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技術 基板処理装置

出願人 エス・イー・エス株式会社
発明者 柴垣喜造
出願日 2006年6月14日 (12年6ヶ月経過) 出願番号 2006-164899
公開日 2007年12月27日 (10年11ヶ月経過) 公開番号 2007-335587
状態 未査定
技術分野 ウェットエッチング 半導体の洗浄、乾燥
主要キーワード 取外し部材 上方開口端 スイング移動 環状筒 垂直孔 リング上面 外周側壁面 外周直径
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年12月27日)のものです。
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図面 (8)

課題

基板表面処理と同時に裏面外周縁の処理する際に、裏面の処理液による処理領域と非処理領域との境界揺らぎを少なくして、高品質の処理ができる基板処理装置を提供すること。

解決手段

中央部にガス噴射口4a'を有する基板支持部材3に被処理基板Wを水平に保持して回転させ、この回転する被処理基板の上面に処理液を供給して処理をする基板処理装置において、基板支持部材3は、内部に中空穴60を有し外径が被処理基板Wの外径より小さい環状のリングテーブルRをガス噴射口4a'を中心にして同心円状に配設し、このリングテーブルR上に被処理基板Wを載置したときに、この被処理基板で中空穴60を覆って噴射口4a'からのガスを一時滞留させる空間Sが形成されるようにした。

概要

背景

半導体素子は、半導体ウェーハ(以下、ウェーハという)上に各種半導体層成膜および電極等を形成する複数の製造プロセスを経て作成されている。これらの製造プロセスのうち、ウェーハをエッチングおよび洗浄等を行う洗浄プロセスは、通常、ウェーハを各種の薬液によりエッチング等する薬液処理、この薬液処理後に純水等のリンス液により洗浄する洗浄処理、さらに洗浄されたウェーハを回転水切り等で乾燥する乾燥処理となっている。これらのプロセスを実行する具体的な処理装置としては、ウェーハを回転させ、この回転するウェーハに薬液或いは純水等の処理液を供給して処理する基板処理装置が知られている(例えば、下記特許文献1、2参照)。

図6は、下記特許文献1に記載された基板処理装置を示す縦断面図である。
この基板処理装置20は、ハウジング21と、このハウジング21内で中心軸を中心に回転するように配置された中空円柱状チャック23と、このチャック23の中空部24内に配置されて上下方向に移動可能な筒状のノズル部材25とを有し、このノズル部材25の中央にノズル孔25aを設け、このノズル孔25aからガス噴射させて、チャック23上面にウェーハWをベルヌイチャック力で浮かした非接触状態で保持し、ウェーハWの上方から不図示のノズルをウェーハW表面にスイング移動させながらエッチング液或いは純水を噴射して、エッチング或いは洗浄等の処理を行うようになっている。なお、符号23Aはチャック23を回転させるモータ、25Aはノズル部材25を上下動させる駆動源、25Bはガス供給源である。

また、下記特許文献2にも同様の基板処理装置が記載されている。なお、図7はこの特許文献に記載された基板処理装置の断面図である。
この基板処理装置30は、一対の基板台31、31a間に環状ノズル32を設けるととともに、一方の基板台31に、ウェーハWとの隙間を広くする段差部33を形成したもので、この段差部33により、ウェーハ表面に供給された処理液がウェーハ裏面へ回り込む領域を規制して、この領域をウェーハ表面と同時に処理できるようにしたものである。
その結果、処理液がエッチング液であると、段差部33と対向するウェーハWの裏面部分が表面と同時にエッチング処理されることになる。なお、この段差部と同じ働きをする突起を基板台に設けた基板処理装置が下記特許文献3に記載されている。

特開平2005−51028号公報(図1、段落〔0008〕〜〔0010〕)
特開平9−181026号公報(図1、段落〔0024〕〜〔0029〕)
特開平10−237678号公報(図3、段落〔0010〕〜〔0014〕)

概要

基板表面処理と同時に裏面外周縁の処理する際に、裏面の処理液による処理領域と非処理領域との境界揺らぎを少なくして、高品質の処理ができる基板処理装置を提供すること。中央部にガス噴射口4a'を有する基板支持部材3に被処理基板Wを水平に保持して回転させ、この回転する被処理基板の上面に処理液を供給して処理をする基板処理装置において、基板支持部材3は、内部に中空穴60を有し外径が被処理基板Wの外径より小さい環状のリングテーブルRをガス噴射口4a'を中心にして同心円状に配設し、このリングテーブルR上に被処理基板Wを載置したときに、この被処理基板で中空穴60を覆って噴射口4a'からのガスを一時滞留させる空間Sが形成されるようにした。

目的

本発明は、上記のような従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、基板の表面処理と同時に裏面外周縁の処理をする際に、裏面の処理液による処理領域と非処理領域との境界の揺らぎを少なくして、高品質の処理ができる基板処理装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

中央にガス噴射口を有する基板支持部材被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する被処理基板の上面に処理液を供給して処理する基板処理装置において、内部に中空穴を有し外径が被処理基板の外径より小さい環状のリングテーブルを前記基板支持部材の被処理基板を保持する面に前記ガス噴射口を中心にして同心円状に配設し、前記リングテーブル上に被処理基板を載置したときに、この被処理基板で前記中空穴を覆って前記噴射口からのガスを一時滞留させる空間が形成されるようにしたことを特徴とする基板処理装置。

請求項2

前記リングテーブルは、その外周側壁が前記基板支持部材の上面に対して直角な鉛直面で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。

請求項3

前記基板支持部材は、その中央部に貫通孔が形成されて、前記貫通孔内に前記ガス噴射口を有するガス噴射部材が上下方向へ移動自在に装着されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板処理装置。

請求項4

中央にガス噴射口を有する基板支持部材に被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する被処理基板の上面に処理液を供給して処理する基板処理装置において、内部に中空穴を有するリング部材リンス液流入口および流出口を有する環状溝を設けた第1環状リングと前記第1環状リングの外周壁に接触して前記流入口を薬液処理時に閉じリンス洗浄時に開口し外径が被処理基板の直径より小さい第2環状リングとからなるリングテーブルを前記基板支持部材の被処理基板を保持する面に前記ガス噴射口を中心にして同心円状に配設して、前記リングテーブル上に被処理基板を載置したときに、この被処理基板で前記中空穴を覆って前記噴射口から噴射されるガスを一時滞留させる空間が形成されるようにしたことを特徴とする基板処理装置。

請求項5

前記第2環状リングは、その外周側壁が前記基板支持部材の上面に対して直角な鉛直面で形成されていることを特徴とする請求項4に記載の基板処理装置。

請求項6

前記第1環状リングは、その外周側壁面に前記流入口および被処理基板に対向するリング上面に流出口が形成された環状溝を形成し、前記第2環状リングは、所定の高さを有する筒状体からなり、前記筒状体は、前記基板支持部材の載置面に凹状溝を設けて該凹状溝内に収容されて昇降手段により溝内で上下動されることを特徴とする請求項4又は5に記載の基板処理装置。

請求項7

前記基板支持部材は、その中央心部に貫通孔が形成されて、前記貫通孔内に前記ガス噴射口を有するガス噴射部材が上下方向へ移動自在に装着されていることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の基板処理装置。

技術分野

0001

本発明は、半導体ウェーハ等の基板を回転させ、この回転する基板に薬液或いは純水等の処理液を供給して、基板の表面処理を行う基板処理装置に関するものである。

背景技術

0002

半導体素子は、半導体ウェーハ(以下、ウェーハという)上に各種半導体層成膜および電極等を形成する複数の製造プロセスを経て作成されている。これらの製造プロセスのうち、ウェーハをエッチングおよび洗浄等を行う洗浄プロセスは、通常、ウェーハを各種の薬液によりエッチング等する薬液処理、この薬液処理後に純水等のリンス液により洗浄する洗浄処理、さらに洗浄されたウェーハを回転水切り等で乾燥する乾燥処理となっている。これらのプロセスを実行する具体的な処理装置としては、ウェーハを回転させ、この回転するウェーハに薬液或いは純水等の処理液を供給して処理する基板処理装置が知られている(例えば、下記特許文献1、2参照)。

0003

図6は、下記特許文献1に記載された基板処理装置を示す縦断面図である。
この基板処理装置20は、ハウジング21と、このハウジング21内で中心軸を中心に回転するように配置された中空円柱状チャック23と、このチャック23の中空部24内に配置されて上下方向に移動可能な筒状のノズル部材25とを有し、このノズル部材25の中央にノズル孔25aを設け、このノズル孔25aからガス噴射させて、チャック23上面にウェーハWをベルヌイチャック力で浮かした非接触状態で保持し、ウェーハWの上方から不図示のノズルをウェーハW表面にスイング移動させながらエッチング液或いは純水を噴射して、エッチング或いは洗浄等の処理を行うようになっている。なお、符号23Aはチャック23を回転させるモータ、25Aはノズル部材25を上下動させる駆動源、25Bはガス供給源である。

0004

また、下記特許文献2にも同様の基板処理装置が記載されている。なお、図7はこの特許文献に記載された基板処理装置の断面図である。
この基板処理装置30は、一対の基板台31、31a間に環状ノズル32を設けるととともに、一方の基板台31に、ウェーハWとの隙間を広くする段差部33を形成したもので、この段差部33により、ウェーハ表面に供給された処理液がウェーハ裏面へ回り込む領域を規制して、この領域をウェーハ表面と同時に処理できるようにしたものである。
その結果、処理液がエッチング液であると、段差部33と対向するウェーハWの裏面部分が表面と同時にエッチング処理されることになる。なお、この段差部と同じ働きをする突起を基板台に設けた基板処理装置が下記特許文献3に記載されている。

0005

特開平2005−51028号公報(図1、段落〔0008〕〜〔0010〕)
特開平9−181026号公報(図1、段落〔0024〕〜〔0029〕)
特開平10−237678号公報(図3、段落〔0010〕〜〔0014〕)

発明が解決しようとする課題

0006

上記特許文献1の基板処理装置によれば、ベルヌイチャック力を利用してウェーハを保持し、ウェーハに処理液を供給することにより、ウェーハ表面をエッチング処理することができる。しかし、近年、この種の基板処理装置は、ウェーハの表面処理だけでなく、裏面、特に裏面外周縁の不要膜を除去するエッチング等の処理が要求されているが、この基板処理装置ではこの要求に応じることができない。

0007

これに対して、上記特許文献2の基板処理装置は、ウェーハ表面のエッチング処理と同時に裏面の外周縁をも処理できるので、上記の要求に応じることが可能であるが、幾つかの課題が潜在している。その一つは、環状ノズルが一対の基板台間に形成されるので、環状ノズルのギャップを均一に形成し、この状態を保持するのが難しいことである。すなわち、一対の基板台のうち、一方の基板台を逆円錐状に他方の基板台をすり状に形成し、すり鉢状の基板台に逆円錐状の基板台を挿入して両基板台間でノズルギャップを形成することになるが、均一なギャップを保持するためには、例えば、所定形状のスペーサ或いは特殊な懸架機構が必要になるため、これらの位置決め調整および機構が面倒になる。したがって、環状ノズルのギャップが不均一になると、このノズルから噴出されるガスの流速も不均一になり、安定したベルヌイチャック力が発生しなくなり、ウェーハの均一な保持ができなくなる。

0008

他は、この環状ノズルでは、ガス供給源からのガス流供給路の途中で分岐されるので、分岐路でガス流が均等に分岐されず不均衡になる恐れがあり、また、この分岐路から噴射口へ至るガス流路が長いために、この流路の途中でガス流が変化する恐れがある。したがって、上記のように環状ノズルのギャップが不均一或いはこの環状ノズルから噴射されるガス流が変化すると、発生するベルヌイチャック力も不安定になり、ウェーハ裏面に回り込む処理液も均一にならず、そのためウェーハ裏面の処理領域と非処理領域との境界が不安定になる、いわゆる処理領域の揺らぎが発生することになり、一定した品質の処理ができなくなる。なお、上記特許文献3に記載された基板処理装置も同様の課題を有している。

0009

本発明は、上記のような従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、基板の表面処理と同時に裏面外周縁の処理をする際に、裏面の処理液による処理領域と非処理領域との境界の揺らぎを少なくして、高品質の処理ができる基板処理装置を提供することにある。

0010

本発明の他の目的は、被処理基板の裏面外周縁に付着した薬液を洗浄液で洗浄できるようにして高品質の処理ができる基板処理装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上記目的を達成するために、請求項1に記載の基板処理装置の発明は、中央にガス噴射口を有する基板支持部材に被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する被処理基板の上面に処理液を供給して処理する基板処理装置において、内部に中空穴を有し外径が被処理基板の外径より小さい環状のリングテーブルを前記基板支持部材の被処理基板を保持する面に前記ガス噴射口を中心にして同心円状に配設し、前記リングテーブル上に被処理基板を載置したときに、この被処理基板で前記中空穴を覆って前記噴射口からのガスを一時滞留させる空間が形成されるようにしたことを特徴とする。

0012

請求項2の発明は、請求項1に記載の基板処理装置において、前記リングテーブルは、その外周側壁が前記基板支持部材の上面に対して直角な鉛直面で形成されていることを特徴とする。

0013

請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の基板処理装置において、前記基板支持部材は、その中央部に貫通孔が形成されて、前記貫通孔内に前記ガス噴射口を有するガス噴射部材が上下方向へ移動自在に装着されていることを特徴とする。

0014

請求項4に記載の基板処理装置の発明は、中央にガス噴射口を有する基板支持部材に被処理基板を水平に保持して回転させ、この回転する被処理基板の上面に処理液を供給して処理する基板処理装置において、内部に中空穴を有するリング部材にリンス液流入口および流出口を有する環状溝を設けた第1環状リングと前記第1環状リングの外周壁に接触して前記流入口を薬液処理時に閉じリンス洗浄時に開口し外径が被処理基板の直径より小さい第2環状リングとからなるリングテーブルを前記基板支持部材の被処理基板を保持する面に前記ガス噴射口を中心にして同心円状に配設して、前記リングテーブル上に被処理基板を載置したときに、この被処理基板で前記中空穴を覆って前記噴射口から噴射するガスを一時滞留させる空間が形成されるようにしたことを特徴とする。

0015

請求項5の発明は、請求項4に記載の基板処理装置において、前記第2環状リングは、その外周側壁が前記基板支持部材の上面に対して直角な鉛直面で形成されていることを特徴とする。

0016

請求項6の発明は、請求項4又は5に記載の基板処理装置において、前記第1環状リングは、その外周側壁面に前記流入口および被処理基板に対向するリング上面に流出口が形成された環状溝を形成し、前記第2環状リングは、所定の高さを有する筒状体からなり、前記筒状体は、前記基板支持部材の載置面に凹状溝を設けて該凹状溝内に収容されて昇降手段により溝内で上下動されることを特徴とする。

0017

請求項7の発明は、請求項4〜6のいずれかに記載の基板処理装置において、前記基板支持部材は、その中央部に貫通孔が形成されて、前記貫通孔内に前記ガス噴射口を有するガス噴射部材が上下方向へ移動自在に装着されていることを特徴とする。

発明の効果

0018

請求項1の発明によれば、基板支持部材の被処理基板を保持する面に、内部に中空穴を有し外径が被処理基板の外径より小さい環状のリングテーブルをガス噴射口を中心にして同心円状に配設することにより、このリングテーブル上に被処理基板が載置されたときに、リングテーブルの中空穴が基板支持部材と被処理基板とで囲まれて所定大きさの空間が形成される。これにより基板と基板支持部材の上面の距離よりも基板とリングテーブル上面との距離が小さくなる。そして、被処理基板の処理時には、この空間にガスが一時貯留された後に、このガスがリングテーブルと基板間の隙間から均一に外方へ噴射されるので、基板に働くベルヌイチャック力が安定になるとともに、基板裏面へ回り込む処理液も均一になり、裏面の処理領域と非処理領域との境界が安定し、いわゆる揺らぎが発生することがなくなる。また、リングテーブルと基板間の隙間のガス流路が極端に短くなっているので、このガス流路の長さによってガス流が変化することがなく安定したガス噴射がなされる。

0019

請求項2の発明によれば、外周側壁を鉛直面とすることにより、処理領域と非処理領域との境界を的確に設定できる。

0020

請求項3の発明によれば、ガス噴射部材を基板支持部材の貫通孔に上下方向へ移動自在に装着することにより、被処理基板の取外し時に、ガス噴射させながら上方へ移動させて、被処理基板の保持面との隙間を拡大させることができるので、基板支持部材からの被処理基板の取外しが容易になる。

0021

請求項4の発明によれば、中央部に中空穴およびこの中空穴の周辺に一端にリンス液流入口他端に流出口を有する環状溝を設けた第1環状リングと、この第1環状リングの外周囲に位置して前記流入口を薬液処理時に閉じリンス洗浄時に開口し外径が被処理基板の直径より小さい第2環状リングとからなるリングテーブルを設けることにより、薬液処理時には、請求項1と同じ効果を奏することができる。また、このリングテーブルを使用しないと、薬液処理後のリンス洗浄は別の洗浄装置で洗浄するか、或いは被処理基板を裏返して洗浄することになるのでリンス洗浄に時間が掛かり面倒になる。つまり、薬液が裏面に残った状態でそのままリンスしても薬液はリンス液により中心方向へ押されるだけなので、完全にリンスすることはできなかった。しかし、このリングテーブルを使用することにより、リンス洗浄時には、基板裏面に付着した薬液を中心方向からエッジ方向へリンス液によって洗浄できるので薬液残りの心配がなくなる。

0022

請求項5の発明によれば、第2環状リングの外周側壁を基板保持面に対して直角に形成した鉛直面とすることにより、処理領域と非処理領域との境界を的確に設定できる。

0023

請求項6の発明によれば、第1環状リングの外周側壁面に前記流入口を形成することにより基板上面から回り込んだリンス液を環状溝に取り込むことができ、また、被処理基板に対向するリング上面に流出口を形成することにより、第1環状リングの外周壁より内側にリンス液を供給させることができ、内側から薬液をリンスすることが可能となる。さらには、請求項4に示すガス噴射口から噴射されたガスが基板と第1環状リングとの間を流れるので、環状溝中のリンス液を吸い上げる効果を奏する。また、第2環状リングを所定の高さを有する筒状体で形成することにより、基板支持部材の面への装着が容易になる。

0024

請求項7の発明によれば、ガス噴射部材を基板支持部材の貫通孔に上下方向へ移動自在に装着することにより、被処理基板の取外し時に、ガス噴射させながら上方へ移動させて、被処理基板の保持面との隙間を拡大させることができるので、基板支持部材からの被処理基板の取外しが容易になる。

発明を実施するための最良の形態

0025

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための基板処理装置を例示するものであって、本発明をこの基板処理装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

0026

図1は本発明の実施例1に係る基板処理装置の一部縦断面図、図2(a)は図1の基板支持部材およびガス噴射部材部分を示した断面図、図2(b)は図2(a)の一部断面図、図3は被処理基板の取外しを説明する断面図である。
基板処理装置1は、図1に示すように、内部が中空円筒状の回転軸部材2と、この回転軸部材2の中空孔2aに連通した開口3aを中央部に有しウェーハWを水平方向に保持して回転軸部材2に連結されて回転する基板支持部材3と、中空孔2aに連通した孔に上下方向へ移動可能に装着したノズル孔4aを有するガス噴射部材4と、回転軸部材2および基板支持部材3が回転自在に装着される空間を有するハウジング7と、基板支持部材3に保持されたウェーハWの上面に処理液を供給する処理液供給手段9とを備えている。

0027

回転軸部材2は、内部が中空な円形の筒状体からなり、ハウジング7の垂直孔7aに回転可能に装着されている。この回転軸部材2は、回転駆動機構8A、例えばモータに結合され、垂直方向軸線X−Xを中心に回転される。回転軸部材2の頂部には、ウェーハWを保持する基板支持部材3が一体に形成されている。なお、基板支持部材3の開口3aと中穴孔2aとが連通しているのでこれらで貫通孔が形成されている。したがって、この基板支持部材3は、回転軸部材2の回転にともなって回転する。

0028

基板支持部材3は、その上面を平坦面にした所定の肉厚を有する円盤状の部材で形成され、この平坦面には、ウェーハW裏面の処理領域を規制するリングテーブルRと、ウェーハWが外方向へ移動するのを規制する複数本支持ピン51〜5nとが設けられている。数本の支持ピン51〜5nは、円板状の基板支持部材3にほぼ等間隔に設けられている。なお、図1では基板支持部材の円周上で対向する2本の支持ピンを示している。

0029

リングテーブルRは、図2(a)に示すように、中央部に大径の中空穴60およびこの中空穴の周辺に所定の高さHおよび幅長Lを有し、外径がウェーハWの直径より短長の環状リング6からなり、この環状リング6が中空穴60の中心にガス噴射部材4の噴射口4a'が位置するように位置決めして、基板支持部材3の平坦面に固定されている。このリングテーブルRは、環状リング6の外周壁が基板支持部材3の水平面と直角の鉛直面6aに、頂部が平坦面6bに、内側壁が傾斜面6cに、それぞれ形成されている。内側壁を傾斜面6cとすることにより、ガス噴射部材4からのガスを円滑に頂部の平坦面6bを経て外へ流出させることができる。また、リングテーブルRは、環状リング6の直径をウェーハWの直径より短長にすることにより、この環状リング6にウェーハWが載置されたとき、このウェーハWが環状リング6の外周囲からはみだした部分が処理液による基板裏面の処理領域となる。さらに、環状リング6の外周壁を鉛直面6aとすることにより、処理領域と非処理領域との境界が揺らがないようにさせる要素となる。リングテーブルRは、基板支持部材3とは別部材で形成されている。別部材にすることにより、外径の異なるリングを用意しておき、基板支持部材に装着することにより、ウェーハWが環状リング6の外周囲からはみ出す部分を変更できるので処理領域を変更することが可能になる。勿論、基板支持部材と一体に形成してもよい。

0030

複数本の支持ピン51〜5nは、それぞれ円柱体とその上面の外周部に設けた突起とで形成され、基板支持部材の外方向へ移動できるようになっている。

0031

ハウジング7は、図1に示すように、中央部に回転軸部材2を収容できる大きさの垂直孔7aが形成され、この垂直孔7aの上方開口端に基板支持部材3を収容できる大きさの凹状窪み7bが形成されている。垂直孔7aには、回転軸部材2が挿入され、この回転軸部材2は回転駆動機構8Aに連結されている。

0032

ガス噴射部材4は、中央にノズル孔4aが設けられ、先端部が噴射口4a'となっており、ノズル孔4aはガス供給源8Cに配管で接続されている。ガス供給源8Cは、不活性ガス、例えば窒素ガス供給源となっている。また、ガス噴射部材4は、この部材を上下動させる駆動源8Bに連結されており、この駆動源8Bを作動させることによりガス噴射部材4を中空孔2a内で上下方向へ移動させる。

0033

処理液供給手段9は、ウェーハWの表面に処理液を供給する噴射ノズル9aを有し、この噴射ノズル9aが処理液供給源9bに配管により接続されている。図1では1本の噴射ノズルを示しているが、複数の処理液源および処理液源毎に異なる噴射ノズルが設けられ、これらは省略されている。処理液には、エッチング処理するエッチング液等の薬液および純水等でリンスする洗浄液が使用される。

0034

次に、図1図3を参照して、この基板処理装置を用いたウェーハの処理を説明する。先ず、基板支持部材3の環状リング6の平坦面6bの上方にウェーハWを載置する。このとき、噴射ノズル9aからガスが供給されているので、基板と平坦面6bは非接触となっている。
この環状リング6にウェーハWを載置すると、リングテーブルRの中空穴60は、基板支持部材3の基板保持面3bとウェーハWとで囲まれて所定大きさの空間Sが形成される。
次いで、ガス噴射部材4を基板支持部材3の基板保持面3bと略同一面、すなわちリングテーブルRの平坦面6bよりも低くして、回転駆動機構8Aにより基板支持部材3を所定の回転数で回転させる。ガス供給源8Cからは常にノズル孔4aを通して窒素ガスN2を所定の流量で空間S内へ噴射している。このガス噴射により、空間S内に窒素ガスN2が一杯充満されてリングテーブルRの平坦面6bとウェーハWとの間の間隙から外方向へ放出される。このとき、ウェーハWは基板支持部材3の回転により回転しているので、ウェーハWにはベルヌイチャック力が働き平坦面6bとウェーハWとの間にギャップd1が形成されており、ウェーハWがリングテーブルRの平坦面6b上から浮いた非接触状態で保持されている。

0035

この構成によると、窒素ガスN2は空間内に充満され空間内の圧力が略一定になった後に、ギャップd1から放出されるので、この隙間からガスが均一に噴射される。しかも、ガス流路もギャップd1となって極端に短くなっているので、このガス流路の長さによってガス流が変化することがなく全円周方向に安定したガス噴射がなされる。

0036

この状態で、噴射ノズル9aをウェーハWの中心部に位置させて、処理液供給源9bからエッチング液を供給しながら外周方向所定角度でスイング移動させる。この噴射ノズル9aの移動中にウェーハWの表面に供給されたエッチング液により、表面のエッチング処理がされ、また、ウェーハW裏面にもエッチング液が回り込み、ウェーハW裏面の外周縁部分、すなわち、環状リング6の鉛直面6aの延長鉛直面と交差する外側領域がエッチング処理される。このとき、環状リング6の鉛直面6aは、エッチング液が内側方向へ浸入するのをブロックするとともに、ウェーハW裏面のエッチング処理領域の境界を設定する働きをしている。

0037

したがって、エッチング液は、図2(b)に示す矢印方向へ流れる。エッチング処理後は、エッチング液の供給を停止し、代わって処理液供給源9bから噴射ノズル9aへ純水等のリンス液を供給してウェーハの洗浄処理を行う。
この基板処理装置1では空間Sに窒素ガスN2が充満され、空間Sの全周囲に均一に加圧されるので、噴射ガスはウェーハWの裏面へほぼ均一に吹付けられて、処理液の回り込み量が均一になり、処理領域と非処理領域との境界を揺らぎのないものとなる。また、回り込み規制部材の内側への処理液の流入を阻止できる。

0038

このエッチングおよび洗浄終了後は、図3に示すように、噴射口4a'から窒素ガスを噴射させながら駆動源8Bによりガス噴射部材4を上方に移動させる。このガス噴射部材4の上昇により、ウェーハWは環状リング6の平坦面6b上で非接触状態のまま上方へ移動されて、このギャップd1が大きくなり、この大きくなったギャップd2に不図示の取外し部材を差し込み、ガス噴射部材4からのガス噴射を停止してウェーハWを取外して装置外移送する。

0039

実験例]
この基板処理装置にサイズの異なるリングテーブルを装着して実験し、結果を確認したので、以下にその実験例を説明する。
(1)使用したリングテーブル
環状リング6の外径を298mmにして、幅長Lおよび高さH(図2(a)参照)をそれぞれ(a)L:1.0mm、H:3.0mm、(b)L:3.0mm、H:1.0mm、(c)L:3.0mm、H:3.0mm、(d)L:1.0mm、H:1.0mmにした4種類のものを基板支持部材3に装着。
(2)ウェーハの大きさ
ウェーハの直径は300mm。
(3)条件
基板支持部材3の回転数を1000rpmにして、ウェーハ裏面へ40L/minの窒素ガスN2を供給し、ウェーハWの表面へ濃度49%のHFを1L/minを供給し、処理時間10secで処理。
(4)結果
上記(1)〜(3)の設定および条件でウェーハを処理したところ、ウェーハWとリングテーブルとのギャップd1が約0.2mm〜0.3mmとなり、ウェーハW裏面には、処理領域と非処理領域との境界に揺らぎがない真円に近い境界線が確認できた。このときのエッチング幅を観察したところ、幅長Lが1.0mmのリングテーブルではエッチング幅が略2.0mmで揺らぎのない境界が形成されていた。この結果は、ギャップから流出されるガス流がリングテーブルのギャップを全周に亘って均一になり、しかも、このギャップが極めて狭いため、このギャップにエッチング液が入り込もうとする現象をギャップから噴射される窒素N2ガスにより阻止されて、界面の揺らぎが抑制されるものと推測される。

0040

次に、図4を参照して実施例2の基板処理装置を説明する。なお、図4は本発明の実施例2に係る基板処理装置の要部を示す断面図である。また、図5はリングテーブルの一部拡大図である。
実施例2の基板処理装置は、実施例1の基板処理装置1とリングテーブルRの構造を一部変更し、薬液処理した後にウェーハ裏面に残った薬液を洗浄できるようにした点が異なり、他は同じ構成となっているので、共通部分の説明を省略し異なる構成について説明する。

0041

リングテーブルR'は、中央部に中空穴60'およびこの中空穴の周辺の一端にリンス液流入口61および他端に流出口62を有する環状溝6dを設けた第1環状リング6'と、この第1環状リング6'の外周囲に位置して流入口61を薬液処理時に閉じ、リンス洗浄時に開口し外径がウェーハWの直径より小さい第2環状リング10とを有している。第1環状リング6'は、その外周壁が基板支持部材3の水平面と直角の鉛直面6a'に、頂部が平坦面6b'に、また内側壁が傾斜面6c'に、それぞれ形成されている。環状溝6dは、このリングの平坦面6b'から内部を経て鉛直面6a'に至る経路で形成されている。この環状溝は、図5(a)に示すように、溝間が複数の支持部6d'を介して所定間隔で連結されている。

0042

第2環状リング10は、鉛直面6a'の高さとほぼ同じ高さおよび所定の肉厚を有する環状筒状体からなり、その直径を第1環状リング6'の外周直径より若干大きくして、筒状体の内面が鉛直面6a'と接触するようになっている。

0043

このリングテーブルR'の第2環状リング10の異なる肉厚を用意しておき、基板支持部材に装着することにより処理領域を変更することが可能になる。

0044

基板支持部材3の基板保持面3bには、第1環状リング6'の鉛直面6a'に沿って所定の幅および深さを有する凹状の凹状溝30が形成されている。この凹状溝30には、第2環状リング10が収容されている。また、この第2環状リング10は、凹状溝30から上方へ移動できるように不図示の移動機構に連結されている。

0045

次に、この基板処理装置の動作を図4(a)〜図4(c)を参照して説明する。
ウェーハWのエッチング処理は、図4(a)に示すように、不図示の移動機構を作動させて、第2環状リング10を凹状溝30から上方へ移動させ、第1環状リング6'の鉛直面6a'を覆った状態で行われる。この処理は、実施例1の基板処理装置1と同じものとなっている。
このエッチングを終了した後に、リンス液によるウェーハWの洗浄を行う。この洗浄処理は、先ず、第2環状リング10を凹状溝30から下方へ移動させて、第1環状リング6'の鉛直面6a'を露出させて、同時に噴射ノズル9aをウェーハWの中心部に位置させて、処理液供給手段9bからリンス液を供給しながら外周方向へスイング移動させる。この噴射ノズル9aの移動中にウェーハWの表面にリンス液が供給される。リンス液がウェーハWの表面に供給されると、ウェーハW裏面へ回りこみ、図4(b)の矢印に示すように、リンス液は、鉛直面6a'へ衝突して環状溝6dの流入口61から入り込み、流出口62付近アスピレータ効果によって環状溝6d内のリンス液は流出口62へ吸い上げられて流出されて、このリンス液が噴射ガスから噴出される窒素ガスにより、リングテーブルとウェーハWとの隙間を通過し、この通過の際にウェーハWの裏面へ当たりウェーハ裏面の外周縁が洗浄される。さらに流出口62からリンス液が流出するに伴い、流入口61からリンス液が持続的に補充される。

0046

実施例1では、薬液処理時に薬液はウェーハの外周縁(エッジ)からリンス液によって中心方向に押されるので、一部は窒素ガスによりエッジ方向に押し出され完全なリンスはできないが、本実施例2によれば、中心からエッジ方向へリンス液の流れができるので、薬液を全てリンス液で洗い流すことが可能になる。このウェーハ外周縁の洗浄により、外周縁に付着した薬液W0を洗浄除去することができる。

図面の簡単な説明

0047

図1は本発明の実施例1に係る基板処理装置の一部縦断面図である。
図2(a)は図1の基板支持部材およびガス噴射部材部分を示した断面図、図2(b)は図2(a)の一部断面図である。
図3は被処理基板の取外しを説明する断面図である。
図4は本発明の実施例2に係る基板処理装置の要部を示す断面図である。
図5はリングテーブルの一部拡大図である。
図6は従来技術の基板処理装置を示す縦断面図である。
図7は他の従来技術の基板処理装置を示す縦断面図である。

符号の説明

0048

1基板処理装置
2回転軸部材
3基板支持部材
3a 開口
3b基板保持面
4ガス噴射部材
4aノズル孔
4a'噴射口
51〜5n支持ピン(支持部材
6環状リング
6a 鉛直面
6' 第1環状リング
6a' 鉛直面
60中空穴
61 流入口
62 流出口
6d環状溝
7ハウジング
10 第2環状リング
Rリングテーブル
R' リングテーブル
Wウェーハ(被処理基板)
S 空間

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