(57)【要約】半導体基板（３）を処理する方法は、半導体基板（３）をスピンさせるとともに、スピンしている半導体基板（３）の第１表面上に反応エッチング剤（７）を分注して基板（３）の表面における第１領域（８）をエッチングするステップを有する。同時に中和剤（９）を第１表面に分注して、表面（３）の第１領域（８）から流出したエッチング剤（９）を中和し、第１表面における基板（３）の端縁の近傍に位置する第１領域（８）とは別の領域（１０）を処理することを防ぐ。この処理はエッチングとすることができる。
2009508350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理方法において、基板をスピンさせるステップと、スピンしている基板の第１表面に反応剤を分注して前記第１表面の第１領域を処理するステップと、このステップと同時に前記第１表面に中和剤を分注して前記第１表面の第１領域から流出した前記反応剤を中和し、これにより、前記第１領域とは異なる基板の端縁近傍に位置する第１表面の他の領域を処理することを防ぐステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、さらに、スピンしている基板の第１表面に反応剤を分注して前記第１表面における複数の領域を順次に処理するステップと、反応剤を分注して処理すべき各領域を処理するのと同時に、中和剤を第１表面に分注して処理すべき領域から流出した反応剤を中和し、これにより処理すべき所定の領域とは異なる基板の端縁近傍に位置する前記第１表面の他の領域を処理することを防ぐステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、反応剤を分注するために第１分注アームを使用するステップと、中和剤を分注するために第２分注アームを使用するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、反応剤を分注するために第１分注アームを使用するステップを有し、この第１分注アームをある分注位置から別の分注位置に、スピンしている基板に対して移動し、各分注位置で複数の処理すべき領域における異なる領域を各個に処理することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、中和剤を分注するために第２分注アームを使用するステップを有し、この第２分注アームがある分注位置から別の分注位置に、スピンしている基板に対して移動し、各分注位置で複数の異なる処理領域から流出した反応剤を中和することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、反応剤を温かいものとしたことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、反応剤を酸性としたことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、反応剤はＨＦ溶液を含むものとしたことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、中和剤はアルカリ性としたことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、中和剤はＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ溶液を含むものとしたことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、基板を半導体基板としたことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、処理をエッチングとし、反応剤をエッチング剤としたことを特徴とする方法。
【請求項１３】
基板を処理するための装置において、基板を回転可能に支持する支持体と、回転している基板の第１表面に反応剤を分注して第１表面の第１領域を処理する第１ディスペンサと、同時に前記第１表面に中和剤を分注して前記第１表面の第１領域から流出した反応剤を中和して、前記第１領域とは異なる基板の端縁近傍に位置する第１表面の他の領域を処理することを防ぐための第２ディスペンサとを備えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、第１ディスペンサは、反応剤を分注する第１分注アームを有し、第２ディスペンサは、中和剤を分注する第２分注アームを有することを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、前記第１分注アームおよび第２分注アームは、前記基板に対して相対移動させ、前記第１分注アームは反応剤を分注するよう移動して前記第１表面上の複数の領域を処理し、個々の領域を処理する度毎に、第２分注アームを位置決めして中和剤を分注し、処理している領域から流出した反応剤を中和し、処理している領域とは異なる基板の端縁近傍に位置する前記第１表面における他の領域を処理することを防よう構成したことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板（サブストレート）、およびこれに限定するものではないが、とくに半導体基板をエッチングするための方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハに堆積したフィルムをより均一にするために化学エッチングを使用することが知られている。例えば、非特許文献１（www.solid-state.comの２００３年８月号第４３〜４６頁）には、ウエットエッチャーを使用して、端縁から中心までの高密度プラズマ（ＨＤＰ：high dense plasma）の均一性の問題を是正する技術が記載されている。この技術により、シャロートレンチ集積化（ＳＴＩ：shallow trench integration）のための化学機械研磨（ＣＭＰ：chemical mechanical polishing）プロセスが向上する。
【０００３】
しかし、この技術には多くの欠点が存在している。例えば、この技術は、端縁から中心に向かう均一性にのみ関係するものであり、また端縁から中心に向かう限定個数のエッチング断面輪郭（プロファイル）しか実施することができない。さらに、この技術のウェットエッチングは制御が困難である。
【０００４】
特許文献１（米国特許出願公開第２００５／００２００７７号）には、基板の製造表面上に保護層を設けながら、同時に半導体基板の傾斜端縁を洗浄するシステムが記載されている。この保護層は、基板を回転させながら、基板中心に供給する脱イオン水の薄膜を有することができる。
【非特許文献１】www.solid-state.comの２００３年８月号第４３〜４６頁
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００２００７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、上述の問題点のいくつかを少なくとも緩和することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、基板を処理する方法を提供し、本発明方法は、基板をスピンさせるステップと、スピンしている基板の第１表面に反応剤を分注して前記第１表面の第１領域を処理するステップと、およびこのステップと同時に前記第１表面に中和剤を分注して前記第１表面の第１領域から流出した前記反応剤を中和し、これにより、前記第１領域とは異なる基板の端縁近傍に位置する第１表面の他の領域を処理することを防ぐステップとを有する。
【０００７】
また本発明によれば、基板を処理する装置を提供し、本発明装置は、基板を回転可能に支持する支持体と、回転している基板の第１表面に反応剤を分注して第１表面の第１領域を処理する第１ディスペンサと、同時に前記第１表面に中和剤を分注して前記第１表面の第１領域から流出した反応剤を中和して、前記第１領域とは異なる基板の端縁近傍に位置する第１表面の他の領域を処理することを防第２ディスペンサとを備える。
【０００８】
好適な実施形態においては、第１分注アームを使用して反応剤を分注し、この第１分注アームは、ある分注位置から他の分注位置に、スピンしている基板に対して移動し、処理すべき複数の領域における異なる領域を各個に処理する構成とする。
【０００９】
第２分注アームを使用して中和剤を分注し、またこの第２分注アームは、ある分注位置から他の分注位置に、スピンしている基板に対して移動し、処理すべき複数の領域における異なる領域から流出した反応剤を中和する構成とする。
【００１０】
好適には、基板は半導体表面とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、添付図面につき詳細に説明する。
【００１２】
図１につき説明すると、ウェットスピンエッチング装置１は、半導体基板３を支持する回転可能な支持体２を有する。支持体２は縦方向軸線の周りに回転可能であり、使用にあたり基板３がこの軸線の周りに矢印２ａで示すようにスピンする。適切な駆動機構（図示せず）を使用して支持体２を回転させる。
【００１３】
装置１は、さらに、エッチング剤分注アーム４および中和剤分注アーム５を有する。使用にあたり、両アーム４および５を、支持体（図示せず）によってスピンしている基板３の上方に支持し、また基板３を横断して矢印６で示す半径方向に移動可能とする。これらアームは、例えば摺動機構によって側方に、または例えば旋回アームによって回転方向に移動可能とする。
【００１４】
エッチング剤分注アーム４は、基板３の表面上で所望の位置にリング８をウェットエッチングするためのエッチング剤７の流れを分注する。遠心力によりエッチング剤は基板の端縁に向かって外方に流れる。同時に、中和剤分注アーム５により中和剤９の流れを分注して、エッチングを必要としない中和領域１０におけるエッチング剤７を中和する。
【００１５】
この例において、基板の中央領域１１はエッチングを必要とせず、それゆえエッチング剤７の流れには全く晒されない。しかし、本発明は、中央領域にエッチングが必要となる場合にも適用することもできる。
【００１６】
上述のようにエッチング剤７の流れを中和することにより、基板３の内側領域をエッチングするとともに、外側領域をエッチングせずに残存させることができる。コントローラ１２は、アーム４および５の位置および動きを制御し、対応のエッチング剤を分注して、複数個のエッチングリングが得られるよう複雑なエッチングを可能にし、このようなエッチング例を図２ａおよび２ｂに示す。
【００１７】
図２ａおよび２ｂに示したエッチングは、比較的まっすぐで不連続な断面輪郭（プロファイル）を有しているが、本発明による技術は、滑らかな輪郭のエッチング、および様々な勾配を持ったエッチングを得るのにも使用することができる。
【００１８】
本発明のある実施形態においては、温めたＨＦ溶液をエッチング剤７として使用し、標準的な洗浄溶液ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏを中和剤として使用する。これらの目的に適切な他の化学物質が当業者には既知であり、例えばＨＣｌ溶液をエッチング剤７として使用することもできる。好適には、標準的な洗浄溶液は、さらに、ウェハ上への塩や粒子の堆積を防ぐために界面活性剤を含有するものとすることができる。
【００１９】
好適な実施形態において、例えば脱イオン水などの冷液を、基板を冷却するために基板の裏側に分注する。エッチング剤７のエッチング効果は温度依存性があり、基板の温度の制御に液体を使用することでエッチングの断面輪郭（プロファイル）を制御する。例えば、エッチング剤の温度は基板の端縁ではより低くなるために、基板の端縁よりも中心の方がエッチング深さは大きくなる。
【００２０】
したがって、裏面の冷却液を、第３の可動分注アームを用いて分注するとよい。
【００２１】
上述の技術は、幅広く適用することができる。近年、主要なウェハの均一性に関する問題は、フィルムが主に回転している単一のウェハ上に成長または堆積して、結果として中心対称になるため、半径方向／リングの問題である。上述の技術は、適正に選択した化学品を使用すれば、既存のＣＭＰ用途の一部を代替しうる。
【００２２】
本発明技術は、先進的プロセス制御に使用することができる。ウェハの不均一性は、偏光解析法および自動で規定されるウェットエッチレシピによって測定し、不均一な輪郭（プロファイル）を修正することができる。エッチング勾配、エッチング位置、エッチングする表面は、レシピによって自動的に規定される。ウェハは、最も正確なウェットエッチレシピを用いて、ウェハ毎にエッチングすることができる。
【００２３】
本発明技術は、ウェハ特徴付けプロセス（処理）に使用することができる。ＤＰＮフィルム中のＮ投与量が電気的パラメータの理由から非常に重要であり、これはＸ線光電子分光（ＸＰＳ）測定によって測定される。詳細なＮ投与量輪郭（プロファイル）を得るために、ＤＰＮウェハは、繰り返しエッチングし、また各エッチング後にＮ投与量を測定する必要がある。これは時間がかかるプロセス（処理）である。本発明技術は、同時にプロファイルを設定するのに適用することができ、Ｎ投与が側方方向に均一であれば所望の断面輪郭を有する１回のエッチングのみが必要あり、複数部位ＸＰＳ測定が必要である。同一手法を均質な表面全体および深さの異なるフィルムに対して実行することができる。
【００２４】
本発明技術は、同一ウェハ上に異なる深さの複数のエッチングを有するウェハ上の選択した領域（１つ以上のリング）にウェハデプロセッシング(de-processing)を行うのに適用することができる。
【００２５】
好適な実施形態は半導体基板のエッチングに関したが、本発明の実施形態としては、他タイプの基板、例えばガラスパネルをエッチングすることも考えられる。
【００２６】
上述の説明では、エッチング処理のみ記載したが、本発明は、他の反応剤を用いて、基板の他の処理にも使用できる。
【００２７】
本発明を好適な実施形態を参照しながら説明したが、当該実施形態は例示のためのものであり、添付の特許請求の範囲およびその等価の記載で規定した本発明の精神と範囲から逸脱しない限りにおいて、適切な知識および技術によって生じる修正および変更を行うことが可能であると理解されたい。特許請求の範囲におけるカッコ付きの参照符号は、特許請求の範囲を限定するものでは決してない。「備える」などの用語は、特許請求の範囲または明細書に記載した以外の要素やステップの存在を排除するものではない。ある単独の要素に対する言及は、複数の要素の言及を排除するものではない。
【００２８】
本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、様々な実施形態の様々な要素を組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施するシステムの模式図である。
【図２ａ】エッチングの断面輪郭を示す。
【図２ｂ】エッチングの断面輪郭を示す。
【図１】
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【図２ａ】
2009508350.tif 000004
【図２ｂ】
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【国際調査報告】
2009508350.tif 000006
2009508350.tif 000007