(57)【要約】【課題】  浸漬時間の差による基板面内でのエッチング量のばらつきを低減できるようにした薬液処理方法及び、薬液処理装置を提供する。【解決手段】  エッチング槽１内に貯められたエッチング液中にウエーハＷを入れてその表面を洗浄処理する方法であって、オリフラＯＦを先頭にしてウエーハＷをエッチング液中に入れ、エッチング液中でウエーハＷの上下を逆にし（例えば、ウエーハＷをその表面の中心部を通る垂線を軸に１８０［゜］回転させる）、その後、上下を逆にした状態でウエーハＷをエッチング液中から取り出す。このような構成であれば、ウエーハＷはオリフラＯＦから先にエッチング液中に入り、オリフラＯＦから先にエッチング液中から取り出されるので、ウエーハＷの面内で浸漬時間の差を小さくすることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液槽内に貯められた薬液中に前記基板を入れてその表面を薬液処理する方法であって、
前記基板の周縁の所定部位を先頭にして当該基板を前記薬液中に入れる工程と、
前記薬液中で前記基板の上下を逆にする工程と、
前記上下を逆にした状態で前記基板を前記薬液中から取り出す工程と、を含むことを特徴とする基板の薬液処理方法。
【請求項２】
前記基板を前記薬液中に入れる速度と、前記基板を前記薬液中から取り出す速度とを同じ速度にすることを特徴とする請求項１に記載の基板の薬液処理方法。
【請求項３】
前記薬液中で前記基板の上下を逆にする工程は、
前記薬液中で前記基板をその表面の中心部を通る垂線を軸に１８０［゜］回転させる工程である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板の薬液処理方法。
【請求項４】
薬液槽内に貯められた薬液中に前記基板を入れてその表面を薬液処理する薬液処理装置であって、
前記基板の周縁の所定部位を先頭にして当該基板を前記薬液中に入れる搬入手段と、
前記薬液中で前記基板の上下を逆にする上下入換え手段と、
前記上下を逆にした状態で前記基板を前記薬液中から取り出す搬出手段と、を含むことを特徴とする基板の薬液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬液処理方法及び、薬液処理装置に関し、特に、薬液に対する基板面内での浸漬時間の差に起因したエッチング量のばらつきを低減できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、ウエーハをＤＨＦ（ｄｉｌｕｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ  ａｃｉｄ）やＢＨＦ（ｂｕｆｆｅｒｅｄ  ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃ  ａｃｉｄ）等で洗浄処理する工程がある。この工程で使用される洗浄装置には、複数枚のウエーハをキャリアに入れた状態で一括して洗浄処理するバッチ式の装置（例えば、特許文献１参照。）や、ウエーハを１枚ずつ回転可能に保持し、保持したウエーハを回転させてその表面にＤＨＦやＢＨＦ等を供給する枚葉式の洗浄装置がある。
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、従来例に係るバッチ式の洗浄方法を示す工程図である。
【０００３】
この洗浄方法では、まず始めに複数枚のウエーハＷをキャリアに入れる。次に、キャリアに入れた複数枚のウエーハＷのオリフラＯＦ（又は、ノッチ）の位置を全て一方向に揃える。そして、ＤＨＦやＢＨＦ等のエッチング（洗浄）液が入ったエッチング（洗浄）槽９１内にウエーハＷを収納したキャリアを浸ける。ここでは、例えば図７（Ａ）に示すように、オリフラＯＦを下方向に揃え、オリフラＯＦから先にウエーハＷをエッチング槽９１に入れる。
【０００４】
図７（Ｂ）は、ウエーハＷをエッチング槽９１に入れた状態を示している。この状態では、ウエーハＷはその面内の全ての部分がエッチング液に浸っており、オリフラＯＦ側はもちろん、ウエーハＷの中心部を挟んでオリフラＯＦとは反対側の部分（以下、単に「オリフラＯＦの反対側」という。）もエッチング液に浸されている。この状態の保持時間（即ち、洗浄時間）は、洗浄シーケンスによってそれぞれ異なるが、通常は数［秒］〜数十［秒］程度である。
【０００５】
ウエーハＷを一定時間エッチング液に浸けた後、図７（Ｃ）に示すように、ウエーハＷをエッチング槽９１から取り出す。ここでは、オリフラＯＦが下方向に向いているので、ウエーハＷはオリフラＯＦの反対側から先にエッチング槽９１から引き上げられることとなる。このようにウエーハＷを収納したキャリアをエッチング槽９１から引き上げた後、引き上げたキャリアを搬送アーム等でリンス槽まで運び、リンス槽内のリンス液中に入れる。リンス液は通常は純水であり、リンス液によってウエーハＷの表面や裏面、キャリアに付着したエッチング液が洗い流される。
【特許文献１】特開２０００−１８８２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＤＨＦやＢＨＦ等のフッ酸系のエッチング液は、シリコン酸化膜をエッチングする作用がある。エッチング槽９１に入れるウエーハＷは、その表面にシリコン酸化膜が露出している場合と露出していない場合とがあるが、シリコン酸化膜が露出している場合には、その露出したシリコン酸化膜はエッチング液によってエッチングされる。
従来の技術では、ウエーハＷは、オリフラＯＦ側から先にエッチング槽９１内に入り、オリフラＯＦの反対側から先にエッチング槽９１から出てくるので、オリフラＯＦ側とその反対側とではエッチング液に浸されている時間（即ち、浸漬時間）に差があり、オリフラＯＦ側はその反対側よりも多くエッチングされていた。このような浸漬時間の差によるウエーハＷ面内でのエッチング量のばらつきは、半導体装置の諸特性にもそれほど影響を与えていないので、現在まで問題視されてこなかった。
【０００７】
しかしながら、今後、半導体装置の微細化、薄膜化が進むと、上記浸漬時間の差によるエッチング量のばらつきが、半導体装置の諸特性に影響を与えてしまう可能性が高い（問題点）。
そこで、本発明は、このような解決すべき課題に着目してなされたものであって、浸漬時間の差による基板面内でのエッチング量のばらつきを低減できるようにした薬液処理方法及び、薬液処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の薬液処理方法は、薬液槽内に貯められた薬液中に前記基板を入れてその表面を薬液処理する方法であって、前記基板の周縁の所定部位を先頭にして当該基板を前記薬液中に入れる工程と、前記薬液中で前記基板の上下を逆にする工程と、前記上下を逆にした状態で前記基板を前記薬液中から取り出す工程と、を含むことを特徴とするものである。
ここで、基板としては、例えば半導体装置を作り込むウエーハや、薄膜トランジスタを作り込むガラス基板等が挙げられる。また、薬液は、基板又は基板表面に形成された膜をエッチングする液体のことであり、このような液体としては、例えばフッ酸系薬液（ＤＨＦやＢＨＦ等）が挙げられる。フッ酸系薬液は、基板表面に形成されたシリコン酸化膜をエッチングする性質がある。
【０００９】
発明１の薬液処理方法によれば、基板はその周縁の所定部位から先に薬液中に入り、薬液中で上下逆にされることで、当該所定部位から先に薬液中から取り出される。従って、基板面内で浸漬時間の差を小さくすることができ、浸漬時間の差によるエッチング量のばらつきを低減することができる。
【００１０】
〔発明２〕  発明２の薬液処理方法は、発明１の薬液処理方法において、前記基板を前記薬液中に入れる速度と、前記基板を前記薬液中から取り出す速度とを同じ速度にすることを特徴とするものである。
このような構成であれば、浸漬時間の差を基板面内で無くすことができるので、エッチング量のばらつきをさらに低減することができる。
【００１１】
〔請求項３〕  発明３の薬液処理方法は、発明１又は発明２の薬液処理方法において、前記薬液中で前記基板の上下を逆にする工程は、前記薬液中で前記基板をその表面の中心部を通る垂線を軸に１８０［゜］回転させる工程である、ことを特徴とするものである。
このような構成であれば、基板を同一位置に配置したままその上下を逆にすることができるので、基板をその表面の中心部以外の部分を通る垂線を軸に１８０［゜］回転させる場合と比べて、薬液槽のスペースを広げないで済む。
【００１２】
〔請求項４〕  発明４の薬液処理装置は、薬液槽内に貯められた薬液中に前記基板を入れてその表面を薬液処理する薬液処理装置であって、前記基板の周縁の所定部位を先頭にして当該基板を前記薬液中に入れる搬入手段と、前記薬液中で前記基板の上下を逆にする上下入換え手段と、前記上下を逆にした状態で前記基板を前記薬液中から取り出す搬出手段と、を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成であれば、基板はその周縁の所定部位から先に薬液中に入り、所定部位から先に薬液中から取り出されるので、浸漬時間の差を基板面内で小さくすることができる。このため、浸漬時間の差によるエッチング量のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（１）第１実施形態
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る洗浄装置１００の構成例を示す概念図である。図１（Ａ）は洗浄装置１００を正面から見た図であり、図１（Ｂ）は洗浄装置１００を側面から見た図である。
【００１５】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この洗浄装置１００は、エッチング（洗浄）槽１と、搬送アーム１１と、ウエーハ回転機構３０と、リンス槽（図示せず）とを含んだ構成となっている。
エッチング槽１は、その内側に例えばＤＨＦやＢＨＦ等のエッチング（洗浄）液を循環させつつ貯める構造となっており、キャリア６０を完全に収納できる程度の大きさを有するものである。このエッチング槽１は、エッチング液によってエッチングされない、耐薬品性に優れた材料（このような材料の一例として、ポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素樹脂がある。）で構成されている。
【００１６】
また、搬送アーム１１は、キャリア６０をその外周側面から把持し、把持したキャリア６０をエッチング槽１内に入れたり、取り出したりする機能を有するものである。搬送アーム１１のうち、少なくともエッチング槽１内に入る部分（即ち、エッチング液が付着する可能性のある部分。以下、「先端部」ともいう。）は、例えばポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素樹脂で構成されている。
【００１７】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ウエーハ回転機構３０は、エッチング槽１の外側に配置された回転軸３１と、所定のタイミングでエッチング槽１内に入る円筒回転治具３３と、回転軸３１で発生した回転力を円筒回転治具３３に伝える回転ベルト３５、これら３つの部材をそれらの位置関係を保持したまま上下方向に移動させる移動手段（図示せず）と、を含んだ構成となっている。
【００１８】
回転軸３１は、円筒回転治具３３の外周面と接触しているウエーハＷを１８０［゜］回転させるように、その１回当たりの回転数が設定されている。
また、円筒回転治具３３はその外周面が、キャリア６０に収納された全ウエーハＷの側面と接触できる程度の長さとなっている。円筒回転治具３３及び回転ベルト３５は、エッチング槽１内でエッチング液と接触するので、その表面は例えばポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素樹脂で構成されている。この円筒回転治具３３の表面には、例えば、キャリア６０に収納されたウエーハＷの一枚一枚を、その回転方向にガイドするガイド溝が刻まれている。
【００１９】
次に、上述した洗浄装置１００を用いて、複数枚のウエーハＷをエッチング（洗浄）槽１内で洗浄処理する方法について説明する。
この洗浄工程では、まず始めに複数枚のウエーハＷをキャリア６０に入れる。このキャリア６０は、例えばポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素樹脂で構成されている。次に、キャリア６０に収納されたウエーハＷ全てのオリフラを下方向に揃える。そして、図２（Ａ）に示すように、搬送アーム１１でキャリア６０の外周側面を把持し、把持したキャリア６０を下降させてエッチング槽１内に配置する。
【００２０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、キャリア６０の下面がエッチング槽１の底面についたら、搬送アーム１１を水平方向に開いて、その先端部をキャリア６０から離す。そして、図２（Ｃ）に示すように、搬送アーム１１を上昇させて、その先端部をエッチング液中から出す。つまり、図３（Ａ）に示すように、オリフラＯＦから先にウエーハＷをエッチング液中に入れ、図３（Ｂ）に示すように、ウエーハＷの全ての部分をエッチング液に浸漬する。
【００２１】
次に、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示したウエーハ回転機構３０を下降させて、その円筒回転治具３３の外周面をキャリア６０内の全ウエーハＷの側面に接触させる。そして、この接触状態を維持したまま、回転軸３１を動かして円筒回転治具３３を一方向に回転させる。
ここで、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示したキャリア６０の溝にはウエーハＷが一枚ずつ入っており、ウエーハＷと溝との間には多少の遊びがあるので、円筒回転治具３３を回転させることで、ウエーハを回転させることができる。図３（Ｂ）に示すように、ここでは、ウエーハＷをその表面の中心部を通る垂線を軸に１８０［゜］回転させ、その上下を逆にする（即ち、ウエーハＷの天地をひっくり返す。）。
【００２２】
次に、洗浄シーケンスで定められた一定時間（例えば、数［秒］〜数十［秒］程度）が経過した後で、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示した搬送アーム１１によって、キャリア６０をエッチング槽１内から引き上げる。キャリア６０の引き上げの手順は、キャリア６０をエッチング槽１内に入れる手順の反対である（即ち、図２（Ｃ）→図２（Ｂ）→図２（Ａ））。また、この実施の形態では、エッチング液中へキャリア６０を入れるときの搬送アーム１１の下降速度と、エッチング液中からキャリア６０を取り出すときの搬送アーム１１の上昇速度とを同じ速度に設定しておく。
【００２３】
キャリア６０を取り出す段階では、全てのウエーハＷは、図３（Ｂ）に示したように、その上下が逆になっている（即ち、オリフラＯＦが上を向いている）ので、ウエーハＷはオリフラＯＦから先にエッチング液中から取り出されることとなる。その後、キャリア６０を搬送アーム１１等でリンス槽（図示せず）まで運んでリンス液中に入れる。リンス液は通常は純水であり、ウエーハＷの表面や裏面、キャリア６０に付着したエッチング液は、リンス液によって洗い流される。
【００２４】
このように、本発明の第１実施形態に係るウエーハＷの洗浄方法によれば、ウエーハＷはオリフラＯＦから先にエッチング液中に入り、エッチング液中で上下逆にされることで、オリフラＯＦから先にエッチング液中から取り出される。また、エッチング液中へウエーハＷを入れるときの搬送アーム１１の下降速度と、エッチング液中からウエーハＷを取り出すときの搬送アーム１１の上昇速度とを同じ速度に設定している。従って、ウエーハＷ面内で浸漬時間の差を無くすことができるので、浸漬時間の差によるエッチング量のばらつきを低減することができる。
【００２５】
言い換えれば、エッチング液中でウエーハＷを１８０［゜］回転させることで、ウエーハＷがエッチング液中に入ってから出るまでの時間（浸漬時間）をウエーハＷ面内で等しくすることができる。これにより、ウエーハＷ面内でのエッチングばらつきを低減することができる。
この第１実施形態では、エッチング槽が本発明の「薬液槽」に対応し、ＤＨＦやＢＨＦ等のエッチング液が本発明の「薬液」に対応している。また、ウエーハＷが本発明の「基板」に対応し、オリフラＯＦが本発明の「所定部位」に対応している。さらに、洗浄装置１００が本発明の「薬液処理装置」に対応し、搬送アーム１１が本発明の「搬入手段」「搬出手段」に対応している。また、ウエーハ回転機構３０が本発明の「上下入換え手段」に対応している。
【００２６】
（２）第２実施形態
図４は、本発明の第２実施形態に係る洗浄装置２００の構成例を示す側面図である。図４において、図１（Ｂ）と同一の構成を有する部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。この第２実施形態は、第１実施形態と異なり、キャリア６０´自体をエッチング液中で１８０［゜］回転させるものである。
【００２７】
図４に示すように、この第２実施形態で使用するキャリア６０´は、その両側面に突起６４が設けられている。この突起６４は、キャリア６０´の側面の下側部分（キャリア６０´の重心よりも下側の部分）に設けられている。また、このキャリア６０´の上側には、ウエーハＷを収納した状態でキャリア６０´内を閉じることが可能な蓋６１が設けられている。図示しないが、このキャリア６０´の正面及び背面と、下面６２及び蓋６１にはそれぞれスリットが設けられており、蓋６１を閉じた状態でもスリットを通してキャリア６０´内にエッチング液が流れ込む構造となっている。
【００２８】
また、洗浄装置２００は、第１実施形態で説明したウエーハ回転機構の代わりに、キャリア６０´の突起６４を回転可能に支持する支持治具４０を含んだ構成となっている。この支持治具４０の突起６４を支持する部分は、図４に示すように側面視で例えばＹ字状となっており、このＹ字の凹んだ部分に突起６４が載るようになっている。この支持治具４０は、例えばポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素樹脂で構成されている。
【００２９】
このような洗浄装置２００を用いて、ウエーハＷを洗浄処理する場合には、キャリア６０´に複数枚のウエーハＷを入れ、蓋６１を閉めた状態で、その突起６４を支持治具４０で支持させる。この操作は、搬送アーム１１によって行う。そして、搬送アーム１１の先端部をキャリア６０´から離し、必要があれば搬送アーム１１の先端部でキャリア６０´を押すことによって、キャリア６０´は突起６４を軸に１８０［゜］回転する。つまり、図５に示すように、キャリア６０´と共に、キャリア６０´内のウエーハＷもその上下が逆となる。この回転動作は、エッチング液中で行われるので、その動きは緩やかである。
【００３０】
次に、洗浄シーケンスで定められた一定時間が経過した後で、搬送アーム１１により、キャリア６０´をエッチング層１内から引き上げる。この第２実施形態でも、エッチング液中へキャリア６０´を入れるときの搬送アーム１１の下降速度と、エッチング液中からキャリア６０´を取り出すときの搬送アーム１１の上昇速度とを同じ速度に設定しておく。キャリア６０´は、エッチング液中で１８０［゜］回転しているので、蓋６１から先ではなく、下面６２から先にエッチング液中から取り出されることとなる。
【００３１】
その後、このキャリア６０´を搬送アーム１１等でリンス槽（図示せず）まで運び、リンス液を貯めたリンス槽内に入れる。リンス液は通常は純水であり、リンス液によってウエーハＷの表面や裏面、キャリア６０´に付着したエッチング液が洗い流される。
このように、本発明の第２実施形態に係るウエーハＷの洗浄方法によれば、ウエーハＷを収納したキャリア６０´は、その下面６２から先にエッチング液中に入り、下面６２から先にエッチング液中から取り出される。これにより、キャリア６０´に収納されたウエーハＷは、その面内での浸漬時間の差を無くすことができるので、面内での浸漬時間の差によるエッチング量のばらつきを低減することができる。また、ウエーハ回転機構が要らないので、第１実施計形態と比べて、洗浄装置の構成を簡単にすることができ、洗浄装置を安価に製造することが可能である。
【００３２】
この第２実施形態では、洗浄装置２００が本発明の「薬液処理装置」に対応し、搬送アーム１１が本発明の「搬入手段」「搬出手段」に対応している。また、支持治具４０及び突起６４が本発明の「上下入換え手段」に対応している。その他の対応関係は、第１実施形態と同じである。
なお、第２実施形態で説明したキャリア６０´は、その側面に羽根６５を備えていても良い。このような構成であれば、羽根６５は回転動作に対する抵抗として機能するので、エッチング液中でのキャリア６０´の回転動作をさらに緩やかなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る洗浄装置１００の構成例を示す図。
【図２】搬送アーム１１の動作例を示す図。
【図３】ウエーハＷの洗浄方法を示す図。
【図４】第２実施形態に係る洗浄装置２００の構成例を示す図。
【図５】キャリア６０´の回転後の様子を示す図。
【図６】キャリア６０´の他の構成例を示す図。
【図７】従来例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  エッチング槽、１１  搬送アーム、３０  ウエーハ回転機構、３１  回転軸、３３  円筒回転治具、３５  回転ベルト、４０  支持治具、６０，６０´  キャリア、６１  蓋（上面）、６２  下面、６４  突起、６５  羽根、１００，２００  洗浄装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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