(57)【要約】【課題】基板を良好に処理するために、基板の表面に対して互いに異なる複数の方向から流体を供給する必要がある場合でも、基板を回転させる必要がない基板処理装置を提供する。【解決手段】水流ヘッド４は、Ｘ軸方向に対向し合った純水吐出口４２３，４４３と、Ｙ軸方向に対向し合った純水吐出口４３３，４５４とを有している。純水吐出口４２３，４４３から基板の上面に供給される純水は、基板の上面をそれぞれＸ軸方向の正方向および負方向に流れる水流を形成する。一方、純水吐出口４５３，４３３からウエハＷの上面に供給される純水は、基板の上面をそれぞれＹ軸方向の正方向および負方向に流れる水流を形成する。基板にレーザ光が照射される一方で、純水吐出口４２３，４３３，４４３，４５３から順次に純水が吐出される。【選択図】        図３
2004288860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に流体を供給しつつ、その基板を処理する基板処理装置であって、
同一種の流体を互いに異なる方向から基板の一方表面に向けて吐出する複数のノズル部と、
上記同一種の流体を上記複数のノズル部に供給する流体供給手段と、
この流体供給手段を制御して、上記複数のノズル部から順次に流体を吐出させる吐出制御手段と
を含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上記複数のノズル部は、上記基板の一方表面に沿う成分が互いに異なる複数の方向から当該一方表面上の処理対象域に向けて流体を吐出するものであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
上記複数のノズル部は、上記基板の一方表面となす角度が互いに異なる複数の方向から上記基板の一方表面に向けて流体を吐出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
上記基板処理装置は、上記基板の一方表面にレーザ光を照射して、当該一方表面に形成されている薄膜を除去するレーザ薄膜除去手段をさらに含み、
上記複数のノズル部は、上記レーザ薄膜除去手段による薄膜除去時に、上記基板の一方表面上に流体の流れを形成するために設けられているものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
上記レーザ薄膜除去手段は、上記基板の一方表面上においてＸ方向およびこのＸ方向に直交するＹ方向に沿って設定されたスクライブライン上に形成されているアライメントマークを露出させるために、そのアライメントマーク上の一定領域から薄膜を除去するためのものであり、
上記複数のノズル部は、上記Ｘ方向に沿って互いに対向する２方向および上記Ｙ方向に沿って互いに対向する２方向から上記基板の一方表面に向けて流体を吐出するものであることを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
上記流体供給手段は、同一種の処理液を上記複数のノズル部に供給するものであり、
上記基板処理装置は、上記複数のノズル部から基板の凹凸を有する一方表面に処理液を供給して、当該一方表面に処理液による処理を施すものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板に流体を供給しつつ基板を処理する基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面の膜が局所的に除去されたり、ウエハの表面が処理液を用いて洗浄されたりする。
ウエハの表面の膜を局所的に除去するための装置として、最近、ウエハの表面にレーザ光を照射して、ウエハの表面の膜が爆発的に気化するアブレーション現象を生じさせることにより、そのレーザ光の照射領域内からウエハの表面の膜を除去する装置が注目されてきている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１１３７７９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このレーザアブレーション現象を利用した装置では、レーザ光照射領域から表面膜の気化物が飛散し、これがパーティクルとなってレーザ光照射領域（膜除去対象領域）の周囲に付着するという問題があることが判ってきた。
この問題を回避するために、本願出願人は、ウエハの表面に一方向から純水を供給して、ウエハの表面上を一方向に流れる水流を形成し、その一方で、膜除去対象領域をその水流方向に２分割して、水流方向の上流側に位置している一方の分割領域にレーザ光を照射して、その一方の領域から表面膜を除去した後、ウエハをその表面に平行な平面内で１８０度回転させて、他方の分割領域を水流方向の上流側に位置させたうえで、その他方の分割領域にレーザ光を照射して、他方の分割領域から表面膜を除去する技術を先に提案している（特願２００２−３６７１５９号）。一方の分割領域から膜を除去する際に発生する表面膜の気化物は、水流によって他方の分割領域に向けて流され、このとき他方の分割領域に付着する気化物は、その後に他方の分割領域にレーザ光が照射されることによって表面膜とともに除去される。よって、膜除去対象領域の周囲へのパーティクルの付着を防止することができる。
【０００５】
しかし、上記の提案に係る技術では、ウエハを回転させるための機構が必要であり、この機構を設けることによって装置の構成が複雑になってしまう。
また、処理の途中でウエハを回転させなければならず、１枚のウエハの処理にかかる時間が長くなってしまう。たとえば、フォトリソグラフィ工程中の露光処理におけるウエハの位置決め（アライメント）の基準となるアライメントマークは、ウエハの表面においてＸ方向およびこのＸ方向に直交するＹ方向に沿って設定されたスクライブライン上に形成されている。Ｘ方向に沿ったスクライブライン上に形成されているアライメントマーク上の一定領域からレジスト膜などの薄膜を除去するために、そのアライメントマーク上の一定領域をＸ方向に沿って２分割して、各分割領域から順次に薄膜を除去し、また、Ｙ方向に沿ったスクライブライン上に形成されているアライメントマーク上の一定領域からレジスト膜などの薄膜を除去するために、そのアライメントマーク上の一定領域をＹ方向に沿って２分割して、各分割領域から順次に薄膜を除去する場合、ウエハを９０度単位で４回回転させる必要が生じる。そのため、１枚のウエハの処理に時間がかかってしまう。
【０００６】
これらの問題は、基板の表面を処理液を用いて処理する装置にも共通である。たとえば、シリコン基板マイクロマシーンなど、表面に比較的大きな凹凸（１０〜２０μｍの高低差）パターンを有している基板の表面に処理液を供給して、その基板の表面に処理液による処理を施す場合に、基板の表面に一方向から処理液を供給したのでは、凸部または凹部の処理液供給方向に向いた面に処理液を供給することはできるが、その他の方向に向いた面には処理液を上手く供給することができない。そのため、処理の途中で基板を回転させなければならず、基板回転のための機構が必要となり、また、１枚の基板の処理に要する時間が長くかかる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、基板を良好に処理するために、基板の表面に対して互いに異なる複数の方向から流体を供給する必要がある場合でも、基板を回転させる必要がない基板処理装置を提供することである。
さらに、この発明の具体的な目的は、処理中に基板を回転させることなく、基板上に形成されているアライメントマーク上の一定領域から薄膜を良好に除去することができる基板処理装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の具体的な他の目的は、比較的大きな凹凸を有する基板表面であっても、処理中に基板を回転させることなく、その基板表面の全域に処理液による処理をむらなく施すことのできる基板処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）に流体を供給しつつ、その基板を処理する基板処理装置であって、同一種の流体を互いに異なる方向から基板の一方表面に向けて吐出する複数のノズル部（４２３，４３３，４４３，４５３；６１２，６２２，６３２，６４２；７１，７２）と、上記同一種の流体を上記複数のノズル部に供給する流体供給手段（４６，４７，４８，４９，４２２，４３２，４４２，４５２，４６１，４７１，４８１，４９１；６１１，６２１，６３１，６４１）と、この流体供給手段を制御して、上記複数のノズル部から順次に流体を吐出させる吐出制御手段（５）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
【００１０】
括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
上記の構成によれば、基板の一方表面に互いに異なる複数の方向から順次に流体を供給することができる。
たとえば、請求項２に記載のように、上記複数のノズル部が、上記基板の一方表面に沿う成分が互いに異なる複数の方向から当該一方表面上の処理対象域に向けて流体を吐出するもの（４２３，４３３，４４３，４５３；６１２，６２２，６３２，６４２）である場合には、複数のノズル部から順次に流体を吐出させることにより、基板の一方表面上に互いに異なる方向に流れる流体の流れを形成することができる。
【００１１】
基板表面上を互いに反対方向に流れる流体の流れが形成されるようにすれば、基板の表面の膜をレーザアブレーション現象で局所的に除去する場合に、たとえば、その膜を除去すべき領域（膜除去対象領域）を流体の流れ方向に２分割して、まず、一方の第１分割領域から他方の第２分割領域に向かう流体の流れを形成しつつ、第１分割領域にレーザ光を照射して薄膜を除去し、次に、第２分割領域から第１分割領域に向かう流体の流れを形成しつつ、第２分割領域にレーザ光を照射して薄膜を除去することにより、処理中に基板を回転させなくても、膜除去対象領域の周囲へのパーティクルの付着を防止しつつ、膜除去対象領域内の薄膜を良好に除去することができる。
【００１２】
上記基板処理装置が基板の表面の膜をレーザアブレーション現象で局所的に除去する装置である場合、請求項４に記載のように、その基板処理装置は、上記基板の一方表面にレーザ光を照射して、当該一方表面に形成されている薄膜を除去するレーザ薄膜除去手段（２）をさらに含み、上記複数のノズル部は、上記レーザ薄膜除去手段による薄膜除去時に、上記基板の一方表面上に流体の流れを形成するために設けられているもの（４２３，４３３，４４３，４５３）となる。
【００１３】
この場合さらに、請求項５に記載のように、上記レーザ薄膜除去手段は、上記基板の一方表面上においてＸ方向およびこのＸ方向に直交するＹ方向に沿って設定されたスクライブライン（ＳＬｘ，ＳＬｙ）上に形成されているアライメントマークを露出させるために、そのアライメントマーク上の一定領域（Ａｘ，Ａｙ）から薄膜を除去するためのものであり、上記複数のノズル部は、上記Ｘ方向に沿って互いに対向する２方向および上記Ｙ方向に沿って互いに対向する２方向から上記基板の一方表面に向けて流体を吐出するものであってもよい。
【００１４】
この構成の場合、Ｘ方向に沿ったスクライブライン上に形成されているアライメントマーク上の一定領域からレジスト膜などの薄膜を除去するために、たとえば、その膜を除去すべき領域をＸ方向に２分割して、まず、一方の第１分割領域（Ａｘ１）から他方の第２分割領域（Ａｘ２）に向かう流体の流れを形成しつつ、第１分割領域にレーザ光を照射して薄膜を除去し、次に、第２分割領域から第１分割領域に向かう流体の流れを形成しつつ、第２分割領域にレーザ光を照射して薄膜を除去する。また、Ｙ方向に沿ったスクライブライン上に形成されているアライメントマーク上の一定領域からレジスト膜などの薄膜を除去するために、たとえば、その膜を除去すべき領域をＹ方向に２分割して、まず、一方の第１分割領域（Ａｙ１）から他方の第２分割領域（Ａｙ２）に向かう流体の流れを形成しつつ、第１分割領域にレーザ光を照射して薄膜を除去し、次に、第２分割領域から第１分割領域に向かう流体の流れを形成しつつ、第２分割領域にレーザ光を照射して薄膜を除去する。こうすることにより、基板を回転させることなく、基板表面へのパーティクルの付着を防止しつつ、Ｘ方向に沿ったスクライブラインおよびＸ方向に沿ったスクライブライン上にそれぞれ形成されている各アライメントマーク上の一定領域内の薄膜を良好に除去することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載のように、上記複数のノズル部は、上記基板の一方表面となす角度が互いに異なる複数の方向から上記基板の一方表面に向けて流体を吐出するもの（７１，７２）であってもよい。この場合、少なくとも１つのノズル部は、上記基板の一方表面に対して４５度以上の角度をなす方向から流体を吐出するものであることが好ましい。
たとえば、請求項６に記載のように、上記流体供給手段が、同一種の処理液を上記複数のノズル部に供給するものであり、上記基板処理装置が、上記複数のノズル部から基板の凹凸を有する一方表面に処理液を供給して、当該一方表面に処理液による処理を施すものである場合に、少なくとも１つのノズル部が上記基板の一方表面に対して４５度以上の角度をなす方向から流体を吐出するもの（７２）であれば、基板の表面に比較的大きな凹凸が形成されていても、そのノズル部から凹部内に流体を上手く供給することができ、基板の表面の全域に対して流体による処理をむらなく施すことができる。
【００１６】
上記流体供給手段は、上記複数のノズル部に選択的に供給可能なものであってもよいし、上記複数のノズル部のそれぞれに対応づけて複数設けられていてもよいし。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す図である。この基板処理装置は、たとえば、半導体製造工程中の露光処理に先立ち、基板の一例であるウエハＷの表面に形成されているレジスト膜や反射防止膜などの薄膜を局所的に除去して、その下層に設けられたアライメントマークを露出させるために用いられるものであり、ほぼ水平なウエハ載置面１１を有するウエハステージ１と、ウエハステージ１のウエハ載置面１１上に載置されたウエハＷの上面（表面）にレーザ光を照射するためのレーザ照射系２とを備えている。
【００１８】
ウエハステージ１には、このウエハステージ１を水平なＸ−Ｙ平面内で移動させるためのＸＹ駆動機構１２が結合されている。ウエハステージ１のウエハ載置面１１にウエハＷを載置した状態でＸＹ駆動機構１２を動作させることにより、ウエハ載置面１１上に載置されたウエハＷをウエハステージ１ごとＸ軸方向およびこれに直交するＹ軸方向に移動させることができ、このウエハＷのＸ−Ｙ軸方向の移動によって、ウエハＷの上面に対するレーザ照射系２からのレーザ光の照射位置を変えることができる。
【００１９】
レーザ照射系２には、パルスレーザ光を発振するレーザ発振器２１と、レーザ光を拡大する拡大光学系２２と、拡大光学系２２で拡大されたレーザ光の断面形状を整形するマスク２３と、このマスク２３で整形されたレーザ光を集光して、ウエハステージ１上のウエハＷの上面に導くための縮小光学系２４とが含まれている。
レーザ発振器２１は、波長が０．４μｍ以下のレーザ光（たとえば、エキシマレーザ光、ＹＡＧレーザ光など）を一定の周波数（たとえば、５０Ｈｚ）でパルス発振する。レーザ発振器２１からのレーザ光は、たとえば、ほぼ鉛直上方に向けて進み、反射ミラー２５で光路がほぼ水平方向に曲げられた後、拡大光学系２２に入射し、この拡大光学系２２で予め定める拡大倍率で拡大される。拡大光学系２２で拡大されたレーザ光は、ほぼ水平方向に進み、反射ミラー２６で光路がほぼ鉛直下向きに曲げられて、ウエハステージ１上のウエハＷとほぼ平行に配置されたマスク２３の上面に照射される。
【００２０】
マスク２３には、レーザ光が照射される位置（レーザ光の光路上）に開口２３１が形成されていて、上面に照射されたレーザ光の一部が開口２３１を通過することにより、レーザ光は、その断面形状が開口２３１に対応した形状（たとえば、スリット形状）に整形される。開口２３１は、たとえば、Ｘ軸方向に長いスリット形状とＹ軸方向に長いスリット形状とに可変である。開口２３１を通過することによって整形されたレーザ光は、縮小光学系２４により予め定める縮小倍率で集光され、ウエハステージ１上に載置されたウエハＷの上面に入射する。その結果、たとえば、ウエハＷの上面において、開口２３１に応じた形状の領域にレーザ光が照射される。言い換えれば、ウエハＷの上面に、開口２３１に応じた形状のレーザ光像が結像する。
【００２１】
また、ウエハステージ１の上方には、ウエハ載置面１１から所定の間隔だけ上方に離れた位置に、たとえば、石英からなる透明板３がウエハ載置面１１とほぼ平行に配置されている。透明板３は、水流ヘッド４に保持されており、ウエハＷの上面にレーザ光が照射されるときには、その水流ヘッド４からウエハＷの上面に純水が供給されて、ウエハＷ上に水流が形成される。そして、このウエハＷ上に形成される水流は、透明板３の下面に接触して、その高さがウエハＷの上面と透明板３の下面との間隔に規制される。これにより、ウエハＷ上には、透明板３の下面に接触した一定の厚さの水流層が形成され、レーザ照射系２からのレーザ光は、透明板３および水流層を通して、ウエハＷの上面に照射されることになる。ウエハＷ上に水流層が形成されることにより、レーザ光の照射によるウエハＷの上面の温度上昇を抑えることができる。また、ウエハＷ上に水流層を形成せずに、ウエハＷの上面にレーザを照射した場合と比較して、薄膜除去領域の加工形状品質（ウエハＷを上方から見た時のエッジ形状品質）が向上する。
【００２２】
図２は、水流ヘッド４の簡略化された断面図である。また、図３は、水流ヘッド４の簡略化された平面図とともに、上記基板処理装置の電気的な構成を示す図である。水流ヘッド４は、ほぼ円筒形状に形成されており、その中心軸線上をレーザ光が通るように設けられている。水流ヘッド４の内周面の下端部付近には、全周にわたって段差４１が形成されており、この段差４１上に透明板３が載せられて保持されている。
【００２３】
水流ヘッド４の上面には、平面視でほぼ９０度の角度間隔（ほぼ等角度間隔）で４つの接続口４２１，４３１，４４１，４５１が形成されている。各接続口４２１，４３１，４４１，４５１には、純水供給源からの純水を供給するための純水供給管４６，４７，４８，４９がそれぞれ接続されている。また、接続口４２１，４３１，４４１，４５１から水流ヘッド４の内部に向けて、それぞれ純水流路４２２，４３２，４４２，４５２が延びていて、各純水流路４２２，４３２，４４２，４５２は、途中で屈曲して、水平面に対して所定の角度をなして斜め下方に延び、その先端が水流ヘッド４の内周面の段差４１よりも下方の位置で開口した純水吐出口４２３，４３３，４４３，４５３（ノズル部）にそれぞれ接続されている。純水吐出口４２３，４３３，４４３，４５３は、純水吐出口４２３，４４３がＸ軸方向に対向し合い、純水吐出口４３３，４５４がＹ軸方向に対向し合うように形成されている。また、上記所定の角度は、たとえば、各純水流路４２２，４３２，４４２，４５２の斜め下方に延びた部分の中心を通る直線が、ウエハＷの表面のレーザ光が照射される領域上の１点で交わるような角度に設定されている。
【００２４】
各純水供給管４６，４７，４８，４９には、純水バルブ４６１，４７１，４８１，４９１が介装されている。純水バルブ４６１，４７１，４８１，４９１の開閉は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置５によって制御されるようになっている。制御装置５によって純水バルブ４６１，４７１，４８１，４９１が開成されると、純水供給管４６，４７，４８，４９からそれぞれ純水流路４２２，４３２，４４２，４５２に純水が供給されて、その純水がそれぞれ純水吐出口４２３，４３３，４４３，４５３から吐出されてウエハＷの上面に供給される。純水吐出口４２３，４４３からウエハＷの上面に供給される純水は、ウエハＷの上面をそれぞれＸ軸方向の正方向および負方向に流れる水流を形成する。一方、純水吐出口４５３，４３３からウエハＷの上面に供給される純水は、ウエハＷの上面をそれぞれＹ軸方向の正方向および負方向に流れる水流を形成する。
【００２５】
また、制御装置５は、ＸＹ駆動機構１２およびレーザ発振器２１などを制御して、ウエハＷの上面にＸ軸方向またはＹ軸方向に長いスリット形状のレーザ光像を結像させ、その結像させたレーザ光像をそれぞれＹ軸方向またはＸ軸方向に移動（スキャン）させる。これにより、ウエハＷの上面の矩形状の領域にレーザ光が照射され、そのレーザ光が照射された領域内でレーザアブレーション現象が生じて、レジスト膜や反射防止膜などの薄膜が爆発的に気化して除去される。
【００２６】
図４および図５は、この基板処理装置の動作を説明するための図である。薄膜除去の対象となるウエハＷは、図示しないロボットアームによって搬入されてきて、その表面を上に向けて、ウエハステージ１のウエハ載置面１１上に載置される。
ウエハＷの表面には、互いに直交する２方向に沿ってスクライブラインＳＬｘ，ＳＬｙが設定されていて、各スクライブラインＳＬｘ，ＳＬｙ上にアライメントマークが形成されている。ウエハＷは、スクライブラインＳＬｘ，ＳＬｙがそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に沿うように水平面内での角度（向き）が調整されて、ウエハステージ１に載置される。
【００２７】
ウエハＷがウエハステージ１に載置されると、まず、スクライブラインＳＬｘに形成されているアライメントマーク上の領域Ａｘから薄膜を除去するために、その領域ＡｘのＸ軸方向のほぼ中央の位置に設定された第１スキャン開始位置ＳＰ１にレーザ照射系２からのレーザ光が照射されるように、ウエハＷのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が調整される。
ウエハＷの位置調整後、純水バルブ４６１が開成されて、純水吐出口４２３からウエハＷの上面への純水の供給が開始される。純水吐出口４２３からの純水の供給により、図４（ａ）に示すように、ウエハＷの上面をＸ軸の正方向（図４における右方向）に流れる水流が形成される。そして、ウエハＷの上面にＹ軸方向に長いスリット形状のレーザ光像が結合され、その一方で、ウエハＷがＸ軸の正方向に一定速度で移動される。ウエハＷの移動により、ウエハＷの上面に結像するスリット形状のレーザ光像（レーザ光の照射領域）がウエハＷに対してＸ軸負方向に移動していく。そして、レーザ光像が領域ＡｘのＸ軸負方向側の端部に達すると、ウエハＷの移動方向がＸ軸の負方向に反転されて、レーザ光像の移動方向がそれまでとは逆方向であるＸ軸の正方向に変えられる。これにより、領域Ａｘの第１スキャン開始位置ＳＰ１よりもＸ軸負方向側の分割領域Ａｘ１がスリット形状のレーザ光像で往復スキャンされ、その分割領域Ａｘ１から薄膜が爆発的に気化して除去される。
【００２８】
レーザ光像が第１スキャン開始位置ＳＰ１に達すると、ウエハＷへのレーザ光の照射が一時停止される。また、純水吐出口４２３からウエハＷの上面への純水の供給が停止される。そして、第１スキャン開始位置ＳＰ１のＸ軸正方向側に隣接する第２スキャン開始位置ＳＰ２にレーザ照射系２からのレーザ光が照射されるように、ウエハＷのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が調整される。
その後、純水バルブ４８１が開成されて、純水吐出口４４３からウエハＷの上面への純水の供給が開始されることにより、図４（ｂ）に示すように、ウエハＷの上面をＸ軸の負方向（図４における左方向）に流れる水流が形成される。また、ウエハＷへのレーザ光の照射が再開されて、ウエハＷの上面にＹ軸方向に長いスリット形状のレーザ光像が結合される一方で、ウエハＷの位置がＸ軸負方向に一定速度で移動される。ウエハＷの移動により、ウエハＷの上面に結像するスリット形状のレーザ光像がウエハＷに対してＸ軸正方向に移動していく。レーザ光像が領域ＡｘのＸ軸正方向側の端部に達すると、ウエハＷの移動方向がＸ軸の正方向に反転されて、レーザ光像の移動方向がそれまでとは逆方向のＸ軸負方向に変えられる。これにより、領域Ａｘの第２スキャン開始位置ＳＰ２よりもＸ軸正方向側の分割領域Ａｘ２がスリット形状のレーザ光像で往復スキャンされ、その分割領域Ａｘ２から薄膜が爆発的に気化して除去される。
【００２９】
レーザ光像が第２スキャン開始位置ＳＰ２に達した後も、さらにウエハＷのＸ軸正方向への移動は続けられ、レーザ光像が領域Ａｘ（分割領域Ａｘ１）のＸ軸負方向側の端部に達すると、ウエハＷの移動方向がＸ軸負方向に再び反転されて、レーザ光像の移動方向がＸ軸正方向に変えられる。その後、レーザ光像が領域ＡｘのＸ軸正方向側の端部に達すると、図４（ｃ）に示すように、ウエハＷの移動方向がＸ軸正方向に反転されて、分割領域Ａｘ２がスリット形状のレーザ光像でＸ軸負方向にスキャンされていく。そして、レーザ光像が第２スキャン開始位置ＳＰ２に達すると、ウエハＷの上面の領域Ａｘの全域から薄膜がきれいに除去された状態となる。
【００３０】
このように、領域Ａｘが分割領域Ａｘ１，Ａｘ２に２分割されて、まず、分割領域Ａｘ１がスリット形状のレーザ光像で往復スキャンされることにより、その分割領域Ａｘ１からレジスト膜や反射防止膜などの薄膜が除去される。このとき、ウエハＷ上には、分割領域Ａｘ１から分割領域Ａｘ２に向かう方向（Ｘ軸の正方向）の水流が形成されている。したがって、分割領域Ａｘ１から発生する薄膜気化物は、ウエハＷ上に形成された水流によって分割領域Ａｘ２側に流されるので、分割領域Ａｘ２以外の領域にはほとんど飛散しない。
【００３１】
分割領域Ａｘ２側に流されて、分割領域Ａｘ２にパーティクルとなって付着した薄膜気化物は、その後、分割領域Ａｘ２がスリット形状のレーザ光像でスキャンされることにより、分割領域Ａｘ２内の薄膜とともにレーザアブレーション現象によって除去される。このとき、ウエハＷ上には、分割領域Ａｘ２から分割領域Ａｘ１に向かう方向（Ｘ軸の負方向）の水流が形成されているから、分割領域Ａｘ２から発生する薄膜気化物は、パーティクルとなって分割領域Ａｘ１に付着することがあっても、分割領域Ａｘ１以外の領域に付着するおそれはない。
【００３２】
そして、分割領域Ａｘ２からの薄膜除去時に分割領域Ａｘ１に付着したパーティクルは、分割領域Ａｘ２からの薄膜除去後に、領域Ａｘがスリット形状のレーザ光像で再び往復スキャンされることによって除去される。したがって、領域Ａｘ内にパーティクルが付着していることもない。よって、ウエハＷの表面へのパーティクルの付着を防止しつつ、領域Ａｘ内の薄膜を良好に除去することができる。
【００３３】
スクライブラインＳＬｘ上に複数のアライメントマークが形成されている場合には、上述の動作が繰り返し行われて、その複数のアライメントマーク上の領域Ａｘから薄膜が除去される。その後、スクライブラインＳＬｙ上に形成されているアライメントマーク上の領域Ａｙから薄膜を除去するための処理が行われる。
領域Ａｙから薄膜を除去するための処理では、まず、領域ＡｙのＹ軸方向のほぼ中央の位置に設定された第１スキャン開始位置ＳＰ１にレーザ照射系２からのレーザ光が照射されるように、ウエハＷのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が調整される。このウエハＷの位置調整後、純水バルブ４９１が開成されて、純水吐出口４５３からウエハＷの上面への純水の供給が開始される。純水吐出口４５３からの純水の供給により、図５（ａ）に示すように、ウエハＷの上面をＹ軸の正方向（図５における上方向）に流れる水流が形成される。そして、ウエハＷの上面にＸ軸方向に長いスリット形状のレーザ光像が結合され、その一方で、ウエハＷがＹ軸の正方向に一定速度で移動される。ウエハＷの移動により、ウエハＷの上面に結像するスリット形状のレーザ光像（レーザ光の照射領域）がウエハＷに対してＹ軸負方向に移動していく。そして、レーザ光像が領域ＡｙのＹ軸負方向側の端部に達すると、ウエハＷの移動方向がＹ軸の負方向に反転されて、レーザ光像の移動方向がそれまでとは逆方向であるＹ軸の正方向に変えられる。これにより、領域Ａｙの第１スキャン開始位置ＳＰ１よりもＹ軸負方向側の分割領域Ａｙ１がスリット形状のレーザ光像で往復スキャンされ、その分割領域Ａｙ１から薄膜が爆発的に気化して除去される。
【００３４】
レーザ光像が第１スキャン開始位置ＳＰ１に達すると、ウエハＷへのレーザ光の照射が一時停止される。また、純水吐出口４５３からウエハＷの上面への純水の供給が停止される。そして、第１スキャン開始位置ＳＰ１のＹ軸正方向側に隣接する第２スキャン開始位置ＳＰ２にレーザ照射系２からのレーザ光が照射されるように、ウエハＷのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置が調整される。
その後、純水バルブ４７１が開成されて、純水吐出口４３３からウエハＷの上面への純水の供給が開始されることにより、図５（ｂ）に示すように、ウエハＷの上面をＹ軸の負方向（図５における下方向）に流れる水流が形成される。また、ウエハＷへのレーザ光の照射が再開されて、ウエハＷの上面にＸ軸方向に長いスリット形状のレーザ光像が結合される一方で、ウエハＷの位置がＹ軸負方向に一定速度で移動される。ウエハＷの移動により、ウエハＷの上面に結像するスリット形状のレーザ光像がウエハＷに対してＹ軸正方向に移動していく。レーザ光像が領域ＡｙのＹ軸正方向側の端部に達すると、ウエハＷの移動方向がＹ軸の正方向に反転されて、レーザ光像の移動方向がそれまでとは逆方向のＹ軸負方向に変えられる。これにより、領域Ａｙの第２スキャン開始位置ＳＰ２よりもＹ軸正方向側の分割領域Ａｙ２がスリット形状のレーザ光像で往復スキャンされ、その分割領域Ａｙ２から薄膜が爆発的に気化して除去される。
【００３５】
レーザ光像が第２スキャン開始位置ＳＰ２に達した後も、さらにウエハＷのＹ軸正方向への移動は続けられ、レーザ光像が領域Ａｙ（分割領域Ａｙ１）のＹ軸負方向側の端部に達すると、ウエハＷの移動方向がＹ軸負方向に再び反転されて、レーザ光像の移動方向がＹ軸正方向に変えられる。その後、レーザ光像が領域ＡｙのＹ軸正方向側の端部に達すると、図５（ｃ）に示すように、ウエハＷの移動方向がＹ軸正方向に反転されて、分割領域Ａｙ２がスリット形状のレーザ光像でＹ軸負方向にスキャンされていく。そして、レーザ光像が第２スキャン開始位置ＳＰ２に達すると、ウエハＷの上面の領域Ａｙの全域から薄膜がきれいに除去された状態となる。
【００３６】
このように、領域Ａｙが分割領域Ａｙ１，Ａｙ２に２分割されて、まず、分割領域Ａｙ１がスリット形状のレーザ光像で往復スキャンされることにより、その分割領域Ａｙ１からレジスト膜や反射防止膜などの薄膜が除去される。このとき、ウエハＷ上には、分割領域Ａｙ１から分割領域Ａｙ２に向かう方向（Ｙ軸の正方向）の水流が形成されている。したがって、分割領域Ａｙ１から発生する薄膜気化物は、ウエハＷ上に形成された水流によって分割領域Ａｙ２側に流されるので、分割領域Ａｙ２以外の領域にはほとんど飛散しない。
【００３７】
分割領域Ａｙ２側に流されて、分割領域Ａｙ２にパーティクルとなって付着した薄膜気化物は、その後、分割領域Ａｙ２がスリット形状のレーザ光像でスキャンされることにより、分割領域Ａｙ２内の薄膜とともにレーザアブレーション現象によって除去される。このとき、ウエハＷ上には、分割領域Ａｙ２から分割領域Ａｙ１に向かう方向（Ｙ軸の負方向）の水流が形成されているから、分割領域Ａｙ２から発生する薄膜気化物は、分割領域Ａｙ１以外の領域にはほとんど飛散しない。
【００３８】
そして、分割領域Ａｙ２からの薄膜除去時に分割領域Ａｙ１に付着したパーティクルは、分割領域Ａｙ２からの薄膜除去後に、領域Ａｙがスリット形状のレーザ光像で再び往復スキャンされることによって除去される。したがって、領域Ａｙ内にパーティクルが付着していることもない。よって、ウエハＷの表面へのパーティクルの付着を防止しつつ、領域Ａｙ内の薄膜を良好に除去することができる。
【００３９】
スクライブラインＳＬｙ上に複数のアライメントマークが形成されている場合には、上述の動作が繰り返し行われて、その複数のアライメントマーク上の領域Ａｙから薄膜が除去される。その後、図示しないロボットアームによって、ウエハステージ１上から処理後のウエハＷが搬出されていく。
以上のように、この実施形態によれば、処理の途中でウエハＷを回転させることなく、アライメントマーク上の一定領域Ａｘ，Ａｙから薄膜を良好に除去することができる。
【００４０】
なお、この実施形態では、水流ヘッド４からウエハＷの上面に純水が供給されて、ウエハＷ上に水流が形成されるとしたが、ウエハＷの表面の薄膜に悪影響を与えなければ、たとえば、水流ヘッド４にイオン水、オゾン水または炭酸水などの純水以外の液体が供給されて、その液体が水流ヘッド４からウエハＷの上面に供給されることにより、ウエハＷの上面に純水以外の液体の流れが形成されてもよい。また、液体には限らず、水流ヘッドに窒素ガス、アルゴンガスまたはヘリウムガスなどの不活性ガスの気体が供給されて、その気体が水流ヘッド４からウエハＷの上面に供給されることにより、ウエハＷの上面に気体の流れが形成されてもよい。
【００４１】
また、ウエハＷの表面に形成されている薄膜をレーザアブレーション現象によって局所的に除去する装置を取り上げたが、この発明は、ウエハＷの表面に処理液を供給して、ウエハＷの表面に処理液による処理（たとえば、洗浄処理）を施すための装置に適用することもできる。
図６は、ウエハＷの表面を処理液で処理するための装置について説明するための図である。この装置は、たとえば、ウエハＷをほぼ水平な状態に載置可能なウエハステージ（図示せず）と、このウエハステージに載置されたウエハＷの上面（表面）に処理液を供給するための処理液供給ヘッド６とを有している。
【００４２】
処理液供給ヘッド６は、上記の実施形態に係る水流ヘッド４と同様な構成であり、４本の処理液流路６１１，６２１，６３１，６４１を内部に有している。各処理液流路６１１，６２１，６３１，６４１は、水平面に対して所定の角度をなして斜め下方に延びた部分を有しており、その斜め下方に延びた部分の先端が平面視でほぼ９０度の角度間隔で形成された処理液吐出口６１２，６２２，６３２，６４２（ノズル部）にそれぞれ接続されている。また、処理液吐出口６１２，６２２，６３２，６４２は、処理液吐出口６１２，６３２がＸ軸方向に対向し合い、処理液吐出口６２２，６４２がＹ軸方向に対向し合うように設けられている。
【００４３】
処理液流路６１１に処理液を供給すると、処理液吐出口６１２からウエハＷの上面に処理液が供給されて、たとえば、ウエハＷの上面にＸ軸正方向への処理液の流れが形成される。この処理液の流れによって、ウエハＷの上面に凸部Ｃが形成されていても、その凸部Ｃの上面およびＸ軸負方向側に臨む側面ＣＦ１に処理液を良好に供給することができ、その凸部Ｃの上面および側面ＣＦ１に処理液による処理を良好に施すことができる。
【００４４】
処理液流路６３１に処理液を供給すると、処理液吐出口６３２からウエハＷの上面に処理液が供給されて、ウエハＷの上面にＸ軸負方向への処理液の流れが形成される。この処理液の流れによって、凸部Ｃの上面およびＸ軸正方向側に臨む側面ＣＦ２に処理液を良好に供給することができ、その凸部Ｃの上面および側面ＣＦ２に処理液による処理を良好に施すことができる。
処理液流路６２１に処理液を供給すると、処理液吐出口６２２からウエハＷの上面に処理液が供給されて、たとえば、ウエハＷの上面にＹ軸負方向への処理液の流れが形成される。この処理液の流れによって、凸部Ｃの上面およびＹ軸正方向側に臨む側面ＣＦ３に処理液を良好に供給することができ、その凸部Ｃの上面および側面ＣＦ３に処理液による処理を良好に施すことができる。
【００４５】
また、処理液流路６４１に処理液を供給すると、処理液吐出口６４２からウエハＷの上面に処理液が供給されて、ウエハＷの上面にＹ軸正方向への処理液の流れが形成される。この処理液の流れによって、凸部Ｃの上面およびＹ軸負方向側に臨む側面ＣＦ４に処理液を良好に供給することができ、その凸部Ｃの上面および側面ＣＦ４に処理液による処理を良好に施すことができる。
したがって、処理液吐出口６１２，６２２，６３２，６４２から順次に処理液を吐出させることにより、処理の途中でウエハＷを回転させなくても、凸部Ｃを有するウエハＷの上面全域に処理液をむらなく供給することができ、ウエハＷの上面全域に処理液による処理を施すことができる。
【００４６】
図７は、ウエハＷの表面を処理液で処理するための他の装置について説明するための図である。図６に示す装置は、ウエハＷの上面に沿う成分が互いに異なる４方向、つまり平面視でほぼ９０度ずつ異なる４方向からウエハＷの上面に処理液を供給する構成を採用しているが、とくに、ウエハＷの表面に比較的深い凹部Ｂが形成されている場合には、ウエハＷの上面となす角度が互いに異なる複数の方向からウエハＷの上面に処理液を供給する構成を採用することが好ましい。
【００４７】
この図７に示す装置は、たとえば、ウエハＷをほぼ水平な状態に載置可能なウエハステージ（図示せず）と、このウエハステージに載置されたウエハＷの上面に対して所定の第１角度（たとえば、５〜４５度）をなす方向から処理液を供給するノズル部７１と、ウエハステージに載置されたウエハＷの上面に対して第１角度よりも大きな第２角度（たとえば、４５〜９０度）をなす方向から処理液を供給するノズル部７２とを備えている。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、ノズル部７１から処理液を吐出させて、ウエハＷの上面に処理液を供給することにより、ウエハＷの上面に処理液の流れを形成することができ、ウエハＷの上面のほぼ全域に対して処理液による処理を施すことができる。しかしながら、ウエハＷの上面に比較的深い凹部Ｂが形成されている場合、ウエハＷの上面を流れる処理液が凹部Ｂに上手く入り込まないために、その液流の方向によって、凹部Ｂ内に処理液の供給されない部分を生じるおそれがある。そこで、ノズル部７１からの処理液の吐出を停止した後、ノズル部７２から処理液を吐出させることにより、図７（ｂ）に示すように、凹部Ｂ内に処理液を供給することができ、凹部Ｂ内の全域に処理液による処理を施すことができる。よって処理の途中でウエハＷを回転させなくても、凹部Ｂを有するウエハＷの上面全域にむらなく処理液を供給することができ、ウエハＷの上面全域に処理液による処理を施すことができる。
【００４９】
以上、この発明のいくつかの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することも可能である。たとえば、この発明は、レーザ有機化学エッチングという手法によって基板表面の薄膜を局所的に除去する装置に適用されてもよい。このレーザ有機化学エッチングを利用した装置は、たとえば、図１に示す装置を流用して構成することができ、水流ヘッド４にエッチング液が供給されるようにすればよい。水流ヘッド４の純水吐出口４２３，４３３，４４３，４５３（ノズル部）からウエハＷの上面（表面）にエッチング液を順次に供給しつつ、そのウエハＷの上面にレーザ光を照射することにより、ウエハＷの表面に形成されている薄膜を局所的に除去することができる。
【００５０】
また、水流ヘッド４は、ウエハＷの上面に対して平面視で互いに異なる４方向から純水を供給するとしたが、少なくとも互いに異なる２方向から純水を供給するものであればよく、たとえば、平面視でほぼ４５度ずつ異なる８方向からウエハＷの上面に純水を供給するものであってもよい。
処理液供給ヘッド６についても同様であり、少なくとも互いに異なる２方向からウエハＷの上面に処理液を供給するものであればよく、たとえば、平面視でほぼ４５度ずつ異なる８方向からウエハＷの上面に処理液を供給するものであってもよい。すなわち、図６に二点鎖線で示すように、処理液吐出口６１２，６２２，６３２，６４２の各間に１つの処理液吐出口８１を追加して設けてもよい。
【００５１】
この場合において、処理液吐出口６１２，６２２，６３２，６４２から順次に薬液を吐出させ、その後、４つの処理液吐出口８１から純水を吐出させることにより、平面視でほぼ９０度ずつ異なる４方向からウエハＷの表面に薬液が順次に供給され、この薬液による処理が施された後に、残りの４方向からウエハＷの表面に純水が順次に供給されるようにしてもよい。
また、処理液吐出口６１２，６２２，６３２，６４２および４つの処理液吐出口８１から順次に（たとえば、処理液吐出口６１２から図６における時計回りに並んでいる順に）同一種の処理液を吐出させることにより、ウエハＷの表面に処理液の渦流を形成するようにしてもよい。
【００５２】
その場合さらに、複数の処理液吐出口から同時に処理液を吐出させてもよい。たとえば、処理液吐出口６１２およびその処理液吐出口６１２の図６における時計回りに隣接する処理液吐出口８１から同時に処理液を吐出させ、次は、その処理液吐出８１と処理液吐出口６２２から同時に処理液を吐出させるといったようにして、２つの処理液吐出口を１組とする８つの組から順次に処理液を吐出させるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、処理液吐出口６１２およびその処理液吐出口６１２の図６における時計回りに隣接する処理液吐出口８１から処理液を同時に吐出させることにより、ウエハＷの上面に一方向（Ｘ軸に４５度の角度をなして交差する方向）に流れる処理液の液流を形成し、処理液吐出口６３２およびその処理液吐出口６３２の図６における時計回りに隣接する処理液吐出口８１から処理液を同時に吐出させることにより、ウエハＷの上面に上記一方向とは反対方向に流れる処理液の液流を形成するといったようにして、複数の処理液吐出口から同時に処理液を吐出させることによって、ウエハＷの上面に一方向およびその反対方向に流れる処理液の液流を形成するようにしてもよい。
【００５４】
また、図７に示す装置において、ノズル部７１，７２とはウエハＷの上面に対する角度が異なる方向から処理液を供給するノズル部がさらに追加して設けられてもよいし、ウエハＷの上面に対する処理液の供給角度はノズル部７１または７２と同じであるが、そのノズル部７１または７２と平面視において異なる方向からウエハＷの表面に処理液を供給するノズル部がさらに追加して設けられてもよい。
【００５５】
また、処理対象となる基板は、ウエハＷに限らず、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板および磁気／光ディスク用基板などの他の種類の基板であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す図である。
【図２】上記基板処理装置に備えられた水流ヘッドの簡略化された断面図である。
【図３】上記水流ヘッドの簡略化された平面図とともに、上記基板処理装置の電気的な構成を示す図である。
【図４】Ｘ軸方向に沿ったスクライブラインに形成されているアライメントマーク上の薄膜を除去するときの動作を説明するための図である。
【図５】Ｙ軸方向に沿ったスクライブラインに形成されているアライメントマーク上の薄膜を除去するときの動作を説明するための図である。
【図６】この発明の他の実施形態について説明するための図解図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態について説明するための図解図である。
【符号の説明】
２      レーザ照射系
４      水流ヘッド
４２１，４３１，４４１，４５１  接続口
４２２，４３２，４４２，４５２  純水流路
４２３，４３３，４４３，４５３  純水吐出口
４６，４７，４８，４９  純水供給管
４６１，４７１，４８１，４９１  純水バルブ
５      制御装置
６      処理液供給ヘッド
６１１，６２１，６３１，６４１  処理液流路
６１２，６２２，６３２，６４２  処理液吐出口
７１，７２  ノズル部
Ａｘ    一定領域
Ａｘ１，Ａｘ２  分割領域
Ａｙ    一定領域
Ａｙ１，Ａｙ２  分割領域
ＳＬｘ，ＳＬｙ  スクライブライン
Ｗ      ウエハ
【図１】
2004288860.tif 000003
【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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