(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上部に基板を離隔し、支持する基板支持部と、
前記テーブルを回転させる回転軸を駆動する回転駆動部と、
前記基板の処理面にエッチング工程又はＰＲ（フォトレジスト）ストリップ工程用の薬液を供給する処理液供給部と、
前記基板又は前記処理液の少なくとも一つを加熱する加熱部と、
前記テーブルの周りに設けられ、基板から排出される処理液を回収する処理液回収部と、
前記処理液が供給される空間に水分を供給する水分供給部を含み、
前記処理液回収部は、内側が突出された１以上のカップを備え、
前記水分供給部は、前記カップに設けられる１以上のノズルからなり、かつ、前記水分をミスト又は蒸気状態で噴射し、
前記処理液供給部と前記水分供給部は、前記処理面に前記処理液と前記水分とを同時に供給して蒸発する水分を補充することにより前記処理液の濃度を均一に維持するように構成されることを特徴とする基板液処理装置。
【請求項２】
前記水分供給部の水分を噴射する噴射口は、１以上のホール又はスリット形態で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
【請求項３】
前記基板は、処理面が上部に向かって支持され、
前記処理液と前記水分は、前記基板の上部空間に供給されることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
【請求項４】
前記基板は、処理面が下部に向かって支持され、
前記処理液と前記水分は、前記基板とテーブル間の空間に供給されることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
【請求項５】
前記水分供給部のノズルは、前記基板の水平面に対して水平又は２０゜以下に傾けて水分を噴射することを特徴とする請求項４に記載の基板液処理装置。
【請求項６】
前記処理液は、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水との混合物）であることを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
【請求項７】
前記水分は、ＤＩＷ（脱イオン水）を不活性ガスと混合して供給するか、ＤＩＷに不活性ガスを溶解させて供給することを特徴とする請求項１に記載の基板液処理装置。
【請求項８】
前記水分を、常温より高く、沸点より低い温度で供給することを特徴とする請求項７に記載の基板液処理装置。
【請求項９】
基板を回転させながら処理面を液処理する請求項１の基板液処理装置を用いた基板液処理方法において、
前記基板又は前記基板に提供される処理液の少なくとも一つを加熱しながら、前記処理液が供給される空間に水分を供給することを特徴とする基板液処理方法。
【請求項１０】
前記処理液を供給する時間と前記水分を供給する時間が少なくとも一部重なることを特徴とする請求項９に記載の基板液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体用基板をエッチング及び洗浄する基板液処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子製造のためには、基板上に多層の薄膜を形成しており、エッチング及び洗浄工程は必須である。
【０００３】
一般に、湿式エッチング及び洗浄装置は、基板を支持するチャックが設けられたテーブルを回転させながら、処理液を基板に供給し、エッチング、洗浄及び乾燥工程を行い、テーブルの周りにカップ構造を有する処理液回収部を利用して処理液を回収している。
【０００４】
一方、基板に蒸着された窒化膜、酸化膜、金属膜などの薄膜やフォトレジストなどを基板から速やかに除去するためには、工程を高温状態に保持する必要があった。
【０００５】
このように、高温で処理液を供給する場合、処理液に含まれた水分は、他の成分より沸点が低く急速に蒸発し、処理液の濃度が高くなる。これにより、基板液処理装置内パーティクルが多量発生し、処理液の濃度変化によって処理効率が低くなる問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した背景技術の問題点を解決するために、本発明は、高温での基板液処理工程時、処理液の濃度を均一に維持する基板液処理装置及び基板液処理方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するための本発明の基板液処理装置は、テーブル上部に基板を離隔し、支持する基板支持部と、前記テーブルを回転させる回転軸を駆動する回転駆動部と、前記基板の処理面を処理する処理液を供給する処理液供給部と、前記基板又は前記処理液の少なくとも一つを加熱する加熱部と、前記テーブルの周りに設けられ、基板から排出される処理液を回収する処理液回収部と、前記処理液が供給される空間に水分を供給する水分供給部と、を含む。
【０００８】
好ましくは、前記水分供給部は、水分をミスト又は蒸気状態で噴射する。
【０００９】
好ましくは、前記水分供給部の水分を噴射する噴射口は１以上のホール又はスリット形態に形成される。
【００１０】
好ましくは、前記基板は、処理面が上部に向かって支持され、前記処理液と前記水分は、前記基板の上部空間に供給される。
【００１１】
好ましくは、前記基板の上部で前記処理液供給部を往復駆動させる駆動手段と更に含み、前記水分供給部は、前記基板の上部空間に設けられる。
【００１２】
好ましくは、前記基板の上部で前記処理液供給部を往復駆動させる駆動手段を更に含み、前記水分供給部は、前記駆動手段により前記処理液供給部と共に往復駆動される。
【００１３】
好ましくは、前記基板の上部で前記処理液供給部を往復駆動させる駆動手段を更に含み、前記処理液回収部は、内側が突出された１以上のカップを備え、前記水分供給部は、前記カップに設けられる１以上のノズルからなる。
【００１４】
好ましくは、前記基板は、処理面が下部に向かって支持され、前記処理液と前記水分は、前記基板とテーブル間の空間に供給される。
【００１５】
好ましくは、前記処理液供給部と前記水分供給部は、それぞれ前記テーブルの上部中央部分に設けられる１以上のノズルからなる。
【００１６】
好ましくは、前記処理液供給部は、前記テーブルの上部中央部分に設けられる１以上のノズルからなり、前記処理液回収部は、内側が突出された１以上のカップを備え、前記水分供給部は、前記カップに設けられる１以上のノズルからなる。
【００１７】
好ましくは、前記水分供給部のノズルは、前記基板の水平面に対して０゜〜２０゜傾いて水分を噴射する。
【００１８】
好ましくは、前記処理液は、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合物）である。
【００１９】
好ましくは、前記水分は、ＤＩＷ（脱イオン水）を不活性ガスと混合して供給するか、ＤＩＷに不活性ガスを溶解させて供給する。
【００２０】
好ましくは、前記水分を、常温より高く、沸点より低い温度で供給する。
【００２１】
上述した課題を解決するための本発明の基板液処理方法は、前記基板又は前記基板に提供される処理液の少なくとも一つを加熱しながら、前記処理液が供給される空間に水分を供給する。
【００２２】
好ましくは、前記処理液は、前記処理面のエッチング工程又はＰＲストリップ工程に用いられる薬液である。
【００２３】
好ましくは、前記水分は、前記処理液と同時に噴射される。
【００２４】
好ましくは、前記処理液を供給する時間と前記水分を供給する時間が少なくとも一部重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の基板液処理装置によれば、高温液処理工程で、処理液を供給する空間に水分を供給することによって、処理液の濃度を均一に維持させ、処理効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る構成図である。
【図４】本発明の第４の実施例に係る構成図である。
【図５】本発明の第５の実施例に係る構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、本発明の実施例を、図面を参考して、具体的に説明する。本発明の基板液処理装置は、第１〜第５の実施例に分けられ、各実施例の構成要素は基本的に同じであるが、一部構成において差がある。また、発明の実施例中の同じ機能と作用をする構成要素に対しては図面上、同じ符号を付する。
【００２８】
本発明の第１の実施例に係る基板液処理装置は、図１に示されるように、大きく、基板支持部１０、回転駆動部２０、処理液供給部３０、加熱部４０、処理液回収部５０及び水分供給部６０からなる。
【００２９】
基板支持部１０は、テーブル１１上部に基板Ｗを離隔して支持する。テーブル１１上部の外郭には複数個のチャックピン１２が設けられ、基板Ｗを内側で支持し、基板Ｗの処理面は上部に向かって支持される。この時、液処理するための基板だけでなく、ダミー基板を使用してもよい。
【００３０】
回転駆動部２０は、テーブル１１下部の回転軸を駆動させ、テーブル１１を回転させる。
【００３１】
処理液供給部３０は、基板Ｗの上部面をエッチング、洗浄又は乾燥するための処理液を供給する１以上の処理液供給ノズル３１を備える。処理液供給ノズル３１は、基板Ｗの上部空間に設けられ、駆動手段により往復駆動してもよい。この時、処理液は、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合物）を用いてもよい。
【００３２】
加熱部４０は、基板Ｗの液処理効率を向上させるために、基板Ｗの上部にヒーターを設けることができる。ヒーターは、駆動手段によりスイング形態に移動し、回転する基板Ｗを均一に加熱させる。図示されていないが、基板に処理液を供給する前、処理液の混合による発熱反応を利用するか、処理液を直接加熱することによって、高温の処理液を基板に直接供給する処理液方式を使用することができる。
【００３３】
このような処理液加熱方式と前述したヒーター加熱方式は、単独又は複合的に使用できる。
【００３４】
処理液回収部５０は、テーブル１１の周りに設けられ、基板Ｗから排出される処理液を回収できるように上部が内側に突出された１以上のカップ５１、５２を備える。図示されていないが、基板の積載や、処理液の分離回収のために、回転軸又はカップは相対的に昇降するように設けられてもよい。
【００３５】
水分供給部６０は、基板Ｗの上部空間に処理液供給部３０と別個に設けられた水分供給ノズル６１を備え、水分供給ノズル６１は駆動手段によりスイング形態に往復駆動される。
【００３６】
水分供給ノズル６１は、処理液が供給される基板Ｗの上部空間に水分を噴射して、処理液中、蒸発される水分量を補充することで、基板Ｗ処理面に作用する処理液の濃度を均一に維持させ、基板Ｗの処理効率を向上させることができる。一方、水分供給ノズル６１は、１以上のホール又はスリット形態で形成され、水分をミスト又は蒸気状態で噴射し、水分の供給効率を上げることができる。供給される水分は、ＤＩＷ（脱イオン水）を使用でき、８５℃〜９５℃の水分を供給することが好ましいが、常温より高く、沸点より低い温度であればよい。
【００３７】
ここで、‘ミスト状態’とは、ＤＩＷが気体と混合され、液滴状態で処理空間に噴射された状態を意味し、‘蒸気状態’とは、ＤＩＷが臨界温度より低い温度で気化された状態を意味する。
【００３８】
水分は、ＤＩＷを窒素のような不活性ガスと混合して噴射する２流体ノズルを介して供給するか、不活性ガスが溶解されたＤＩＷ噴射ノズルを介して供給してもよい。
【００３９】
前述のように、処理液供給部３０と水分供給部６０の噴射位置が異なっても、基板の回転によって処理液と水分は十分に混合される。
【００４０】
本発明の第２の実施例は、図２に示されるように、基板支持部１０、回転駆動部２０、処理液供給部３０及び処理液回収部５０の構造は、第１の実施例と同じであり、加熱部４０及び水分供給部６０の構造において差がある。
【００４１】
加熱部４０は、基板Ｗの上部に設けられたヒーターを備える。ヒーターは、基板Ｗの領域と同じであるか、基板Ｗの領域より大きく形成され、基板Ｗの全体領域を均一に加熱させることができる。
【００４２】
水分供給部６０は、基板Ｗの上部空間に水分供給ノズル６２を備え、水分供給ノズル６２は、駆動手段により処理液供給ノズル３２と共に往復駆動される。即ち、第１の実施例に係る処理液供給ノズル３１と水分供給ノズル６１は、それぞれ往復運動をするが、第２の実施例に係る処理液供給ノズル３２と水分供給ノズル６２は、一つの駆動手段により往復運動をするという差がある。この時処理液供給ノズル３２と水分供給ノズル６２の噴射口が、交互に形成され、処理液と水分の混合を容易にする。
【００４３】
本発明の第３の実施例は、図３に示されるように、基板支持部１０、回転駆動部２０、処理液供給部３０、加熱部４０及び処理液回収部５０の構造は第１の実施例と同じであり、水分供給部の構造において差がある。
【００４４】
水分供給部は、処理液供給ノズル３３により処理液が供給される基板Ｗの上部空間に水分を供給するように、１以上の水分供給ノズル６３を備え、水分供給ノズル６３は、処理液回収部５０を構成するカップ５２に設けられる。
【００４５】
本発明の第４の実施例は、図４に示されるように、基板支持部１０、加熱部４０及び処理液回収部５０の構造は第２の実施例と同じであり、回転駆動部２０、処理液供給部、水分供給部の構造と基板Ｗの支持方向において差がある。
【００４６】
基板Ｗは、処理面が下部に向かって基板支持部１０に支持される。
【００４７】
回転駆動部２０は、回転軸内部に基板Ｗを液処理するための処理液や冷却流体、不活性ガスなどを供給するための中空が形成されている。
【００４８】
処理液供給部は、基板Ｗの下部面をエッチング、洗浄又は乾燥するための処理液を供給する１以上の処理液供給ノズル３４を備える。処理液供給ノズル３４は、テーブル１１の上部中央部分に設けられ、基板Ｗとテーブル１１と間の空間に処理液を供給できる。処理液は、回転駆動部２０の中空を介して供給される。
【００４９】
水分供給部は、処理液が供給される空間に水分を供給する１以上の水分供給ノズル６４を備える。水分供給ノズル６４は、テーブル１１の上部中央部分に設けられ、基板Ｗとテーブル１１と間の空間に処理液を供給できる。水分は、回転駆動部２０の中空を介して供給される。
【００５０】
本発明の第５の実施例は、図５に示されるように、基板支持部１０、回転駆動部２０、処理液供給部、加熱部４０及び処理液回収部５０の構造は第４の実施例と同じであり、水分供給部の構造において差がある。
【００５１】
水分供給部は、処理液供給ノズル３５により処理液が供給される基板Ｗとテーブル１１と間の空間に水分を供給するように１以上の水分供給ノズル６５を備え、水分供給ノズル６５は、処理液回収部５０を構成するカップ５１に設けられる。水分供給ノズル６５は、基板Ｗの水平面に対して０゜〜２０゜傾いて水分を噴射でき、２０゜を超えると、水分が基板Ｗ全体に十分に供給されなく、処理液中、蒸発される水分量を補充することができないので、基板Ｗ処理面に作用する処理液の濃度を均一に維持し難い問題があり得る。
【００５２】
本発明の他の側面に該当する基板液処理方法は、基板Ｗを回転させながら基板Ｗ又は基板Ｗに提供される処理液の少なくとも一つを加熱し、基板Ｗの処理面に処理液を供給し、処理液が供給される空間に水分を供給し、基板Ｗの処理面を液処理する。
【００５３】
この時、処理液は処理面のエッチング工程又はＰＲストリップ工程に用いられる薬液であり、例えば、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水の混合物）が用いられる。この時、基板Ｗの処理面に処理液と水分とを同時に供給することができる。
【００５４】
また、処理液を供給する時間と水分を供給する時間が少なくとも一部重なるようにすることができ、水分を断続的（intermittent）に供給することができる。
【００５５】
このような水分供給を通じて、高温エッチング工程でも基板処理面と接触して、液処理する処理液の濃度を均一に維持させることによって、優れた選択比を得ることができる。
【００５６】
以上では、本発明の具体的な実施例を、図面を中心にして説明したが、本発明の権利範囲は、特許請求範囲に記載された技術的思想を中心にして、その変形物又は均等物にまで及ぼすことは自明であろう。
【符号の説明】
【００５７】
１０  基板支持部
２０  回転駆動部
３０  処理液供給部
４０  加熱部
５０  処理液回収部
５１、５２  カップ
６０  水分供給部。
【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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