JPH0251229A - 回転式表面処理方法および回転式表面処理における処理終点検出方法、ならびに回転式表面処理装置 - Google Patents

回転式表面処理方法および回転式表面処理における処理終点検出方法、ならびに回転式表面処理装置

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JPH0251229A JP63202372A JP20237288A JPH0251229A JP H0251229 A JPH0251229 A JP H0251229A JP 63202372 A JP63202372 A JP 63202372A JP 20237288 A JP20237288 A JP 20237288A JP H0251229 A JPH0251229 A JP H0251229A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液
晶用ガラス基板などの薄板状の基板を回転させながらエ
ツチング液や現像液などの表面処理液を供給して表面処
理を行う方法、および、エツチング処理時においてその
処理終点を検出する方法、ならびに、これらの方法を実
施するための表面処理装置に関する。
〈従来の技術〉 従来の基板の回転式処理手段としては、例えば、第７図
に示すように、基板２１をスピンチャック２２上に吸着
保持させて水平面内で駆動回転させながら、基板上方に
配備したノズル２３から処理液をコーン状に噴霧させて
基板表面に散布供給する手段が知られている。なお、こ
のように処理液を基板表面に噴霧させて散布供給する技
術としては、例えば特開昭６２−１４４３３２号（発明
の名称ｒアルミスピンスプレーエツチング装置Ｊ）が知
られている。
また、エツチング処理においては、例えば、発光素子２
５からの光を受ける投光用ファイバー２６と、受光素子
２８および処理終点検出部２９に接続された受光用ファ
イバー２７を基板上下に対向配備して、透過光の強度変
化から処理終点を検知するような手段がとられていた。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来手段では、次のような不具合が
あった。
（１）処理液をコーン状に噴霧して基板表面に散布供給
するので、処理液が粒状となって基板表面にぶつかるた
めに、基板表面に微細な凹凸状の荒れや模様が生じるこ
とがあった。
（２）処理液の散布供給による基板表面上の処理液の振
動、基板回転に伴う遠心力による処理液の拡散具合、な
どによって投光用ファイバー２６から受光用ファイバー
２７への透過光が大きく乱れやすく、終点検出が不正確
になりがちであった。
特に、コンタクトホールなどの微小口径の穴を形成する
ためにエツチング処理する場合には、通常、コンタクト
ホールの開口率（基板表面の面積を１００％としたとき
の全コンタクトホールの開口面積の比）が５％以下と小
さいために、エツチング処理による光強度変化が少ない
こと、検出光路中を処理液が不規則に横切って光が乱れ
ることによって処理終点の検出を正確に行うのが困難と
なっていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、基板表面への均一かつ安定した処理液供給を可能に
するとともに、処理終点の検出も正確に行なえるように
することを目的とする。
〈ｉＩＭを解決するための手段〉 本発明に係る回転式表面処理方法は、上述のような目的
を達成するために、水平面内で駆動回転される基板の表
面に、基板回転中心を外れた部位に、基板表面に対して
斜め上方向から処理液を連続流として吹き付け、回転中
心へ向けて供給することを特徴としている。
また、本発明に係る回転式表面処理における処理終点検
出方法は、上述のような目的を達成するために、水平面
内で駆動回転される基板の表面に、基板回転中心を外れ
た部位に、基板表面に対して斜め上方向からエンチング
処理液を連続流として吹き付け、回転中心へ向けて供給
するとともに、基板表面の外周部に予め所定範囲にわた
ってレジストＩｌｌ非存在部分を形成しておき、このレ
ジスト膜非存在部位からの透過光または反射光の光強度
の変化から、エツチング処理の終点を検出することを特
徴としている。
そして、本発明に係る回転式表面処理装置は、上述のよ
うな目的を達成するために、基板を水平姿勢に保持して
水平面内で駆動回転させる基板回転手段と、基板の回転
中心を外れた位置に、基板表面に対して斜めと方向から
処理液を連続流として吹き付け、回転中心へ向けて供給
する処理液供給ノズルと、基板に対向する反射型あるい
は透過型の投受光手段とを備えている。
く作用〉 上記構成によれば、水平面内で回転している基板の表面
に、基板表面に対して斜めト方向から連続流として処理
液を吹き付け、回転中心へ向は供給するので、処理液に
働く力のベクトルは、基板表面との接触による遠心方向
のベクトル成分と処理液連続流の回転中心へ向かうベト
クル成分との合成ベクトルであって、処理液は、当初、
基板中央側へ液膜を形成するように拡がり、次に、基板
の回転に伴う遠心力によって半径方向外方に流動して基
板外に飛散してゆく。
このように、基板表面では、処理液供給圧による中央部
への処理液流動と、遠心力による半径方向外方への拡散
流動が同時に進行し、基板表面全体に均一な処理液供給
が行われる。
また、エツチング処理を行うに際しての処理終点検出に
おいては、予め基板表面の外周部に所定範囲にわたって
レジスト膜の非存在部分を形成して、この部位における
処理膜厚さを反射式もしくは透過式の光学手段で検出す
るので、基板表面の処理液が層状で流動して光路が安定
することと、レジスト膜が無いからこのレジストの非存
在部では全面がエツチングされることとなり、エンチン
グ処理による光強度変化が充分であることによって、正
確な処理終点検出を行うことができる。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
第１図は、本発明に係る基板の回転式表面処理方法およ
び処理終点検出方法を実施する表面処理装置の概略構成
を示す斜視図、第２図は、その正面図である。
基板１は、スピンチャック２によって水平姿勢で保持さ
れ、所望の回転速度で駆動回転される。
この基板ｌの上方外側部位には、第３図の要部の斜視図
に示す構成の処理液供給ノズル３が吊設され、処理液が
直線状の連続流として基板表面から鋭角をなす仰角θで
基板表面の中心から外れた部位に吹き付けられ、回転中
心へ向けて供給される。
ここで、前記仰角θは、好ましくはＯ°〜４５°の範囲
に設定され、さらに好ましくは、可及的に小さく設定さ
れる。なお、実施例では、スピンチャック２と処理液流
との干渉をさせるためにθ＝２０゜となっている。
第４図は、基板表面への処理液供給状態を示す要部の拡
大正面図であり、ノズル３から吹き出された処理液４は
、基板１　ｋへ供給された当初、吹き出し圧による回転
中心へ向かうベクトルが基板１の回転により受ける遠心
方向へのベクトルより大きいから、基板１の中央Ｐに向
かって流動し、次に基板１上の処理液には、基板ｌの回
転に伴う遠心方向へのベクトルの方が大きくなるため、
半径方向外方へ流動し、基板１上には吹き付は処理液に
よる供給流動Ｎ４ａと、外方に流動する処理流動層４ｂ
が常時形成され、基板１の表面全体にほぼ層状の流動層
が形成されて均一な表面処理が進行する。
因みに、基板１の直径が６インチの場合、処理液の供給
位置を外周端から距離Ｌ＝Ｉ５ｎｕｗ、仰角θ＝２０°
、回転数１１０００ｒｐ　、吹き付は液圧を１．０　ｋ
ｇ／　ｃｍ”の条件で、基板１のシリコン酸化膜をフン
酸、硝酸の混合処理液でエンチング処理した場合、約６
０秒で均一な処理を完了することができた。
なお、前記ノズル３の開口を横長のスリント状に構成し
て、処理液４を断面形状が偏平な連続流として吹き出す
ようにしても良い。
また、基板１の外周部位には、処理終点を光学的に検出
する手段Ａが配備されている。ここでは、反射式のもの
が用いられており、発光素子５からの光を投光ファイバ
ー６を介して基板１の表面に照射し、その反射光を受光
ファイバー７を介して受光素子８に導き、受光素子８か
らの出力を増幅器９で増幅した後、高周波除去フィルタ
１０を通してＡ／Ｄ変換器ＩＩに入力し、制御部１２に
おいて、光干渉波形の変化から基板１の表面のシリコン
酸化膜の除去、つまり、エツチング終了時点が検出判別
されて、ノズル３からのエツチング液の供給を停止する
よう制御するようになっている。
この場合、基板１０表面外周部には所定範囲２（外周縁
から５１程度）にわたってレジスト膜を予め除去してあ
り、前記投受、光ファイバー６．７はこの部位に対向し
て配備される。
つまり、第５図の要部の拡大正面図に示すように、基板
１の表面のシリコン酸化膜１３にコンタクトホールなど
の微小径の穴をエツチング形成する場合、酸化膜上に被
覆したレジスト膜１４の外周部を予め除去しておき、こ
の部位でのシリコン酸化膜１３の除去具合を検出するこ
とでエンチングの終了を判断するのである。
この検知方法によると、エツチング処理に伴う反射光の
光強度変化が大きくなるから、第６図の波形変化を示す
図において明らかなように、明瞭な干渉波形の変化が検
出でき、処理終了時点ｔｅｐが正確に判別できる。
なお、半導体基板においては、上記したレジスト膜非存
在部位にオリエンテーションフラットが位置することが
多く、受光ファイバー７からの出力が断続することにな
るが、低周波除去フィルターで濾過処理することによっ
て対処できる。
また、実施例では反射式で処理終点検出を行う場合を示
したが、例えば、光を透過しないアルミニウムなどの金
属薄膜のエツチング処理終了検出では、透過式の検出手
段が用いられ、この場合もレジスト膜の非存在部位を検
出することで充分な光強度変化が確保でき、検出精度を
高めることができる。
〈発明の効果〉 以ト説明したように、本発明によれば、次の効果が発揮
される。
（１）本発明に係る回転式表面処理方法およびその装置
によれば、連続流として処理液をノ５板表面に斜め方向
から吹き付け、回転中心へ向けて供給するので、 （ａ）　　処理液が常に層状で基板の表面に拡散流動す
ることになり、従来の噴霧散布方式に見られた表面の荒
れや模様の発生がなく均一で良好な表面処理が行え、 （ｂ）　　処理液が飛散しなくなり、処理液が空気中の
酸素や炭酸ガス等と反応することが少なく、液の劣化が
抑制されて液の交換頻度が少なくなり、（Ｃ）　　基板
の表面が常に層状処理液で覆われるから、基板の表面が
外部の汚染雰囲気にさらされることが少なく、 （ｄ）　　処理液が飛散しないため、空気中での温度低
下がないため、処理液での表面処理を均一かつ速やかに
行うことができる。
（２）本発明に係る回転式表面処理における処理終点検
出方法によれば、 （ａ）　　Ｍ板の表面に層状に処理液を供給できるため
に、処理終点検出部位での液の振動や液滴の浸入がなく
、処理液による外乱の影響が少なく処理進行を検出する
ことができ、 β）　さらに、エツチング処理における処理終点検出に
際して、外周部での基板表面に形成したレジスト膜の非
存在部位に光学的検出手段を対向させるので、反射式ま
たは透過式のいずれにおいても、検出光の強度変化を充
分確保でき、正確な処理終点を検出することができ、 （Ｃ）　　また、コンタクトホールのような微細な凹部
のエツチング処理の終点を検出することが可能になった
。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第６図は本発明の一実施例の説明に係り、
第１図は、表面処理装置の概略構成を示す斜視図、第２
図は、その正面図、第３図は、処理液供給ノズルの斜視
図、第４図は、処理液供給状態を示す要部の断面図、第
５図は、処理終点検出部の拡大断面図、第６図は、反射
式検出手段による干渉波形の光強度変化を示す線図であ
る。 第７図は、従来例を示す正面図である。 １・・・基板 ２・・・スピンチャック ３・・・処理液供給ノズル ６・・・投光器 ７・・・受光器 出願人　大日本スクリーン製造株式会社代理人　弁理士
　　杉　　谷　　　勉 第　１　図 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）水平面内で駆動回転される基板の表面の基板回転
    中心を外れた部位に、基板表面に対して斜め上方向から
    処理液を連続流として吹きつけ、回転中心へ向けて供給
    することを特徴とする回転式表面処理方法。
  2. （２）水平面内で駆動回転される基板の表面の基板回転
    中心を外れた部位に、基板表面に対して斜め上方向から
    エッチング処理液を連続流として吹き付け、回転中心へ
    向けて供給するとともに、基板表面の外周部に予め所定
    範囲にわたってレジスト膜非存在部分を形成しておき、
    このレジスト膜非存在部位からの透過光または反射光の
    光強度の変化から、エッチング処理の終点を検出するこ
    とを特徴とする回転式表面処理における処理終点検出方
    法。
  3. （３）基板を水平姿勢に保持して水平面内で駆動回転さ
    せる基板回転手段と、 基板の回転中心を外れた位置に、基板表面に対して斜め
    上方向から処理液を連続流として吹き付け、回転中心へ
    向けて供給する処理液供給ノズルと、 基板に対向する反射型あるいは透過型の投受光手段と を備えたことを特徴とする回転式表面処理装置。
JP63202372A 1988-08-12 1988-08-12 回転式表面処理方法および回転式表面処理における処理終点検出方法、ならびに回転式表面処理装置 Expired - Lifetime JPH06103687B2 (ja)

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