢れた処理液を回収し、回収した処理液を清浄化し、清浄化した処理液を再び前記処理槽に供給することによって処理液を循環させ、
   前記基板を前記処理液から引き上げている時に処理液を循環させる循環流量は、前記基板を前記処理液に浸漬させている時に処理液を循環させる循環流量よりも多い
   基板処理方法。
2. 前記基板を前記処理液から引き上げている時に、処理液を所定期間循環させて前記処理槽に貯留されている処理液を清浄化する、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記気泡を前記基板から除去するとともに、前記基板が前記処理液に溶解した溶解物を前記基板から除去するものである、請求項１又は請求項２に記載の基板処理方法。
4. 前記基板は、シリコン基板であり、
   前記処理液は、前記シリコン基板をエッチング処理するアルカリ性のエッチング液である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理方法。
5. コンピュータに請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
6. 基板を処理するための処理液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽内で基板を保持可能な基板保持部と、
   前記基板保持部を昇降駆動する駆動部と、
   前記基板保持部が保持している基板を前記処理槽が貯留している処理液に浸漬させて処理する際に、前記基板保持部を前記駆動部により前記処理槽から上昇させて前記基板を前記処理液から引き上げ、上昇させた前記基板保持部を前記駆動部により下降させて前記基板を再び前記処理液に浸漬させることによって、前記基板を処理する際に発生する気泡を前記基板から除去する、制御部と、
   前記処理槽から溢れた処理液を回収し、回収した処理液を清浄化し、清浄化した処理液を再び前記処理槽に供給することによって処理液を循環させる処理液循環機構と
   を有し、
   前記制御部は、前記基板を前記処理液から引き上げている時の前記処理液循環機構による処理液を循環させる循環流量が、前記基板を前記処理液に浸漬させている時の前記処理液循環機構による処理液を循環させる循環流量よりも多くなるように、前記処理液循環機構を制御する基板処理装置。
7. 前記制御部は、前記基板を前記処理液から引き上げている時に、前記処理液循環機構により処理液を所定期間循環させて前記処理槽に貯留されている処理液を清浄化する、請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記基板は、シリコン基板であり、
   前記処理液は、前記シリコン基板をエッチング処理するアルカリ性のエッチング液である、請求項６又は請求項７に記載の基板処理装置。

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