(57)【要約】【課題】  処理液が基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制し、基板の処理を適正に実行することが可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】  上カップ１１には、上カップ１１の内壁面に泡８１を供給するための泡供給部８０が配設されている。この泡供給部８０は、上カップ１１の内壁面における処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷに処理液が吐出される位置の近傍の領域に泡を供給する位置に配設されている。泡供給部８０は、半導体ウエハＷから飛散する処理液が衝突する傾斜した衝突面に対して泡を供給する。【選択図】        図６
2018049923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面を略水平とした状態で保持するとともに、前記基板を当該基板の中心を回転中心として回転させるスピンチャックと、
前記スピンチャックに保持されて回転する基板に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、
前記スピンチャックに保持されて回転する基板の外周部に配設され、前記基板より飛散する処理液を捕獲するカップと、
を備えた基板処理装置において、
前記カップの内壁面に泡を供給する泡供給部を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記基板は、その外形が略円形の形状を有し、
前記処理液吐出ノズルは、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に処理液を吐出する基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記泡供給部は、少なくとも、前記処理液吐出ノズルから基板に対して吐出された処理液が、当該基板から飛散して前記カップに衝突する位置に対して泡を供給する基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置において、
前記処理液吐出ノズルによる基板への処理液の供給位置よりも基板の回転方向の上流側の位置において、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に気体を吐出する気体吐出ノズルをさらに備え、
前記泡供給部は、少なくとも、前記気体吐出ノズルから基板に対して吐出された気体により、処理液が前記基板から飛散して前記カップに当接する位置に対して泡を供給する基板処理装置。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記カップは、前記基板より飛散する処理液が衝突する衝突面を備え、
前記衝突面は、上部が前記スピンチャックに保持されて回転する基板に近接し、下部が前記スピンチャックに保持されて回転する基板から離隔する傾斜面から構成されるとともに、
前記泡供給部は、前記衝突面に向けて泡を供給する基板処理装置。
【請求項６】
外形が略円形の形状を有する基板の主面を略水平とした状態で保持するとともに、前記基板を当該基板の中心を回転中心として回転させるスピンチャックと、
前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、
前記スピンチャックに保持されて回転する基板の外周部に配設され、前記基板より飛散する処理液を捕獲するカップと、
を備えた基板処理装置において、
前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に泡を吐出する泡吐出ノズルを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置において、
前記泡吐出ノズルは、前記処理液吐出ノズルによる基板への処理液の供給位置よりも基板の回転方向の上流側の位置に泡を吐出する基板処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載の基板処理装置において、
前記泡吐出ノズルは、前記処理液吐出ノズルによる基板への処理液の供給位置よりも、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の半径方向において回転中心側の位置に泡を吐出する基板処理装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の基板処理装置において、
前記泡吐出ノズルによる基板への泡の供給位置よりも基板の回転方向の上流側の位置において、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に気体を吐出する気体吐出ノズルをさらに備える基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の基板処理装置において、
純水と界面活性剤との混合液を貯留する貯留部と、
前記貯留部から前記泡供給部または前記泡吐出ノズルに対して前記貯留部に貯留された純水と界面活性剤との混合液を圧送する圧送部と、
を備える基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転する基板に対して処理液を供給することによりこの基板を処理する基板処理装置に関し、特に、半導体ウエハのような、外形が略円形の形状を有する基板の周縁部に対して処理を実行する場合に好適な基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような基板の表面に形成されるデバイスパターンは、基板の周縁から一定距離だけ離隔した内側領域に形成される。一方、デバイスパターンを形成するための成膜工程においては、基板の表面全域に対して成膜が実行されることになる。このため、基板の周縁領域に形成された膜は不要であるばかりではなく、この膜が後段の処理工程で基板から離脱してデバイスパターン領域に付着した場合等においては、基板の処理品質が低下する。また、この膜が後段の処理工程の障害となることもある。
【０００３】
このため、ベベルとも呼称される基板におけるデバイスパターンの外側の周縁部に対してエッチング液等を供給することにより、周縁部に形成された膜を除去する基板処理装置も採用されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
このような基板処理装置においては、基板をスピンチャックにより保持した状態で基板の中心を回転中心として回転させる。そして、基板の周縁部の上方に処理液吐出ノズルを配置し、この処理液吐出ノズルから連続して回転する基板の周縁部に処理液を供給する。これにより、基板の周縁部に形成された膜がエッチングされ、除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０６６１９４号公報
【特許文献２】特開２００９−０７０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１または特許文献２に記載された基板処理装置においては、スピンチャックにより保持されて回転する基板の周縁部に連続して処理液を吐出する構成であることから、処理液吐出ノズルより基板の周縁部に吐出された処理液は、基板の回転に伴って、基板の周縁部上面における供給位置から、基板の外側に飛散する。このため、スピンチャックに保持されて回転する基板の外周部には、基板より飛散する処理液を捕獲するためのカップが配設されている。
【０００７】
ところで、このような基板処理装置においては、基板の回転に伴って、カップ内に基板の回転方向と同一方向に周回する空気の流れが発生している。このため、基板から飛散し、カップにより捕獲される処理液がカップとの衝突時に飛散し、この処理液の一部が空気の流れに乗って基板の表面に到達する場合がある。この処理液が基板の表面におけるデバイスパターン領域に付着した場合においては、デバイスパターンに欠陥が生じるという問題が発生する。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、処理液が基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制し、基板の処理を適正に実行することが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、基板の主面を略水平とした状態で保持するとともに、前記基板を当該基板の中心を回転中心として回転させるスピンチャックと、前記スピンチャックに保持されて回転する基板に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の外周部に配設され、前記基板より飛散する処理液を捕獲するカップと、を備えた基板処理装置において、前記カップの内壁面に泡を供給する泡供給部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基板は、その外形が略円形の形状を有し、前記処理液吐出ノズルは、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に処理液を吐出する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記泡供給部は、少なくとも、前記処理液吐出ノズルから基板に対して吐出された処理液が、当該基板から飛散して前記カップに衝突する位置に対して泡を供給する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記処理液吐出ノズルによる基板への処理液の供給位置よりも基板の回転方向の上流側の位置において、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に気体を吐出する気体吐出ノズルをさらに備え、前記泡供給部は、少なくとも、前記気体吐出ノズルから基板に対して吐出された気体により、処理液が前記基板から飛散して前記カップに当接する位置に対して泡を供給する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記カップは、前記基板より飛散する処理液が衝突する衝突面を備え、前記衝突面は、上部が前記スピンチャックに保持されて回転する基板に近接し、下部が前記スピンチャックに保持されて回転する基板から離隔する傾斜面から構成されるとともに、前記泡供給部は、前記衝突面に向けて泡を供給する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、外形が略円形の形状を有する基板の主面を略水平とした状態で保持するとともに、前記基板を当該基板の中心を回転中心として回転させるスピンチャックと、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の外周部に配設され、前記基板より飛散する処理液を捕獲するカップと、を備えた基板処理装置において、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に泡を吐出する泡吐出ノズルを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記泡吐出ノズルは、前記処理液吐出ノズルによる基板への処理液の供給位置よりも基板の回転方向の上流側の位置に泡を吐出する。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記泡吐出ノズルは、前記処理液吐出ノズルによる基板への処理液の供給位置よりも、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の半径方向において回転中心側の位置に泡を吐出する。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項７または請求項８に記載の発明において、前記泡吐出ノズルによる基板への泡の供給位置よりも基板の回転方向の上流側の位置において、前記スピンチャックに保持されて回転する基板の周縁部に気体を吐出する気体吐出ノズルをさらに備える。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の発明において、純水と界面活性剤との混合液を貯留する貯留部と、前記貯留部から前記泡供給部または前記泡吐出ノズルに対して前記貯留部に貯留された純水と界面活性剤との混合液を圧送する圧送部と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、カップの内壁面に供給された泡の作用で処理液を捕獲することにより、処理液が基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することができ、基板の処理を適正に実行することが可能となる。
【００２０】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、回転する基板の端縁から飛散する処理液が、基板の周縁部より内側のデバイスパターン領域に到達することを抑制することができ、基板の周縁部の処理を適正に実行することが可能となる。
【００２１】
請求項４および請求項５に記載の発明によれば、気体吐出ノズルからの気体で基板の周縁部に残存する処理液を除去することにより、基板の周縁部に残存する処理液と処理液吐出ノズルより吐出される処理液とが衝突して液跳ねが生じ、この処理液が基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。
【００２２】
請求項６から請求項８に記載の発明によれば、基板の周縁部に供給された泡の作用により、基板の周縁部に残存する処理液と処理液吐出ノズルより吐出される処理液とが衝突して生じる液跳ねを捕獲することができる。これにより、この処理液が基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、気体吐出ノズルからの気体で基板の周縁部に残存する処理液を除去することにより、基板の周縁部に残存する処理液と処理液吐出ノズルより吐出される処理液とが衝突して液跳ねが生じ、この処理液が基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、貯留槽に貯留された純水と界面活性剤との混合液を泡供給部または泡吐出ノズルに圧送することにより、泡を効果的に作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係る基板処理装置を模式的に示す正面概要図である。
【図２】この発明に係る基板処理装置の要部を示す平面概要図である。
【図３】この発明に係る基板処理装置の要部を示す斜視図である。
【図４】処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷの周縁部に処理液を供給する状態を示す模式図である。
【図５】上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す平面図である。
【図６】上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す部分的な縦断面図である。
【図７】泡供給部８０への純水と界面活性剤との混合液の供給機構を示す概要図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す平面図である。
【図９】この発明の第３実施形態に係る上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す平面図である。
【図１０】上カップ１１と半導体ウエハＷとの配置を示す部分的な縦断面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す正面概要図である。
【図１２】この発明の第４実施形態に係る基板処理装置の要部を示す平面概要図である。
【図１３】この発明の第４実施形態に係る基板処理装置の要部を示す斜視図である。
【図１４】ノズルヘッド３１が半導体ウエハＷの周縁部付近への泡、窒素ガスまたは処理液の供給位置に配置されたときの、ノズルヘッド３１と半導体ウエハＷ等との配置関係を示す平面図である。
【図１５】この発明の第５実施形態に係る基板処理装置におけるノズルヘッド３１が半導体ウエハＷの周縁部付近への泡、窒素ガスまたは処理液の供給位置に配置されたときの、ノズルヘッド３１と半導体ウエハＷ等との配置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板処理装置を模式的に示す正面概要図である。また、図２は、この発明に係る基板処理装置の要部を示す平面概要図である。さらに、図３は、この発明に係る基板処理装置の要部を示す斜視図である。
【００２７】
この基板処理装置は、外形が略円形の形状を有する基板としての半導体ウエハＷの周縁部に対して処理を実行するものである。この基板処理装置は、半導体ウエハＷの主面を略水平とし、半導体ウエハＷの下面を吸着保持した状態で、この半導体ウエハＷを半導体ウエハＷの中心を回転中心として回転させるスピンチャック１３を備える。このスピンチャック１３は、軸１４を介して、ケーシング１６内に配設されたモータ等の回転駆動機構１５と接続されている。
【００２８】
スピンチャック１３に保持されて回転する半導体ウエハＷの外周部には、半導体ウエハＷより飛散する処理液を捕獲するためのカップ１０が配設されている。このカップ１０は、上カップ１１と下カップ１２とから構成されている。上カップ１１は、図示を省略した昇降機構により、下カップ１２に対して昇降可能となっている。この上カップ１１は、半導体ウエハＷに対して処理液を供給するときには、その上部がスピンチャック１３に吸着保持された半導体ウエハＷの上面より上方となる高さ位置に配置され、半導体ウエハＷの搬入搬出時には、その上部がスピンチャック１３に吸着保持された半導体ウエハＷの正面より下方となる高さ位置に配置される。
【００２９】
スピンチャック１３に吸着保持された半導体ウエハＷの下方における半導体ウエハＷの周縁部と対向する位置には、ヒータ１７が配設されている。このヒータ１７は、半導体ウエハＷの処理効率を向上させるために半導体ウエハＷの周縁部を加熱するためのものである。このヒータは、半導体ウエハＷの搬入搬出時には、図示を省略した昇降機構により、搬送機構と緩衝しない位置まで下降する。
【００３０】
この基板処理装置は、第１窒素ガス吐出ノズル４１と、複数の処理液吐出ノズル４２、４３、４４（図２および図３参照）を備えたノズルヘッド３１を備える。このノズルヘッド３１は、支持部２２を中心として揺動可能なアーム２１の先端に支持されている。このアーム２１は、モータ２３の駆動により、図２において実線で示す半導体ウエハＷの周縁部付近への窒素ガスまたは処理液の供給位置と、図２において仮想線で示す待機位置との間を揺動可能となっている。
【００３１】
第１窒素ガス吐出ノズル４１は、図１に示す開閉弁６８を介して、不活性ガスとしての窒素ガスの供給源６４と接続されている。また、処理液吐出ノズル４２は、図１に示す開閉弁６７を介して、処理液であるＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液）の供給源６３と接続されている。また、処理液吐出ノズル４３は、図１に示す開閉弁６６を介して、処理液である純水（ＤＩＷ）の供給源６２と接続されている。さらに、処理液吐出ノズル４４は、図１に示す開閉弁６５を介して、処理液であるＨＦと純水の混合液の供給源６１と接続されている。
【００３２】
図４は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷの周縁部に処理液を供給する状態を示す模式図である。
【００３３】
この図に示すように、処理液吐出ノズル４２、４３、４４に形成された処理液流通路の下端部は、スピンチャック１３に吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの周縁部方向を向くように偏向する構成を有する。このため、処理液吐出ノズル４２、４３、４４自体を鉛直方向に配置した場合においても、これらの処理液吐出ノズル４２、４３、４４から吐出される処理液に対して、半導体ウエハＷの周縁方向に向けた斜め方向を向く流れを形成することが可能となる。
【００３４】
再度、図１から図３を参照して、この基板処理装置は、第２窒素ガス吐出ノズル４５（図２および図３参照）を備えたノズルヘッド３３を備える。このノズルヘッド３３は、支持部２５を中心として揺動可能なアーム２４の先端に支持されている。このアーム２４は、モータ２６の駆動により、図２において実線で示す半導体ウエハＷの周縁部付近への窒素ガスの供給位置と、図２において仮想線で示す待機位置との間を揺動可能となっている。第２窒素ガス吐出ノズル４５は、図１に示す開閉弁５６を介して、不活性ガスとしての窒素ガスの供給源５４と接続されている。
【００３５】
また、この基板処理装置は、窒素ガス吐出部３２を備える。この窒素ガス吐出部３２は、支持部２８を中心として揺動可能なアーム２７の先端に支持されている。このアーム２７は、モータ２９の駆動により、図２において実線で示す半導体ウエハＷの回転中心付近への窒素ガスの供給位置と、図２において仮想線で示す待機位置との間を揺動可能となっている。この窒素ガス吐出部３２は、円筒状部材の下端部に遮蔽板を付設した構成を有し、スピンチャック１３により吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの回転中心付近からその表面に沿って周縁部に至る窒素ガスの流れを形成する構成を有する。図１に示すように、窒素ガス吐出部３２は、開閉弁５３を介して、不活性ガスとしての窒素ガスの供給源５１と接続されている。
【００３６】
この基板処理装置においては、ベベルとも呼称される半導体ウエハＷにおけるデバイスパターンの外側の周縁部に対して、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から処理液を供給することにより、周縁部に形成された膜をエッチングして除去する構成を有する。すなわち、この基板処理装置においては、半導体ウエハＷをスピンチャック１３により保持した状態で半導体ウエハＷの中心を回転中心として回転させる。そして、半導体ウエハＷの周縁部の上方に処理液吐出ノズル４２、４３、４４のいずれかを配置し、この処理液吐出ノズル４２、４３、４４から連続して回転する半導体ウエハＷの周縁部に処理液を供給する。これにより、半導体ウエハＷの周縁部に形成された膜がエッチングされ、除去されることになる。
【００３７】
このとき、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷの周縁部に処理液が供給された後、半導体ウエハＷの周縁部に供給された処理液が半導体ウエハＷの周縁部に残留している状態で、さらに、この周縁部が処理液吐出ノズル４２、４３、４４と対向する位置まで移動して処理液を供給された場合には、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から新たに吐出された処理液が、半導体ウエハＷの周縁部に残留している処理液に当たって液跳ねを生ずる。この液跳ねにより生じた処理液の液滴が半導体ウエハＷの表面におけるデバイスパターン領域に付着した場合においては、デバイスパターンに欠陥が生じるという問題が発生する。
【００３８】
このため、この基板処理装置においては、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷの表面に処理液を供給する前に、半導体ウエハＷの周縁部に残存する処理液を、第１窒素ガス吐出ノズル４１および第２窒素ガス吐出ノズル４５により除去する構成を採用している。
【００３９】
このとき、半導体ウエハＷの周縁部に残存する処理液を速やかに除去するためには、半導体ウエハＷの周縁部に対して大流量の窒素ガスを供給すれば良い。しかしながら、大流量の窒素ガスが半導体ウエハＷの周縁部に残存する処理液と衝突した場合においては、処理液に液跳ねを生じ、この液跳ねにより生じた処理液の液滴が半導体ウエハＷの表面におけるデバイスパターン領域に付着する可能性がある。一方、半導体ウエハＷの周縁部に供給する窒素ガスの流量を小さなものとした場合には、半導体ウエハＷの周縁部に残留する処理液を十分に除去し得ない。
【００４０】
このため、この基板処理装置においては、第２窒素ガス吐出ノズル４５から半導体ウエハＷの周縁部に小流量または流速の小さい窒素ガスを供給して半導体ウエハＷの周縁部から処理液をある程度除去した後、第１窒素ガス吐出ノズル４１から半導体ウエハＷの周縁部に大流量または流速の大きい窒素ガスを供給することにより、半導体ウエハＷの周縁部に残存する処理液を完全に除去する構成を採用している。
【００４１】
なお、このように半導体ウエハＷの周縁部の処理液を窒素ガスにより除去する構成を採用するときには、処理液が半導体ウエハＷの周縁部から内側に移動することを防止する必要がある。このため、半導体ウエハＷの周縁部に対する処理液吐出ノズル４２、４３、４４からの処理液の吐出位置より半導体ウエハＷの中心側の位置に対して窒素ガスを供給する必要がある。
【００４２】
すなわち、図２に示すように、第１窒素ガス吐出ノズル４１は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４よりも、スピンチャック１３に吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの回転中心に近い位置に配置されている。これは、第２窒素ガス吐出ノズル４５についても同様である。
【００４３】
さらに、この基板処理装置においては、窒素ガス吐出部３２により、スピンチャック１３により吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの回転中心付近からその表面に沿って周縁部に至る窒素ガスの流れを形成する構成を採用している。このため、この窒素ガス吐出部３２から吐出される窒素ガスにより、液跳ねにより生じた処理液の液滴が半導体ウエハＷの表面におけるデバイスパターン領域に付着する可能性をさらに低下させることが可能となる。
【００４４】
次に、この発明の特徴部分であるカップ１０における上カップ１１の構成について説明する。図５は、上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す平面図である。また、図６は、上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す部分的な縦断面図である。なお、図６においては、図５における泡供給部８０が付設された領域の縦断面を示している。
【００４５】
上述したように、カップ１０を構成する上カップ１１は、スピンチャック１３に保持されて回転する半導体ウエハＷの外周部に配設され、半導体ウエハＷより飛散する処理液を捕獲するためのものである。この上カップ１１は、半導体ウエハＷを囲む形状を有する。この上カップ１１には、上カップ１１の内壁面に泡８１を供給するための泡供給部８０が配設されている。この泡供給部８０は、図５に示すように上カップ１１の内壁面における処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷに処理液が吐出される位置の近傍の領域に泡を供給する位置に配設されている。
【００４６】
また、上カップ１１は、上端の水平方向を向く水平部と、この水平部に接続する傾斜部と、この傾斜部から下方向に延びる垂直部とから構成されている。そして、傾斜部は、上部がスピンチャック１３に保持されて回転する半導体ウエハＷに近接し、下部がこの半導体ウエハＷから離隔する傾斜面から構成される。この傾斜部は、半導体ウエハＷから飛散する処理液が衝突する、この発明に係る衝突面を構成する。そして、泡供給部８０は、この傾斜した衝突面に対して泡を供給する。
【００４７】
図７は、泡供給部８０への純水と界面活性剤との混合液の供給機構を示す概要図である。
【００４８】
この基板処理装置は、純水と界面活性剤との混合液を貯留する貯留部８５と、この貯留部８５から泡供給部８０に対して純水と界面活性剤との混合液を送液するための管路８６と、この管路８６に配設され純水と界面活性剤の混合液を圧送するためのポンプ８７とを備える。
【００４９】
なお、泡供給部８０としては、純水と界面活性剤の混合液を泡状にした上で扇状に吐出するノズルが使用される。この泡供給部を構成するノズルとしては、例えば、株式会社いけうち製の「山型分布ノズル（発泡機構付）ＡＷＶＶ」を使用することができる。
【００５０】
スピンチャック１３に吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの周縁部に向けて処理液吐出ノズル４２、４３、４４から処理液を吐出したときには、半導体ウエハＷに供給された処理液は遠心力により半導体ウエハＷの外側に向けて飛散する。このため、泡供給部８０は、半導体ウエハＷから飛散した処理液が上カップ１１と衝突する領域に泡８１を供給することにより、処理液が飛散して半導体ウエハＷの表面に到達することを防止している。
【００５１】
この泡８１は、少なくとも、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷに対して吐出された処理液が、半導体ウエハＷから飛散して上カップ１１に衝突する位置に対して供給される必要がある。このため、泡供給部８０から上カップ１１に供給される泡８１は、半導体ウエハＷの回転中心と処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置とを結ぶ直線の延長上の位置より半導体ウエハＷの回転方向の上流側の位置まで広がるとともに、その位置から半導体ウエハＷの回転方向の下流方向に所定の距離だけ離隔した位置まで広がることが好ましい。
【００５２】
このとき、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷの周縁部に吐出された処理液は、スピンチャック１３に吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの遠心力により外側に飛散するだけではなく、半導体ウエハＷの回転中心を中心とする円の接線方向に向けて飛散することになる。このため、泡供給部８０から上カップ１１に供給される泡８１は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置から、半導体ウエハＷの回転中心と処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置とを結ぶ直線が半導体ウエハＷの周縁と交差する位置における半導体ウエハＷの接線方向の位置より半導体ウエハＷの回転方向の下流方向まで広がることが好ましい。
【００５３】
そして、上述した実施形態においては、処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置よりも半導体ウエハＷの回転方向の上流側の位置において、半導体ウエハＷの周縁部に気体を吐出する第１窒素ガス吐出ノズル４１をさらに備えている。これにより、この第１窒素ガス吐出ノズル４１から吐出される窒素ガスの作用により、先に処理液吐出ノズル４２、４３、４４により半導体ウエハＷの周縁部に吐出され半導体ウエハＷ上に残存する処理液が除去され、半導体ウエハＷの外側に飛散する。このため、この実施形態においては、泡供給部８０は、少なくとも、第１窒素ガス吐出ノズル４１半導体ウエハＷに対して吐出された窒素ガスにより、処理液が半導体ウエハＷから飛散して上カップ１１に当接する位置に対して泡を供給する必要がある。このため、泡供給部８０から上カップ１１に供給される泡８１は、半導体ウエハＷの回転中心と第１窒素ガス吐出ノズル４１による半導体ウエハＷへの窒素ガスの供給位置とを結ぶ直線の延長上の位置より半導体ウエハＷの回転方向の上流側まで広がることが好ましい。
【００５４】
以上の点を総合的に勘案した場合、泡供給部８０から上カップ１１に供給される泡８１は、図５においてその範囲を矢印で示すように、少なくとも、図５において符号Ｓで示す半導体ウエハＷの回転中心と第１窒素ガス吐出ノズル４１による半導体ウエハＷへの窒素ガスの供給位置とを結ぶ直線の延長上の位置より半導体ウエハＷの回転方向の上流側から、図５において符号Ｅで示す半導体ウエハＷの回転中心と処理液吐出ノズル４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置とを結ぶ直線が半導体ウエハＷの周縁と交差する位置における半導体ウエハＷの接線方向の位置より半導体ウエハＷの回転方向の下流側にわたって広がるように供給されることが好ましい。すなわち、泡供給部８０から上カップ１１に供給される泡８１は、図５に示す矢印の領域より広い範囲にわたって広がるように供給されることが好ましい。
【００５５】
以上のような構成を有する基板処理装置により半導体ウエハＷの周縁部に対してエッチング処理を実行する場合においては、半導体ウエハＷをスピンチャック１３により吸着保持した状態で、ノズルヘッド３１、ノズルヘッド３３および窒素ガス吐出部３２を図２において実線で示す位置に配置する。しかる後、上カップ１１が図１および図６に示す位置まで上昇する。また、泡供給部８０から上カップ１１に内壁面に泡８１を供給する。
【００５６】
この状態において、半導体ウエハＷをスピンチャック１３とともに回転させる。そして、処理液吐出ノズル４２より半導体ウエハＷの周縁部に、最初に、ＳＣ１を供給する。半導体ウエハＷに供給されたＳＣ１は、半導体ウエハＷの端縁より飛散し、上カップ１１における傾斜した衝突面と衝突する。この衝突面には、泡供給部８０より泡８１が供給されている。このため、半導体ウエハＷの端円より飛散したＳＣ１は、泡の作用で捕獲される。このため、ＳＣ１が半導体ウエハＷ表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。
【００５７】
また、このとき、半導体ウエハＷの端縁に残存するＳＣ１は、第２窒素ガス吐出ノズル４５から半導体ウエハＷの周縁部に供給された小流量または流速の小さい窒素ガスによりある程度除去された後、第１窒素ガス吐出ノズル４１から半導体ウエハＷの周縁部に供給された大流量または流速の大きい窒素ガスにより完全に除去される。これにより、処理液吐出ノズル４２から供給されたＳＣ１が半導体ウエハＷの周縁部残留している状態で、さらに、ＳＣ１が供給されて生ずる液跳ねの発生を防止することが可能となる。
【００５８】
このようにしてＳＣ１による処理を実行した後に、同様の処理を他の処理液についても実行する。すなわち、引き続き、処理液吐出ノズル４３から半導体ウエハＷの周縁部に純水を供給して洗浄処理を行い、次に、処理液吐出ノズル４４から半導体ウエハＷの周縁部にＨＦと純水の混合液を供給してエッチング処理を行い、さらに、処理液吐出ノズル４３から半導体ウエハＷの周縁部に再度純水を供給して洗浄処理を行う。これらの処理液により処理を実行するときにも、ＳＣ１の場合と同様、泡供給部８０から供給された泡８１の作用により各処理液が半導体ウエハＷ表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。
【００５９】
なお、これらの処理時においては、常に、窒素ガス吐出部３２から窒素ガスを供給することにより、スピンチャック１３により吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの回転中心付近からその表面に沿って周縁部に至る窒素ガスの流れを形成する。これにより、処理液の液滴が半導体ウエハＷの表面におけるデバイスパターン領域に付着する可能性をさらに低下させることが可能となる。
【００６０】
なお、上述した実施形態においては、半導体ウエハＷの周縁部を処理する基板処理装置にこの発明を適用した場合について説明したが、この発明を、半導体ウエハＷの中央部に処理液を供給して、半導体ウエハＷの表面全域を処理する基板処理装置に適用してもよい。また、この発明を、略円形の形状を有する半導体ウエハＷを処理する基板処理装置ではなく、例えば、矩形状の形状を有する液晶表示用ガラス基板等のその他の基板を処理する基板処理装置に適用してもよい。
【００６１】
次にこの発明の他の実施形態について説明する。図８は、この発明の第２実施形態に係る上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す平面図である。
【００６２】
上述した第１実施形態においては、単一の泡供給部８０を、処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置付近に配設している。これに対して、この第２実施形態においては、上カップ１１の内周面に対して、等間隔に６個の泡供給部を配設した構成を有する。このような構成を採用した場合においては、処理液が半導体ウエハＷのどの領域から外側に飛散した場合においても、この処理液を泡により確実に捕獲することが可能となる。
【００６３】
次にこの発明の他の実施形態について説明する。図９は、この発明の第３実施形態に係る上カップ１１およびそこに付設された泡供給部８０と半導体ウエハＷとの配置を示す平面図である。また、図１０は、上カップ１１と半導体ウエハＷとの配置を示す部分的な縦断面図である。なお、図１０（ａ）は、図９におけるＡ−Ａ縦断面を示し、図１０（ｂ）は、図９におけるＢ−Ｂ断面を示している。
【００６４】
上述したように、カップ１０を構成する上カップ１１は、スピンチャック１３に保持されて回転する半導体ウエハＷの外周部に配設され、半導体ウエハＷより飛散する処理液を捕獲するためのものである。そして、この第３実施形態に係る上カップ１１は、半導体ウエハＷ側の端縁から下方に延びる円筒状の壁部１０１を備えている。この壁部１０１は、上カップ１１における半導体ウエハＷの外周部の一部の領域には設けられておらず、その領域は開口部１００となっている。この領域は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４から半導体ウエハＷに処理液が吐出される位置の近傍の領域である。そして、泡供給部８０は、この開口部１００付近に配設されている。
【００６５】
この第３実施形態に係る上カップ１１を使用した場合においては、第１実施形態に係る上カップ１１と同様、半導体ウエハＷの端円より飛散した処理液は、泡供給部８０から供給された泡の作用で捕獲される。このため、処理液が半導体ウエハＷ基板表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。また、半導体ウエハＷから飛散した処理液の一部が、上カップ１１と直接衝突し、あるいは、半導体ウエハＷの回転方向と同一方向に周回する空気の流れに乗って浮遊した場合においても、この処理液は、図１０(ａ)に示すように、半導体ウエハＷの表面より上方において半導体ウエハＷより飛散したＳＣ１が上カップ１１における衝突面と衝突する衝突位置と半導体ウエハＷとの間に配設された壁部１０１により捕獲される。
【００６６】
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図１１は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置を模式的に示す正面概要図である。また、図１２は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置の要部を示す平面概要図である。さらに、図１３は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置の要部を示す斜視図である。なお、図１から図３に示す第１実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６７】
上述した第１乃至第３実施形態においては、泡供給部８０から上カップ１１の内壁に泡を供給する構成を採用している。これに対して、この第４実施形態に係る基板処理装置においては、スピンチャック１３に保持されて回転する半導体ウエハＷの周縁部に泡を吐出する泡吐出ノズル４０を備えている。
【００６８】
すなわち、この第４実施形態に係る基板処理装置は、図１２および図１３に示すように、第１窒素ガス吐出ノズル４１と、泡吐出ノズル４０と、複数の処理液吐出ノズル４２、４３、４４を備えたノズルヘッド３１を備える。このノズルヘッド３１は、支持部２２を中心として揺動可能なアーム２１の先端に支持されている。このアーム２１は、モータ２３の駆動により、図１２において実線で示す半導体ウエハＷの周縁部付近への泡、窒素ガスまたは処理液の供給位置と、図１２において仮想線で示す待機位置との間を揺動可能となっている。
【００６９】
泡吐出ノズル４０は、図１１に示す開閉弁６９を介して、泡の供給源６０と接続されている。この泡の供給源６０は、図７と同様、純水と界面活性剤との混合液を貯留する貯留部８５と、この貯留部８５から泡供給部８０に対して純水と界面活性剤との混合液を送液するための管路８６と、この管路８６に配設され純水と界面活性剤の混合液を圧送するためのポンプ８７とを備える。
【００７０】
図１４は、ノズルヘッド３１が半導体ウエハＷの周縁部付近への泡、窒素ガスまたは処理液の供給位置に配置されたときの、ノズルヘッド３１と半導体ウエハＷ等との配置関係を示す平面図である。
【００７１】
この第４実施形態に係る基板処理装置においては、処理液吐出ノズル４２、４３、４４により半導体ウエハＷの周縁部に処理液を吐出する前に、半導体ウエハＷの周縁部に泡を吐出することにより、半導体ウエハＷの周縁部での液跳ねを防止するとともに、半導体ウエハＷの端縁から飛散した処理液が上カップ１１と衝突したときの液跳ねをも防止するものである。
【００７２】
このため、図１４に示すように、泡吐出ノズル４０は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４よりも半導体ウエハＷの回転方向の上流側の位置に配設されており、処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置よりも半導体ウエハＷの回転方向の上流側の位置に泡を吐出する構成となっている。なお、この泡吐出ノズル４０は、第１窒素ガス吐出ノズル４１から吐出される窒素ガスにより泡が除去されることを防止するために、半導体ウエハＷの回転方向に対して、第１窒素ガス吐出ノズル４１と処理液吐出ノズル４２、４３、４４との間の位置に配置されている。
【００７３】
さらに、上述したように、第１窒素ガス吐出ノズル４１は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４よりも、スピンチャック１３に吸着保持されて回転する半導体ウエハＷの回転中心に近い位置に配置されている。これに対して、泡吐出ノズル４０は、処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置よりも、半導体ウエハＷの半径方向において回転中心側の位置で、かつ、第１窒素ガス吐出ノズル４１による半導体ウエハＷへの窒素ガスの供給位置よりも、半導体ウエハＷの半径方向において回転中心とは逆側の位置に配置されている。このように、泡吐出ノズル４０により、処理液吐出ノズル４２、４３、４４による半導体ウエハＷへの処理液の供給位置よりも半導体ウエハＷの半径方向において回転中心側の位置に泡を吐出し得る構成を採用することにより、半導体ウエハＷに対する処理液の供給領域全域に予め泡を供給しておくことが可能となる。
【００７４】
この第４実施形態に係る基板処理装置により半導体ウエハＷの周縁部に対してエッチング処理を実行する場合においては、半導体ウエハＷをスピンチャック１３により吸着保持した状態で、ノズルヘッド３１、ノズルヘッド３３および窒素ガス吐出部３２を図１２において実線で示す位置に配置する。
【００７５】
この状態において、半導体ウエハＷをスピンチャック１３とともに回転させる。そして、泡吐出ノズル４０により半導体ウエハＷの周縁部に対して泡を供給するとともに、処理液吐出ノズル４２より半導体ウエハＷの周縁部に、最初に、ＳＣ１を供給する。半導体ウエハＷに供給されたＳＣ１は、先に供給された泡の作用により半導体ウエハＷにおいて液跳ねを生ずることはない。また、半導体ウエハＷの端縁より泡とともに飛散したＳＣ１は、上カップ１１における傾斜した衝突面と衝突する。このときにも、泡の作用により、半導体ウエハＷの端円より飛散したＳＣ１は、上カップ１１により捕獲される。このため、ＳＣ１が半導体ウエハＷ表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。
【００７６】
このようにしてＳＣ１による処理を実行した後に、同様の処理を他の処理液についても実行する。すなわち、引き続き、処理液吐出ノズル４３から半導体ウエハＷの周縁部に純水を供給して洗浄処理を行い、次に、処理液吐出ノズル４４から半導体ウエハＷの周縁部にＨＦと純水の混合液を供給してエッチング処理を行い、さらに、処理液吐出ノズル４３から半導体ウエハＷの周縁部に再度純水を供給して洗浄処理を行う。これらの処理液により処理を実行するときにも、ＳＣ１の場合と同様、泡吐出ノズル４０から供給された泡の作用により、各処理液が半導体ウエハＷ表面のデバイスパターン領域に到達することを抑制することが可能となる。
【００７７】
図１５は、この発明の第５実施形態に係る基板処理装置におけるノズルヘッド３１が半導体ウエハＷの周縁部付近への泡、窒素ガスまたは処理液の供給位置に配置されたときの、ノズルヘッド３１と半導体ウエハＷ等との配置関係を示す平面図である。
【００７８】
この第５実施形態においては、上述した泡吐出ノズル４０とともに、第１乃至第３実施形態と同様の泡供給部８０を上カップ１１に配設した構成を有する。このような構成を採用した場合においては、処理液が半導体ウエハＷ表面のデバイスパターン領域に到達することを、さらに確実に抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１０      カップ
１１      上カップ
１２      下カップ
１３      スピンチャック
１５      回転駆動機構
３１      ノズルヘッド
３２      窒素ガス吐出部
３３      ノズルヘッド
１０      泡吐出ノズル
４１      第１窒素ガス吐出ノズル
４２      処理液吐出ノズル
４３      処理液吐出ノズル
４４      処理液吐出ノズル
４５      第２窒素ガス吐出ノズル
６０      泡の供給源
６１      ＨＦと純水の混合液の供給源
６２      純水の供給源
６３      ＳＣ１の供給源
６４      窒素ガスの供給源
８０      泡供給部
８１      泡
１００    開口部
１０１    壁部
Ｗ        半導体ウエハ
【図１】
2018049923.tif 000003
【図２】
2018049923.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018049923.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018049923.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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