JP7507009B2 - Substrate Etching Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、薬液を供給して基板をエッチングする枚葉式の基板エッチング装置に関する。 The present invention relates to a single-wafer substrate etching device that supplies a chemical solution to etch a substrate.
電子部品製造分野において、基板表面を平坦化する技術としてCMP(化学機械研磨)やガスを使用したドライエッチング処理などが知られている。また、エッチング溶液を供給して基板表面を化学反応でエッチングするWetエッチング工程もその一つとして認識されている。
例えば特許文献1では、基板中心(回転軸)周りで基板を回転させながら、基板中心にエッチング用の薬液を上方からノズルで供給する枚葉式のエッチング装置が記載されている。
In the field of electronic component manufacturing, techniques for planarizing substrate surfaces include chemical mechanical polishing (CMP) and dry etching using gases, etc. Wet etching, in which an etching solution is supplied to etch the substrate surface through a chemical reaction, is also recognized as one of these techniques.
For example,
近年、半導体、フォトマスク、画像パネル製造等の電子部品製造分野において集積度向上に伴って、基板表面の平坦性がより高度なオーダーで要求されるようになった。特には、基板表面の高低差が結晶構造単位(結晶単位とも言う)で数える程度の数nmオーダーで平坦性の調整が求められるようになった。 In recent years, with the increase in integration in the electronic component manufacturing field, such as semiconductors, photomasks, and image panels, there has been a demand for a higher order of flatness for the substrate surface. In particular, there is now a demand for flatness adjustment to the order of a few nm, where the height difference on the substrate surface is counted in crystal structure units (also called crystal units).
ここで、結晶単位や数nmオーダーという数値の理解のため、表1に例を挙げる。表1のうち、例えばシリコンウエハの結晶は、一般的にはダイヤモンド構造を示し、結晶構造が連鎖的に続いて物質を構成している。図5にダイヤモンド構造を示す。図5中のaは格子定数を示す。結晶単位での原子間距離は5.43Å(0.543nm)となる。近年要求されている平坦度レベルは、このような結晶構造単位の数個分という高レベルとなっている。 Here, to help understand the crystal unit and numerical values on the order of several nm, an example is given in Table 1. For example, the crystals of a silicon wafer in Table 1 generally exhibit a diamond structure, with the crystal structure continuing in a chain to make up the material. Figure 5 shows a diamond structure. In Figure 5, "a" indicates the lattice constant. The interatomic distance in crystal units is 5.43 Å (0.543 nm). The level of flatness required in recent years is a high level, equivalent to several such crystal structure units.
上記のように高度な基板平坦性を求める中で、基板表面には従来のようなCMP、ドライ、WETのエッチング工程で対応できない結晶構造単位で数える程度の部分的な凹凸が発生しており、基板表面の周辺領域(特には外周部)が凹となり基板中心領域が凸となる基板があった。より平坦性を求めた場合では、基板表面のこの凸の中心領域を選択的にエッチングする必要があった。
枚葉方式の場合で基板中心に供給した薬液は、基板の回転運動により必ず基板外周部等の周辺領域にも広がっていき、該周辺領域に対してもエッチング作用をもたらすため、エッチングを抑制するためのリンス液を効率的に基板周辺領域に供給する機構が必要であった。
In the pursuit of a high degree of substrate flatness as described above, there were substrates in which partial irregularities occurred on the substrate surface, the number of which was counted in crystal structure units, and which could not be dealt with by conventional CMP, dry, or wet etching processes, and the peripheral region (particularly the outer periphery) of the substrate surface was concave and the central region of the substrate was convex. In the pursuit of even greater flatness, it was necessary to selectively etch the central region of the convexity of the substrate surface.
In the case of the single-wafer method, the chemical solution supplied to the center of the substrate inevitably spreads to the peripheral areas, such as the outer periphery of the substrate, due to the rotational movement of the substrate, and has an etching effect on the peripheral areas as well. Therefore, a mechanism was needed to efficiently supply a rinsing liquid to the peripheral area of the substrate to suppress etching.
そこで本発明は、Wet処理装置で基板と化学反応によってエッチング処理する工程に用いることができ、基板表面において基板中心領域にある、部分的な凸領域を容易にエッチングすることができ、特には基板表面の高低差が均一になるように処理することができる基板エッチング装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a substrate etching device that can be used in a process of etching a substrate by chemical reaction in a wet processing device, can easily etch a partial convex area in the center region of the substrate on the substrate surface, and can perform processing so that the height difference of the substrate surface is uniform.
上記目的を達成するために、本発明は、基板を保持して回転させる保持テーブルと、該保持テーブルに保持されて回転する前記基板の中心にエッチングのための薬液を供給する薬液供給ノズルと、前記保持テーブルを囲うように配設されており、前記基板に供給された前記薬液が飛散するのを防止するカップを有する枚葉式の基板エッチング装置であって、
前記カップは、前記基板の中心から外れた周辺領域に向けて純水を供給可能なカップノズルを有することを特徴とする基板エッチング装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a single-wafer processing substrate etching apparatus having a holding table which holds and rotates a substrate, a chemical liquid supply nozzle which supplies a chemical liquid for etching to a center of the substrate which is held and rotated on the holding table, and a cup which is disposed so as to surround the holding table and which prevents the chemical liquid supplied to the substrate from scattering,
The cup has a cup nozzle capable of supplying pure water toward a peripheral region of the substrate that is offset from the center of the substrate.
このような本発明の基板エッチング装置であれば、薬液供給ノズルにより、回転する基板の中心に薬液を供給できるとともに、カップノズルにより、基板の周辺領域に純水を供給することができる。これにより、周辺領域では薬液が希釈され、中心領域に比べて、薬液によるエッチング作用を抑制することができる。このため、中心領域の部分的な凸領域を容易に選択的にエッチングすることができ、結晶構造単位レベルの高低差を調整することができる。例えば基板表面の中心領域が凸で、周辺領域(特に外周部)が凹の基板において、中心領域を選択的に効率良くエッチングすることができ、表面の高低差が均一な基板を得ることができる。
また、カップにより基板の回転による薬液等の飛散を防止することができる。
In the substrate etching apparatus of the present invention, the chemical supply nozzle can supply the chemical solution to the center of the rotating substrate, and the cup nozzle can supply pure water to the peripheral region of the substrate. This dilutes the chemical solution in the peripheral region, and the etching effect of the chemical solution can be suppressed compared to the central region. Therefore, the partial convex region in the central region can be easily and selectively etched, and the height difference at the crystal structure unit level can be adjusted. For example, in a substrate whose surface is convex in the central region and concave in the peripheral region (particularly the outer periphery), the central region can be selectively and efficiently etched, and a substrate with a uniform height difference on the surface can be obtained.
Furthermore, the cup can prevent the chemicals and the like from scattering due to the rotation of the substrate.
また、前記カップは前記カップノズルを複数有しており、
該複数のカップノズルの各々は、平面視において、前記基板の周りに等間隔で配置されているものとすることができる。
The cup has a plurality of the cup nozzles,
The plurality of cup nozzles may be arranged at equal intervals around the substrate in a plan view.
このようにカップノズルが複数配置されていれば、周辺領域に純水を効率良く供給することができるし、等間隔配置であれば周辺領域に均等に純水を供給することができる。この結果、周辺領域におけるエッチング作用をより効率良く抑制することができる。 By arranging multiple cup nozzles in this way, pure water can be efficiently supplied to the peripheral region, and by arranging them at equal intervals, pure water can be evenly supplied to the peripheral region. As a result, the etching effect in the peripheral region can be more efficiently suppressed.
また、前記カップノズルの向きは、平面視において、前記基板の中心に向かう方向から前記基板の回転方向に沿うように傾斜しているものとすることができる。 The orientation of the cup nozzle may be tilted from a direction toward the center of the substrate toward the direction of rotation of the substrate when viewed in a plan view.
このようにカップノズルの向きが傾斜していれば、傾斜していないものよりも、回転方向に沿って純水を供給することができるため、供給される純水が基板の周辺領域に到達したときに、回転する基板や該回転基板上で回転しつつ外側に向かって移動する薬液との衝突により生じる液流の乱れや液はねを効果的に抑制することができる。 When the cup nozzle is tilted in this way, pure water can be supplied more in the direction of rotation than if it were not tilted, so when the supplied pure water reaches the peripheral area of the substrate, it is possible to effectively suppress disturbances in the liquid flow and splashing caused by collisions with the rotating substrate or the chemical liquid that moves outward while rotating on the rotating substrate.
また、前記基板エッチング装置は、前記カップを上下駆動可能なカップ用モーターを有しており、
該カップ用モーターでの前記カップの上下位置制御により、前記カップノズルから供給される前記純水の前記基板の周辺領域中の到達位置が調整可能なものとすることができる。
The substrate etching apparatus further includes a cup motor capable of driving the cup up and down,
The position where the pure water supplied from the cup nozzle reaches in the peripheral area of the substrate can be adjusted by controlling the vertical position of the cup with the cup motor.
このようなカップ用モーターを有するものであれば、より容易に、基板の周辺領域中の所望の位置に純水を供給して到達させることが可能である。 With such a cup motor, it is easier to supply pure water to the desired location in the peripheral area of the substrate.
また、前記カップは、PTFE、PVDF、PFA、PCTFE、PEEK、PPS、PVC、PE、およびPPのうちのいずれかの材質からなるものとすることができる。 The cup may be made of any of the following materials: PTFE, PVDF, PFA, PCTFE, PEEK, PPS, PVC, PE, and PP.
このような材質のものであれば、酸等の薬液に耐性があり基板を汚染することもないし、また、簡便にカップを用意することができる。 Such materials are resistant to chemicals such as acids and will not contaminate the substrate, and the cups can be easily prepared.
また、前記基板は、フォトマスク、ガラスディスク、Siウエハ、Geウエハ、GaAsウエハ、およびSiCウエハのうちのいずれか、または、フラットパネル、および多層セラミックスのいずれかの製造工程に使用される基板とすることができる。 The substrate may be any one of a photomask, a glass disk, a Si wafer, a Ge wafer, a GaAs wafer, and a SiC wafer, or a substrate used in the manufacturing process of any one of a flat panel and a multilayer ceramic.
これらの基板は表面の部分エッチングにより高い平坦度が求められるものであり、部分エッチングを可能にする本発明は好適である。 These substrates require high flatness through partial etching of the surface, and the present invention, which enables partial etching, is ideal.
前記薬液は、無機酸溶液、無機アルカリ溶液、有機酸溶液、有機アルカリ溶液、オゾン水、および電解水のうちのいずれかであるか、または、これらのうち2種類以上を混合した溶液であるものとすることができる。 The chemical solution may be any one of an inorganic acid solution, an inorganic alkaline solution, an organic acid solution, an organic alkaline solution, ozone water, and electrolytic water, or may be a mixture of two or more of these.
このようなものであれば、基板のエッチングを効果的に行うことができる。 This allows for effective etching of the substrate.
以上のように、本発明の基板エッチング装置であれば、基板の中心領域に結晶構造単位レベルの部分的な凸領域が存在していても、その凸領域を容易に選択的にエッチングすることができ、特には表面の高低差が均一な基板を得ることができる。 As described above, with the substrate etching device of the present invention, even if a partial convex region at the crystal structure unit level exists in the central region of the substrate, the convex region can be easily and selectively etched, and in particular, a substrate with a uniform surface height difference can be obtained.
以下、本発明について図面を参照して実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は本発明の基板エッチング装置の一例を示す縦断面図である。本発明の基板エッチング装置1は枚葉式のものであり、まず全体として、主に保持テーブル2と、薬液供給ノズル3と、カップノズル4を有するカップ5を有している。
ここでエッチング対象である基板Wは保持テーブル2により保持され、例えば、フォトマスク、ガラスディスク、Siウエハ、Geウエハ、GaAsウエハ、およびSiCウエハのうちのいずれか、または、フラットパネル、および多層セラミックスのいずれかの製造工程に使用される基板とすることができる。これらは表面の部分エッチングにより高い平坦度が求められるものである。そのため後述するような部分エッチングが可能な本発明の装置は好適である。
以下、本発明の基板エッチング装置1の各部について詳述する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.
1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a substrate etching apparatus of the present invention. The
The substrate W to be etched is held by a holding table 2 and may be, for example, a substrate used in the manufacturing process of a photomask, a glass disk, a Si wafer, a Ge wafer, a GaAs wafer, or a SiC wafer, or a substrate used in the manufacturing process of a flat panel or multilayer ceramics. These require high flatness due to partial etching of the surface. For this reason, the apparatus of the present invention capable of partial etching as described below is suitable.
Each component of the
保持テーブル2は、基板Wを保持して回転(基板Wの中心Cを中心軸とする回転)させるものである。保持テーブル2の上端にはピン6が設けられており、このピン6により基板Wが保持されて固定されている。なおピン6の数はここでは4本であるが、これに限定されない。また、保持テーブル2はテーブル回転軸7を介してテーブル回転用モーター8と連結されている。このような構成により、テーブル回転用モーター8を駆動させることで、テーブル回転軸7を回転(軸回転)させ、該テーブル回転軸7と連結されている保持テーブル2を回転(軸回転)させることができる。そして、この保持テーブル2の回転に伴い、ピン6で保持されている基板Wを回転(軸回転)させることができる。
The holding table 2 holds and rotates the substrate W (rotating about the center C of the substrate W).
薬液供給ノズル3は、保持テーブル2に保持されて回転する基板Wの中心Cにエッチングのための薬液9を吐出して供給するものである。薬液供給ノズル3は薬液供給パイプ10とつながっており、該薬液供給パイプ10を通して薬液9を供給できるようになっている。また、保持テーブル2の上方にまでアーム11がのびて配設されており、このアーム11により薬液供給ノズル3が支持されている。このような構成により、保持テーブル2上の基板Wの中心Cに向けて薬液供給ノズル3から薬液9を供給できるようになっている。
The chemical
なお、薬液9としては、例えば、無機酸溶液、無機アルカリ溶液、有機酸溶液、有機アルカリ溶液、オゾン水、および電解水のうちのいずれかであるか、または、これらのうち2種類以上を混合した溶液であるものとすることができる。これらは、基板Wのエッチングを効果的に行うことができる。
The
カップ5は保持テーブル2の周囲を囲うように配設されている。カップ5の形状は特に限定されず、保持テーブル2上の基板Wの回転により飛んでくる薬液9等が、基板エッチング装置1の外に飛散するのを防止することができる形状であればよい。
図1に示す例では、円筒と、該円筒の上端に内側に向かって水平に突出する部位(天板)と、下端に外側に向かって水平に突出する部位(底板)とからなっており、円筒の内側に位置する基板Wからの薬液9等の飛散を効果的に防ぐことができる。この内側への突出部位にカップノズル4が配設されている。また、円筒の中ほどの位置にも外側に向かって突出する部位が設けられており、カップシャフト12の上端と連結されている。
The
1, the device comprises a cylinder, a portion (top plate) that protrudes horizontally inward from the upper end of the cylinder, and a portion (bottom plate) that protrudes horizontally outward from the lower end, and can effectively prevent the scattering of
カップシャフト12はカップ5の周囲に複数設けられており、装置ベース13を貫通している。そしてこれらの複数のカップシャフト12の下端は板状のシャフトベース14により支持されている。またシャフトベース14に対してカップ用モーター15が配設されている。このような構成により、カップ用モーター15の駆動によってシャフトベース14を上下動させることができ、それに伴ってカップシャフト12、さらにはカップ5およびカップノズル4を一体的に上下動させることが可能である。
なお、カップシャフト12が装置ベース13を貫通する穴にはリング機構のリニアブッシュ16が設けられており、カップシャフト12が円滑に上下動できるようになっている。またカップシャフト12は、伸縮可能な蛇腹構造のシャフトベローズカバー17により覆われて保護されている。
A plurality of cup shafts 12 are provided around the
A linear bush 16 of a ring mechanism is provided in the hole through which the cup shaft 12 penetrates the device base 13, allowing the cup shaft 12 to move smoothly up and down. The cup shaft 12 is also covered and protected by a shaft bellows cover 17 with an expandable bellows structure.
カップノズル4は、保持テーブル2上の基板Wの中心Cから外れた周辺領域Pに向けて純水18を供給するものである。なお、前述したカップ用モーター15の駆動により、カップ5およびカップノズル4を上下動させることができるため、この上下動可能な機構は、基板Wの周辺領域P内の所望の位置に純水18を到達させるための調整に役立てることができる。カップ5およびカップノズル4の上下動という比較的簡易な機構による調整であるため簡便である。
The
ところで図1の例では、前述したようにカップ5の内側への突出部位にカップノズル4は設けられている。該突出部位には純水供給接手19が接続されており、該純水供給接手19と連結し、かつ、上記突出部位を貫通するように純水通液路20が設けられている。外側から純水供給接手19と接続する純水供給パイプ21から供給された純水は、純水通液路20を通って基板Wに向けて吐出されるようになっている。
純水通液路20は、純水供給接手19側から一旦水平に伸び、途中で下方へ傾斜しており、斜め下の方向に純水を吐出する形状になっている。純水通液路20がこのような形状であるため、水平方向に延びたままの形状で水平方向に吐出するものよりも、基板Wの表面の狙った位置に純水18を供給しやすい。
1, as described above, the
The
ここで、基板Wへの純水供給位置である周辺領域Pについて説明する。
図1に示すような基板Wの中心Cから外れた領域内であれば良く、純水を実際に到達させる位置は適宜決定することができる。基板Wの中心Cからどの程度までの領域を選択的かつ集中的にエッチングするか(逆に言えば、それ以外の外側の領域でのエッチング作用を抑制したいか)に応じて決めることができる。
なお、純水の到達位置は、前述したカップ用モーター15によるカップ5やカップノズル4の上下動のための機構や、カップノズル4の純水通液路20の形状や向き、あるいは、流速、流量、水圧等で調整可能である。
Here, the peripheral region P, which is the position where the deionized water is supplied to the substrate W, will be described.
1, the position where the pure water actually reaches can be determined appropriately as long as it is within a region outside the center C of the substrate W. It can be determined depending on how far from the center C of the substrate W it is desired to selectively and intensively etch (conversely, whether it is desired to suppress the etching effect in the other outer region).
The position at which the pure water reaches can be adjusted by the mechanism for vertically moving the
例えば純水18の到達位置(供給位置)が基板Wの半径の1/2の位置よりも内側(内周部)の点P1の位置であれば、基板Wの回転による遠心力により、点P1から外側の領域に純水18が行き渡るため、そこでは薬液9が純水18により希釈されてエッチング作用が抑制される。一方、点P1から内側の領域では供給された薬液9により効果的にエッチングされる。
また、点P1に限らず、基板Wの半径の1/2の位置よりも外側(外周部)の点P2の位置に純水18が到達するように調整することもできる。この場合も、点P2から外側の領域ではエッチング作用が抑制される一方で、点P2から内側の領域では効果的なエッチングが可能である。
このように基板Wの凸領域の範囲に応じて、意図的にエッチングをする領域とエッチングを抑制する領域をコントロールすることができる。
For example, if the arrival position (supply position) of the pure water 18 is at point P1, which is inside (inner periphery) of the position of 1/2 the radius of the substrate W, the centrifugal force caused by the rotation of the substrate W will cause the pure water 18 to spread from point P1 to the outer region, where the
Moreover, the pure water 18 can be adjusted so as to reach not only point P1 but also point P2, which is outside (outer periphery) of the position of 1/2 the radius of the substrate W. In this case as well, the etching action is suppressed in the region outside point P2, while effective etching is possible in the region inside point P2.
In this way, depending on the extent of the convex area of the substrate W, it is possible to intentionally control the areas to be etched and the areas to be inhibited from etching.
図2は基板エッチング装置1におけるカップ5およびカップノズル4の周辺の一例を示す上面図である。ここではカップノズル4は6本配置されている。図2に示すように、平面視において、基板Wの周りに(この場合、円形の基板Wの円周に対して)等間隔で配置されている。すなわち、基板Wの中心C周りの角度で60°ごとに配置されている。もちろん、カップノズル4を1本だけ配置することも可能であるが、このように2本以上の複数本を均等に配置することにより、効率よく均等に、基板Wの周辺領域Pに純水18を供給しやすい。より一層明確に、選択的にエッチングする領域とエッチングを抑制する領域とを分けることができる。
なお、例として基板Wが円形の場合について説明したが、基板が矩形の場合においても、その周りに等間隔で配置(例えば基板中心に対して一定の中心角度ごとに配置)することができる。
2 is a top view showing an example of the periphery of the
Although the example has been described assuming that the substrate W is circular, even if the substrate is rectangular, the electrodes can be arranged at equal intervals around the substrate (for example, at a constant central angle relative to the substrate center).
またカップノズル4の向きが、平面視において、基板Wの中心Cに向かう方向から基板Wの回転方向に沿うように傾斜していると好ましい。図2の例では、基板Wは時計回りに回転している(右回転)。ここで、各々のカップノズル4の純水供給継手19は基板Wの中心Cを向いているが、純水通液路20の途中からは基板Wの中心Cに向かってやや左側(すなわち、基板Wの回転方向)を向くように傾斜している。このような回転方向への傾斜により、傾斜がない場合や基板Wの回転方向に逆らう向きに傾斜している場合よりも、基板Wやその表面上を流れる薬液9と純水18との衝突により生じる液流の乱れや液はねを効果的に抑制することが可能である。このため、選択的にエッチングする領域とエッチングを抑制する領域との境界が乱れたりするのをより一層抑制することができる。
It is also preferable that the orientation of the
これらのエッチング領域とエッチング抑制領域の範囲調整やそれらの境界の明確化は、所望の領域のみを効果的にエッチングできるかどうかに関わるものであり、エッチング後の基板の平坦度等の品質に影響してくる。 Adjusting the range of these etching regions and etching inhibition regions and clarifying their boundaries affects whether or not only the desired regions can be effectively etched, and thus affects the quality of the substrate after etching, such as its flatness.
なお、カップ5としては、例えばPTFE、PVDF、PFA、PCTFE、PEEK、PPS、PVC、PE、およびPPのうちのいずれかの材質からなるものとすることができる。
このような材質のものであれば、酸等の薬液9に対して耐性があり、処理される基板Wの汚染を抑制できるとともに、簡便にカップ5を用意することができる。
The
Such a material is resistant to the
以上のような本発明の基板エッチング装置1であれば、例えば基板Wの中心C側である中心領域に部分的な凸領域が存在する場合、基板Wの表面において簡単にその凸領域だけを選択的、集中的にエッチングすることができる。その一方でそれより外側の領域ではエッチングされるのを抑制することができる。そのため、結晶構造単位レベルのような微細な高低差を部分エッチングにより調整して平坦な基板Wを得ることができる。
With the
以下、本発明の実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例)
図1-2に示す本発明の基板エッチング装置1を用いて、以下に示す手順(1)~(10)でSOIウエハの表面層であるSi層(SOI層)の部分エッチングを行い、エッチング量の測定を行った。
(1)ウエハ断面が下からSi基板、SiO2層、Si層(SOI層)で形成された直径200mmのSOIウエハ(単に基板とも言う)を用意し、表面層のSi層を光干渉方式センサーを使用して基板面内の厚み分布を測定した。
(2)基板エッチング装置1に、分布測定した基板を保持テーブル2上に水平置きにした。
(3)基板回転数を200rpmに回転させて、純水18(リンス溶液)を基板の周辺領域に向けて6本のカップノズル4から供給した。
(4)薬液供給ノズル3より、薬液9としてHF溶液を供給した。
(5)HF溶液を所定時間供給した後に供給を停止し、基板に向けてオゾン水を供給して表面上に薄い酸化膜を形成させた。
(6)オゾン水の供給を停止した。
(7)(4)~(6)の操作を5回繰り返しを行い、基板の表面層をわずかにエッチングした。
(8)(7)操作後、リンス溶液を供給した後に基板を乾燥した。
(9)処理後の面内厚み分布を光干渉方式センサーを使用して確認した。
(10)処理前と処理後の膜厚を差し引きして、面内のエッチング分を算出した。
The present invention will be described in more detail below by showing examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.
(Example)
Using the
(1) An SOI wafer (also simply referred to as a substrate) having a diameter of 200 mm and having a cross section consisting of a Si substrate, a SiO2 layer, and a Si layer (SOI layer) from the bottom was prepared, and the thickness distribution within the substrate surface of the Si layer in the surface layer was measured using an optical interference sensor.
(2) The substrate for which distribution measurement was to be performed was placed horizontally on the holding table 2 of the
(3) The substrate was rotated at 200 rpm, and pure water 18 (rinsing solution) was supplied from six
(4) A HF solution was supplied as the
(5) After the HF solution was supplied for a predetermined time, the supply was stopped, and ozone water was supplied toward the substrate to form a thin oxide film on the surface.
(6) The supply of ozone water was stopped.
(7) The steps (4) to (6) were repeated five times to slightly etch the surface layer of the substrate.
(8) (7) After the operation, a rinsing solution was supplied and the substrate was then dried.
(9) The in-plane thickness distribution after the treatment was confirmed using an optical interference sensor.
(10) The film thickness before and after the treatment was subtracted to calculate the amount of etching within the surface.
なお(3)では、純水18の供給位置(リンス位置)を直径200mm基板に対して直径140mm位置(中心Cから半径方向に70mmの位置)、直径160mm位置(中心Cから半径方向に80mmの位置)、直径180mm位置(中心Cから半径方向に90mmの位置)と変えて、各々、比較を行った。 In (3), the supply position (rinsing position) of the pure water 18 was changed to a 140 mm diameter position (70 mm radially from the center C), a 160 mm diameter position (80 mm radially from the center C), and a 180 mm diameter position (90 mm radially from the center C) on a 200 mm diameter substrate, and a comparison was made for each.
上記の純水供給位置別でエッチング量の比較を行った。結果を図3A-3C、図4に示す。図3A-3Cはエッチング量の等高線図である(各々、リンス位置が基板の中心Cから半径方向に70mmの位置、80mmの位置、90mmの位置の場合)。図4はリンス位置が基板の中心Cから半径方向に70mmの位置と90mmの位置の場合の、半径方向における基板中心からの位置に対するエッチング量の分散データのグラフである。各10mm別に平均値を取得したものである。
いずれも純水供給位置より外側ではエッチングが抑制されており、純水供給位置より内側ではエッチングされている事が確認された。これにより、純水供給位置を調整することにより、基板表面の所望の中心側の領域のみ効果的にエッチングすることが可能なことが分かる。
The etching amount was compared for each of the above pure water supply positions. The results are shown in Figures 3A-3C and 4. Figures 3A-3C are contour maps of the etching amount (when the rinsing position is 70 mm, 80 mm, and 90 mm in the radial direction from the center C of the substrate, respectively). Figure 4 is a graph of dispersion data of the etching amount versus the position from the center of the substrate in the radial direction when the rinsing position is 70 mm and 90 mm in the radial direction from the center C of the substrate. The average value was obtained for each 10 mm.
In both cases, it was confirmed that etching was suppressed outside the pure water supply position, and etching occurred inside the pure water supply position. This shows that by adjusting the pure water supply position, it is possible to effectively etch only the desired central region of the substrate surface.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is included within the technical scope of the present invention.
1…本発明の基板エッチング装置、 2…保持テーブル、 3…薬液供給ノズル、
4…カップノズル、 5…カップ、 6…ピン、 7…テーブル回転軸、
8…テーブル回転用モーター、 9…薬液、 10…薬液供給パイプ、
11…アーム、 12…カップシャフト、 13…装置ベース、
14…シャフトベース、 15…カップ用モーター、 16…リニアブッシュ、
17…シャフトベローズカバー、 18…純水、 19…純水供給接手、
20…純水通液路、 21…純水供給パイプ、
C…基板の中心、 P…基板の周辺領域、 P1、P2…基板の周辺領域中の点、
W…基板。
1... Substrate etching apparatus of the present invention, 2... Holding table, 3... Chemical liquid supply nozzle,
4...cup nozzle; 5...cup; 6...pin; 7...table rotation axis;
8...table rotation motor; 9...chemical solution; 10...chemical solution supply pipe;
11: arm; 12: cup shaft; 13: device base;
14... shaft base, 15... cup motor, 16... linear bush,
17... shaft bellows cover, 18... pure water, 19... pure water supply joint,
20: pure water passage; 21: pure water supply pipe;
C: center of the substrate; P: peripheral region of the substrate; P1, P2: points in the peripheral region of the substrate;
W... Circuit board.
Claims (6)
前記カップは、前記基板の中心から外れた周辺領域に向けて純水を供給可能なカップノズルを複数有しており、
該複数のカップノズルの各々は、平面視において、前記基板の周りに等間隔で配置されているものであることを特徴とする基板エッチング装置。 A single-wafer type substrate etching apparatus having a holding table which holds and rotates a substrate, a chemical liquid supply nozzle which supplies a chemical liquid for etching to a center of the substrate which is held and rotated on the holding table, and a cup which is disposed so as to surround the holding table and which prevents the chemical liquid supplied to the substrate from scattering,
the cup has a plurality of cup nozzles capable of supplying pure water toward a peripheral region of the substrate that is off the center of the substrate;
A substrate etching apparatus , wherein each of the plurality of cup nozzles is disposed at equal intervals around the substrate in a plan view .
該カップ用モーターでの前記カップの上下位置制御により、前記カップノズルから供給される前記純水の前記基板の周辺領域中の到達位置が調整可能なものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板エッチング装置。 the substrate etching apparatus has a cup motor capable of driving the cup up and down;
3. The substrate etching apparatus according to claim 1, wherein the position at which the pure water supplied from the cup nozzle reaches within the peripheral area of the substrate can be adjusted by controlling the vertical position of the cup using the cup motor.
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---|---|---|---|---|
JP2001332842A (en) | 2000-05-24 | 2001-11-30 | Shibaura Mechatronics Corp | Spin processor |
JP2009194090A (en) | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
JP2016066740A (en) | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate liquid processing method, substrate liquid processing apparatus, and storage medium |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001332842A (en) | 2000-05-24 | 2001-11-30 | Shibaura Mechatronics Corp | Spin processor |
JP2009194090A (en) | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Substrate processing method and substrate processing apparatus |
JP2016066740A (en) | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate liquid processing method, substrate liquid processing apparatus, and storage medium |
US20190096665A1 (en) | 2017-09-27 | 2019-03-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method and system for supplying chemical liquid in semiconductor fabrication |
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