WO2005043611A1 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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WO2005043611A1
WO2005043611A1 PCT/JP2003/013930 JP0313930W WO2005043611A1 WO 2005043611 A1 WO2005043611 A1 WO 2005043611A1 JP 0313930 W JP0313930 W JP 0313930W WO 2005043611 A1 WO2005043611 A1 WO 2005043611A1
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liquid
wafer
cleaning liquid
processing
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Takayuki Saito
Tsukuru Suzuki
Kaoru Yamada
Kenya Ito
Masayuki Kamezawa
Kenji Yamaguchi
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Ebara Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method suitably used for an etching apparatus for etching a thin film formed on a peripheral portion of a substrate. Further, the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method suitably used for a cleaning apparatus for cleaning a substrate after the etching processing.
  • Cu copper
  • This type of copper wiring is generally formed by embedding copper in a fine recess provided on the surface of a substrate. Methods for forming this copper wiring include methods such as CVD, sputtering, and plating. In any case, copper is deposited on almost the entire surface of the substrate, and unnecessary methods are performed by chemical mechanical polishing (CMP). Try to remove copper.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • Copper is easily diffused into the silicon oxide film in the semiconductor manufacturing process and deteriorates the insulating property of the silicon oxide film. Therefore, unnecessary copper formed in portions other than the circuit forming portion is completely removed from the substrate. Must be removed. In particular, copper deposited or adhered to the peripheral portion of the substrate (including the edge and bevel) adheres to the arm of a transfer robot that transports the substrate, a cassette that stores the substrate, and the like. It can cause so-called cross contamination that contaminates the process. Therefore, the copper deposition process and C
  • an etching process for supplying a processing liquid (etching liquid) to a substrate to remove a copper film deposited or adhered to a peripheral portion of the substrate has been widely performed.
  • the etching process is performed by rotating the substrate in the chamber and supplying a processing liquid to the peripheral edge of the rotating substrate. Then, the processing liquid supplied to the substrate reacts with the copper film on the substrate, and is recovered after removing the copper film, and is used again for the etching process.
  • the processing liquid is supplied to the substrate from a position at a certain distance from the substrate, so that the processing liquid hitting the substrate is scattered, and the chamber is required to have a high purity. There is a problem that the inside atmosphere is polluted. Further, according to the conventional method, the processing liquid is continuously supplied onto the substrate so that the processing liquid on the substrate is constantly exchanged, but a small amount of the supplied processing liquid is used for etching. For this reason, an extremely large amount of the processing solution must be supplied to the substrate compared to the amount of the processing solution actually required for etching, and it has been desired to reduce the amount of the processing solution used.
  • the conventional post-etch cleaning treatment generally involves supplying a large amount of cleaning liquid to the entire surface of the substrate, thereby washing away the processing liquid (etching liquid) remaining on the periphery of the substrate. For this reason, the portion requiring cleaning is limited to the peripheral portion of the substrate, but the cleaning liquid is supplied to the portion not requiring cleaning. Also, when a large amount of cleaning liquid is supplied onto the substrate, the cleaning liquid containing the remaining processing liquid scatters on the surface of the substrate or in the chamber, contaminating portions of the substrate surface other than the area to be etched. There is a problem. Further, there is a problem that the cleaning liquid adheres to the wall surface of the first chamber and the atmosphere in the first chamber is contaminated. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of such a conventional problem, and can supply a processing liquid to a substrate without being scattered, and can maintain a clean atmosphere in a chamber, and can also provide a processing liquid. It is a first object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of reducing the amount of used.
  • the cleaning liquid can be supplied only to a required area of the substrate without being scattered, and the clean atmosphere in the chamber can be maintained, and the amount of the cleaning liquid used can be reduced.
  • a second object is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • a first aspect of the present invention provides a substrate holding unit that rotates while holding a substrate substantially horizontally, and a processing liquid that is stationary with respect to the substrate at a peripheral edge of the rotating substrate. And a processing liquid supply unit for supplying the processing liquid as described above.
  • the processing liquid can be supplied onto the substrate without scattering the processing liquid. As a result, the clean atmosphere in the chamber can be maintained, and the reaction efficiency between the processing solution and the thin film can be improved to reduce the amount of the processing solution used.
  • a processing liquid removing section for removing the processing liquid from the substrate is provided.
  • the processing liquid removing unit is configured to suck the processing liquid on the substrate.
  • the amount and the range of the treatment liquid existing on the substrate can be kept constant.
  • the processing liquid removing unit since most of the processing liquid is removed by the processing liquid removing unit and only a small amount of the processing liquid flows out of the substrate, contamination of the atmosphere in the chamber can be prevented.
  • the processing liquid removing section separates the suctioned processing liquid and gas.
  • a gas-liquid separating section is provided.
  • a regenerating unit for regenerating the processing liquid separated by the gas-liquid separation unit and supplying the regenerating processing liquid to the processing liquid supply unit is provided.
  • the processing liquid can be collected and reused, and the total amount of the processing liquid used can be reduced.
  • a plurality of the processing liquid supply units are provided.
  • a plurality of the processing liquid removing units are provided.
  • a purge mechanism for supplying an inert gas to the surface of the substrate is provided.
  • a substrate is rotated while being held substantially horizontally, and the processing liquid is supplied to a peripheral portion of the rotating substrate so that the processing liquid is stationary with respect to the substrate.
  • a substrate processing method characterized by sucking a liquid.
  • a substrate holding unit for holding and rotating a substrate substantially horizontally, and a washing liquid discharge port from the center of the substrate to the peripheral edge and at an elevation angle of 45 ° or less from the surface of the substrate
  • a cleaning liquid supply unit for supplying a cleaning liquid to the surface of the substrate at a flow rate of 0.1 m / s or more.
  • the cleaning liquid can be supplied only to a required area on the substrate without being scattered.
  • the cleaning liquid supply unit is disposed near a surface of the substrate. It is characterized by that. Thus, the scattering of the cleaning liquid is prevented, and it becomes possible to efficiently clean the portion of the substrate requiring cleaning.
  • a preferred embodiment of the present invention includes a cleaning liquid receiving portion disposed on the same plane as the surface of the substrate and opening toward a region on the substrate to which the cleaning liquid is supplied, wherein the cleaning liquid is collected from the receiving portion.
  • the cleaning liquid that has cleaned the required part of the substrate is collected by the receiving part, so that the problem that the cleaning liquid is scattered in the chamber can be prevented, and the cleaning liquid can be recycled for reuse.
  • a cleaning liquid is supplied at a flow rate of 0.1 lm / s or more from a cleaning liquid discharge port opened from the center of the rotating substrate to the peripheral portion and at an elevation angle of 45 ° or less from the surface of the substrate. And cleaning at least one of the front surface and the back surface of the substrate.
  • a processing liquid is supplied to the peripheral edge of a rotating substrate, and after processing the peripheral edge of the substrate, the processing liquid is directed from the center of the substrate to the peripheral edge and at a temperature of 45 ° or less from the surface of the substrate.
  • a substrate processing method characterized in that a cleaning liquid is supplied to a region including a peripheral portion of a substrate from a cleaning liquid discharge port opened with an elevation angle, and a processing liquid remaining in a region treated with the processing liquid is removed.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION by supplying a washing
  • the prevention of contamination in the chamber can prevent contamination of a substrate during or after processing, and a substrate to be processed next.
  • the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid discharge port toward a peripheral portion of the substrate along a direction substantially parallel to the surface of the substrate.
  • a preferred embodiment of the present invention provides a method for cleaning a substrate, comprising the steps of: The cleaning liquid is recovered from a cleaning liquid receiving portion opened toward an area to which the liquid is supplied.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a substrate processing apparatus applied to the etching apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a perspective view showing an etching portion of the substrate processing apparatus (etching apparatus) according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a side view of the etching portion shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a plan view of the etched portion shown in FIG. 2A.
  • FIGS. 3A and 3B are side views illustrating another example of the chemical solution supply unit of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a gas-liquid separation unit of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing a gas-liquid separation unit and a regeneration unit of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a schematic view showing another example of the gas-liquid separation unit and the regeneration unit.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a substrate processing apparatus applied to an etching apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a roll chuck and an etching unit of a substrate processing apparatus (etching apparatus) according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view showing a chemical solution supply unit of the substrate processing apparatus applied to the etching apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a side view showing a chemical solution supply unit of a substrate processing apparatus applied to an etching apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a plan view showing another example of the chemical supply unit and the chemical removal unit of the substrate processing apparatus (etching apparatus) according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10A is a side view showing a main part of a substrate processing apparatus applied to a cleaning apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is a plan view showing a main part of the substrate processing apparatus (cleaning apparatus) shown in FIG. 10A.
  • FIG. 11 is a side view showing a modification of the substrate processing apparatus (cleaning apparatus) according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a plan view showing a main part of a substrate processing apparatus applied to a cleaning apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view showing a main part of the substrate processing apparatus (cleaning apparatus) shown in FIG. 12A.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the periphery of the substrate in the cleaning step.
  • FIG. 14 is a plan view showing a plating apparatus for applying copper plating to a substrate provided with a substrate processing apparatus applied to the soil setting apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a substrate processing apparatus applied to the etching apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Chamber one 1 wafer W is accommodated is provided with Chang bar body 1 a cylindrical, a chamber one force bar 2 covering the upper end of the chamber one body 1 a ing.
  • the chamber body 1a is erected in a vertical direction, and the lower side is closed by a bottom 1b.
  • the chamber power bar 2 is formed in an inverted bowl shape and covers the upper end of the champ body 1a.
  • the upper end of the chamber one body 1a and the outer periphery of the chamber one-stroke bar 2 are in close contact with each other, so that the inside of the chamber 11 can be sealed from the outside air.
  • the bottom lb is slightly inclined with respect to the horizontal, and at the lowest part of the inclination, at the connection between the bottom 1 b and the chamber 1 body 1 a, the chamber 1 body 1 a is provided with exhaust and drainage.
  • a discharge pipe 3 which also functions as a discharge pipe is formed.
  • An opening 2a is formed in the center of the chamber push bar 2, and an upper shaft 6 is provided through the opening 2a in the vertical direction.
  • the upper shaft 6 has a disc-shaped flange 6a at the upper end.
  • the opening 2 a of the chamber push bar 2 and the bell section 6 a are sealed and connected by a bellows-shaped (bellows-shaped) flexible joint 7.
  • a conduit 9 is formed through the center of the upper shaft 6.
  • An inert gas supply source 12 is connected to the conduit 9, and an inert gas such as nitrogen gas (N 2 ) or argon (Ar) is supplied from the inert gas supply source 12 via the conduit 9. Gas is supplied to the surface of the wafer W.
  • the chamber push bar 2 and the upper shaft 6 are connected by a connecting member (not shown).
  • the connecting member includes a driving device (not shown) for moving the upper shaft 6 with respect to the chamber power bar 2, and the driving device allows the relative movement between the chamber power bar 2 and the upper shaft 6.
  • the position can be adjusted.
  • the above-described flexible joint 7 expands and contracts in accordance with a change in the relative position between the chamber power bar 2 and the upper shaft 6, so that the airtightness inside the chamber 11 is maintained.
  • an upper disk 10 which is a circular flat plate is horizontally mounted.
  • the lower surface of the upper disk 10 is a substrate to be processed. It is arranged so as to face the surface of the circular wafer W in parallel.
  • This gap S is preferably about 0.8 to 10 mm, more preferably about 1 to 4 mm, so that the inert gas supplied via the conduit 9 flows uniformly on the surface of the wafer W. .
  • the gap S can be adjusted by adjusting the relative position between the upper shaft 6 and the chamber pressure bar 2.
  • the upper shaft 6, the upper disk 10, and the inert gas supply source 12 constitute a purge mechanism.
  • a vacuum chuck (substrate holding unit) 11 for rotating the wafer W while holding it substantially horizontally is provided inside the vacuum chuck 11.
  • a through hole 11 a communicating with a vacuum source (not shown) is formed, and the through hole 11 a is formed in an opening provided on the upper portion of the vacuum chuck 11. It communicates with part 1 1b.
  • the wafer W is placed on the upper end surface of the vacuum chuck 11 and is suction-held by the vacuum chuck 11 by a vacuum source.
  • a driving source (not shown) for rotating the vacuum chuck 11 is connected to the vacuum chuck 11, and the wafer W sucked and held by the vacuum chuck 11 is moved by the driving source to the vacuum chuck 11. It is designed to rotate with 1 1.
  • the rotational speed of the wafer W requires to be a low speed, in particular 5 0 O min- 1 or less, preferably 5 ⁇ 2 0 O min one 1.
  • FIG. 2A is a perspective view showing an etching part of the substrate processing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 2B is a side view of the etching part shown in FIG. 2A
  • FIG. 2C is an etching part shown in FIG. 2A. It is a top view of a part.
  • the etching unit includes a chemical solution supply unit (processing solution supply unit) 15 for supplying a chemical solution (processing solution) to the wafer W, and a chemical solution removing unit (processing solution removing unit) 20 for removing the chemical solution from the wafer W.
  • the chemical solution supply section 15 includes a supply nozzle 16 that supplies a chemical solution to the peripheral portion of the wafer W, a chemical solution introduction pipe 17 connected to the supply nozzle 16, and a chemical solution connected to the chemical solution introduction pipe 17.
  • Storage tank 18 As shown in FIG. 2B, the supply nozzle 16 has an opening 16a at a position close to the peripheral edge of the wafer W, and the chemical in the chemical storage tank 18 is filled with a chemical introduction pipe.
  • the wafer W is supplied from the opening 16 a of the supply nozzle 16 to the peripheral portion of the wafer W via the nozzle 17.
  • the peripheral portion of the wafer refers to a region on the periphery of the wafer where no circuit is formed, or a region on the periphery of the wafer where a circuit is formed but is not finally used as a device.
  • a chemical solution for etching the copper film is used as the processing solution. Therefore, the chemical liquid supply unit 15 and the chemical liquid removal unit 20 in the present embodiment constitute a processing liquid supply unit and a processing liquid removal unit, respectively.
  • the chemical liquid supplied from the chemical supply unit 1 5 includes one least one of a mineral acid or an organic acid, further hydrogen peroxide as an oxidizing agent (H 2 0 2) water or O zone down, (0 3) is a mixture containing at least one of water.
  • the chemical (treatment liquid) supplied from the chemical supply unit 15 may be a halogen such as hypochlorite, chlorite or bromate.
  • Strongly oxidizing oxidizing agent solutions composed of oxyacid salt solutions include alkali agents such as ammonia and organic alkalis such as tetramethylammonium hydroxide or trimethylamine, and bromine, iodine, and dioxide salts.
  • a mixed solution of an oxidizing agent such as oxygen or ozone can also be used.
  • the flow rate and the flow rate of the chemical supplied from the supply nozzle 16 are set small.
  • the flow rate of the chemical is preferably 10 Om 1 Zin in or less, more preferably 20 m 1 / in, and still more preferably 5 m 1 / mi. n or less.
  • the distance D between the opening 16a of the supply nozzle 16 and the surface of the wafer W is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm or less.
  • the chemical solution is stationary with respect to the wafer.
  • the chemical solution supplied to the rotating wafer from the chemical solution supply unit 15 at the fixed position stays at the point where it comes into contact with the wafer and is viewed from the wafer.
  • the supply nozzle 16 may be configured to move in the radial direction of the wafer W as shown in FIG. 3A.
  • the processing target region can be freely adjusted.
  • the processing target area refers to the area to be processed (edge cut width) at the peripheral edge of the wafer, and is generally in mm from the outer peripheral end (side) of the wafer toward the inner side, for example, 2 mm. Set to ⁇ 5 mm.
  • the supply nozzle 16 may be retracted from the wafer W after processing the wafer W or when unloading the wafer W. With this configuration, loading and unloading of wafers can be facilitated.
  • the chemical solution removing section 20 includes a suction nozzle 21 and a suction source 23 connected to the suction nozzle 21 via a chemical solution outlet pipe 22.
  • the position of the suction port (not shown) of the suction nozzle 21 in the radial direction of the wafer is the same as the position of the opening 16 a of the supply nozzle 16. Therefore, as shown in FIG. 2C, the chemical supplied to the wafer W by the chemical supply unit 15 C With the rotation of W, it moves to the suction port of suction nozzle 21 and is suction-removed by suction nozzle 21.
  • the suction nozzle 21 is not in contact with the wafer W. In order to increase the suction efficiency of the chemical solution, it is preferable that the suction port of the suction nozzle 21 be as close as possible to the wafer W.
  • a vacuum pump or an ejector is used as the suction source 23 .
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a gas-liquid separation unit of the substrate processing apparatus (etching apparatus) according to the present embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic diagram illustrating a gas-liquid separation unit and a regeneration unit of the substrate processing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 5B is a schematic diagram illustrating another example of the gas-liquid separation unit and the regeneration unit.
  • a regeneration unit 32 is connected to the bottom of the gas-liquid separation unit 27, and the chemical separated by the gas-liquid separation unit 27 is introduced into the regeneration unit 32. It has become.
  • the chemical introduced into the regeneration section 32 is filtered by a filter (not shown), and then supplied to the chemical storage tank 18 of the chemical supply section 15 described above.
  • the gas-liquid separation unit 27 may be provided with a level sensor 28 for detecting the liquid surface position of the stored chemical solution. When the liquid level of the chemical reaches a predetermined position, the valve 29 may be opened to send the chemical to the regeneration unit 32.
  • the chemical supplied to the wafer W is supplied to the chemical remover 20, the gas-liquid separator 27, Then, it is collected via the regenerating unit 32 and supplied to the wafer W again from the chemical solution supplying unit 15.
  • the chemical supplied to the wafer W is sucked as it is on the wafer W, it is possible to recover the chemical without being diluted.
  • the dilution and contamination of the chemical solution are extremely small as compared with the conventional method of recovering the chemical solution flowing out of the wafer from the outlet of the chamber.
  • the concentration of the chemical solution regenerated by the regenerating unit 32 is small, the processing ability of the reused chemical solution can be maintained.
  • a wafer W to be processed is rotated while being held by a vacuum chuck 11.
  • a supply liquid 16 of the chemical liquid supply unit 15 is supplied, for example, a mixed liquid of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide as an etching liquid.
  • an inert gas such as a nitrogen gas is supplied from the conduit 9 toward the surface of the wafer W.
  • the inert gas supplied from the conduit 9 flows from the center of the wafer W toward the peripheral edge, the flow of the inert gas prevents the chemical atmosphere and the mist from flowing to the center of the wafer W. Therefore, it is possible to prevent the wafer surface from being deteriorated due to the chemical solution atmosphere and the mist, and further, it is possible to prevent the oxidation of the copper film due to the reaction between the oxygen in the air and the mist.
  • the supply amount of the inert gas should be such that the chemical atmosphere or mist does not flow to the center of the wafer and the chemical supplied to the peripheral portion of the wafer does not fly out of the wafer. Is set.
  • the chemical is supplied onto the wafer W so as to be stationary with respect to the rotating wafer W. Then, the chemical solution on the wafer W moves to the suction nozzle 21 of the chemical solution removing unit 20 with the rotation of the wafer W, and is suctioned and removed by the suction nozzle 21. In other words, the chemical solution is supplied from the chemical solution supply unit 15 until it is removed by the chemical solution removal unit 20.
  • C Exists on W, during which etching process is performed.
  • the chemical solution sucked by the chemical solution removal unit 20 is supplied to the chemical solution supply unit 15 via the gas-liquid separation unit 27 and the regeneration unit 32, and is again supplied from the chemical solution supply unit 15 to the wafer W. .
  • ultrapure water is supplied to the wafer W from a cleaning solution supply unit (not shown), and cleaning (rinsing) of the chemical used in the etching process is performed.
  • FIG. 6 is a sectional view showing a substrate processing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a knuckle chuck and an etching portion of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.
  • Six openings (not shown) are formed in the bottom part 1b, and six roll chucks 35a to 35f are provided upright through the openings to hold the wafer W horizontally. I have.
  • the six roll chucks 35a to 35f force rotate the wafer W at low speed by rotating in synchronization with each other.
  • the chemical solution supply section 15 and the chemical solution removal section (etching section) 20 are arranged between the roll chucks 35a and 35f.
  • the rotation speed of the wafer W rotated by the roll chucks 35a to 35f is the same as that of the first embodiment.
  • the chemical solution supply unit 15 and the chemical solution removal unit 20 can be arranged close to the wafer W. . Therefore, the chemical solution can be supplied to the rotating wafer W so as to be stationary, and further, the chemical solution can be removed from the wafer W by suction.
  • FIG. 8 shows a chemical supply unit of the substrate processing apparatus applied to the etching apparatus according to the present embodiment.
  • a sponge 36 is provided at the tip of the supply nozzle 16.
  • the sponge 36 is attached so that the chemical liquid oozing from the sponge 36 is supplied to the peripheral portion of the wafer W.
  • the sponge 36 is arranged in non-contact with the wafer W, and the distance between the sponge 36 and the wafer W is the same as in the first embodiment.
  • a porous material such as a cloth may be used.
  • FIG. 9A shows a chemical supply unit provided in the substrate processing apparatus applied to the etching apparatus according to the embodiment
  • FIG. 9B shows a chemical supply unit and a chemical removal unit provided in the substrate processing apparatus (etching apparatus) according to the embodiment.
  • etching apparatus etching apparatus
  • a first supply nozzle 16A is disposed above the peripheral edge of the wafer W, and a second supply nozzle 16B is disposed near the outer peripheral end of the wafer W. ing.
  • the processing range of the wafer W can be controlled, and the peripheral portion including the outer peripheral edge of the wafer W can be reliably processed. can do.
  • two supply nozzles 16A and 16B and two suction nozzles 21A and 21B are alternately arranged along the circumferential direction of the wafer W. You may. In this case, one type of chemical solution may be supplied from each of the supply nozzles 16A and 16B, and different chemical solutions may be supplied from the supply nozzles 16A and 16B, respectively. Even in the case of a misalignment, the chemical supplied from the first supply nozzle 16A is suctioned by the first suction nozzle 21A, and the chemical supplied from the second supply nozzle 16B is supplied to the second supply nozzle 16A. It is sucked by suction nozzle 21B.
  • the substrate processing apparatus is provided with a cleaning liquid supply unit (not shown) for cleaning (rinsing) the wafer W.
  • the cleaning liquid supply unit has a plurality of nozzles arranged on the front side and the rear side of the wafer W, and a cleaning liquid (rinse liquid) is supplied from the nozzles to the wafer W.
  • the cleaning liquid is ultrapure water. Is used.
  • the processing liquid can be supplied onto the substrate without being scattered, so that the clean atmosphere in the chamber can be maintained and the reaction efficiency of the processing liquid with the substrate can be maintained. It is possible to reduce the amount of processing solution used by improving the quality.
  • FIG. 10A is a side view showing a main part of the substrate processing apparatus applied to the cleaning apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 10B is an essential part of the substrate processing apparatus (cleaning apparatus) shown in FIG. 10A. It is a top view which shows a part.
  • the substrate processing apparatus shown in FIGS. 10A and 10B is disposed in a chamber (not shown) for etching a copper film.
  • the substrate processing apparatus may be used in combination with the etching processing, or may be a dedicated cleaning apparatus for only a separate cleaning processing.
  • This substrate processing apparatus is provided with a substrate holding section 54 composed of a main shaft 51 and a table 52 for holding and rotating a wafer (substrate) W to be cleaned substantially horizontally.
  • the wafer W to be cleaned is fixedly held on the upper surface of the table 52 by vacuum suction or the like.
  • a cleaning liquid discharge nozzle (cleaning liquid supply unit) 53 is disposed near the surface of the wafer W, and the discharge port 53 a of the cleaning liquid discharge nozzle 53 is directed from the center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W. It is open from the surface at an elevation angle of 0 to 45 ° or less. Therefore, the incident angle of the cleaning liquid L to the surface of the wafer W is an angle 6 of 45 ° or less.
  • the cleaning liquid L is supplied to a predetermined cleaning target area at a flow rate of 0.1 mZs or more.
  • the cleaning liquid discharge nozzle (cleaning liquid supply unit) 53 may be disposed on the back side of the wafer W, or may be disposed on the front side and the back side of the wafer W.
  • the cleaning liquid L is supplied from a supply device 57 having a cleaning liquid supply tank, adjusted to a required flow rate, and jetted from a cleaning liquid discharge nozzle 53.
  • the cleaning liquid may be a rinsing liquid suitable for removing the residual processing liquid (etching liquid) used in the etching processing. Or a chemical solution is used.
  • the horizontal velocity component of the cleaning liquid becomes larger than the vertical velocity component. Then, the cleaning liquid is supplied from the center of the substrate toward the peripheral edge in a state where the horizontal velocity component is large. Therefore, the processing liquid and the like existing in the area to be cleaned are quickly washed away from the wafer.
  • increasing the flow rate of the cleaning liquid in the direction from the center of the wafer to the periphery will speed up the replacement of the cleaning liquid, and perform efficient cleaning while minimizing the amount of cleaning liquid used. It becomes possible. Further, by supplying the cleaning liquid only to the portion requiring cleaning, the amount of the cleaning liquid can be further reduced.
  • the vertical velocity component of the cleaning liquid incident on the substrate is large, the cleaning liquid is scattered due to collision with the wafer.
  • the incident angle of the cleaning liquid to the wafer surface at 45 ° or less, the vertical velocity component of the cleaning liquid when the cleaning liquid collides with the wafer is reduced, and the cleaning liquid on the wafer surface is reduced. Bouncing can be prevented.
  • the incident angle (elevation angle) of the cleaning liquid with respect to the surface of the wafer is preferably as small as possible, and is preferably 30 ° or less, more preferably 15 ° or less.
  • the incident angle is preferably set to 0 °, but since the cleaning liquid discharge nozzles 53 and the like cannot be arranged in contact with the surface of the wafer, the cleaning liquid should be incident on the surface of the wafer to minimize the incident direction. It is preferable to set the incident angle (elevation angle) so as to be parallel.
  • Table 1 shows the results of examining the cleaning effect with respect to the elevation angle and the flow rate of the cleaning liquid.
  • the angle is set in the vertical direction and the flow velocity is set in the horizontal direction.
  • ⁇ indicates that good cleaning results were obtained
  • X indicates that good cleaning results were obtained. It indicates that it could not be done.
  • the rotation speed of the wafer is 1 O O min in 1 and the interval between the cleaning target area and the discharge port of the cleaning liquid discharge nozzle is 30 to 5 O mm. ⁇ table 1 ⁇
  • Good cleaning results were obtained at ⁇ 35 °. Also, assuming that the flow rate of the cleaning liquid is 1.1 mZ s, good cleaning results are obtained at an elevation angle 0 of 15 ° to 60 °. Therefore, good cleaning results can be obtained by supplying the cleaning liquid from the wafer surface at an elevation angle 45 of 45 ° or less and supplying the cleaning liquid at a flow rate of 0.1 lm / s or more toward the area to be cleaned on the wafer. . In particular, Table 1 shows that a small elevation angle is important for obtaining good washing results. The flow velocity is obtained by dividing the flow rate of the cleaning liquid by the opening area of the discharge port of the cleaning liquid discharge nozzle.
  • the cleaning liquid stays without flowing out of the wafer because the centrifugal force is small, and the cleaning liquid is not easily replaced.
  • the cleaning liquid discharge nozzle 53 is preferably movable. Thereby, the nozzle 53 can be arranged at a preferable position with respect to the region to be cleaned of the wafer. Ma In addition, the cleaning liquid discharge nozzle 53 is retracted from the wafer after the cleaning process, so that loading and unloading of the wafer can be facilitated.
  • FIG. 11 shows a modification of the main part of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.
  • cleaning liquid discharge nozzles 53-1 and 53-2 having discharge ports 53-la and 53-2a, respectively, are arranged on the front and back sides of the wafer W. Can be washed simultaneously on both front and back.
  • a chuck unit 58 for holding and rotating the wafer W in contact with the outer peripheral end of the wafer W is used as a substrate holding unit for the wafer.
  • the cleaning liquid discharge nozzles 53-1 and 53-2 are arranged on the front and back sides of the wafer W, and the front and back surfaces of the substrate can be simultaneously cleaned as described above.
  • the cleaning liquid discharge nozzles 53_1 and 53_2 need not be arranged symmetrically, and the elevation angle and the arrangement position can be arbitrarily changed according to the purpose of cleaning.
  • FIGS. 12A, 12B, and 13 each show a substrate processing apparatus applied to the cleaning apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus (washing apparatus) according to the present embodiment includes a substrate holding unit including chuck units 61 a, 61 b, 61 c, and 61 d for holding and rotating the wafer W substantially horizontally. ing. Note that a turntable type substrate holding unit as shown in FIG. 1OA may be used.
  • the substrate processing apparatus includes a processing unit 62 that performs an etching process. From the processing section 62, an etching solution (processing liquid) is supplied to the peripheral portion of the wafer W, and a thin film such as a copper film formed on the peripheral portion is removed.
  • etching solution processing liquid
  • the substrate processing apparatus is provided with a cleaning device (cleaning liquid supply unit) 63 for washing away the etching liquid remaining in the region to be subjected to the etching processing of wafer W after performing the etching processing of wafer W.
  • the cleaning apparatus 63 supplies the cleaning liquid from the cleaning liquid discharge port 63 a to the area B including the area A to be etched on the peripheral portion of the wafer W, and removes the processing liquid remaining in the area B. Flow from the inside of the wafer W to the peripheral edge in the radial direction and no more than 45 ° from the surface of the wafer W. It is formed as small as possible and with an elevation angle.
  • the supply of the cleaning liquid is performed while rotating the wafer W.
  • a receiving portion 65 of the cleaning liquid L opened toward the region where the cleaning liquid L of the wafer W is supplied is provided. Is provided.
  • the receiving portion 65 is located on the same plane as the surface of the wafer W.
  • the receiving portion 65 has a gutter-like shape as shown in FIG. 12B, and is configured to receive the cleaning liquid L flowing out from the peripheral portion of the wafer W.
  • the processing liquid flowing on the receiving part 65 is collected via a drain (not shown).
  • the operation of the substrate processing apparatus will be described. First, the wafer W is rotated while being held by the chuck portions 61a, 61b, 61c and 61d.
  • an etching solution is supplied from the processing section 62 to the peripheral portion of the wafer W, and the copper film formed on the peripheral portion of the wafer W is removed by etching.
  • a region A where the copper film (Cu) has been removed is formed on the wafer W as shown in FIG.
  • the region B including the region A is cleaned by the cleaning device 63.
  • the cleaning liquid is supplied from the cleaning device (cleaning liquid supply unit) 63 to the region B to be cleaned.
  • the cleaning liquid is supplied at an incident angle of 0 with respect to the surface of the wafer W from the center of the wafer to the peripheral edge thereof at a flow rate of 0.1 mZs or more.
  • the incident angle 0 be as small as possible.
  • the region B to which the cleaning liquid L is supplied needs to include the region A.
  • the area B be as narrow as possible. If the area B is made smaller, the amount of cleaning liquid used can be reduced, and efficient cleaning can be performed.
  • the area B can be efficiently and reliably cleaned.
  • the cleaning liquid is supplied only to a relatively narrow area while rotating the wafer W, so that the amount of the cleaning liquid used can be significantly reduced. Also, ⁇ Since the incident angle ⁇ of the cleaning liquid on the surface of the wafer W is small, scattering of the processing liquid on the surface of the wafer W is prevented.
  • the cleaning liquid supplied toward the peripheral portion of the wafer W is received by the gutter-shaped receiving portion 65, and is collected via a drain (not shown). Therefore, the washing liquid that has jumped out of the wafer W is prevented from scattering into the inside of the chamber, and the washing liquid can be collected and reused.
  • the cleaning liquid is supplied to a limited area such as the peripheral portion of the substrate at a small elevation angle, so that the usage amount of the cleaning liquid can be reduced. Further, it is possible to prevent contamination of the substrate due to scattering of the cleaning liquid, and to maintain a clean atmosphere in the chamber.
  • the plating apparatus is arranged in a rectangular facility 710, and is configured to continuously perform copper plating of a wafer (substrate).
  • the equipment 710 is divided into a plating space 712 and a clean space 713 by a partition wall 711, and each of the occupied space 712 and the clean space 713 is independently supplied.
  • the exhaust can be exhausted.
  • the partition 711 is provided with a shirt (not shown) which can be opened and closed freely.
  • the pressure in the clean space 713 is lower than the atmospheric pressure and higher than the pressure in the blind space 712, whereby the air in the clean space 713 is released from the equipment 710. It does not flow out to the outside, and the air in the fitting space 7 12 does not flow into the cleaning space 7 13.
  • a base cleaning unit 716 is arranged, and a fixed, rotatable first robot 717 for transferring a wafer is provided.
  • the cleaning unit 716 for example, a cleaning unit having a cleaning liquid supply nozzle for supplying ultrapure water to the front and back surfaces of the wafer and spinning the wafer at high speed to dehydrate and dry is used.
  • two pre-processing units 7 2 which perform pre-processing of the plating of the wafer and invert the wafer after the pre-processing by the reversing machine 7 20, are provided on the surface of the wafer.
  • a self-propelled, rotatable second robot 724 for transferring a wafer is provided.
  • etching units 7 25 there are two substrate processing units (etching units) 7 25 that are located in the clean space 7 13 and etch the plated wafer with a chemical solution (processing solution).
  • a second substrate stage 7 226 a, 7 226 b is disposed between the substrate processing apparatus 725 and the cleaning unit 716, and further sandwiched between two substrate processing apparatuses 725.
  • a rotatable third robot 727 for transferring a wafer to the position.
  • the one of the first substrate stage 723 b and the second substrate stage 726 b is configured so that the wafer can be washed with water, and is provided with a reversing machine 720 for reversing the wafer.
  • the first robot 7 17 can move between the cassette placed on the load / unload section 7 15, the cleaning unit 7 16 and the second substrate stage 7 2 6 a, 7 2 6 b.
  • the wafer is transported, and the second robot 72 4 moves between the first substrate stage 72 3 a, 72 3 b, the pre-processing unit 72 1, and the plating film forming unit 72 2.
  • the third robot 72 7 transports the wafer, and the third robot 72 7 carries out the first substrate stage 72 3 a, 72 3 b, the substrate processing device 72 5 and the second substrate stage 72 26 a, 72 26 wafer between b Is transported.
  • a container 7 28 for storing a wafer for adjustment operation is provided below the first substrate stage 7 23 a, and a second robot 7 2 4 Removes the wafer for adjustment operation from the container 728 and returns it to the container 728 again after the end of the adjustment operation.
  • contamination and reduction in throughput due to the introduction of the adjustment operation wafer from the outside during the adjustment operation can be achieved. Can be prevented.
  • the position of the container 7 28 may be anywhere in the equipment 7 10 as long as any of the robots can take out and store the wafer for adjustment operation.
  • the adjustment operation using the wafer for the adjustment operation can be started from the pretreatment to the plating treatment, and can be stored in the container 728 after being washed and dried.
  • the robot 7 17 a robot having two hands of a drop-in type, a dry hand on the upper side, and a wet hand on the lower side, is used as a robot 7 2 4, 7 2 7. It has two embedded hands, both of which have an ethernet, but it is a matter of course that the present invention is not limited to this.
  • the wafer is stored in a cassette with its surface (element formation surface, processing surface) facing upward, and is placed on the load / unload unit 715.
  • the first robot 717 removes the wafer from the cassette, moves the wafer onto the second substrate stage 726a, and places the wafer on the second substrate stage 726a.
  • the third port 727 transfers the wafer that was on the second substrate stage 726 a to the first substrate stage 723 a.
  • the second robot 7 2 4 receives the wafer from the first substrate stage 7 2 3 a and passes it to the pre-processing unit 7 2 1.
  • the surface of the wafer is Anti so as to face down
  • the wafer is turned over at the turning point 720 and transferred to the second mouth pot 724 again.
  • the second robot 724 transfers the wafer to the head of the film forming unit 722.
  • the wafer After plating and draining the wafer with the plating film forming unit 722, the wafer is transferred to the second robot 724, and the second robot 724 transfers the wafer to the first substrate stage 7. Hand over to 2 3 b.
  • the wafer is inverted by a reversing machine 720 of the first substrate stage 723b so that the surface faces upward, and is transferred to the substrate processing apparatus 725 by the third robot 727.
  • the wafer that has been subjected to the etching treatment in the substrate processing apparatus 725 is carried to the second substrate stage 726 b by the third robot 727.
  • the first robot 717 receives the wafer from the second substrate stage 726b, transfers the wafer to the cleaning unit 716, and uses the cleaning unit 716 to remove pure water (deionized water). Rinsing with) and spin drying.
  • the dried wafer is stored in the cassette placed in the load / unload section 715 by the first robot 717.
  • the present invention is applicable to a substrate processing apparatus and a substrate processing method suitably used for an etching apparatus for etching a thin film formed on a peripheral portion of a substrate. Further, the present invention is applicable to a substrate processing apparatus and a substrate processing method suitably used for a cleaning apparatus for cleaning a substrate after the etching processing.

Abstract

本発明は、基板の周縁部に形成された薄膜をエッチングするエッチング装置などに好適に使用される基板処理装置及び基板処理方法を提供する。また、本発明は、エッチング処理後に基板を洗浄処理する洗浄装置などに好適に使用される基板処理装置及び基板処理方法を提供する。エッチングを行うための基板処理装置は、基板（Ｗ）を略水平に保持しつつ回転させる基板保持部（１１）と、回転する基板（Ｗ）の周縁部に、処理液が基板（Ｗ）に対して静止するように該処理液を供給する処理液供給部（１５）とを備えている。また、基板の洗浄を行う基板処理装置は、基板（Ｗ）を略水平に保持して回転させる基板保持部（５４）と、基板（Ｗ）の中心から周縁部に向けて、かつ基板（Ｗ）の表面から４５゜以下の仰角をもって洗浄液吐出口（５３ａ）を開口し、０．１ｍ／ｓ以上の流速で洗浄液（Ｌ）を基板（Ｗ）の表面に供給する洗浄液供給部（５３）とを備えている。

Description

明 細 書 基板処理装置及ぴ基板処理方法 技術分野
本発明は、基板の周縁部に形成された薄膜をェッチングするエツチング装置な どに好適に使用される基板処理装置及び基板処理方法に関する。また、本発明は、 エツチング処理後に基板を洗浄処理する洗浄装置などに好適に使用される基板 処理装置及び基板処理方法に関する。 背景技術
近年、 半導体ウェハ等の基板上に回路を形成するための配線材料として、 アル ミエゥムまたはアルミニウム合金に代えて、 電気抵抗率が低くエレクトロマイグ レーシヨン耐性が高い銅 （C u ) を用いる動きが顕著になっている。 この種の銅 配線は、 基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形 成される。 この銅配線を形成する方法としては、 C V D、 スパッタリングまたは めっきといった手法があるが、 いずれにしても、 基板のほぼ全表面に銅を成膜し て、 化学機械的研磨 ( CM P ) により不要の銅を除去するようにしている。
銅は半導体製造工程においてシリコン酸ィヒ膜中に容易に拡散し、 シリコン酸ィ匕 膜の絶縁性を劣化させてしまうため、 回路形成部以外に形成された不要な銅は基 板上から完全に除去することが要求される。 特に、 基板の周縁部 （エッジ及びべ ベルを含む）に成膜乃至付着した銅は、基板を搬送する搬送ロボットのアームや、 基板を収納するカセット等に付着し、 この銅が拡散して他工程を汚染する、 いわ ゆるクロスコンタミネーシヨンの原因ともなり得る。 従って、 銅の成膜工程や C
M P工程直後に、 基板の周縁部に成膜乃至付着した銅を完全に除去する必要があ る。
そこで、 従来から、 基板に処理液 （エッチング液） を供給して基板の周縁部に 成膜乃至付着した銅膜を除去するェッチング処理が広く行われている。 このエツ チング処理は、 チャンバ一内で基板を回転させ、 回転する基板の周縁部に処理液 を供給することにより行われる。 そして、 基板に供給された処理液は基板上の銅 膜と反応し、 この銅膜を除去した後に回収され、 再度エッチング処理に使用され る。
し力 しながら、 従来のエッチング処理方法では、 処理液は、 基板からある程度 離れた位置から基板に供給されるため、 基板に当たった処理液が飛散し、 高い清 浄度を必要とするチャンバ一内の雰囲気が汚染されるという問題が生じている。 また、 従来の方法によると、 基板上の処理液が常に入れかわるように処理液が基 板上に供給され続けるが、 供給された処理液のうち、 エッチングに使われる量は わずかである。 このため、 実際にエッチングに必要な処理液の量に比べて非常に 多くの処理液を基板に供給しなければならず、 処理液の使用量を低減させること が要望されていた。
また、 従来のエッチング後の洗浄処理は、 一般に、 基板の全面に洗浄液を大量 に供給し、 これにより基板の周縁部に残存する処理液 （エッチング液） を洗い流 すものであった。 このため、 洗浄が必要な部分は基板の周縁部に限られているの に対して、 洗浄が必要でない部分にも洗浄液が供給されるという問題があった。 また、 大量の洗浄液が基板上に供給されると、 残留した処理液を含む洗浄液が基 板の表面上またはチヤンバー内に飛散し、 基板の表面上のェツチング対象領域以 外の部分を汚染するという問題が生じている。 また、 洗浄液がチャンバ一の壁面 などに付着し、 チャンバ一内の雰囲気が汚染されるという問題が生じている。 発明の開示
本発明は、 このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 処理液を飛散さ せることなく基板に供給することができ、 チヤンバー内の清浄雰囲気を維持する ことができると共に、 処理液の使用量を減少させることができる基板処理装置及 び基板処理方法を提供することを第 1の目的とする。
また、 本発明は、 洗诤液を飛散させることなく基板の所要領域にのみ供給する ことができ、 チャンバ一内の清浄雰囲気を維持することができると共に、 洗浄液 の使用量を減少させることができる基板処理装置及び基板処理方法を提供する ことを第 2の目的とする。
上述した目的を達成するために、 本 明の第 1の態様は、 基板を略水平に保持 しつつ回転させる基板保持部と、 回転する基板の周縁部に、 処理液が基板に対し て静止するように該処理液を供給する処理液供給部とを備えたことを特徴とす る基板処理装置である。 このように構成された本宪明によれば、 処理液を飛散さ せることなく処理液を基板上に供給することができる。 その結果、 チャンバ一内 の清浄雰囲気を維持することができると共に、 処理液と薄膜との反応効率を向上 させて処理液の使用量を減少させることができる。
本発明の好ましい態様は、 処理液を基板上から除去する処理液除去部を設けた ことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記処理液除去部は、 基板上の処理液を吸引するよ うに構成されていることを特徴とする。
これにより、 基板上に存在する処理液の量及び存在範囲を一定に保つことがで きる。 また、 処理液のほとんどは処理液除去部により除去され、 基板から流出す る処理液はわずかであるので、 チャンバ一内の雰囲気の汚染を防止することがで きる。
本発明の好ましい態様は、 前記処理液除去部は、 吸引した処理液と気体とを分 離する気液分離部を備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記気液分離部により分離された処理液を再生して 前記処理液供給部に供給する再生部を設けたことを特徼とする。
これにより、 処理液を回収して再利用することが可能となり、 使用される処理 液の全体量を低減させることができる。
本発明の好ましい態様は、 前記処理液供給部を複数設けたことを特徴とする。 本発明の好ましい態様は、 前記処理液除去部を複数設けたことを特徴とする。 これにより、 例えば、 第 1の処理液供給部を基板の周縁部上方に配置し、 第 2 の処理液供給部を基板の半径方向外側に配置すれば、 外周端部 （側部） を含む基 板の周縁部を確実に処理することができ、 処理すべき領域を正確に処理すること ができる。
本発明の好ましい態様は、 基板の表面に不活性ガスを供給するパージ機構を設 けたことを特徴とする。
本発明の他の態様は、 基板を略水平に保持しつつ回転させ、 回転する基板の周 縁部に、 処理液が基板に対して静止するように該処理液を供給し、 基板上の処理 液を吸引することを特徴とする基板処理方法である。
本発明の他の態様は、 基板を略水平に保持して回転させる基板保持部と、 基板 の中心から周縁部に向けて、 かつ基板の表面から 4 5 ° 以下の仰角をもって洗净 液吐出口を開口し、 0 . 1 m/ s以上の流速で洗浄液を基板の表面に供給する洗 浄液供給部とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。
このように構成された本発明によれば、 洗浄液を飛散させることなく基板上の 必要領域にのみ供給することができる。 その結果、 チャンバ一内の清浄雰囲気を 維持することができると共に、 洗浄液を所要部分のみに供給して、 その使用量を 減少させることができる。
本発明の好ましい態様は、 前記洗浄液供給部は、 基板の表面の近傍に配置され ることを特徴とする。 これにより、 洗浄液の飛散が防止され、 基板の洗浄が必要 な部分を効率的に洗浄することが可能となる。
本発明の好ましい態様は、 基板の表面と同じ平面上に配置され、 基板上の洗浄 液が供給される領域に向けて開口した洗浄液の受け部を備え、該受け部から洗浄 液を回収するようにしたことを特^:とする。
これにより、 基板の所要部を洗浄した洗浄液は受け部により回収されるので、 洗浄液がチャンバ一内で飛散するという問題が防止されるとともに、 洗浄液の回 収によりリサイクル的な使用が可能となる。
本発明の他の態様は、 回転する基板の中心から周縁部に向けて、 かつ基板の表 面から 4 5 ° 以下の仰角をもって開口した洗浄液吐出口から、 0 . l m/ s以上 の流速で洗浄液を供給し、 基板の表面または裏面の少なくとも一方を洗浄するこ とを特徴とする基板処理方法である。
本発明の他の態様は、 回転する基板の周縁部に処理液を供給し、 基板の周縁部 を処理した後、 基板の中心から周縁部に向けて、 かつ基板の表面から 4 5 ° 以下 の仰角をもって開口した洗浄液吐出口から、 基板の周縁部を含む領域に洗浄液を 供給して、 処理液で処理した領域に残留する処理液を除去することを特徴とする 基板処理方法である。
本発明によれば、 洗浄液を所要部分のみにその飛散が生じないように供給する ことで、 残留処理液が基板上のェツチング対象以外の部分に付着してその部分を 汚染するということが防止される。 また、 チャンバ一内の汚染防止により、 処理 中または処理後の基板、 さらに次に処理する基板への汚染を防止することができ る。
本発明の好ましい態様は、 前記洗浄液吐出口から、 基板の表面と平行に近い方 向に沿って基板の周縁部に向けて洗浄液を供給することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 基板の表面と同じ平面上に配置され、 基板上の洗浄 液が供給される領域に向けて開口した洗浄液の受け部から、 洗浄液を回収するよ うにしたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の第 1の実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装 置を示す断面図である。
図 2 Aは本発明の第 1の実施形態に係る基板処理装置 （ェツチング装置） のェ ッチング部を示す斜視図である。
図 2 Bは図 2 Aに示すェッチング部の側面図である。
図 2 Cは図 2 Aに示すエッチング部の平面図である。
図 3 A及び図 3 Bは、 本発明の第 1の実施形態に係る基板処理装置の薬液供給 部の他の例を示す側面図である。
図 4は本発明の第 1の実施形態に係る基板処理装置の気液分離部を示す概略 図である。
図 5 Aは本発明の第 1の実施形態に係る基板処理装置の気液分離部及び再生 部を示す概略図である。
図 5 Bは気液分離部及び再生部の他の例を示す概略図である。
図 6は本発明の第 2の実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装 置を示す断面図である。
図 7は本発明の第 2の実施形態に係る基板処理装置 （エッチング装置） のロー ルチャック及びエツチング部を示す斜視図である。
図 8は本発明の第 3の実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装 置の薬液供給部を示す側面図である。
図 9 Aは本発明の第 4の実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理 装置の薬液供給部を示す側面図である。 図 9 Bは本発明の第 4の実施形態に係る基板処理装置 （エッチング装置） の薬 液供給部及び薬液除去部の他の例を示す平面図である。
図 1 0 Aは本発明の第 5の実施形態に係る洗浄装置に適用した基板処理装置 の要部を示す側面図である。
図 1 0 Bは図 1 0 Aに示す基板処理装置 （洗浄装置） の要部を示す平面図であ る。 ' 図 1 1は本発明の第 5の実施形態に係る基板処理装置 （洗浄装置） の変形例を 示す側面図である。
図 1 2 Aは本発明の第 6の実施形態に係る洗浄装置に適用した基板処理装置 の要部を示す平面図である。
図 1 2 Bは図 1 2 Aに示す基板処理装置 （洗浄装置） の要部を示す断面図であ る。
図 1 3は洗浄工程における基板周縁部の断面図である。
図 1 4は本発明に係る土ツチング装置に適用した基板処理装置を備えた基板 に銅めつきを施すめっき装置を示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 図面を参照して説明する。 なお、 各図に おいて互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、 重 複した説明は省略する。 以下に記載される実施の形態は、 本発明を説明する目的 のために記載されているものであり、 本発明は以下の実施の形態に限定されるも のではない。
図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装 置を示す断面図である。 ウェハ Wが収容されるチャンバ一 1は、 円筒形のチャン バー本体 1 aと、 チャンバ一本体 1 aの上端を覆うチャンバ一力バー 2とを備え ている。 チャンバ一本体 1 aは 直方向に立設され、 下側が底部 1 bで塞がれて いる。 チャンバ一力バー 2は、 伏せたお椀状に形成されており、 チャンパ一本体 1 aの上端部を覆っている。 チャンバ一本体 1 aの上端部とチャンバ一力バー 2 の外周部とは密着して、 チャンバ一 1の内部を外気からシールできるように構成 されている。
底部 l bは、 水平に対して僅かに傾斜しており、 その傾斜の最低部であり底部 1 bとチャンバ一本体 1 aとの接続部において、 チャンバ一本体 1 aには、 排気 と排液とを兼ねた排出管 3が形成されている。
チャンバ一力バー 2の中央部には、 開口 2 aが形成されており、 その開口 2 a を鉛直方向に貫通して上部シャフト 6が設けられている。 上部シャフト 6は、 そ の上端に円板状の鍔部 6 aを有している。 チャンバ一力バー 2の開口 2 aと鐸部 6 aとは、 ベローズ状 (蛇腹状) のフレキシブルジョイント 7でシール接続され ている。 また、 上部シャフト 6の中心には導管 9が貫通して形成されている。 こ の導管 9には不活性ガス供給源 1 2が接続されており、 この不活性ガス供給源 1 2から導管 9を介して窒素ガス （N 2 ) 、 またはアルゴン （A r ) などの不活性 ガスがウェハ Wの表面に供給される。
チャンバ一力バー 2と上部シャフト 6とは、 連結部材 （図示せず） で連結され ている。 該連結部材は、 上部シャフト 6をチャンバ一力バー 2に対して移動させ る駆動装置 （図示せず） を備えており、 この駆動装置により、 チャンバ一力バー 2と上部シャフト 6との相対的位置が調節できるようになつている。 前述したフ レキシブルジョイント 7は、 チャンバ一力バー 2と上部シャフト 6との相対的位 置の変化に対応して伸縮し、 チャンバ一 1の内部の気密性が維持されるようにな つている。
また、 上部シャフト 6の下端には、 円形の平板である上部ディスク 1 0が水平 に取り付けられている。 上部ディスク 1 0は、 その下面が処理対象の基板である 円形のウェハ Wの表面と平行に対向するように配置されている。 上部ディスク 1 0の下面とウェハ Wの上面との隙間 Sはできる限り狭くするのが好ましく、例え ば、 0 . 5〜 2 0 mmの範囲で適宜調節する。 この隙間 Sは、 好ましくは 0 . 8 - 1 0 mm程度、 さらに好ましくは 1〜 4 mm程度とし、 導管 9を介して供給さ れる不活性ガスがウェハ Wの表面上を均一に流れるようにする。 この隙間 Sを調 整することにより比較的少量の不活性ガスでウェハ Wを保護することができる。 この隙間 Sの調整は、 上部シャフト 6とチャンバ一力バー 2との相対的位置を調 整することによって行うことができる。 なお、 上部シャフト 6、 上部ディスク 1 0、 及び不活性ガス供給源 1 2からパージ機構が構成される。
チャンバ一 1の内部には、 ウェハ Wを略水平に保持しつつ回転させる真空チヤ ック （基板保持部） 1 1が設置されている。 この真空チャック 1 1の内部には、 真空源（図示せず）に連通する通孔 1 1 aが形成されており、この通孔 1 1 aは、 真空チャック 1 1の上部に設けられた開口部 1 1 bに連通している。 ウェハ Wは、 真空チャック 1 1の上端面に載置され、真空源によって真空チャック 1 1に吸着 保持される。 さらに、 真空チャック 1 1には、 真空チャック 1 1を回転させる駆 動源 （図示せず） が連結されており、 真空チャック 1 1により吸着保持されたゥ ェハ Wは、駆動源によって真空チャック 1 1とともに回転されるようになってい る。 ここで、 ウェハ Wの回転速度は低速であることを必要とし、 具体的には 5 0 O m i n— 1以下、 好ましくは 5 ~ 2 0 O m i n一1である。
次に、 図 2を参照して本実施形態に係る基板処理装置 （エッチング装置） が備 えるエッチング部を説明する。 図 2 Aは本実施形態に係る基板処理装置のエッチ ング部を示す斜視図であり、 図 2 Bは図 2 Aに示すェツチング部の側面図であり、 図 2 Cは図 2 Aに示すェッチング部の平面図である。
エッチング部は、 ウェハ Wに薬液 （処理液） を供給する薬液供給部 （処理液供 給部） 1 5と、 ウェハ Wから薬液を除去する薬液除去部 （処理液除去部） 2 0と を備えている。 薬液供給部 1 5は、 ウェハ Wの周縁部に薬液を供給する供給ノズ ル 1 6と、 この供給ノズル 1 6に接続された薬液導入管 1 7と、 薬液導入管 1 7 に接続された薬液貯留タンク 1 8とを備えている。 図 2 Bに示すように、 供給ノ ズル 1 6は、 ウェハ Wの周縁部に近接した位置に開口部 1 6 aを有しており、 薬 液貯留タンク 1 8内の薬液は、 薬液導入管 1 7を介して供給ノズル 1 6の開口部 1 6 aからウェハ Wの周縁部に供給される。
ここで、 ウェハの周縁部とは、 ウェハの周縁で回路が形成されていない領域、 またはウェハの周縁で、 回路が形成されていても最終的にデバイスとして使用さ れない領域をいう。 なお、 本実施形態においては、 処理液として、 銅膜をエッチ ングするための薬液が使用される。 従って、 本実施形態における薬液供給部 1 5 及び薬液除去部 2 0は、 それぞれ処理液供給部及び処理液除去部を構成する。 ここで、 薬液供給部 1 5から供給される薬液は、 鉱酸または有機酸のうち少な くとも 1つを含み、 さらに酸化剤としての過酸化水素 （H 2 0 2) 水、 またはォゾ ン （0 3) 水のうち少なくとも 1つを含む混合液である。 鉱酸には、 フッ酸 （H F ) 、 塩酸 （H C 1 ) 、 硝酸 （HN 0 3) 、 または硫酸 （H 2 S 04) などが使用 され、 有機酸は、 乍酸、 ギ酸、 またはシユウ酸などが使用される。
なお、 エッチング対象となる薄膜がルテニウム膜である場合、 薬液供給部 1 5 から供給される薬液 （処理液） としては、 次亜塩素酸塩、 亜塩素酸塩または臭素 酸塩のようなハロゲンの酸素酸塩溶液からなる強アル力リ性の酸化剤溶液が挙 げられるが、 アンモニアや、 テトラメチルアンモユウムヒ ドロキシドまたはトリ メチルァミンのような有機アルカリ等のアルカリ剤と、 臭素、 ヨウ素、 二酸化塩 素またはオゾンのような酸化剤の混合溶液を用いることもできる。
本実施形態では、 供給ノズル 1 6から供給される薬液の流量及び流速は小さく 設定されている。 具体的には、 薬液の流量は、 1 0 O m 1 Zin i n以下であるこ とが好ましく、 より好ましくは 2 0 m 1 / i n、 更に好ましくは 5 m 1 /m i n以下である。 また、 供給ノズル 1 6の開口部 1 6 aとウェハ Wの表面との距離 Dは、 好ましくは 5 mm以下、 より好ましくは 1 mm以下である。
このように、 低速で回転するウェハ上に、 ウェハに近接した位置から少量の薬 液が供給されるため、 ウェハに供給された薬液はウェハに対して静止する。 ここ で、 「薬液がウェハに対して静止する」 とは、 固定位置にある薬液供給部 1 5か ら回転するウェハに供給された薬液は、 ウェハと接触した地点にとどまり、 ゥェ ハから見ると相対的に静止している状態のことをいう。 つまり、 ウェハに供給さ れた薬液は、 ウェハの回転中に、 ウェハの回転方向に移動せず、 更に遠心力によ つてウェハ外へ飛び出すことがない。 従って、 本実施形態によれば、 薬液はゥェ ハから流出せずにウェハ上にとどまるので、薬液がウェハと接触する時間が長く なり、 薬液使用量を低減させることができる。
なお、 図 3 Aに示すように、 供給ノズル 1 6がウェハ Wの半径方向に移動する ように構成してもよい。 このように構成することで、 処理目的領域を自在に調節 することができる。 ここで、 処理目的領域とは、 ウェハの周縁部であって処理す べき領域 （エッジカット幅） をいい、 一般に、 ウェハの外周端部 （側部） から内 側に向けて mm単位、 例えば 2 ~ 5 mmに設定される。 また、 図 3 Bに示すよう に、 ウェハ Wの処理後もしくはウェハ Wの搬出時に、 供給ノズル 1 6をウェハ W から退避させてもよい。 このように構成することで、 ウェハの搬入及び搬出を容 易にすることができる。
薬液供給部 1 5からウェハ Wに供給された薬液は、薬液除去部 2 0によってゥ ェハ Wから除去される。 この薬液除去部 2 0は、 図 2 Aに示すように、 吸引ノズ ル 2 1と、 この吸引ノズル 2 1に薬液導出管 2 2を介して接続された吸引源 2 3 とを備えている。 この吸引ノズル 2 1の吸引口 （図示せず） のウェハ半径方向に おける位置は、 供給ノズノレ 1 6の開口部 1 6 aの位置と同様である。 従って、 図 2 Cに示すように、 薬液供給部 1 5によってウェハ Wに供給された薬液は、 ゥェ ハ Wの回転に伴って吸引ノズノレ 2 1の吸引口まで移動し、 吸引ノズル 2 1によつ て吸引除去される。
吸引ノズル 2 1とウェハ Wとは非接触である力 薬液の吸引効率を高めるため に、 吸引ノズル 2 1の吸引口はウェハ Wにできる限り近接させることが好ましい。 吸引源 2 3としては、 真空ポンプ、 またはェジェクタ一等が使用される。
図 4は本実施形態に係る基板処理装置 （エッチング装置） の気液分離部の概略 図である。
図 4に示すように、 薬液導出管 2 2には気液分離部 2 7が設けられている。 吸 引源 2 3によって吸引ノス 'ノレ 2 1から吸引された薬液と気体との混合物は、 気液 分離部 2 7の内部に導入され、薬液のみが気液分離部 2 7内に貯留される。一方、 気液分離部 2 7内に導入された気体は吸引源 2 3により吸引される。 吸引ノズノレ 2 1から吸引源 2 3までの経路は、薬液の吸引効率を高めるために気密性が確保 されている。 なお、 気液分離部 2 7に真空ゲージ及び真空圧調整弁を設置し、 真 空圧を調整することにより薬液除去部 2 0の吸引力をコントロールしてもよい。 図 5 Aは本実施形態に係る基板処理装置の気液分離部及び再生部を示す概略 図であり、 図 5 Bは気液分離部及び再生部の他の例を示す概略図である。
図 5 Aに示すように、 気液分離部 2 7の底部には再生部 3 2が接続されており、 気液分離部 2 7によって分離された薬液は、 再生部 3 2に導入されるようになつ ている。 再生部 3 2に導入された薬液は、 フィルタ （図示せず） により濾過され た後、 上述した薬液供給部 1 5の薬液貯留タンク 1 8に供給される。 なお、 図 5 Bに示すように、 気液分離部 2 7に、 貯留された薬液の液面位置を検出するレべ ルセンサ 2 8を設けてもよく、 さらに、 薬液の吸引除去終了後、 または薬液の液 面位置が所定の位置に達した場合に弁 2 9を開いて薬液を再生部 3 2に送るよ うにしてもよい。
このように、ウェハ Wに供給された薬液は、薬液除去部 2 0、気液分離部 2 7、 そして、 再生部 3 2を経由して回収され、 薬液供給部 1 5から再度ウェハ Wに供 給される。 本実施形態では、 ウェハ Wに供給された薬液はそのままウェハ W上で 吸引されるため、 ほとんど希釈されることなく薬液を回収することが可能である。 つまり、 従来のような、 ウェハから流出した薬液をチャンバ一の排出口から回収 する方法に比べて、薬液の希釈や汚染が非常に少ない。さらに、本実施形態では、 再生部 3 2によって再生された薬液の濃度低下が少ないため、 再利用される薬液 の処理能力を維持することができる。
次に、 本実施形態に係る基板処理装置 （エッチング装置） の動作について説明 する。
図 1において、 まず、 処理すべきウェハ Wを、 真空チャック 1 1で保持しつつ 回転させる。 次に、 回転するウェハ Wの周縁部に、 薬液供給部 1 5の供給ノズノレ 1 6力ゝら、 例えば、 エッチング液としてフッ酸と過酸ィヒ水素の混合液が供給され る。 このとき、 導管 9からはウェハ Wの表面に向けて窒素ガスなどの不活性ガス が供給される。
導管 9から供給された不活性ガスは、 ウェハ Wの中心から周縁部に向かって流 れるため、 この不活性ガスの流れによって薬液雰囲気とミストがウェハ Wの中央 部に流れることが防止される。 従って、 薬液雰囲気とミストによりウェハ表面が 変質してしまうことが防止でき、 さらには、 大気中の酸素とミストとの反応によ る銅膜の酸化を防止することができる。 なお、 不活性ガスの供給量は、 薬液雰囲 気やミストがウェハの中央部に流れることなく、 かつ、 ウェハの周縁部に供給さ れた薬液をウェハ外に飛ばすことがない程度の量に設定されている。
薬液は、 回転するウェハ Wに対して静止するようにウェハ W上に供給される。 そして、 ウェハ W上の薬液は、 ウェハ Wの回転に伴って薬液除去部 2 0の吸引ノ ズノレ 2 1まで移動し、 吸引ノズル 2 1により吸引除去される。 つまり、 薬液は、 薬液供給部 1 5から供給されてから薬液除去部 2 0により除去されるまでゥェ ハ W上に存在し、 この間にエッチング処理が行われる。 薬液除去部 2 0により吸 引された薬液は、気液分離部 2 7及び再生部 3 2を経て薬液供給部 1 5に供給さ れ、 再度、 薬液供給部 1 5からウェハ Wに供給される。 エッチング処理が終わる と、 図示しない洗浄液供給部から超純水がウェハ Wに供給され、 エッチング処理 に使用された薬液の洗浄 （リンス） が行われる。
次に本実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装置の第 2の実施 形態について図 6及び図 7を参照して説明する。 なお、 特に説明しない構成及ぴ 動作については第 1の実施形態と同様である。
図 6は本実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。 図 7は本実施形態 に係る基板処理装置の口ールチャック及びェッチング部を示す斜視図である。 底部 1 bには 6個の開口が形成されており （図示せず） 、 その開口を貫通して ウェハ Wを水平に保持する 6個のロールチヤック 3 5 a〜 3 5 f が立設されて いる。 6個のロールチャック 3 5 a〜3 5 f 力 それぞれ同期して回転すること によりウェハ Wが低速で回転する。 また、 薬液供給部 1 5および薬液除去部 （ェ ツチング部） 2 0は、 ロールチャック 3 5 aと 3 5 f との間に配置されている。 なお、 ロールチャック 3 5 a ~ 3 5 f によって回転されるウェハ Wの回転速度は、 第 1の実施形態と同様である。
本実施形態のように、 基板保持部としてロールチヤック 3 5 a〜3 5 f を用い た場合でも、薬液供給部 1 5および薬液除去部 2 0をウェハ Wに近接して配置す ることができる。 従って、 回転するウェハ Wに対して薬液を静止するように供給 することができ、 さらに、 ウェハ Wから薬液を吸引除去することができる。
次に、 本発明の第 3の実施形態について図 8を参照して説明する。
図 8は本実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装置の薬液供給 部を示す。
図 8に示すように、 本実施形態では、 供給ノズル 1 6の先端にスポンジ 3 6が 取り付けられており、 スポンジ 3 6から染み出した薬液がウェハ Wの周縁部に供 給されるようになっている。 スポンジ 3 6はウェハ Wと非接触に配置され、 スポ ンジ 3 6とウェハ Wとの距離は第 1の実施形態と同様である。 なお、 スポンジ以 外にも、 布などの多孔質の材料を使用しても良い。
次に、本発明の第 4の実施形態について図 9 A及び図 9 Bを参照して説明する。 図 9 Aは本実施形態に係るエッチング装置に適用した基板処理装置が備える 薬液供給部を示し、 図 9 Bは本実施形態に係る基板処理装置 （エッチング装置） が備える薬液供給部及び薬液除去部の他の例を示す。
図 9 Aに示すように、 ウェハ Wの周縁部の上方に第 1の供給ノズノレ 1 6 Aが配 置され、 ウェハ Wの外周端部に近接して第 2の供給ノズル 1 6 Bが配置されてい る。 このように配置された 2つの供給ノズル 1 6 A， 1 6 Bから薬液を供給する ことにより、 ウェハ Wの処理範囲が制御できると共に、 ウェハ Wの外周端部を含 む周縁部を確実に処理することができる。
また、 図 9 Bに示すように、 2つの供給ノズル 1 6 A， 1 6 Bと 2つの吸引ノ ズノレ 2 1 A, 2 1 Bとを、 ウェハ Wの円周方向に沿って交互に配置してもよい。 この場合、 各供給ノズル 1 6 A, 1 6 Bからは 1種類の薬液を供給してもよく、 また、 供給ノズノレ 1 6 A， 1 6 Bからそれぞれ異なる薬液を供給してもよい。 レヽ ずれの場合でも、 第 1の供給ノズル 1 6 Aから供給された薬液は第 1の吸引ノズ ル 2 1 Aにより吸引され、 第 2の供給ノズル 1 6 Bから供給された薬液は第 2の 吸引ノズ レ 2 1 Bにより吸引される。
ウェハ Wに供給された薬液は、 薬液除去部により除去されるが、 ウェハ W上に は微量の薬液が残留する。 このため、 基板処理装置には、 ウェハ Wを洗浄 （リン ス） するための洗浄液供給部 （図示せず） が設けられている。 洗浄液供給部は、 ゥェハ Wの表面側および裏面側に配置された複数のノズルを有し、 ノズルからゥ ェハ Wに向けて洗浄液 （リンス液） が供給される。 なお、 洗浄液としては超純水 が使用される。
以上説明したように、 本発明によれば、 処理液を飛散させることなく基板上に 供給することができるので、 チヤンバー内の清浄雰囲気を維持することができる と共に、 処理液の基板との反応効率を向上させて処理液の使用量を減少させるこ とが可倉 となる。
次に、本発明の第 5の実施形態に係る洗浄装置に適用した基板処理装置につい て図 1 0 A及び図 1 0 Bを参照して説明する。 図 1 0 Aは、 本実施形態に係る洗 浄装置に適用した基板処理装置の要部を示す側面図であり、 図 1 0 Bは図 1 0 A に示す基板処理装置 （洗浄装置） の要部を示す平面図である。 図 1 O A及び図 1 0 Bに示す基板処理装置は、 銅膜をエッチング処理するチャンバ一 （図示せず） 内に配置されている。 この基板処理装置は、 エッチング処理と兼用して使用して もよく、 また別置きの洗浄処理のみの専用の洗浄装置としてもよい。 この基板処 理装置は、 洗浄処理対象のウェハ （基板） Wを略水平に保持して回転させる、 主 軸 5 1とテーブル 5 2とからなる基板保持部 5 4を備えている。 洗浄対象のゥェ ハ Wは真空吸着等によりテーブル 5 2の上面に固定保持されるようになつてい る。 ウェハ Wの表面近傍には洗浄液吐出ノズル （洗浄液供給部） 5 3が配置され ており、 洗浄液吐出ノズル 5 3の吐出口 5 3 aはウェハ Wの中心から周縁部に向 かって、 かつウェハ Wの表面から 4 5 ° 以下の仰角 0をもって開口している。 し たがって、 洗浄液 Lのウェハ Wの表面に対する入射角度は、 4 5 ° 以下の角度 6 となる。 また、 洗浄液 Lは 0 . 1 mZ s以上の流速で所定の洗浄対象領域に供給 される。 なお、 洗浄液吐出ノズル （洗浄液供給部） 5 3をウェハ Wの裏面側に配 置してもよく、 また、 ウェハ Wの表面側及び裏面側に配置してもよい。
洗浄液 Lは洗浄液供給タンクを備えた供給装置 5 7より、所要の流速に調整さ れて洗浄液吐出ノズル 5 3より噴射される。 ここで、 洗浄液としてはエツチング 処理に用いられた残留処理液 (エッチング液) を除去するのに好適なリンス液ま たは薬液が用いられる。
洗浄液が、 ウェハ Wの表面と 4 5 ° 以下の角度をなして所要の洗浄領域に対し て噴射されることで、洗浄液の水平方向の速度成分は垂直方向の速度成分より大 きくなる。 そして、 水平方向の速度成分が大きい状態で基板中心から周縁部に向 かって洗浄液が供給される。 このため、 洗浄対象領域に存在している処理液等は 速やかにウェハから洗い流される。 ウェハの洗浄を行う際に、 ウェハ中心から周 縁に向かう方向の洗浄液の流速を大きくすることで、 洗浄液の入れ替わりが早く なり、 使用される洗浄液量を最小限にしつつ、 効率的な洗浄を行うことが可能と なる。 また、 洗浄が必要な部分のみに洗浄液を供給することによって、 洗浄液量 を更に低減させることができる。
基板に入射する洗浄液の垂直方向の速度成分が大きいと、 ウェハとの衝突によ つて洗浄液が飛散してしまう。 本実施形態では、 ウェハの表面に対する洗浄液の 入射角度を 4 5 ° 以下にすることで、 洗浄液がウェハに衝突する際の洗浄液の垂 直方向の速度成分が小さくなり、 洗浄液のウェハの表面での跳ねを防止すること ができる。
以上の観点から、 洗浄液のウェハの表面に対する入射角度 （仰角） はなるべく 小さいことが好ましく、 3 0 ° 以下、さらに好ましくは 1 5 ° 以下が好適である。 理想的には、 入射角度を 0 ° とすることが好ましいが、 洗浄液吐出ノズル 5 3等 をウェハの表面と接触して配置することはできないため、 洗浄液の入射方向がな るべくウェハの表面と平行となるように入射角度 （仰角） を設定することが好ま しい。
水平方向の速度成分を大きくするという観点から、 洗浄液の流速は重要な要素 である。 表 1は、 洗净液の仰角と流速とについて、 洗浄効果を検討した結果を示 すものである。この表 1では、縦方向に角度をとり、横方向に流速をとつている。 表中、 〇印は良好な洗浄結果が得られたことを示し、 X印は良好な洗浄結果が得 られなかったことを示している。 なお、 ウェハの回転速度は 1 O Om i n一1であ り、 洗浄対象領域と洗浄液吐出ノズルの吐出口との間隔は 30~5 Ommである。 【表 1】
Figure imgf000019_0001
表 1から分かるように、 洗浄液の流速が 0. 1 mZ sの場合、 仰角 Θ力 S 1 5
〜 3 5 ° で良好な洗浄結果が得られている。 また、 洗浄液の流速を 1. 1 mZ s とすると、 仰角 0が 1 5° 〜6 0° で良好な洗浄結果が得られている。 従って、 ウェハの表面から 45° 以下の仰角 Θをもって洗浄液を供給し、 0. lm/s以 上の流速で洗浄液をウェハの洗浄対象領域に向けて供給することにより、 良好な 洗浄結果が得られる。 特に、 この表 1から仰角が小さいことが良好な洗诤結果を 得る上で重要であることがわかる。 なお、 流速は洗浄液の流量を洗浄液吐出ノズ ルの吐出口の開口面積で割つたものである。
ウェハの回転速度が 5 O Om i n— 1以下では、遠心力が小さいため、 洗浄液が ウェハから流出せずにとどまり、 洗浄液の入れ替わりが起こりにくい。 ウェハの 内側から外側に向けて 0. lm/s以上の流速で洗浄液を供給することにより、 低速回転でも効率的な洗浄が可能である。
洗浄液吐出ノズル 5 3は移動可能とすることが好ましい。 これにより、 ノズル 5 3をウェハの洗浄対象領域に対して好ましい位置に配置することができる。 ま た、 洗浄処理後に洗浄液吐出ノズル 5 3をウェハから退避させて、 ウェハの搬入 及び搬出を容易にすることができる。
図 1 1は、 本実施形態に係る基板処理装置の要部の変形例を示す。 この例にお いては、 吐出口 5 3— l a , 5 3— 2 aをそれぞれ備えた洗浄液吐出ノズル 5 3 - 1 , 5 3— 2がウェハ Wの表裏側に配置され、 これにより、 ウェハ Wを表裏両 面について同時洗浄することができる。 このため、 ウェハの基板保持部として、 ウェハ Wの外周端部に接触してゥェハ Wを保持すると共に回転させるチャック 部 5 8を用いている。 これにより、 ウェハ Wの表裏側に洗浄液吐出ノズル 5 3— 1， 5 3 - 2を配置して、 上述したように基板表裏面の同時洗浄が可能となる。 なお、 洗浄液吐出ノズル 5 3 _ 1 , 5 3 _ 2は、 対称に配置する必要はなく、 .洗 浄目的に応じて仰角及び配置位置等を任意に変更することが可能である。
図 1 2 A、 図 1 2 B、 及び図 1 3は、 それぞれ本発明の第 6の実施形態に係る 洗浄装置に適用した基板処理装置を示す。 本実施形態に係る基板処理装置 （洗净 装置） は、 ウェハ Wを略水平に保持して回転させるチャック部 6 1 a , 6 1 b , 6 1 c , 6 1 dからなる基板保持部を備えている。 なお、 図 1 O Aに示すような 回転テーブルタイプの基板保持部を用いてもよい。 また、 この基板処理装置は、 エッチング処理を行う処理部 6 2を備えている。 この処理部 6 2からは、 ウェハ Wの周縁部にエッチング液 （処理液） が供給され、 周縁部に形成された銅膜など の薄膜が除去される。
さらに、 この基板処理装置は、 ウェハ Wのエッチング処理を行った後に、 ゥェ ハ Wのェツチング処理対象領域に残留するエッチング液を洗い流す洗浄装置 （洗 浄液供給部〉 6 3を備えている。 洗浄装置 6 3は、 その洗浄液吐出口 6 3 aから ウェハ Wの周縁部のェツチング処理対象領域 Aを含む領域 Bに洗浄液を供給し て、 領域 Bに残留している処理液を除去する。 洗浄液の流れは、 ウェハ Wの内側 から周縁部に向けて半径方向に沿って、 且つウェハ Wの表面から 4 5 ° 以下のな るべく小さレ、仰角を持つて形成される。 この洗浄液の供給はウェハ Wを回転させ つつ行われる。 そして、 ウェハ Wの表面の中心から周縁部に向かって供給される 洗浄液 Lの流れの延長線上に、 ウェハ Wの洗浄液 Lが供給される領域に向けて開 口した洗浄液 Lの受け部 6 5が設けられている。 この受け部 6 5はウェハ Wの表 面と同じ平面上に位置している。 受け部 6 5は、 図 1 2 Bに示すように、 樋状の 形状を有し、 ウェハ Wの周縁部から流出する洗浄液 Lを受け止めるようになって いる。 受け部 6 5上を流れる処理液は、 図示しないドレンを経て回収される。 次に、 この基板処理装置の動作について説明する。 まず、 ウェハ Wをチャック 部 6 1 a， 6 1 b , 6 1 c , 6 1 dにより保持しつつ回転させる。 この状態で、 ウェハ Wの周縁部に処理部 6 2からエッチング液を供給し、 ウェハ Wの周縁部に 形成された銅膜をエッチングにより除去する。 このエッチング処理により、 図 1 3に示されるように、銅膜（C u )が除去された領域 Aがウェハ Wに形成される。 次に、洗浄装置 6 3により領域 Aを含む領域 Bが洗浄される。この洗浄処理では、 洗浄液が、 洗浄装置 （洗浄液供給部） 6 3から洗浄対象領域 Bに供給される。 こ のとき、 洗浄液は、 ウェハ Wの表面に対して入射角度 0をもって、 ウェハの中心 から周縁部に向かって、 0 . l mZ s以上の流速で供給される。 ここで、 入射角 度 0は上述した表 1に示されるように、 できるだけ小さくすることが好ましい。 エッチング処理が行われた領域 Aに残留する処理液を除去するためには、 洗浄液 Lが供給される領域 Bは、 領域 Aを含むことが必要とされる。 この場合、 領域 B をできるだけ狭い範囲とすることが好ましい。 領域 Bを小さくすれば、 使用され る洗浄液量を低減することができ、 かつ効率的な洗浄が行える。
ウェハ Wを比較的低速で回転しつつ、 洗浄液 Lをできるだけ小さな仰角 Θで且 つ十分な流速で供給することにより、領域 Bを効率的に且つ確実に洗浄すること ができる。 この洗浄方法によれば、 ウェハ Wを回転しつつ比較的狭い領域にのみ 洗浄液を供給するので、 洗浄液の使用量を著しく低減することができる。 又、 ゥ ェハ Wの表面に対する洗浄液の入射角度 Θが小さいため、 ウェハ Wの表面におけ る処理液の飛散が防止される。
そして、 ウェハ Wの周縁部に向けて供給された洗浄液は樋状の受け部 6 5に受 け止められ、 図示しないドレンを介して回収される。 従って、 ウェハ Wから飛び 出した洗净液がチャンバ一内部に飛散することが防止され、 且つ洗浄液を回収し て再使用することができる。
尚、 上記実施形態は本発明の実施例の一態様を述べたもので、 本発明の趣旨を 逸脱することなく種々の変形実施例が可能なことは勿論である。
以上説明したように、 本発明によれば、 洗浄液を基板周縁部等の限定した領域 に、 小さい仰角で供給するようにしたので、 洗浄液の使用量を減少させることが できる。また、洗浄液の飛散による基板の汚染を防止することができるとともに、 チャンバー内の清浄雰囲気を維持することが可能となる。
次に、 図 1 4を参照して、 本発明の実施の形態であるエッチング装置に適用し た基板処理装置を有する、 半導体ウェハに銅めつきを施すめっき装置を説明する。 図 1 4に示すように、 めっき装置は、 矩形状の設備 7 1 0内に配置されて、 ゥ ェハ （基板） の銅めつきを連続的に行うように構成されている。 この設備 7 1 0 は、 仕切壁 7 1 1によってめっき空間 7 1 2と清浄空間 7 1 3に仕切られ、 これ らの各めつき空間 7 1 2と清浄空間 7 1 3は、 それぞれ独自に給排気できるよう になっている。 そして、前記仕切壁 7 1 1には、 開閉自在なシャツタ （図示せず） が設けられている。 また、 清浄空間 7 1 3の圧力は、 大気圧より低く、 且つめつ き空間 7 1 2の圧力よりも高くしてあり、 これにより、 清浄空間 7 1 3内の空気 が設備 7 1 0の外部に流出することがなく、 且つめつき空間 7 1 2内の空気が清 浄空間 7 1 3内に流入することがないようなつている。
前記清浄空間 7 1 3内には、 基板収納用カセットを载置する 2つのロードアン ロード部 7 1 5と、 めっき処理後のウェハを純水で洗浄 （リンス） し乾燥する 2 基の洗浄ュニット 7 1 6が配置され、 更にウェハの搬送を行う固定タイプで回転 自在な第 1ロボット 7 1 7が備えられている。 この洗浄ュニット 7 1 6としては、 例えばウェハの表裏両面に超純水を供給する洗浄液供給ノズルを有し、 ウェハを 高速でスピンさせて脱水、 乾燥させる形式のものが用いられている。
一方、 めっき空間 7 1 2内には、 ウェハのめっきの前処理を行い、 前処理後の ウェハを反転機 7 2 0で反転させる 2基の前処理ュニット 7 2 1と、 ウェハの表 面に該表面を下向きにして銅めつき処理を施す 4基のめっき膜成膜ュニット 7 2 2と、 ウェハを载置保持する 2基の第 1基板ステージ 7 2 3 a， 7 2 3 bが配 置され、更にウェハの搬送を行う自走タイプで回転自在な第 2ロポット 7 2 4力 S 備えられている。
このめつき装置にあっては、 清浄空間 7 1 3内に位置して、 めっき後のウェハ を薬液 （処理液） でエッチング処理する 2基の基板処理装置 （エッチング装置） 7 2 5と、 この基板処理装置 7 2 5と前記洗浄ュニット 7 1 6との間に位置して 第 2基板ステージ 7 2 6 a , 7 2 6 bが配置され、 更に 2基の基板処理装置 7 2 5に挟まれた位置にウェハの搬送を行う固定タイプで回転自在な第 3ロボット 7 2 7が備えられている。
前記一方の第 1基板 テージ 7 2 3 b及び第 2基板ステージ 7 2 6 bは、 ゥェ ハを水洗い可能に構成されているとともに、 ウェハを反転させる反転機 7 2 0が 備えられている。
これにより、 前記第 1ロボット 7 1 7は、 前記ロードアンロード部 7 1 5に載 置されたカセット、 洗浄ュニット 7 1 6、 及ぴ第 2基板ステージ 7 2 6 a , 7 2 6 b間でウェハを搬送し、 第 2ロボット 7 2 4は、 前記第 1基板ステージ 7 2 3 a , 7 2 3 b , 前処理ュ-ット 7 2 1、 及びめつき膜成膜ュニット 7 2 2間でゥ ェハを搬送し、 第 3ロボット 7 2 7は、 前記第 1基板ステージ 7 2 3 a , 7 2 3 b、 基板処理装置 7 2 5、 及び第 2基板ステージ 7 2 6 a， 7 2 6 b間でウェハ を搬送するようになっている。
更に、 前記設備 7 1 0の内部には、 前記第 1基板ステージ 7 2 3 aの下方に位 置して、 調整運転用ウェハを収納する容器 7 2 8が内蔵され、 第 2ロボット 7 2 4は、 調整運転用ウェハを容器 7 2 8から取出し、 調整運転終了後に再び容器 7 2 8に戻すようになつている。 このように、 調整運転用ウェハを収容する容器 7 2 8を設備 7 1 0の内部に内蔵することで、 調整運転の際に調整運転用ウェハを 外部から導入することに伴う汚染やスループットの低下を防止することができ る。
なお、 容器 7 2 8の配置位置は、 いずれかのロボットで調整運転用ウェハの取 出し及び収納が可能な位置であれば、 設備 7 1 0内の何処でも良いが、 第 1基板 ステージ 7 2 3 aの近傍に配置することで、調整運転用ウェハを使用した調整運 転を前処理からめっき処理と始め、 洗浄し乾燥させた後に容器 7 2 8内に収容す ることができる。
ここで、 前記ロポット 7 1 7として、 落し込みタイプの 2本のハンドを有し、 上側をドライハンド、 下側をウエットハンドとしたものを使用し、 ロボット 7 2 4， 7 2 7として、 落し込みタイプの 2本のハンドを有し、 双方をゥエツトノヽン ドとしたものを使用しているが、 これに限定されないことは勿論である。
次に、 このめつき装置におけるウェハの流れの概要を説明する。 ウェハは表面 (素子形成面、 処理面） を上に向けてカセットに収納されてロードアンロード部 7 1 5に載置される。 そして、 第 1ロポット 7 1 7がウェハをカセットから取出 し、 第 2基板ステージ 7 2 6 a上に移動して、 ウェハを第 2基板ステージ 7 2 6 a上に载置する。 そして、 第 3口ポット 7 2 7が第 2基板ステージ 7 2 6 a上に あったウェハを第 1基板ステージ 7 2 3 aに移す。 次に、 第 2ロボット 7 2 4が 第 1基板ステージ 7 2 3 aからウェハを受け取って前処理ュニット 7 2 1に渡 し、 前処理ュニット 7 2 1での前処理終了後、 ウェハの表面が下に向くように反 転機 7 2 0でウェハを反転させ、 再び第 2口ポット 7 2 4に渡す。 そして、 第 2 ロボット 7 2 4はウェハをめつき膜成膜ュ-ット 7 2 2のへッド部に渡す。
めっき膜成膜ュニット 7 2 2でウェハのめっき処理及び液切りを行つた後、 ゥ ェハを第 2ロポット 7 2 4に渡し、 第 2ロボット 7 2 4はウェハを第 1基板ステ ージ 7 2 3 bへ渡す。 ウェハは、 第 1基板ステージ 7 2 3 bの反転機 7 2 0によ つて、 表面が上に向くように反転され、 第 3ロボット 7 2 7によって基板処理装 置 7 2 5に移される。 基板処理装置 7 2 5においてエッチング処理が施されたゥ ェハは、第 3ロポット 7 2 7により第 2基板ステージ 7 2 6 bへ運ばれる。次に、 第 1ロボット 7 1 7が第 2基板ステージ 7 2 6 bからウェハを受取り、洗浄ュニ ット 7 1 6にウェハを移送し、 洗浄ュニット 7 1 6で純水 （脱イオン水を含む） によるリンスとスピン乾燥を行う。 乾燥されたウェハは、 第 1ロボット 7 1 7に よりロードアンロード部 7 1 5に载置されたカセット内に収納される。 産業上の利用の可能性
本発明は、 基板の周縁部に形成された薄膜をエッチングするエッチング装置な どに好適に使用される基板処理装置及び基板処理方法に適用可能である。 また、 本発明は、 エツチング処理後に基板を洗浄処理する洗浄装置などに好適に使用さ れる基板処理装置及び基板処理方法に適用可能である。

Claims

請求の範囲
1 . 基板を略水平に保持しつつ回転させる基板保持部と、 回転する基板の周縁部 に、 処理液が基板に対して静止するように該処理液を供給する処理液供給部とを 備えたことを特徴とする基板処理装置。
2 . 処理液を基板上から除去する処理液除去部を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の基板処理装置。
3 . 前記処理液除去部は、 基板上の処理液を吸引するように構成されていること を特徴とする請求項 2に記載の基板処理装置。
4 . 前記処理液除去部は、 吸引した処理液と気体とを分離する気液分離部を備え ていることを特徴とする請求項 3に記載の基板処理装置。
5 . 前記気液分離部により分離された処理液を再生して前記処理液供給部に供給 する再生部を設けたことを特徴とする請求項 4に記載の基板処理装置。
6 . 前記処理液供給部を複数設けたことを特徴とする請求項 2に記載の基板処理 装置。
7 · 前記処理液除去部を複数設けたことを特徴とする請求項 6に記載の基板処理
8 . 基板の表面に不活性ガスを供給するパージ機構を設けたことを特徴とする請 求項 1に記載の基板処理装置。
9 . 基板を略水平に保持しつつ回転させ、
回転する基板の周縁部に、 処理液が基板に対して静止するように該処理液を供 口し、
基板上の処理液を吸引することを特徴とする基板処理方法。
1 0 . 基板を略水平に保持して回転させる基板保持部と、
基板の中心から周縁部に向けて、 かつ基板の表面から 4 5 ° 以下の仰角をもつ て洗浄液吐出口を開口し、 0 . 1 m/ s以上の流速で洗浄液を基板の表面に 給 する洗浄液供給部とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
1 1 . 前記基板の表面と同じ平面上に配置され、 基板上の洗浄液が供給される領 域に向けて開口した洗浄液の受け部を備え、 該受け部から洗浄液を回収する う にしたことを特徴とする請求項 1 0に記載の基板処理装置。
1 2 . 前記洗浄液供給部は、 基板の表面の近傍に配置されることを特徴とする請 求項 1 0に記載の基板処理装置。
1 3 . 前記基板の表面と同じ平面上に配置され、 基板上の洗浄液が供給される領 域に向けて開口した洗浄液の受け部を備え、 該受け部から洗浄液を回収する う にしたことを特徴とする請求項 1 2に記載の基板処理装置。
1 4 . 回転する基板の中心から周縁部に向けて、 かつ基板の表面から 4 5 ° 以下 の仰角をもって開口した洗浄液吐出口から、 0 . 1 s以上の流速で洗浄液を 供給し、 基板の表面または裏面の少なくとも一方を洗浄することを特徴とする基 板処理方法。
1 5 . 回転する基板の周縁部に処理液を供給し、
基板の周縁部を処理した後、 基板の中心から周縁部に向けて、 かつ基板の表面 から 4 5 ° 以下の仰角をもって開口した洗浄液吐出口から、 基板の周縁部を含む 領域に洗浄液を供給して、 処理液で処理した領域に残留する処理液を除去するこ とを特徴とする基板処理方法。
1 6 . 前記洗浄液吐出口から、 基板の表面と平行に近い方向に沿って基板の周縁 部に向けて洗浄液を供給することを特徴とする請求項 1 5に言己載の基板処理方 法。
1 7 . 基板の表面と同じ平面上に配置され、 基板上の洗浄液が供給される領域に 向けて開口した洗浄液の受け部から、洗浄液を回収するようにしたことを特徴と する請求項 1 6に記載の基板処理方法。
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