(57)【要約】【課題】この発明は基板のデバイス面を処理液によって処理してから乾燥処理する場合、乾燥処理時にデバイス面が汚れるのを防止した処理方法を提供することにある。【解決手段】基板を回転テーブル１１によって回転させながら処理する基板の処理方法において、上記基板の一方の面は回路パターンが形成されるデバイス面であって、この基板を上記デバイス面を下方に向けて上記回転テーブルに保持する工程と、上記回転テーブルを回転させて上記デバイス面に処理液を供給して処理する工程と、上記基板を処理液による処理時に比べて高速度で回転させて乾燥処理する工程とを具備する。【選択図】　　図２
2004103864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転テーブルによって回転させながら処理する基板の処理方法において、
上記基板の一方の面は回路パターンが形成されるデバイス面であって、この基板を上記デバイス面を下方に向けて上記回転テーブルに保持する工程と、
上記回転テーブルを回転させて上記デバイス面に処理液を供給して処理する工程と、
上記基板を処理液による処理時に比べて高速度で回転させて乾燥処理する工程と、
を具備したことを特徴とする基板の処理方法。
【請求項２】
上記基板を乾燥処理するときに、上記回転テーブルと上記基板のデバイス面との間の空間部に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１記載の基板の処理方法。
【請求項３】
上記基板のデバイス面を、フッ酸で処理してから純水で処理することを特徴とする請求項１と請求項２のいずれかに記載の基板の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板を回転させながら処理液によって処理してから乾燥処理する基板の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、半導体装置や液晶表示装置の製造過程においては、基板としての半導体ウエハやガラス基板に回路パタ−ンを形成するための成膜プロセスやフォトプロセスがある。これらのプロセスでは、上記基板に対して成膜処理、洗浄処理及び乾燥処理が繰り返して行われる。
【０００３】
上記基板の洗浄処理及び洗浄後の乾燥処理を行うためにはスピン処理装置が用いられる。このスピン処理装置はカップ体を有し、このカップ体内には回転駆動される回転テーブルが設けられている。この回転テーブルには保持機構が設けられ、この保持機構には基板が着脱可能に保持される。
【０００４】
基板を回転テーブルに保持したならば、この回転テーブルを回転させならこの基板の板面に処理液を供給して処理し、ついで回転テーブルを処理液による処理時に比べて高速度で回転させることで、基板の板面に付着残留する処理液を除去する乾燥処理が行われる。
【０００５】
従来、上記基板は回路パターンが形成されるデバイス面を上に向けて上記回転テーブルに保持するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
基板のデバイス面を処理液によって処理する際、基板の上面に供給された処理液は、回転する基板の遠心力によって周囲に飛散し、カップ体の内周面に付着する。その後で、基板を処理液による処理時に比べて高速度で回転させて乾燥処理すると、高速回転する基板と回転テーブルとによって気流が生じるから、その気流にカップ体の内周面に付着した処理液が巻き込まれ、ミスト状となってカップ体内を浮遊する。そのため、乾燥処理時に基板の上面である、デバイス面にミスト状の処理液が付着し、基板のデバイス面を汚染する原因になる。
【０００７】
上記基板がたとえばベアリシコンなどの半導体ウエハの場合、その表面にはパーティクルを含むＳｉＯ２　の自然酸化膜が形成されている。そのため、基板は少なくともそのデバイス面を処理液であるフッ酸で処理して自然酸化膜を除去してから、同じく処理液である純水で洗浄処理するということが行なわれる。
【０００８】
その場合、上記自然酸化膜がフッ酸によって除去されると、化学的に不安定なＳｉ面が露出する。Ｓｉ面に純水の水滴が残留すると、その水滴に雰囲気中の酸素が溶け込み、酸化物を形成する。
【０００９】
そのため、上記酸化物が原因となって乾燥後に基板の板面にＳｉが析出物として残り、ウオータマークが形成されるということがあり、それによっても基板の汚染を招くということがある。
【００１０】
ウオータマークが形成されるのを防止するためには、乾燥処理時に基板の上面となったデバイス面を窒素などの不活性ガスによって大気から遮断することが有効である。しかしながら、基板の上面となったデバイス面を窒素によって大気から遮断するためには、カップ体内全体の雰囲気のほぼ全体を窒素に置換しなければならないから、窒素の使用量が多くなりランニングコストが上昇するということがある。
【００１１】
この発明は、乾燥処理時に基板のデバイス面が処理液によって汚されないようにした基板の処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基板を回転テーブルによって回転させながら処理する基板の処理方法において、
上記基板の一方の面は回路パターンが形成されるデバイス面であって、この基板を上記デバイス面を下方に向けて上記回転テーブルに保持する工程と、
上記回転テーブルを回転させて上記デバイス面に処理液を供給して処理する工程と、
上記基板を処理液による処理時に比べて高速度で回転させて乾燥処理する工程と、
を具備したことを特徴とする基板の処理方法にある。
【００１３】
請求項２の発明は、上記基板を乾燥処理するときに、上記回転テーブルと上記基板のデバイス面との間の空間部に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１記載の基板の処理方法にある。
【００１４】
請求項３の発明は、上記基板のデバイス面を、フッ酸で処理してから純水で処理することを特徴とする請求項１と請求項２のいずれかに記載の基板の処理方法にある。
【００１５】
この発明によれば、デバイス面を下方に向けて基板を回転テーブルに保持することで、そのデバイス面が回転テーブルと所定の間隔で対向するから、乾燥処理時に基板の上方に処理液がミスト状で浮遊しても、そのミストが上記デバイス面に付着するのが防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１７】
図１はこの発明の一実施の形態を示すスピン処理装置で、このスピン処理装置は同図に鎖線で示すカップ体１を有する。このカップ体１の底部の径方向中心部には通孔２が穿設され、周辺部には複数の排出管１ａが周方向に所定間隔で接続されている。
【００１８】
上記通孔２には円筒状の動力伝達部材３が設けられている。この動力伝達部材３は駆動源としての制御モータ４によって回転駆動される。この制御モータ４は筒状の固定子５と、この固定子５内に回転可能に挿入された同じく筒状の回転子６とを有する。
【００１９】
上記動力伝達部材３は下端面を上記回転子６の上端面に接触させ、ねじ７によって固定されている。したがって、上記動力伝達部材３は上記回転子６と一体に回転するようになっている。
【００２０】
上記動力伝達部材３のカップ体１内に突出した上端部には回転テーブル１１が取付けられている。この回転テーブル１１は円盤状をなした下板１２と上板１３とを接合してなり、これら下板１２と上板１３との中心部分には上記動力伝達部材３の内部空間に連通する通孔１４が形成されている。
【００２１】
上記回転テーブル１１の上板１３の周辺部には周方向に所定間隔、たとえば９０度間隔で４つの支持筒部１５が一体形成されている。上記下板１２の上記支持筒部１５と対応する部分には通孔１６が形成されている。
【００２２】
上記支持筒部１５と通孔１６には、各々ブッシュ１７ａ，１７ｂが嵌着され、このブッシュ１７ａ，１７ｂには保持部材１８が回転可能に支持されている。この保持部材１８は、上記ブッシュ１７ａ，１７ｂに支持された軸部１９と、この軸部１９の上端部に一体形成された、上記軸部１９よりも大径な頭部２０とを有する。
【００２３】
上記頭部２０の上端面には、保持部材１９の回転中心から偏心した位置にテーパ部材２１が設けられている。このテーパ部材２１のテーパ面２１ａの傾斜方向上端部には係合ピン２２が突設されている。
【００２４】
そして、各保持部材１８には、半導体ウエハからなる基板Ｗが回路パターンが形成されるデバイス面ｆ１　を下方に向け、そのデバイス面ｆ１　の周縁部をテーパ部材２１のテーパ面２１ａに係合させて設けられる。その状態で、各保持部材１８を所定方向、たとえば時計方向に回転させると、上記テーパ部材２１が偏心回転することで、基板Ｗの周辺部がテーパ部材２１のテーパ面２１ａに沿って上昇し、その外周面が係合ピン２２に当接する。それによって、基板Ｗは４つの保持部材１８によって回転テーブル１１に一体的に保持される。
【００２５】
上記保持部材１８を先程と逆方向である、反時計方向に回転させると、係合ピン２２が基板Ｗの外周面から離れるととともにこの基板Ｗの周辺部がテーパ部材２１のテーパ面２１ａに沿って下降する。それによって、基板Ｗの４つの保持部材１８による保持状態が開放される。
【００２６】
上記保持部材１８の軸部１９は下端が回転テーブル１１の下面側に突出し、その突出端部には子歯車２５が嵌着されている。各保持部材１８の軸部１９に嵌着された子歯車２５は親歯車２６に噛合している。この親歯車２６は上記動力伝達部材３に軸受２７を介して回転可能に保持されている。
【００２７】
上記親歯車２６は上記動力伝達部材３の外周面に設けられたばね２８によって所定の回転方向、たとえば反時計方向に付勢されている。それによって、子歯車２５が時計方向に回転し、その回転に保持部材１８が連動してテーパ部材２１が偏心回転することで、基板Ｗは各保持部材１８の係合ピン２２によって回転テーブル１１に保持される。
【００２８】
基板Ｗの保持状態を解除するには、上記親歯車２６を図示しない解除機構によってばね２８の付勢力に抗して時計方向に回転させる。具体的には、上記解除機構によって親歯車２６が回転するのを阻止し、その状態で回転テーブル１１を制御モータ４によって時計方向に回転させる。それによって、保持部材１８は反時計方向に回転するから、係合ピン２２による基板Ｗの保持状態が解除されることになる。
【００２９】
上記動力伝達部材３の内部には保持筒３１が挿通されている。この保持筒３１の上端にはノズルヘッド３２が取着されている。このノズルヘッド３２には、回転テーブル１１に保持された基板Ｗの下方を向いたデバイス面ｆ１　の中心部に向けて処理液としてのフッ酸を噴射する第１のノズル体３３、同じく処理液としての純水を噴射する第２のノズル体３４及び不活性ガスとしての窒素ガスを噴射する第３のノズル体３５が設けられている。
【００３０】
上記回転テーブル１１の上面及び外周面は乱流防止カバー３６によって覆われている。この乱流防止カバー３６は、回転テーブル１１に保持される基板Ｗのデバイス面ｆ１　に対向する対向壁部３７と、この対向壁部３７の周縁部に垂設された周壁部３８とを有する。
【００３１】
上記対向壁部３７には、第１、第２のノズル体３３，３４から噴射される処理液を基板Ｗのデバイス面ｆ１　に到達させるための通孔３９が形成されている。上記第３のノズル体３５から基板Ｗの下方を向いたデバイス面ｆ１　に向かって噴射された窒素ガスは、このデバイス面ｆ１　と、乱流防止カバー３６の対向壁部３７との間の空間部４０に充満して周辺部から流出する。
【００３２】
上記回転テーブル１１の上面に立設された４本の保持部材１８の上端部は、上記乱流防止カバー３６の対向壁部３７の周辺部に穿設された通孔４１からその上面側に突出している。
【００３３】
さらに、上記カップ体１の周壁の上端には、上記基板Ｗの上方を向いた非デバイス面ｆ２　に純水などの処理液を噴射する第４のノズル体４２が設けられている。それによって、基板Ｗは非デバイス面ｆ２　も洗浄可能となっている。
【００３４】
なお、上記保持部材１８を背の高さが異なるものに交換すれば、基板Ｗの支持高さを変えることができる。それによって、第１、第２のノズル体３３，３４から基板Ｗのデバイス面ｆ１　に噴射される処理液の噴射範囲を調整することができる。
【００３５】
つぎに、上記構成のスピン処理装置を用いて基板Ｗを処理する手順を図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３６】
Ｓ１では、基板Ｗのデバイス面ｆ１　を下方に向けてこの基板Ｗを回転テーブル１１に保持する。Ｓ２では、この回転テーブル１１を数十〜数百ｒ．ｐ．ｍの低速度で回転させながら、基板Ｗのデバイス面ｆ１　に第１のノズル体３３からフッ酸を噴射する。それによって、基板Ｗのデバイス面ｆ１　に形成された自然酸化膜が除去されることになる。
【００３７】
Ｓ３では、フッ酸によるデバイス面ｆ１　の処理が所定時間行なわれたかどうかを判定し、所定時間になったならば、Ｓ４ではフッ酸の供給を停止し、第２のノズル体３４からデバイス面ｆ１　に向けて純水を噴射し、このデバイス面ｆ１を純水によってリンス処理する。Ｓ５では純水による処理が所定時間行なわれた否かを判定し、所定時間になったならば、Ｓ６では純水の供給を停止する。
【００３８】
デバイス面ｆ１　のリンス処理を所定時間行なったならば、Ｓ７では回転テーブル１１を１０００ｒ．ｐ．ｍ以上の高速度で回転させ、第３のノズル体３５から基板Ｗのデバイス面ｆ１　に向けて窒素ガスを噴射する。Ｓ８では窒素ガスの供給が所定時間行なわれたか否かを判定し、所定時間になったならば、Ｓ９では窒素ガスの供給を停止する。
【００３９】
すなわち、リンス処理で基板Ｗのデバイス面ｆ１　に付着残留した純水は、デバイス面ｆ１　の中心部から径方向外方に向かう窒素ガスの流れと、基板Ｗが高速回転することで発生する遠心力とによって基板Ｗの外周縁から外方に向かって飛散するから、基板Ｗのデバイス面ｆ１　が乾燥処理されることになる。
【００４０】
乾燥処理時に基板Ｗを高速回転させると、カップ体１内には乱流が発生し易くなり、その乱流によってカップ体１の内面に付着したパーティクルを含むフッ酸や純水などの処理液がミスト状となってカップ体１内を浮遊することがある。また、基板Ｗから飛散した純水の一部もカップ体１の内面で反射し、ミスト状となって浮遊することもある。
【００４１】
処理液がミスト状となってカップ体１内に浮遊しても、基板Ｗはデバイス面ｆ１　を下方に向けて回転テーブル１１に保持されているから、デバイス面ｆ１　にミストが付着するのを防止することができる。
【００４２】
しかも、デバイス面ｆ１　は乱流防止カバー３６の対向壁部３７と所定の間隔で対向して空間部４０を形成し、この空間部４０の中心部分から第３のノズル体３５によって窒素ガスが供給される。空間部４０に供給された窒素ガスはこの空間部４０の周辺部から流出する。そのため、カップ体１内を浮遊するミストが上記空間部４０に入り込むことがほとんどないから、そのことによっても基板Ｗのデバイス面ｆ１　にミストが付着するのを防止することができる。
【００４３】
乾燥処理時に空間部４０に窒素ガスを噴射することで、基板Ｗのデバイス面ｆ１　が窒素ガスによって覆われるから、フッ酸によって自然酸化膜が除去された後、純水によってリンス処理されたデバイス面ｆ１　にウオータマークが形成されるのを防止することができる。
【００４４】
窒素ガスはデバイス面ｆ１　と乱流防止カバー３６の対向壁部３７とによって形成された空間部４０に供給されるため、この空間部４０に充満し易い。そのため、デバイス面ｆ１　を確実に窒素ガスで覆うことができるばかりか、デバイス面ｆ１　が上方を向いて開放されている場合に比べ、少ない量の窒素ガスによって上記デバイス面ｆ１　を確実に遮蔽することが可能となる。
【００４５】
基板Ｗのデバイス面ｆ１　を純水によってリンス処理するとき、基板Ｗの非デバイス面ｆ２　に第４のノズル体４２によって純水を供給し、この非デバイス面ｆ２　を洗浄処理するようにしてもよい。
【００４６】
上記一実施の形態では基板として半導体ウエハを挙げたが、基板としては液晶表示装置に用いられるガラス基板であってもよい。また、基板を処理する処理液としてフッ酸と純水を挙げたが、他の複数種類又は一種類の処理液によって基板のデバイス面を処理する場合であっても、この発明は適用可能である。
【００４７】
また、回転テーブルに乱流防止カバーを設け、この乱流防止カバーの対向壁部を基板のデバイス面と所定の間隔で対向させて空間部を形成したが、乱流防止カバーを設けずに、デバイス面を回転テーブルの上面に対向させて空間部を形成するようにしてもよい。また、基板はデバイス面に回路パターンが形成される前であっても、形成された後であっても差し支えない。
【００４８】
また、基板にウオータマークが形成される虞のない場合には、乾燥処理時に基板のデバイス面に不活性ガスを供給せず、清浄な空気を供給するようにしてもよく、また気体を供給せずに乾燥処理を行なうようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、デバイス面を下方に向けて基板を回転テーブルに保持した後、このデバイス面に処理液を供給して処理し、ついで乾燥処理するようにした。
【００５０】
そのため、基板のデバイス面と回転テーブルとの対向面間には、乾燥処理時に発生するミスト状の処理液が入り込み難いから、上記デバイス面にミストが付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るスピン処理装置の概略的構成を示す断面図。
【図２】基板の処理工程を説明するフロ−チャート。
【符号の説明】
１１…回転テーブル
３３…第１のノズル体
３４…第２のノズル体
３５…第３のノズル体
Ｗ…基板
ｆ１　…デバイス面
【図１】
2004103864.tif 000003
【図２】
2004103864.tif 000004