JP6529798B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Description
この発明は、半導体ウエハなどの各種基板の周縁部にレーザー光を照射して該基板の周縁部を処理する基板処理装置および基板処理方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for processing a peripheral portion of a substrate by irradiating a peripheral portion of various substrates such as a semiconductor wafer with laser light.
半導体装置や液晶表示装置などの電子デバイスの製造工程では、デバイス形成に用いられる基板の周縁部に形成された膜を除去することが必要となる場合がある。例えば基板とこれに形成された膜との熱膨張率の差に起因して基板が反ることがあり、これを防止するために、処理に供される前の基板から不要な膜を除去しておくことが必要となる。このような基板の部分的な処理に適した技術として、例えばフェムト秒レーザーのようなレーザー光を基板の処理対象領域に照射するものがある。例えば特許文献1に記載の技術では、基板の周縁部に超短パルスレーザー光を照射することによって、被照射部位に形成された薄膜を基板から剥離させる。
In the process of manufacturing an electronic device such as a semiconductor device or a liquid crystal display device, it may be necessary to remove a film formed on the peripheral portion of a substrate used for device formation. For example, the substrate may be warped due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the film formed thereon, and in order to prevent this, the unnecessary film is removed from the substrate before being subjected to the treatment. Need to be As a technique suitable for partial processing of such a substrate, there is one that applies a laser beam, such as a femtosecond laser, to a processing target region of the substrate. For example, in the technique described in
レーザー光を用いた膜除去技術においては、剥離した膜の断片等の加工屑が基板に付着するとその後のデバイス製造工程に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、この問題を考慮した技術としては、例えば特許文献2に記載されたものがある。この技術においては、水平姿勢に支持された基板の上面に液体を供給して処理対象部位を覆うように液膜を形成し、液体を吸引することで加工屑を液体とともに回収している。
In the film removal technology using laser light, there is a risk that the subsequent device manufacturing process may be adversely affected if machining debris such as fragments of the peeled film adhere to the substrate. On the other hand, as a technique in which this problem is taken into consideration, there is, for example, one described in
基板周縁部の処理を目的として上記従来技術を適用する場合、基板表面が液体に触れることが問題となることがある。例えば基板の一方主面に微細パターンを有するデバイスが形成されている場合、液体の表面張力により、液体に触れた微細パターンが倒壊するおそれがある。また、基板表面に被膜が形成されている場合、液体に触れることで被膜が変質するおそれがある。 When the above-mentioned prior art is applied for the purpose of processing the peripheral portion of the substrate, there may be a problem that the substrate surface is in contact with the liquid. For example, when a device having a fine pattern is formed on one main surface of a substrate, the surface tension of the liquid may cause the fine pattern in contact with the liquid to collapse. In addition, when a film is formed on the surface of the substrate, the film may be degraded by touching the liquid.
これらのことから、基板表面、特にデバイス形成面に液体を触れさせることなく基板の周縁部を処理することのできる技術が求められる。しかしながら、上記した特許文献2に記載の従来技術では、基板周縁部に広がりが適正に管理された液膜を形成することが困難であり、また処理対象部位の周囲の基板表面に液体が付着することが避けられないため、このようなニーズに応えることができない。
From these things, the technique which can process the peripheral part of a board | substrate, without making a liquid contact a substrate surface, especially a device formation surface, is calculated | required. However, in the prior art described in
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の周縁部にレーザー光を照射して該基板の周縁部を処理する技術において、基板表面への液体の付着を抑えつつ、基板周縁部を良好に処理することのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the technology in which the peripheral portion of the substrate is treated by irradiating the peripheral portion of the substrate with laser light, adhesion of the liquid to the substrate surface is suppressed while the substrate peripheral portion is The object is to provide a technology that can be processed well.
この発明にかかる基板処理装置の一の態様は、上記目的を達成するため、液面の上部が開放された状態で液体を保持する液体保持手段と、略円板状の基板をその主面が水平面から傾いた状態で保持して、前記基板の周縁部のうち鉛直方向における最下部を含む一部を前記液面から前記液体中に浸漬させる基板保持手段と、前記基板の周縁部のうち前記液体中に浸漬された液浸部位に前記液体を介してレーザー光を入射させて前記周縁部を処理するレーザー照射手段と、前記液体保持手段に保持される前記液体を移動させて液流を生成する液流生成手段とを備え、前記レーザー光による前記処理中に、前記基板保持手段は、前記主面の中心を通り前記主面に垂直な回転軸周りに前記基板を回転させることで前記液体中において前記基板の前記周縁部を移動させるとともに、前記液流生成手段は、前記基板の前記周縁部が前記液体中において移動する方向と逆方向の前記液流を生成する。 In one aspect of the substrate processing apparatus according to the present invention, in order to achieve the above object, a liquid holding means for holding liquid in a state in which the upper part of the liquid surface is open, and a substantially disk-shaped substrate A substrate holding means for holding a portion including the lowermost portion in the vertical direction of the peripheral portion of the substrate from the liquid surface and holding the substrate in a state of being inclined from a horizontal surface, and the peripheral portion of the substrate A laser irradiation means for processing the peripheral portion by causing a laser beam to enter the liquid immersion site immersed in the liquid via the liquid to move the liquid held by the liquid holding means to generate a liquid flow And the substrate holding unit rotates the substrate about a rotation axis perpendicular to the main surface through the center of the main surface during the processing by the laser light. In the circumference of the substrate Parts moves the said liquid flow generating means, the peripheral portion of the substrate to produce the liquid flow direction opposite to the direction of moving in said liquid.
また、この発明にかかる基板処理方法の一の態様は、上記目的を達成するため、液体を、液面の上部が開放された状態で保持する工程と、略円板状の基板をその主面が水平面から傾いた状態で保持して、前記基板の周縁部のうち鉛直方向における最下部を含む一部を前記液面から前記液体中に浸漬させる工程と、前記基板の周縁部のうち前記液体中に浸漬された液浸部位に前記液体を介してレーザー光を入射させて前記周縁部を処理する工程とを備え、前記液体を所定の方向に流通させるとともに前記液体中において前記基板の前記周縁部を移動させながら前記レーザー光を前記基板に入射させ、前記液体の流通方向が、前記基板の前記周縁部が前記液体中において移動する方向と逆方向である。 In one aspect of the substrate processing method according to the present invention, in order to achieve the above object, a step of holding a liquid in a state in which the upper part of the liquid surface is opened, and a substantially disk-shaped substrate And immersing a portion of the peripheral portion of the substrate including the lowermost portion in the vertical direction from the liquid surface in the liquid, and the liquid in the peripheral portion of the substrate through the liquid to the soaked immersion region by the incidence of the laser beam and a step of processing the peripheral portion in the of the substrate in Rutotomoni said liquid by flowing the liquid in a predetermined direction The laser beam is made to enter the substrate while moving the peripheral portion, and the flow direction of the liquid is opposite to the direction in which the peripheral portion of the substrate moves in the liquid.
このように構成された発明では、液体保持手段に保持される液体が形成する液面に、傾けられた基板の最下部が浸漬される。そして、基板のうち液体中にある液浸部位にレーザー光が照射され、液体中で基板周縁部が処理される。そのため、処理によって生じた加工屑は液体中に捕捉され、周囲に飛散することが防止される。そして、基板表面のうち液体に触れる範囲については、液面の高さによって制御することができる。また、液体を基板から遠ざける方向に重力が作用する。したがって、周縁部よりも内側の基板表面に液体が回り込んで付着する確率が大きく低減される。 In the invention configured as described above, the lowermost portion of the inclined substrate is immersed in the liquid surface formed by the liquid held by the liquid holding means. Then, laser light is irradiated to the liquid immersion site in the liquid among the substrates, and the substrate peripheral portion is processed in the liquid. As a result, the cuttings generated by the treatment are trapped in the liquid and prevented from scattering around. And about the range which touches a liquid among the substrate surfaces, it can control by the height of a liquid level. Also, gravity acts in a direction to move the liquid away from the substrate. Therefore, the probability of the liquid coming around and adhering to the substrate surface inside the peripheral portion is greatly reduced.
上記のように、本発明によれば、液体中で基板にレーザー光を入射させ周縁部を処理することで加工屑の飛散を防止し、また傾けた基板の下部を液体に浸漬させることで、基板の中央部に液体が回り込むのを防止する。そのため、基板表面への液体の付着を抑えつつ、基板周縁部を良好に処理することができる。 As described above, according to the present invention, the laser light is made to enter the substrate in the liquid and the peripheral portion is treated to prevent scattering of the processing chips, and the lower portion of the inclined substrate is immersed in the liquid. It prevents liquid from flowing around the center of the substrate. Therefore, the substrate peripheral portion can be favorably processed while suppressing the adhesion of the liquid to the substrate surface.
図1は本発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。この基板処理装置1は、例えば、基板Wの周縁部Wpに形成された膜をレーザー照射により除去する膜除去装置としての機能を有している。基板Wとしては例えば、半導体ウエハ、各種表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板、光磁気ディスク用基板等が適用可能である。また、除去対象となる膜としては例えば、酸化物または窒化物等の絶縁膜、レジスト膜、金属膜およびこれらが多層に積層された膜等が挙げられるが、基板および膜の種類はこれらに限定されるものではない。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a substrate processing apparatus according to the present invention. The
以下では、基板Wは半導体ウエハであり、その一方主面Wfにデバイスが形成されたものであるとする。以下の説明においては、基板Wの主面のうちデバイス形成面Wfを当該基板の「表面」と称し、これと反対側の主面Wbを当該基板の「裏面」と称する。 In the following, it is assumed that the substrate W is a semiconductor wafer and a device is formed on the one main surface Wf. In the following description, the device forming surface Wf of the main surface of the substrate W is referred to as the “front surface” of the substrate, and the main surface Wb opposite to this is referred to as the “back surface” of the substrate.
なお、本明細書において、基板の「周縁部」とは、平板状の基板が有する2つの主面を接続する側面部のみならず、両主面のうち側面部に近い辺縁部をも含む概念である。また、基板の主面と側面との接続部分が面取りあるいは丸め加工されたいわゆるベベル部分も、ここでいう「周縁部」に該当する。 In the present specification, the “peripheral edge” of the substrate includes not only the side surface connecting the two main surfaces of the flat substrate but also the peripheral edge closer to the side surface of the two main surfaces. It is a concept. In addition, a so-called beveled portion in which the connection portion between the main surface and the side surface of the substrate is chamfered or rounded corresponds to the “peripheral portion” mentioned here.
基板処理装置1は、基板Wを保持するスピンチャック2と、スピンチャック2を支持する傾斜ステージ部3と、レーザー光を基板Wに入射させるレーザー照射部4と、スピンチャック2を収容するチャンバ6と、装置各部を制御して所定の処理動作を実行する制御部8とを備えている。以下の各図においてチャンバ6内の空間における方向を統一的に示すために、図1に示すようにXYZ直交座標軸を設定する。ここでXY平面が水平面、Z軸が鉛直軸を表す。より詳しくは、(−Z)方向が鉛直下向き方向を表している。
The
スピンチャック2は、略円形の基板Wを保持するスピンベース21を備えている。より詳しくは、スピンベース21は基板Wの直径よりも小さい直径を有する円板状部材であり、その上面が平坦な基板載置面となっている。基板載置面には制御部8のチャック制御部83と接続された吸着溝または吸着孔が設けられており、チャック制御部83から供給される負圧によって基板Wの下面がスピンベース21により吸着保持される。スピンベース21が基板Wよりも小さいため、基板Wの周縁部Wpがスピンベース21に接することなくチャンバ内空間に開放された状態で、基板Wが保持される。
The
スピンベース21はチャック回転機構22により回転軸AX周りに回転可能となっている。すなわち、スピンベース21は適宜の回転駆動機構を内蔵するチャック回転機構22から延びる回転シャフト23に連結されている。そして、制御部8に設けられたチャック制御部83からの制御指令に応じてチャック回転機構22が作動して回転シャフト23が回転すると、スピンベース21が回転軸AX周りに回転する。スピンベース21は回転軸AXと基板Wの中心Cwとが一致するように基板Wを保持する。
The
スピンチャック2は傾斜ステージ部3に載置されている。傾斜ステージ部3は、スピンチャック2が載置されたステージ31と、チャンバ6の底部に固定されたベース32と、ベース32から立設されてステージ31を支持する支持脚33,34とを備えている。支持脚33,34は制御部8に設けられたステージ制御部84からの制御指令に応じて伸縮し、以下に説明するように、ステージ31に載置されたスピンチャック2の傾き角度を変化させる。
The
図2は傾斜ステージ部の動作を示す図である。ステージ31を支持する支持脚33,34がステージ制御部84からの制御指令により伸縮することで、ステージ31の傾きが変化する。これに伴いステージ31上のスピンチャック2の傾きが変化し、スピンチャック2に保持された基板Wの姿勢が変化する。具体的には、図2(a)に示すように、基板Wの表面(デバイス形成面)Wfが上向きとなる水平姿勢と、図2(b)に示すように、基板表面Wfが水平面から傾いた傾斜姿勢との間で、基板Wの姿勢が変化する。
FIG. 2 shows the operation of the tilting stage. The
基板表面Wfの水平面からの傾き角θは0度ないし90度とされる。すなわち、傾き角θが0度のとき、基板Wは図2(a)に示すように水平姿勢となる。傾き角θが0度より大きいとき、基板Wは図2(b)に示すように傾斜姿勢となり、このときスピンチャック2も同様の傾きを有している。したがって、スピンベース21に保持された基板Wは、チャック回転機構22の作動により、その中心Cwを回転中心として、鉛直軸に対し傾き角θを有する回転軸AX周りに回転される。
The inclination angle θ of the substrate surface Wf from the horizontal plane is 0 degrees to 90 degrees. That is, when the inclination angle θ is 0 degree, the substrate W is in the horizontal posture as shown in FIG. 2 (a). When the tilt angle θ is larger than 0 degree, the substrate W is in the tilt posture as shown in FIG. 2B, and at this time, the
この基板処理装置1に処理対象たる基板Wが搬入されるとき、および、処理済みの基板Wが搬出されるときには、ステージ31が水平となるように支持脚33,34が制御される。このため、外部との基板Wの受け渡し時には基板Wを水平姿勢とすることができ、外部からのアクセスが容易となる。一方、後述する基板周縁部の加工処理、例えば膜除去処理が実行される際には、基板Wが傾斜姿勢となるように支持脚33,34が制御される。
When the substrate W to be processed is carried into the
傾き角θは、例えば45度ないし60度とすることができるがこれに限定されない。ただし、基板表面Wfが下向きとなることは避けるべきである。すなわち、図2(c)に示すように、基板表面Wfに垂直で基板裏面Wb側から基板表面Wf側に向かう方向の法線ベクトルVnを考えたとき、法線ベクトルVnが鉛直下向き、つまり(−Z)方向の成分を有するような姿勢は避けられる。したがって、基板Wの傾きは、基板表面Wfが鉛直面となるときが最大となる。このとき法線ベクトルVnは水平方向を向く。より一般的には法線ベクトルVnは少なくとも水平方向の成分を含み、さらに鉛直上向き、つまり(+Z)方向の成分を含んでもよい。 The inclination angle θ may be, for example, 45 degrees to 60 degrees, but is not limited thereto. However, it should be avoided that the substrate surface Wf is directed downward. That is, as shown in FIG. 2C, when considering the normal vector Vn in the direction from the back surface Wb side to the front surface Wf side perpendicular to the front surface Wf, the normal vector Vn is vertically downward, ie A posture having a component in the -Z direction is avoided. Therefore, the inclination of the substrate W is maximized when the substrate surface Wf is vertical. At this time, the normal vector Vn faces in the horizontal direction. More generally, the normal vector Vn includes at least a component in the horizontal direction, and may further include a component in the vertical upward direction, that is, the (+ Z) direction.
図1に戻って装置構成の説明を続ける。スピンチャック2により傾斜姿勢に保持された基板Wの下端、つまり周縁部Wpのうち基板Wが傾けられることで最も下方に位置することとなる部分を取り囲むように、上部が開放された箱型の液体容器51が設けられている。液体容器51には制御部8の液体供給部82から液体Lqが供給される。液体容器51は供給される液体Lqを一時的に保持して、基板Wの下端に当たる周縁部Wpを液面に触れさせる。したがって、周縁部Wpのうち最も下方に位置する最下部を含む一部が、液体Lq中に浸漬される。以下では、基板Wのうち液中にある部分を「液浸部位」と称する。
Returning to FIG. 1, the description of the device configuration will be continued. The lower end of the substrate W held in the inclined posture by the
詳しくは後述するが、液体容器51には液体供給部82から常時一定量の液体Lqが供給されており、液体容器51内で液体Lqによる液流が形成されている。液体容器51から排出される液体は液体供給部82により回収される。
As described in detail later, a constant amount of liquid Lq is constantly supplied to the
液体Lqとしては、後述のレーザー光ビームL1に対する吸収および散乱が少なく、かつ基板Wに対する汚染および腐食の少ないものが望ましい。この目的のために例えば、純水またはイソプロピルアルコール(IPA)、もしくは純水とIPAとの混合液体を好適に用いることができる。なお、ここでいう「純水」は、DIW、炭酸水、オゾン水および水素水を含むものとする。本実施形態ではこのうちDIWを用いるものとする。純水にIPAを添加することで、液体の表面張力を調整することができる。 As the liquid Lq, it is desirable that the liquid Lq be less in absorption and scattering with respect to the laser light beam L1 described later and less in contamination and corrosion with respect to the substrate W. For this purpose, for example, pure water or isopropyl alcohol (IPA), or a mixed liquid of pure water and IPA can be suitably used. In addition, "pure water" here shall contain DIW, carbonated water, ozone water, and hydrogen water. Among these, DIW is used in this embodiment. The surface tension of the liquid can be adjusted by adding IPA to pure water.
液体容器51の上方には、例えばCCDカメラのような撮像機能を有する撮像部52が設けられている。撮像部52は、制御部8に設けられた画像処理部85と接続されており、画像処理部85からの制御指令に応じて液体容器51内を撮像し、画像信号を画像処理部85に送信する。撮像部52は液体容器51の液体Lqに浸漬された基板Wの周縁部Wpを撮像する。画像処理部85は、撮像により得られた画像に基づき、基板Wが適正な位置に保持されているか、レーザー光ビームが周縁部Wpの処理対象位置に正しく入射しているか等の判定を行う。
Above the
また、撮像部52よりも基板Wの中心Cwに近い位置に、気体ノズル53が設けられている。気体ノズル53は、制御部8に設けられた気体供給部86から供給される気体、例えば窒素ガスのような不活性ガスまたは乾燥空気などの気体を下向きに吐出する。気体ノズル53から吐出される気体により生成される気流の作用については後で説明する。
In addition, the
レーザー照射部4は、レーザー光を出射するレーザー光源49と、レーザー光源49から出射されるレーザー光Lの光路を調整して基板Wの周縁部Wpに入射させる光学系40とを備えている。レーザー光源49は、制御部8に設けられた光源制御部81により制御され、基板Wの周縁部Wpに形成された膜の剥離等、各種の加工処理の目的に応じた波長およびパワー密度を有するレーザー光を出射する。例えば超短パルスレーザー光を出射可能なフェムト秒レーザーをレーザー光源49として好適に用いることができる。
The laser irradiation unit 4 includes a
レーザー光源49はチャンバ6の外部に配置される一方、光学系40はチャンバ6の内部に配置されている。レーザー光源49から出射されるレーザー光Lは、チャンバ6の壁面に設けられレーザー光Lに対して透明な導光窓61を通して光学系40に入射する。
The
光学系40は、導光窓61を介して入射するレーザー光Lの光路を変化させて基板Wの周縁部Wpに入射させる反射ミラー41,42を有している。光路上における反射ミラー41,42の位置は光源制御部81により制御されており、これらによりレーザー光の光路が調整される。反射ミラー41,42により光路が調整されたレーザー光ビームL1が、周縁部Wpのうち液体Lq中に浸漬された液浸部位に入射する。こうして、周縁部Wpがレーザー光ビームL1により処理される。基板Wが回転することで周縁部Wpにおけるビーム入射位置が刻々と変化してゆき、1周以上の回転により、周縁部Wpが全周にわたって処理される。
The
図3は基板におけるレーザー光ビームの入射位置をより詳しく示す図である。より具体的には、図3(a)はレーザー光ビームの入射位置を(−X)方向に見た図であり、図3(b)は同位置を(+Y)方向に見た図である。図3(a)に示すように、レーザー光ビームL1は(+Y)方向に向かって水平に進み、液体容器51の側壁面511に入射する。液体容器51はレーザー光ビームL1に対して透明な材料、例えば石英ガラスにより形成されており、鉛直な側壁面511と水平な底面512とを有している。
FIG. 3 shows in more detail the incident position of the laser beam on the substrate. More specifically, FIG. 3 (a) is a view of the incident position of the laser light beam in the (-X) direction, and FIG. 3 (b) is a view of the same position in the (+ Y) direction. . As shown in FIG. 3A, the laser light beam L1 horizontally travels in the (+ Y) direction and enters the
レーザー光ビームL1はまた、液体容器51内に保持された液体Lqの水平な液面LSよりも低い位置で液体容器51の側壁面511に入射する。液体容器51に入射したレーザー光ビームL1は、透明な側壁面511を透過し、液体容器51内の液体Lqを介して周縁部Wpに入射する。図において符号BSは、基板Wに入射するレーザー光ビームL1のビームスポットを示しているが、スポットサイズは図示されたものに限定されず任意である。また、図3(b)に点線で示す領域DRは、基板表面Wf上においてデバイスが形成された領域を示している。周縁部Wpの加工処理においては、このデバイス形成領域DRに液体を付着させないことが必要とされる。
The laser beam L1 also enters the
図3(b)に示すように、液体供給部82から供給される液体Lqは配管821を介して液体容器51の(+X)側端部に接続されている。一方、液体容器51から排出される液体Lqを液体供給部82に還流させる配管822は、液体容器51の(−X)側端部に接続されている。したがって、液体容器51内での液体Lqの液流が流通する方向D1は、(+X)側から(−X)側に向かう方向、すなわち図において左向きである。これに対して、液体容器51内の液体Lqに浸漬された状態の周縁部Wpが基板Wの回転に伴って移動する方向D2は、(−X)側から(+X)側に向かう方向、すなわち図において右向きであり液体Lqの流通方向D1とは反対向きである。
As shown in FIG. 3B, the liquid Lq supplied from the
このようにする理由について説明する。まず、周縁部Wpのうち液体Lqに浸漬された液浸部位にレーザー光ビームL1を入射させて処理を行うのは、レーザー照射により生じた加工屑が周囲雰囲気中に飛散し基板Wに付着するのを防止するためである。レーザー照射による基板Wの温度上昇を抑制する効果もある。 The reason for this will be described. First, the processing is performed by causing the laser beam L1 to enter the liquid immersion site immersed in the liquid Lq in the peripheral portion Wp, so that processing debris generated by laser irradiation is scattered in the surrounding atmosphere and adheres to the substrate W To prevent There is also an effect of suppressing the temperature rise of the substrate W due to the laser irradiation.
生じた加工屑は液体Lq中に取り込まれる。そのため、液体Lqが滞留した状態では、基板Wから離脱した加工屑が基板Wに再付着する、加工屑によって入射レーザー光ビームが散乱し、十分な光エネルギーを基板Wに入射させることができなくなる等の問題が生じ得る。これらの問題を回避するために、液体Lqを流動させて加工屑をレーザー光ビームの入射位置から運び去る。ビームスポットBS近傍において液体Lqが順次入れ替えられることで、液体Lqの温度上昇による気泡の発生を防止する効果もある。 The generated machining waste is taken into the liquid Lq. Therefore, in a state where the liquid Lq is stagnant, machining waste separated from the substrate W reattaches to the substrate W. The machining waste scatters the incident laser light beam and the sufficient light energy can not be incident on the substrate W Etc. problems may occur. In order to avoid these problems, the liquid Lq is made to flow and carry away the chips from the incident position of the laser light beam. By sequentially replacing the liquid Lq in the vicinity of the beam spot BS, there is also an effect of preventing the generation of bubbles due to the temperature rise of the liquid Lq.
ここで、周縁部Wpのある一点に着目すると、当該点は基板Wの回転により移動して液体Lq中に進入し、液中でレーザー照射を受けた後、液面LSよりも上方に移動して液体Lqから離脱する。周縁部Wpが液体Lqから離脱する位置、つまり図3(b)において周縁部Wpが液面LSと接する部分のうち周縁部Wpの移動方向D2における最も下流側((+X)側)に対応する位置では、液体Lqができるだけ清浄なものであることが望ましい。この部分で液体Lqに加工屑が含まれていると、加工屑が基板Wに付着した状態で液体Lqから離脱するおそれがあるからである。 Here, focusing on one point at the peripheral portion Wp, the point moves by the rotation of the substrate W and enters the liquid Lq, and after receiving laser irradiation in the liquid, moves upward above the liquid level LS. Separate from the liquid Lq. The position where the peripheral edge Wp separates from the liquid Lq, that is, the portion on the peripheral edge Wp in contact with the liquid surface LS in FIG. 3B corresponds to the most downstream side ((+ X) side) in the moving direction D2 of the peripheral edge Wp In position, it is desirable that the liquid Lq be as clean as possible. If the liquid Lq contains processing waste in this portion, the processing waste may be detached from the liquid Lq in a state of being attached to the substrate W.
液体容器51の(+X)側端部から液体Lqを供給することにより、周縁部Wpが液体Lqから離脱する直前において最も清浄な液体Lqが基板Wに触れることとなるので、加工屑が基板Wに残留付着することが防止される。この目的のために、液流の方向D1は基板Wの回転による周縁部Wpの移動方向D2とは反対向きに設定される。ビームスポットBS近傍での液体Lqの乱流を防止するために、基板Wの回転速度および液体Lqの流速は比較的小さなものとされる。
By supplying the liquid Lq from the (+ X) side end of the
次に、レーザー光ビームL1の入射方向と液体容器51の形状との関係について説明する。前記したように、レーザー光ビームL1は水平な光路に沿って進み、液体容器51の鉛直な側壁面511を介して液体容器51内に入射する。このようにする理由は以下の通りである。レーザー光ビームL1は、チャンバ6内の雰囲気から液体容器51の側壁面511に入射し、液体容器51の側壁面511から液体Lqに入射する。このとき、液体容器51の側壁面511への入射角および液体Lqへの入射角が直角でなければ、レーザー光ビームL1が屈折して光路が曲げられてしまう。このことは、周縁部Wpへのレーザー光ビームL1入射位置の制御を難しくする。この問題を回避するために、レーザー光ビームL1が液体容器51の側壁面511に垂直に入射するように、レーザー光ビームL1の入射方向と液体容器51の形状とが定められる。
Next, the relationship between the incident direction of the laser light beam L1 and the shape of the
なお、レーザー光ビームL1の入射方向が水平である必要性は必ずしもないが、光学系40の機構設計やその調整、液体容器51の製作の容易さ等の観点から、入射方向に特別な傾きを持たせるよりもより単純な水平(あるいは鉛直)方向とすることが好ましい。
The incident direction of the laser light beam L1 is not necessarily required to be horizontal, but from the viewpoint of mechanical design of the
この実施形態においては、水平姿勢に保持した基板Wでは周縁部Wpに安定した液膜を形成することが難しく、また周縁部Wpから基板中央部への液体の回り込みが避けられないことから、基板Wを傾けて保持し、下端部を液体Lqに浸漬させる。このような構成では、液体Lqに対し下向きに作用する重力により、基板Wの周縁部Wpから中央部への液体Lqの回り込みが抑制される。 In this embodiment, it is difficult to form a stable liquid film on the peripheral portion Wp with the substrate W held in the horizontal posture, and the liquid can not be prevented from flowing around from the peripheral portion Wp to the central portion of the substrate. W is inclined and held, and the lower end is immersed in the liquid Lq. In such a configuration, the gravity of the liquid Lq acting downward suppresses the wraparound of the liquid Lq from the peripheral portion Wp of the substrate W to the central portion.
このときの基板Wの傾き角θについては0度より大きく90度以下とされる。例えば傾き角θを90度、つまり基板表面Wfが鉛直面となるように基板Wを保持することによって、周縁部Wpから中央部への液体の回り込みを抑制することができる。一方、基板Wを斜めに、つまり傾き角θを90度未満とした場合には、次に説明するように、さらなる利点が生じる。 The inclination angle θ of the substrate W at this time is larger than 0 degrees and 90 degrees or less. For example, by holding the substrate W such that the inclination angle θ is 90 degrees, that is, the substrate surface Wf is a vertical surface, wraparound of the liquid from the peripheral portion Wp to the central portion can be suppressed. On the other hand, when the substrate W is inclined, that is, when the inclination angle θ is less than 90 degrees, further advantages occur as will be described next.
図4は基板を斜め向きに保持した場合の利点を説明する図である。基板Wを斜めに、かつ基板表面Wfを上側に保持し(すなわち傾き角θを0度より大きく90度より小さい値とし)、その下端部(周縁部Wpの一部)を液面LSから液体Lq中に浸漬させた場合を考える。このとき、図4(a)に示すように、基板裏面Wb側で液体Lqに触れる領域の幅W2は比較的大きくなるが、基板表面Wf側では液体Lqに触れる領域はより限定的であり、その幅W1は比較的小さくて済む。 FIG. 4 is a view for explaining the advantage in the case of holding the substrate obliquely. The substrate W is held obliquely and the substrate surface Wf is held on the upper side (that is, the inclination angle θ is set to a value larger than 0 degree and smaller than 90 degrees), and the lower end portion (a part of the peripheral portion Wp) from the liquid surface LS Consider the case of immersion in Lq. At this time, as shown in FIG. 4A, the width W2 of the area in contact with the liquid Lq is relatively large on the substrate back surface Wb side, but the area in contact with the liquid Lq is more limited on the substrate surface Wf side, The width W1 may be relatively small.
基板表面Wf側で周縁部Wpよりも中央側にはデバイス形成領域DRが設けられており、この領域DRに液体を触れさせないことがこの処理の要諦である。上記のように基板表面Wf側を上にして基板Wを斜めに保持することで、周縁部Wpのレーザー入射位置を確実に液体Lq中に浸漬させ、かつ基板表面Wfにおいて液体Lqに触れる領域をより小さくすることができる。これにより、基板Wのうち液体Lqに触れる領域とデバイス形成領域DRとの間隔を大きくすることができ、デバイス形成領域DRへの液体Lqの付着を効果的に抑制することができる。また、液体Lqの付着の問題が解消されることで、基板表面Wfにより広いデバイス形成領域DRを設定することが可能となり、基板Wのより広い面積をデバイスとして有効に利用することが可能となる。 A device forming region DR is provided on the substrate surface Wf side and at the center side of the peripheral portion Wp, and the liquid is not allowed to touch the region DR. As described above, by holding the substrate W obliquely with the substrate surface Wf side up, the laser incident position of the peripheral portion Wp is surely immersed in the liquid Lq, and the region on the substrate surface Wf to be in contact with the liquid Lq is It can be made smaller. Thus, the space between the region of the substrate W in contact with the liquid Lq and the device formation region DR can be increased, and adhesion of the liquid Lq to the device formation region DR can be effectively suppressed. Further, by eliminating the problem of adhesion of the liquid Lq, it becomes possible to set a wider device formation region DR on the substrate surface Wf, and it becomes possible to effectively utilize a wider area of the substrate W as a device. .
実際の処理においては、基板Wのうち液体Lqに触れる部分の面積は、液体Lqの表面張力に起因するメニスカスによって上記より大きくなる場合があると考えられる。この場合、図4(b)に示すように、液面LSとの間で鋭角をなす基板裏面Wb側では比較的大きなメニスカスMbが発生するのに対し、液面LSとの間でなす角が鈍角となる基板表面Wf側ではメニスカスMfはより小さくなる。このように、基板Wを斜めに保持することで、メニスカスが発生する条件下においても基板表面Wf側での液体Lqに触れる部分の面積の増大を抑えることができる。 In actual processing, it is considered that the area of the portion of the substrate W in contact with the liquid Lq may be larger than the above-mentioned value due to the meniscus caused by the surface tension of the liquid Lq. In this case, as shown in FIG. 4B, while a relatively large meniscus Mb is generated on the substrate back surface Wb side having an acute angle with the liquid surface LS, the angle formed with the liquid surface LS is The meniscus Mf becomes smaller on the side of the substrate surface Wf at which the obtuse angle is obtained. As described above, by holding the substrate W obliquely, it is possible to suppress an increase in the area of the portion in contact with the liquid Lq on the substrate surface Wf side even under the condition where the meniscus is generated.
また、図4(a)に示すように、周縁部Wpを観察するために撮像部52が設けられる場合、基板Wが斜め向きとなっていることで、撮像部52の光軸方向を鉛直方向または水平方向とすることが可能となる。基板Wが水平姿勢である場合、光軸を鉛直方向とした撮像系では基板Wの側面部を観察することができない。基板Wの側面部を観察するために撮像系の光軸を傾けた場合、液面LSを介した撮像では屈折の影響により基板Wやレーザー入射位置の検出が困難となる。基板Wを傾けることで、撮像部52の光軸を液面LSに垂直な鉛直方向とすることができ、屈折の影響を排除し、さらに光軸や焦点位置の調整もしやすくなる。
Further, as shown in FIG. 4A, when the
図5は気体ノズルの作用を説明する図である。より具体的には、図5(a)は気体ノズル53と基板Wとの位置関係を(−X)方向に見た図であり、図5(b)はこれを(+Y)方向に見た図である。図5(a)に示すように、傾けて保持された基板Wの基板表面Wf側には、気体供給部86から供給される気体を下向きに、基板表面Wfに向けて吐出する気体ノズル53が設けられている。気体ノズル53から吐出される気体により、基板表面Wfに沿って液面LSに向かって流れるガスフローGFが生成される。
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the gas nozzle. More specifically, FIG. 5A is a view of the positional relationship between the
このガスフローGFにより、液体容器51から基板表面Wfを伝って基板Wの中央部に回り込んでくる液体Lqを押し戻すことができ、また液体Lqから発生したミストが基板表面Wfに付着するのを防止することができる。すなわち、ガスフローGFは基板表面Wfを液体Lqから保護する保護層として作用する。ガスフローGFの流速が速すぎると液面LSの乱れを生じさせ、却って基板表面Wfへの液体Lqの付着のおそれが高まる。ガスフローGFの流速は、基板表面Wfに沿った下向きの流れが確実に形成される範囲で、比較的低速であることが好ましい。
This gas flow GF can push back the liquid Lq coming from the
X方向におけるガスフローGFの生成位置については、図5(b)に実線で示すようにビームスポットBSの近傍位置に向かう位置としてもよく、点線で示すように周縁部Wpが液面LSから離脱する位置の近傍に向かう位置としてもよい。ガスフローGFがビームスポットBSの近傍位置に向かう実線の構成は、レーザー照射によってビームスポットBSの周囲で発生するミストが基板表面Wfに付着するのを防止するのに効果的である。また、ガスフローGFが液面LSからの周縁部Wpの離脱位置の近傍に向かう点線の構成は、液体Lq中から外部空間に露出する周縁部Wpに残留付着する液体Lqの液切りを向上させるのに効果的である。また基板Wを乾燥させる効果もある。 The generation position of the gas flow GF in the X direction may be a position directed to a position near the beam spot BS as shown by a solid line in FIG. 5B, and the peripheral portion Wp is separated from the liquid surface LS as shown by a dotted line. It is good also as a position which goes to the vicinity of the position to be done. The solid line configuration in which the gas flow GF is directed to the vicinity of the beam spot BS is effective to prevent the mist generated around the beam spot BS by the laser irradiation from adhering to the substrate surface Wf. In addition, the configuration of the dotted line in which the gas flow GF is in the vicinity of the separation position of the peripheral portion Wp from the liquid surface LS improves the liquid removal of the liquid Lq remaining adhering to the peripheral portion Wp exposed to the external space from the liquid Lq. It is effective. There is also an effect of drying the substrate W.
これらの効果を両立させるために、X方向を長手方向とするスリット状の開口を有する気体ノズルを用い、ビームスポットBSの近傍位置から液面LSからの周縁部Wpの離脱位置までの範囲全体にガスフローが生成されるようにしてもよい。また、基板Wの半径方向に放射状に広がるガスフローが生成されてもよい。 In order to make these effects compatible, a gas nozzle having a slit-like opening whose longitudinal direction is the X direction is used, and the entire range from the position near the beam spot BS to the separation position of the peripheral portion Wp from the liquid surface LS is A gas flow may be generated. In addition, a gas flow that radially spreads in the radial direction of the substrate W may be generated.
図6は上記のように構成された基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この処理は、制御部8が予め用意された制御プログラムを実行し各部を制御することにより実行される。最初に、傾斜ステージ部3のステージ31が水平状態に位置決めされ(ステップS101)、この状態でチャンバ6に基板Wが搬入されてスピンベース21に載置される。スピンベース21は基板Wを吸着保持する(ステップS102)。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the substrate processing apparatus configured as described above. This process is executed by the
スピンベース21により基板Wが保持されると、ステージ31が所定の傾き角に傾けられて斜め向きに位置決めされる(ステップS103)。次にチャック回転機構22によりスピンベース21が所定の回転速度で回転され、これにより基板Wが傾いた回転軸AX周りに回転する(ステップS104)。続いて、液体供給部82から液体容器51への液体Lq(例えばDIW)の送出、および、気体供給部86から気体ノズル53への気体(例えば窒素ガス)の供給が開始され(ステップS105)、これにより周縁部Wpのうち最下部を含む一部が液体Lqに浸漬される。基板Wの回転開始と液体Lqの供給開始順序は上記の逆であってもよく、また同時であってもよい。
When the substrate W is held by the
この状態で、レーザー照射が開始される(ステップS106)。レーザー光ビームL1が液体容器51の側壁面511および液体Lqを介して周縁部Wpに入射することで、周縁部Wpが処理される。周縁部Wpに形成された膜を剥離するための処理では、レーザー光ビームL1が入射するビームスポットBSにおいて膜が周縁部Wpから剥離される。剥離された膜や処理によって生じた加工屑は液体Lqに取り込まれ、液流によってビームスポットBS近傍から運び去られる。基板Wの回転とともに基板表面におけるレーザー光の照射位置が変化し、周縁部Wpが順次処理されてゆく。
In this state, laser irradiation is started (step S106). The laser beam L1 enters the peripheral portion Wp via the
基板Wが1回転以上する間レーザー光が照射された状態を維持することで(ステップS107)、周縁部Wpの全体について処理が終了する。周縁部Wpの全体について加工処理が終了すると、レーザー照射、液体Lqおよび気体の供給、ならびに基板Wの回転が順次停止される(ステップS108、S109、S110)。続いてステージ31が水平状態に戻され(ステップS111)、基板Wがチャンバ6外へ搬出されて(ステップS112)、一連の加工処理が終了する。
By maintaining the state of being irradiated with the laser light while the substrate W is rotated once or more (step S107), the process ends for the entire peripheral portion Wp. When the processing for the entire peripheral portion Wp is completed, the laser irradiation, the supply of the liquid Lq and the gas, and the rotation of the substrate W are sequentially stopped (steps S108, S109, and S110). Subsequently, the
以上のように、この実施形態では、周縁部Wpにレーザー光(より具体的にはフェムト秒レーザー光)を照射しながら基板Wを回転させることにより、周縁部Wpからの膜除去等、周縁部Wpの処理を行う。レーザー光は周縁部Wpのうち液体Lq中に浸漬された液浸部位に入射する。そのため、レーザー照射によって基板Wから剥離された膜や加工屑は液体中に取り込まれ、周囲に飛散することがない。 As described above, in this embodiment, the peripheral portion, such as film removal from the peripheral portion Wp, is rotated by rotating the substrate W while irradiating the peripheral portion Wp with laser light (more specifically, femtosecond laser light). Perform Wp processing. The laser beam is incident on the liquid immersion site immersed in the liquid Lq in the peripheral portion Wp. Therefore, the film and processing chips separated from the substrate W by the laser irradiation are taken into the liquid and are not scattered around.
基板Wは、液体容器51に保持される液体Lqが形成する液面LSから液体中に進入しており、重力が液体Lqを基板Wの中央部から遠ざける方向に作用するので、基板Wの中央部に設けられたデバイス形成領域DRに液体が回り込むおそれが少なくなっている。特に、基板Wの姿勢を、デバイス形成領域DRが設けられた基板表面Wf側を上にして斜め向きとすれば、基板表面Wf側で周縁部Wpが液体Lqに触れる部分の幅をより小さくすることができる。これにより、デバイス形成領域DRへ液体が回り込む確率をさらに低減することができ、より広いデバイス形成領域DRを確保することが可能となる。
The substrate W enters the liquid from the liquid surface LS formed by the liquid Lq held in the
また、基板表面Wfへの液体の付着をより確実に防止するため、上記実施形態では、基板Wを浸漬する液体Lqに液流を生成し、基板表面Wfに沿ってガスフローGFを生成する。液流を生じさせることにより、基板Wの周辺に加工屑が滞留することが防止される。さらに、液流の方向を液中における周縁部Wpの移動方向とは反対方向とすることにより、液中から外部空間へ離脱する周縁部Wpの近傍に存在する液体を最も清浄なものとすることができる。これにより、液中から離脱した基板Wに加工屑が残留することが防止される。 Further, in order to prevent adhesion of the liquid to the substrate surface Wf more reliably, in the above embodiment, a liquid flow is generated in the liquid Lq in which the substrate W is immersed, and a gas flow GF is generated along the substrate surface Wf. The generation of the liquid flow prevents the accumulation of processing debris around the substrate W. Further, by making the direction of the liquid flow opposite to the moving direction of the peripheral portion Wp in the liquid, the liquid present in the vicinity of the peripheral portion Wp which is separated from the liquid into the external space is made the most clean. Can. As a result, it is possible to prevent processing debris from remaining on the substrate W which has been removed from the liquid.
また、液面LSの上方から液面LSに向けて基板表面Wfに沿ったガスフローGFを生じさせることで、基板表面Wfに沿って中央部へ回り込もうとする液体Lqを下方に押し戻すことができる。また、液面LSの周囲で発生するミストから基板表面Wfを保護することができる。このように、基板表面Wfに沿ってガスフローGFを生じさせることで、基板表面Wfへの液体の付着や加工屑の残留を効果的に防止することができる。 In addition, by causing a gas flow GF along the substrate surface Wf from above the liquid surface LS toward the liquid surface LS, pushing back the liquid Lq which tends to wrap around to the central portion along the substrate surface Wf. Can. In addition, the substrate surface Wf can be protected from the mist generated around the liquid surface LS. As described above, by causing the gas flow GF along the substrate surface Wf, it is possible to effectively prevent the adhesion of the liquid to the substrate surface Wf and the remaining of the processing debris.
以上説明したように、上記実施形態においては、液体容器51が本発明の「液体保持手段」として機能し、スピンチャック2および傾斜ステージ部3が一体として本発明の「基板保持手段」として機能している。このうち傾斜ステージ部3は、本発明の「傾斜機構」としての機能を有している。また、レーザー照射部4が本発明の「レーザー照射手段」として機能している。また、上記実施形態では、液体供給部82および配管821,831が一体として本発明の「液流生成手段」として機能する一方、気体供給部86および気体ノズル53が一体として本発明の「気流生成手段」として機能している。また、上記実施形態では、液体容器51の側壁面511全体が本発明の「透明窓」として機能している、また、撮像部52が本発明の「撮像手段」として機能している。
As described above, in the above embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態に対し、以下のような変形例が考えられる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made other than the above without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications can be considered to the above embodiment.
図7は基板処理装置の変形例を示す図である。より具体的には、図7(a)は第1の変形例を示し、図7(b)は第2の変形例を示す。 FIG. 7 is a view showing a modified example of the substrate processing apparatus. More specifically, FIG. 7 (a) shows a first modification, and FIG. 7 (b) shows a second modification.
図7(a)に示す第1の変形例では、液体容器51の上端部のうち液体表面Wfに面する側に、液面LSの上部を覆うカバー部材513が設けられている。この点を除く各部の構成は、上記実施形態のものと同一である。このような構成では、液面LSから発生する液体の飛沫やミスト等が基板表面Wfに付着するのをより確実に防止することができる。
In the first modified example shown in FIG. 7A, on the side of the upper end portion of the
例えばレーザー光ビームL1が入射した周縁部Wpの温度が上昇することにより液中で発生した気泡が液面で消滅する際に、液体の飛沫やミストを生じさせることがある。これらから基板表面Wfを保護するために、この変形例ではカバー部材513が設けられる。デバイス形成領域DRの下端よりも下方にカバー部材513を設けることで、デバイス形成領域DRへの液体の付着を確実に防止することが可能となる。この場合でも、基板表面Wfに沿ったガスフローは有効である。
For example, when bubbles generated in the liquid disappear at the liquid surface due to the rise of the temperature of the peripheral portion Wp to which the laser beam L1 is incident, the liquid may cause droplets or mist. In order to protect the substrate surface Wf from these, a
また、図7(b)に示す第2の変形例では、レーザー照射部の光学系の構成が異なっているが、この点を除く各部の構成は、上記実施形態のものと同一である。この変形例の光学系40aでは、反射ミラー41により反射されるレーザー光の光路上にビームスプリッタ43が配置されており、レーザー光Lは2つの光ビームL1,L2に分割される。一方のレーザー光ビームL1は、上記実施形態と同様に、液体容器51の側壁面511および液体Lqを介して、水平方向から周縁部Wpに入射する。
Further, in the second modification shown in FIG. 7B, the configuration of the optical system of the laser irradiation unit is different, but the configuration of each part except this point is the same as that of the above embodiment. In the
もう一方のレーザー光ビームL2は、反射ミラー44,45によって光路を変えられ、最終的には鉛直上向きの光ビームとして液体容器51の底面512に垂直に入射する。したがって、レーザー光ビームL2は、液体容器51の透明な底面512および液体Lqを介して周縁部Wpに下方から入射する。
The other laser light beam L2 has its optical path changed by the reflecting mirrors 44 and 45, and ultimately enters the
周縁部Wpが、端面が面取りされあるいは丸め加工されたいわゆるベベル部となっている場合、一方向からのレーザー照射のみでは必要な範囲の処理を行うことができない場合がある。また、処理対象となる周縁部Wpは、基板Wの側面部だけでなく表面Wfまたは裏面Wbの少なくとも一部を含む場合があり、この場合にも、一方向からのレーザー照射では必要な範囲を処理することができない。周縁部Wpに対し2方向からレーザー光を入射させることで、上記した処理を同時に行うことが可能となる。 In the case where the peripheral portion Wp is a so-called beveled portion in which the end face is chamfered or rounded, it may not be possible to perform the necessary range of processing only by laser irradiation from one direction. Further, the peripheral portion Wp to be processed may include not only the side surface portion of the substrate W but also at least a part of the front surface Wf or the rear surface Wb. Also in this case, a necessary range for laser irradiation from one direction It can not be processed. By causing the laser light to be incident on the peripheral portion Wp from two directions, it is possible to simultaneously perform the above-described processing.
このとき、2つの光ビームをいずれも液体容器51の壁面に対し垂直に入射させ、かつ壁面と液体とが接する(つまり間に気体が介在しない)部分に入射させるようにすることで、屈折の影響を抑えて基板Wの適正な位置にレーザー照射を行うことが可能となる。この例では、透明な材料で形成された液体容器51のうち鉛直面である側壁面511からレーザー光ビームL1を水平方向に入射させ、水平面である底面512からレーザー光ビームL2を鉛直方向に入射させることにより、屈折の影響が回避される。
At this time, both of the two light beams are perpendicularly incident on the wall surface of the
また、上記実施形態では基板Wを回転させながらレーザー光を照射することで、周縁部Wpを全周にわたって処理しているが、基板Wを回転させない態様においても、本発明を適用することが可能である。例えば周縁部Wpの一部領域のみを処理する場合には、基板Wを回転させず、当該処理対象領域が液体中に浸漬された状態でレーザー光を照射するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the peripheral portion Wp is processed over the entire circumference by irradiating the laser light while rotating the substrate W, but the present invention can also be applied in a mode in which the substrate W is not rotated. It is. For example, when processing only a partial region of the peripheral portion Wp, the substrate W may not be rotated, and the laser light may be irradiated while the processing target region is immersed in the liquid.
また、上記実施形態では、レーザー照射部4のうち光学系40がチャンバ6の内部に設けられているが、これに限定されない。例えば、光学系がチャンバの外部に設けられ、レーザー光源49から出射される光Lの光路がチャンバ外に設けた光学系により調整されて、調整後の光ビームがチャンバに設けられた道光窓を介して基板に入射する構成であってもよい。また、チャンバの内部および外部にそれぞれ設けられた光学系が連動することにより、光ビームの光路が調整される構成であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また例えば、上記実施形態の液体容器51はその全体がレーザー光に対し透明な材料により形成されるが、少なくともレーザー光の入射する部分が当該レーザー光に対し透明であれば足りる。したがって、例えばレーザー光の入射位置に透明な窓が設けられ、それ以外の部分は不透明な材料により液体容器が形成されてもよい。
For example, although the
また例えば、上記実施形態では、基板Wを保持するスピンチャック2を傾斜ステージ部3により支持することで、基板Wを水平姿勢と傾斜姿勢とで切り替えるようにしているが、スピンベース21が予め傾いた状態で設置された装置に対しても、本発明を適用することが可能である。基板Wを縦方向、つまり主面を鉛直面として処理を行う場合、縦方向の基板を扱うハンドリング装置が公知であり(例えば特開平10−209243号公報参照)、このような公知技術と組み合わせて処理を行うことができる。
Further, for example, in the above embodiment, the
また例えば、上記実施形態では基板Wを収容するチャンバ6内に液体容器51が設けられているが、チャンバが液体容器としての機能を兼ねていてもよい。すなわち、チャンバの下部にあるいはチャンバと一体化された容器に液体が保持され基板Wを浸漬させるようにしてもよい。
Further, for example, although the
また、上記実施形態のスピンチャック2は基板Wの裏面Wb中央部を真空吸着するものであるが、基板の保持態様はこれに限定されず任意である。なお、周縁部Wpに支持部材が当接して基板Wを支持する構成では、周縁部Wpを全周にわたって処理する場合に支持部材が処理の障害となることがあり得る。この点では上記実施形態のように周縁部Wpが開放された状態での支持が望ましいが、例えば基板Wの回転と連動して、レーザー光が照射されるときに支持部材を一時的に退避させる等の構成を用いることで、周縁部Wpを支持する基板保持手段も使用可能である。
Further, although the
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明において、基板保持手段は、主面の中心を通り主面に垂直な回転軸周りに基板を回転させるように構成されてもよい。基板を回転させることで、基板へのレーザー光の入射位置を変化させて、基板周縁部を広く処理することができる。 As described above, as the specific embodiment has been illustrated and described, in the present invention, the substrate holding means is configured to rotate the substrate about a rotation axis passing through the center of the main surface and perpendicular to the main surface. It is also good. By rotating the substrate, the incident position of the laser beam to the substrate can be changed, and the substrate peripheral portion can be widely processed.
また、基板は、主面が水平面に対してなす角が0度より大きく90度以下となるように保持されてもよい。この範囲で基板を傾けることで、水平な液面を形成する液体に周縁部Wpの一部のみを浸漬させて処理を行うことができる。 In addition, the substrate may be held such that the angle formed by the main surface with respect to the horizontal surface is greater than 0 degrees and not more than 90 degrees. By tilting the substrate within this range, it is possible to perform processing by immersing only part of the peripheral portion Wp in the liquid that forms the horizontal liquid surface.
また、一方主面がデバイス形成面となった基板については、デバイス形成面が水平方向よりも上向きとなるように保持されることが好ましい。こうすることで、デバイス形成面への液体の回り込みをより効果的に回避することができる。 In addition, with regard to a substrate whose one main surface is a device formation surface, it is preferable that the device formation surface be held higher than in the horizontal direction. By doing this, it is possible to more effectively avoid the wraparound of the liquid on the device formation surface.
また、液体保持手段に保持される液体を移動させて液流を生成する液流生成手段を備えてもよい。流動する液体中で基板にレーザー光を照射することで、処理により基板から発生した加工屑を基板から離間させ、処理後の基板に加工屑が残留することが抑制される。 In addition, the liquid holding means may include a flow generation means for moving the liquid held by the liquid holding means to generate a liquid flow. By irradiating the substrate with the laser light in the flowing liquid, the processing waste generated from the substrate by processing is separated from the substrate, and the remaining processing waste on the substrate after processing is suppressed.
この場合、液流の方向は、基板の周縁部が液体中において移動する方向と逆方向であることが好ましい。このような構成では、基板の周縁部が液面から抜ける部分に最も清浄な液体が供給されるので、液体から離脱した基板に加工屑が残留することがより効果的に抑制される。 In this case, the direction of the liquid flow is preferably opposite to the direction in which the peripheral portion of the substrate moves in the liquid. In such a configuration, since the cleanest liquid is supplied to the portion where the peripheral edge of the substrate is removed from the liquid surface, the remaining processing debris on the substrate separated from the liquid is more effectively suppressed.
また、液体保持手段はレーザー光に対し透明な透明窓を有し、レーザー照射手段は、透明窓および液体を介してレーザー光を基板に入射させる構成であってもよい。液体を保持する液体保持手段に設けた透明窓にレーザー光を入射させることで、液体保持手段と液体との間に気体層が介在しない態様で、レーザー光を基板に入射させることができる。この場合において、レーザー光は透明窓に対し垂直に入射されることが好ましい。これにより、透明窓でのレーザー光の屈折をより抑制することができる。 The liquid holding means may have a transparent window transparent to the laser light, and the laser irradiation means may be configured to make the laser light incident on the substrate through the transparent window and the liquid. By causing the laser light to be incident on the transparent window provided in the liquid holding means for holding the liquid, it is possible to cause the laser light to be incident on the substrate without interposing a gas layer between the liquid holding means and the liquid. In this case, it is preferable that the laser light be perpendicularly incident on the transparent window. Thereby, the refraction of the laser light at the transparent window can be further suppressed.
また、基板の中心から液浸部位に向かう気流を生成する気流生成手段が設けられてもよい。このような構成では、液体を基板表面から排除する方向に気流が生じるため、基板表面への液体の回り込みをより効果的に抑制することができる。また、基板の乾燥を気流により促進させることができる。 Further, an air flow generating means may be provided which generates an air flow from the center of the substrate toward the liquid immersion site. In such a configuration, an air flow is generated in the direction of removing the liquid from the substrate surface, so that the wraparound of the liquid to the substrate surface can be suppressed more effectively. In addition, drying of the substrate can be promoted by air flow.
また、基板保持手段は、例えば基板の周縁部を除く中央部を吸着保持する構成とすることができる。基板の周縁部を全周にわたって処理する場合、基板の周縁部が開放された状態で保持されていることが望ましい。基板の中央部を吸着保持することにより、このような態様での基板保持を実現することができる。 In addition, the substrate holding means may be configured, for example, to suction and hold a central portion excluding the peripheral portion of the substrate. When processing the periphery of the substrate over the entire circumference, it is desirable that the periphery of the substrate be held in an open state. By holding the central portion of the substrate by suction, the substrate can be held in this manner.
また、基板へのレーザー光の入射位置を撮像する撮像手段が設けられてもよい。このような構成によれば、基板の適正位置にレーザー光が入射されているか否かが撮像結果から把握されるので、基板周縁部の処理を安定して行うことができる。特に基板が傾けられているため、撮像手段の光軸を水平方向または鉛直方向として基板周縁部を撮像することが可能である。 In addition, an imaging unit for imaging the incident position of the laser beam to the substrate may be provided. According to such a configuration, whether or not the laser light is incident on the appropriate position of the substrate can be grasped from the imaging result, so that the processing of the peripheral portion of the substrate can be performed stably. In particular, since the substrate is inclined, it is possible to capture an image of the peripheral portion of the substrate with the optical axis of the imaging means being in the horizontal direction or in the vertical direction.
また、基板保持手段は、主面が水平な水平姿勢と主面が水平面から傾いた傾斜姿勢との間で、基板の姿勢を変化させる傾斜機構を有するものであってもよい。装置への基板の搬入時および装置からの基板の搬出時において、基板が傾いた状態では扱いが難しい。基板を水平姿勢にすることのできる機構を設ければ、基板の搬入出がより簡単となり、既存のハンドリング装置を利用することが可能となる。 The substrate holding means may have an inclination mechanism for changing the posture of the substrate between a horizontal posture in which the main surface is horizontal and an inclination posture in which the main surface is inclined from the horizontal surface. It is difficult to handle the substrate in a tilted state at the time of loading of the substrate into the apparatus and unloading of the substrate from the apparatus. If a mechanism capable of setting the substrate in a horizontal posture is provided, loading and unloading of the substrate becomes easier, and the existing handling device can be used.
この発明は、半導体ウエハなどの各種基板の周縁部を処理する技術、例えば周縁部に形成される膜を除去する基板処理技術全般に適用することができる。 The present invention can be applied to techniques for processing the peripheral portion of various substrates such as semiconductor wafers, for example, substrate processing techniques in general for removing a film formed on the peripheral portion.
1 基板処理装置
2 スピンチャック(基板保持手段)
3 傾斜ステージ部(基板保持手段、傾斜機構)
4 レーザー照射部(レーザー照射手段)
8 制御部
51 液体容器(液体保持手段)
52 撮像部(撮像手段)
53 気体ノズル(気流生成手段)
82 液体供給部(液流生成手段)
86 気体供給部(気流生成手段)
511 (液体容器51の)側壁面(透明窓)
821,822 配管(液流生成手段)
L,L1,L2 レーザービーム光
Lq 液体
W 基板
Wf (基板Wの)表面、デバイス形成面
Wb (基板Wの)裏面
Wp (基板Wの)周縁部
1
3 Tilting stage (substrate holding means, tilting mechanism)
4 Laser irradiation part (laser irradiation means)
8
52 Imaging unit (imaging means)
53 Gas nozzle (air flow generating means)
82 Liquid supply section (liquid flow generating means)
86 Gas supply unit (air flow generation means)
511 (in liquid container 51) side wall surface (transparent window)
821, 822 Piping (flow generation means)
L, L1, L2 laser beam light Lq liquid W substrate Wf (for substrate W) surface, device formation surface Wb (for substrate W) back surface Wp (for substrate W) peripheral portion
Claims (13)
略円板状の基板をその主面が水平面から傾いた状態で保持して、前記基板の周縁部のうち鉛直方向における最下部を含む一部を前記液面から前記液体中に浸漬させる基板保持手段と、
前記基板の周縁部のうち前記液体中に浸漬された液浸部位に前記液体を介してレーザー光を入射させて前記周縁部を処理するレーザー照射手段と、
前記液体保持手段に保持される前記液体を移動させて液流を生成する液流生成手段とを備え、
前記レーザー光による前記処理中に、
前記基板保持手段は、前記主面の中心を通り前記主面に垂直な回転軸周りに前記基板を回転させることで前記液体中において前記基板の前記周縁部を移動させるとともに、
前記液流生成手段は、前記基板の前記周縁部が前記液体中において移動する方向と逆方向の前記液流を生成する基板処理装置。 Liquid holding means for holding the liquid in a state in which the upper part of the liquid surface is open;
Substrate holding which holds a substantially disk-like substrate with its main surface inclined from the horizontal surface, and immersing a portion including the lowermost portion in the vertical direction of the peripheral portion of the substrate from the liquid surface in the liquid Means,
A laser irradiation unit for processing the peripheral portion by causing a laser beam to enter the liquid immersion site immersed in the liquid among the peripheral portion of the substrate via the liquid ;
A flow generation means for moving the liquid held by the liquid holding means to generate a liquid flow ;
During the treatment with the laser light,
The substrate holding means moves the peripheral portion of the substrate in the liquid by rotating the substrate about a rotation axis perpendicular to the main surface through the center of the main surface.
The liquid flow generation unit generates the liquid flow in a direction opposite to a direction in which the peripheral portion of the substrate moves in the liquid .
略円板状の基板をその主面が水平面から傾いた状態で保持して、前記基板の周縁部のうち鉛直方向における最下部を含む一部を前記液面から前記液体中に浸漬させる工程と、
前記基板の周縁部のうち前記液体中に浸漬された液浸部位に前記液体を介してレーザー光を入射させて前記周縁部を処理する工程とを備え、
前記液体を所定の方向に流通させるとともに前記液体中において前記基板の前記周縁部を移動させながら前記レーザー光を前記基板に入射させ、
前記液体の流通方向が、前記基板の前記周縁部が前記液体中において移動する方向と逆方向である基板処理方法。 Holding the liquid with the upper part of the liquid level open;
Holding the substantially disc-like substrate with its main surface inclined from the horizontal surface, and immersing a portion including the lowermost portion in the vertical direction of the peripheral portion of the substrate from the liquid surface in the liquid; ,
Processing the peripheral portion by causing laser light to be incident on the liquid immersion site immersed in the liquid among the peripheral portion of the substrate via the liquid ;
The laser beam while moving the peripheral portion of the substrate in the Rutotomoni said liquid fluid so the circulated in a predetermined direction to be incident on the substrate,
The substrate processing method , wherein the flow direction of the liquid is opposite to the direction in which the peripheral portion of the substrate moves in the liquid .
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