(57)【要約】【課題】この発明は半導体ウエハの周縁部だけを確実にエッチングすることができるようにしたエッチング装置を提供することにある。【解決手段】半導体ウエハをほぼ垂直に保持して周方向に回転駆動する保持駆動機構１と、エッチング液が収容されるとともに保持駆動機構によって回転駆動される上記半導体ウエハの周縁部が上記エッチング液に浸漬してエッチングされるエッチング槽２１とを具備する。【選択図】    図１
2004296810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の基板の周縁部をエッチングするエッチング装置において、
上記基板をほぼ垂直に保持して周方向に回転駆動する保持駆動機構と、
エッチング液が収容されるとともに上記保持駆動機構によって回転駆動される上記基板の周縁部が上記エッチング液に浸漬してエッチングされるエッチング槽と
を具備したことを特徴とする基板のエッチング装置。
【請求項２】
上記エッチング槽の側方には、洗浄液が収容され上記エッチング槽のエッチング液によってエッチングされた基板の周縁部を上記洗浄液によって洗浄する洗浄槽が配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板のエッチング装置。
【請求項３】
上記洗浄槽の洗浄液によって洗浄された基板に付着した洗浄液を除去する液切り手段が設けられていることを特徴とする請求項２記載の基板のエッチング装置。
【請求項４】
上記エッチング槽と洗浄槽とは、上面が開口しているとともに側壁には回転駆動される上記基板の周縁部が入り込むスリットがこの側壁の上端面に開放して形成されていることを特徴とする請求項２記載の基板のエッチング装置。
【請求項５】
上記保持駆動機構は、上下駆動される可動体と、この可動体に上下方向と交差する左右方向に接離可能に設けられた一対のローラ取付け板と、このローラ取付け板に上下方向に沿って所定間隔で設けられ上記基板の周縁部を係合保持する一対の駆動ローラと、この駆動ローラを所定方向に回転駆動する駆動源とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の基板のエッチング装置。
【請求項６】
円盤状の基板の周縁部をエッチングするエッチング方法において、
基板をほぼ垂直に保持して周方向に回転駆動する工程と、
回転駆動される基板の周縁部をエッチング液に浸漬してエッチングする工程とを具備したことを特徴とする基板のエッチング方法。
【請求項７】
上記エッチング液によってエッチングされた基板の周縁部を、洗浄液に浸漬して洗浄することを特徴とする請求項１記載の基板のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は円盤状の基板の周縁部をエッチングするエッチング装置及びエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、基板としての半導体ウエハに回路パターンを形成する場合、この半導体ウエハに導電膜や絶縁膜などの複数の薄膜からなる積層膜を成膜する工程がある。半導体ウエハに対する成膜は、たとえばＣＶＤ装置などによって行なわれる。半導体ウエハに積層膜を形成した場合、その積層膜が半導体ウエハの周縁部にも形成されてしまうということがある。図４（ａ）は半導体ウエハＷの周縁部に複数の薄膜からなる積層膜Ｍが形成された断面図である。
【０００３】
積層膜Ｍが形成された半導体ウエハＷはスピン処理装置などによって洗浄処理される。その場合、半導体ウエハの周縁部をスピン処理装置によってクランプすると、その周縁部の積層膜Ｍが剥離する虞があり、剥離した積層膜Ｍはその半導体ウエハＷや他の半導体ウエハに付着し、汚染の原因になる。
【０００４】
そこで、従来は半導体ウエハＷに積層膜Ｍを形成したならば、図４（ｂ）にｄで示すようにその周縁部を１〜２ｍｍの範囲にわたってエッチングし、その周縁部に形成された積層膜Ｍを除去するということが行なわれている。半導体ウエハＷの周縁部をエッチングする方法としては、ノズルによってエッチング液を半導体ウエハＷの周縁部に噴射するということが行なわれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
エッチング液をノズルによって半導体ウエハの周縁部に噴射してエッチングを行なう方法によると、周縁部に噴射されたエッチング液が半導体ウエハのデバイス面に飛散し、デバイス面に不要なエッチングを行なってしまうという虞がある。
【０００６】
しかも、ノズルによって半導体ウエハの周縁部にエッチング液を噴射する場合、半導体ウエハの周縁部をスピン処理装置によって保持し、この半導体ウエハを回転させながら行なうことになる。しかしながら、半導体ウエハの周縁部をスピン処理装置に保持して回転させながらエッチングする場合、その保持部分を確実にエッチングすることができないということもある。
【０００７】
この発明は、半導体ウエハの周縁部を確実にエッチングすることができ、しかもデバイス面に不要なエッチングをすることがないようにした基板のエッチング装置及びエッチング方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、円盤状の基板の周縁部をエッチングするエッチング装置において、
上記基板をほぼ垂直に保持して周方向に回転駆動する保持駆動機構と、
エッチング液が収容されるとともに上記保持駆動機構によって回転駆動される上記基板の周縁部が上記エッチング液に浸漬してエッチングされるエッチング槽と
を具備したことを特徴とする基板のエッチング装置にある。
【０００９】
上記エッチング槽の側方には、洗浄液が収容され上記エッチング槽のエッチング液によってエッチングされた基板の周縁部を上記洗浄液によって洗浄する洗浄槽が配置されていることが好ましい。
【００１０】
上記洗浄槽の洗浄液によって洗浄された基板に付着した洗浄液を除去する液切り手段が設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記エッチング槽と洗浄槽とは、上面が開口しているとともに側壁には回転駆動される上記基板の周縁部が入り込むスリットがこの側壁の上端面に開放して形成されていることが好ましい。
【００１２】
上記保持駆動機構は、上下駆動される可動体と、この可動体に上下方向と交差する左右方向に接離可能に設けられた一対のローラ取付け板と、このローラ取付け板に上下方向に沿って所定間隔で設けられ上記基板の周縁部を係合保持する一対の駆動ローラと、この駆動ローラを所定方向に回転駆動する駆動源とから構成されていることが好ましい。
【００１３】
この発明は、円盤状の基板の周縁部をエッチングするエッチング方法において、
基板をほぼ垂直に保持して周方向に回転駆動する工程と、
回転駆動される基板の周縁部をエッチング液に浸漬してエッチングする工程とを具備したことを特徴とする基板のエッチング方法にある。
【００１４】
上記エッチング液によってエッチングされた基板の周縁部を、洗浄液に浸漬して洗浄することが好ましい。
【００１５】
この発明によれば、基板を周方向に回転させながら、その周縁部をエッチング液に浸漬してエッチングするため、周縁部以外がエッチングされるのを防止することができ、しかも外周縁部の全長を確実にエッチングすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００１７】
図１はこの発明の一実施の形態に係るエッチング装置の概略的構成図であり、このエッチング装置は基板としての半導体ウエハＷの保持駆動機構１を備えている。この保持駆動機構１はベース板２を有する。このベース板２の上面には、断面矩形状の一対のガイド支柱３が所定間隔で立設されている。
【００１８】
上記ガイド支柱３には矩形板状の可動体４が上下方向に駆動可能に設けられている。つまり、この可動体４の裏面の幅方向両端部にはそれぞれ上下方向に沿って角柱状の一対の受け部材５が設けられ、各一対の受け部材５は上記ガイド支柱３にスライド可能に外嵌されている。
【００１９】
上記可動体４の幅方向一側にはめねじ体６が設けられている。このめねじ体６にはねじ軸７が螺合されている。このねじ軸７は上記ベース板２上に設けられた上下駆動モータ８の回転軸９に連結されている。したがって、上記上下駆動モータ８が作動してねじ軸７が回転駆動されると、上記可動体４がねじ軸７の回転方向に応じて上下駆動され、所定の高さで位置決めできるようになっている。
【００２０】
上記可動体４の表面の幅方向両端部には、一対のローラ取付け板１１が幅方向に沿って移動可能に保持されている。すなわち、可動体４の板面の幅方向両端部には、それぞれ上下方向に所定間隔で一対のガイドレール１２が設けられている。上記ローラ取付け板１１の裏面には図２に示すように上記ガイドレール１２にスライド可能に係合する一対の受け部材１３が設けられている。それによって、一対のローラ取付け板１１は接離する方向に移動可能になっている。
【００２１】
各ローラ取付け板１１の上部と下部にはそれぞれ駆動ローラ１４が回転可能に設けられている。図２に示すように、駆動ローラ１４の外周面にはＶ字状の保持溝１４ａが形成されている。上記４つの駆動ローラ１４のうちの少なくとも１つは、上記ローラ取付け板１１の裏面に設けられた駆動源としてのローラ駆動モータ１５によって回転駆動される。
【００２２】
図１に示すように、一対のローラ取付け板１１には、軸線をほぼ水平にして上記可動体４に取付けられたシリンダ１６のロッド１７が連結されている。上記ロッド１７が駆動されることで、一対のローラ取付け板１１はガイドレール１２に沿って移動する。つまり、一対のローラ取付け板１１は接離する方向に駆動される。
【００２３】
したがって、一対のローラ取付け板１１を接近方向に駆動すれば、図１に示すように４つの駆動ローラ１４の保持溝１４ａによって半導体ウエハＷを保持することができる。
【００２４】
駆動ローラ１４によって半導体ウエハＷを保持した後、上記ローラ駆動モータ１５を作動させて１つの駆動ローラ１４を同図に矢印で示す時計方向に回転すれば、上記半導体ウエハＷを矢印で示す反反時計方向に回転させることができる。
【００２５】
４つの駆動ロ−ラ１４によって保持された半導体ウエハＷの下端部は上記可動体４の下端よりも下方に突出している。
【００２６】
半導体ウエハＷの下端部は、この半導体ウエハＷが周方向に回転駆動されることで、エッチング槽２１に収容されたエッチング液Ｌ１及び洗浄槽２２に収容された純水Ｌ１に順次浸漬する。
【００２７】
上記エッチング槽２１と洗浄槽２２は、断面が矩形状で、上面が開放した容器からなり、上記ベース板２上に一側壁を離間対向させて並設されている。これら各槽２１，２２の離間対向する側壁には、それぞれ上端に開放したスリット２１ａ，２２ａが形成されている。
【００２８】
各スリット２１ａ，２２ａは半導体ウエハＷの厚さ寸法よりもわずかに大きな幅寸法に形成されている。半導体ウエハＷを後述するように４つの駆動ローラ１４によって保持した後、可動体４を下降させると、この半導体ウエハＷの下端部が上記エッチング槽２１と洗浄槽２２とのスリット２１ａ，２２ａに入り込む。そして、半導体ウエハＷの外周面がスリット２１ａ，２２ａの下端に当たらない所定の高さで、この半導体ウエハＷの下降位置が設定される。
【００２９】
上記エッチング槽２１にはエッチング液の供給タンク２３がポンプ２４とフィルタ２５を介して配管接続されている。それによって上記エッチング槽２１には上記供給タンク２３からエッチング液Ｌ１  が供給される。
【００３０】
エッチング槽２１に供給されたエッチング液Ｌ１  はそのスリット２１ａからオーバフローし、側壁外面に設けられたオーバフロー容器２６に流入する。オーバフロー容器２６に流入したエッチング液はその底部に一端が接続され他端が上記供給タンク２３に接続された回収管２７によって回収される。
【００３１】
なお、エッチング槽２１のエッチング液Ｌ１  の液面の高さはエッチング槽２１の高さで規定され、ポンプ２４からのエッチング液Ｌ１  の供給量によってその高さを維持することが可能である。
【００３２】
上記洗浄槽２２には純水供給管３１が接続され、この純水供給管３１によって上記洗浄槽２２には洗浄液としての純水Ｌ２  が供給される。洗浄槽２２に供給された純水Ｌ２  は側壁に形成されたスリット２２ａからオーバフローする。オーバフローした純水Ｌ２  は、その側壁外面に設けられたオーバフロー容器３２に流入し、排液管３３によって排出される。
【００３３】
洗浄槽２２のスリット２２ａに入り込んだ半導体ウエハＷの周辺部は純水Ｌ２によって洗浄される。純水によって洗浄された半導体ウエハＷの周辺部に付着した純水は、半導体ウエハＷの両側面の周辺部に先端を向けて配置された液切り手段としての一対のノズル体３４（一方のみ図示）から噴射される乾燥用の気体によって除去されるようになっている。
【００３４】
つぎに、上記構成のエッチング装置によって半導体ウエハＷの周縁部の積層膜Ｍをエッチングによって除去する作用を図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。エッチング装置には図３（ａ）に示すロボットハンド３５によって半導体ウエハＷが供給される。ロボットハンド３５は固定挟持部３５ａと、可動挟持部３５ｂとを有する。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、上記一対の挟持部３５ａ，３５ｂによって半導体ウエハＷの径方向の一端部と他端部との外周縁を挟持した上記ロボットハンド３５は、シリンダ１６によって離間方向に駆動された一対のローラ取付け板１１の駆動ローラ１４間に、ほぼ垂直な状態で、しかも半導体ウエハＷを保持した面を可動体４の板面に対向させて上方から下降する。
【００３６】
ロボットハンド３５に保持された上記半導体ウエハＷが駆動ローラ１４に対向する位置まで下降すると、その下降が停止して一対のローラ取付け板１１がシリンダ１６によって接近方向に駆動される。それによって、図３（ｂ）に示すように半導体ウエハＷは、各一対の駆動ローラ１４の外周面の保持溝１４ａによって保持される。
【００３７】
４つの駆動ローラ１４によって半導体ウエハＷを保持すると、図３（ｂ）に示すようにロボットハンド３５の可動挟持部３５ａが上昇方向に駆動され、一対の挟持部３５ａ，３５ｂによる半導体ウエハＷの挟持状態が解除される。ついで、ロボットハンド３５は可動体４から離れる方向に駆動されてから上昇する。
【００３８】
ロボットハンド３５が上昇した後、上下駆動モータ８が作動し、ねじ軸７を回転駆動して可動体４を所定の高さ位置まで下降させる。それによって、図３（ｃ）に示すように、半導体ウエハＷの下端部がエッチング槽２１と洗浄槽２２との側壁に形成されたスリット２１ａ，２２ａに入り込み、外周縁がエッチング液Ｌ１  と、純水Ｌ２  とに浸漬する。
【００３９】
半導体ウエハＷの高さを設定したならば、ローラ駆動モータ１５を作動させ、このモータ１５によって４つの駆動ローラ１４の１つを図３（ｃ）に矢印で示す時計方向に回転駆動する。それによって、４つの駆動ローラ１４によって外周縁が保持された半導体ウエハＷが反時計方向に回転駆動される。
【００４０】
半導体ウエハＷの上記各槽２１，２２のスリット２１ａ，２２ａに入り込んだ下端部は、エッチング液Ｌ１  及び純水Ｌ２  に浸漬している。したがって、半導体ウエハＷを回転駆動すると、この半導体ウエハＷの外周縁はエッチング槽２１のエッチング液によってエッチングされた後、洗浄槽２２の純水Ｌ２  によって洗浄されることになるから、半導体ウエハＷを複数回転させれば、図４（ｂ）に示すように、その周縁部の余分な積層膜Ｍを除去することができる。
【００４１】
エッチング槽２１と洗浄槽２２とに供給されるエッチング液Ｌ１  と純水Ｌ２は各槽２１，２２のスリット２１ａ，２２ａからオーバフローする。しかしながら、エッチング液Ｌ１  と純水Ｌ２  との供給量を制御することで、エッチング槽２１と洗浄槽２２との高さで規定されたエッチング液と純水との液面を、各スリット２１ａ，２２ａの下端よりも高い位置に維持することができる。
【００４２】
したがって、エッチング槽２１と洗浄槽２２との側壁にスリット２１ａ，２２ａを形成し、これらスリット２１ａ，２２ａに半導体ウエハＷの周縁部を挿入するようにしても、半導体ウエハＷの周縁部をエッチング液Ｌ１  及び純水Ｌ２  に確実に浸漬させ、その周縁部をエッチング及び洗浄することが可能となる。
【００４３】
洗浄槽２２は、エッチング槽２１よりも半導体ウエハＷの回転方向の下流側に設けられている。そのため、半導体ウエハＷの周縁部がエッチング槽２１でエッチング液Ｌ１  によってエッチングされた後、直ちに洗浄槽２２の純水Ｌ２  によって洗浄されて半導体ウエハＷに付着したエッチング液Ｌ２  が洗浄除去される。
【００４４】
したがって、半導体ウエハＷを回転させながらエッチングするようにしても、エッチング槽２１で半導体ウエハＷの周縁部に付着したエッチング液がデバイスが形成された領域に回り込むことがないから、デバイスが形成された部分がエッチング液によって損傷を受けるのを防止することができる。
【００４５】
しかも、半導体ウエハＷの周縁部にエッチングと連続して洗浄を行なうことができるから、作業効率を向上させることができる。
【００４６】
半導体ウエハＷの下端部が洗浄槽２２の純水によって洗浄され、液面から上昇すると、その部分に付着した純水はノズル体３４から噴射される気体によって除去される。そのため、半導体ウエハＷの下端部を洗浄した純水が半導体ウエハＷの回転によって板面に流れるのが防止されるから、半導体ウエハＷの板面に純水によるしみが発生するのを防止できる。
【００４７】
半導体ウエハＷを複数回転させてその周縁部のエッチングが終了したら、ローラ駆動モータ１５を停止して半導体ウエハＷの回転を止める。ついで、可動体４を上昇させてから、ロボットハンド３５を半導体ウエハＷに対向する位置まで下降させ、固定挟持部３５ｂに半導体ウエハＷの外周縁の下端部を係合させた後、可動挟持部３５ａを下降させて半導体ウエハＷを挟持する。
【００４８】
つぎに、一対のローラ取付け板１１を離反する方向に駆動し、駆動ローラ１４による半導体ウエハＷの挟持状態を開放した後、ロボットハンド３５を上昇させることで、周縁部がエッチングされた半導体ウエハＷを取り出すことができる。
【００４９】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものでなく、たとえば上記一実施の形態では４つ駆動ローラのうち、１つだけを回転駆動するようにしたが、２つ以上の駆動ローラを回転駆動するようにしてもよい。さらに、駆動ローラの数は４つに限られず、３つ或いは５つ以上であってもよく、要は半導体ウエハをほぼ垂直な状態で着脱可能に保持し、しかも周方向に回転駆動できる構成であればよい。
【００５０】
半導体ウエハの回転方向上流側にエッチング槽を設け、下流側に洗浄槽を設けたが、半導体ウエハはほぼ垂直な状態で周方向に回転駆動されてエッチングされるため、エッチング時に半導体ウエハの外周縁に付着したエッチング液のほとんどは下方へ落下する。したがって、エッチング槽でエッチングした半導体ウエハを、洗浄槽で洗浄しなくても、エッチング液が半導体ウエハのデバイスが形成された部分に回り込むのを抑制することは可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、基板を周方向に回転させながら、その周縁部をエッチング液に浸漬してエッチングするようにした。そのため、半導体ウエハの周縁部だけを確実にエッチングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るエッチング装置の概略的構成図。
【図２】エッチング装置の側面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は半導体ウエハをエッチング装置に供給してエッチングする順序を示す説明図。
【図４】（ａ）は積層膜が形成された半導体ウエハの一部分の断面図、（ｂ）は同じく半導体ウエハ周縁部の積層膜をエッチングした状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…保持駆動機構、４…可動体、８…上下駆動モータ、１４…駆動ローラ、１５…ローラ駆動モータ、１６…シリンダ、２１…エッチング槽、２２…洗浄槽、２１ａ，２２ａ…スリット。
【図１】
2004296810.tif 000003
【図２】
2004296810.tif 000004
【図３】
2004296810.tif 000005
【図４】
2004296810.tif 000006