(57)【要約】【課題】本発明は、異種の薬液を用いて連続したスピンエッチングする際に、薬液と洗浄液とを混合させずに、基板の表面上の薬液残りを防止するための、基板の洗浄方法及び基板洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の基板洗浄装置は、薬液滴下ノズル１ａ、１ｂと半導体ウェハ２（以下にウェハという）を保持する基板支持部３と洗浄液ノズル４と外周リング５とを有する。薬液滴下ノズル１ａと１ｂからは、それぞれ異なる薬液がウェハに滴下される。洗浄液ノズル４には洗浄液を滴下する機能がある。基板支持部３にはウェハを保持しながら、所定の回転数・時間・角速度で回転する機能がある。外周リング５は上部が基板支持部３と密着した構造を持ち、下部が基板支持部３と隙間を持った構造から成り立っており、上下方向に移動する機能を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持部に基板を載置して支持する工程と、
前記基板支持部を回転させながら前記基板の上部より第一の薬液を滴下させて前記基板を薬液処理する工程と、
前記基板支持部の外周に設けられた液保持部を移動させて、前記基板支持部と前記液保持部とで構成される空間に洗浄液を導入して前記基板を洗浄する工程と、
前記洗浄液を排出する工程と、
前記基板支持部を回転させて前記基板を乾燥させる工程を備えた基板の洗浄方法。
【請求項２】
前記薬液処理工程において、前記液支持部の上面と前記基板支持部の上面とはほぼ同一面にあり、
前記洗浄工程において、前記液支持部の上面よりも前記基板支持部の上面が下方に位置する請求項１記載の基板の洗浄方法。
【請求項３】
前記基板の乾燥工程の後に、前記基板支持部を回転させながら前記基板の上部より前記薬液とは異なる第二の薬液を滴下させて前記基板を薬液処理する工程を備えた請求項１または２の基板の洗浄方法。
【請求項４】
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部の上部に設けられた薬液供給手段及び洗浄液供給手段と、
前記基板を支持した状態で支持手段を回転させる駆動手段と、
前記基板支持部の外周に設けられ、上下に移動する機構を備えた液保持部とを備え、
前記液保持部が上方に移動することにより前記基板支持部と前記液保持部とで洗浄液を貯留する開空間を形成することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項５】
前記薬液供給手段には複数の薬液を供給する手段を具備することを特徴とする請求項４記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記液保持部には薬液を回収する機構が設けられたことを特徴とする請求項４または５記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記基板に乾燥気体を吹き付ける気体供給手段をさらに備えた請求項４ないし６のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板の洗浄方法および基板洗浄装置に関するもので、例えば半導体ウェハなどの被処理体を水平に回転させながら、純水あるいは薬液等の洗浄処理液等をウェハ上部より滴下させて表面処理するエッチング方法及びエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体ウェハの洗浄方法としては、半導体ウェハを回転させてエッチング処理液もしくは洗浄処理液を用いて半導体ウェハに滴下するスピンエッチング方法が知られている。図４に従来の半導体ウェハの洗浄方法の一例を示す。ウェハ支持部３’に載置された半導体ウェハ２にエッチング処理液もしくは洗浄処理液を滴下する。ウェハ支持部３’は滴下中に回転しており、回転による遠心力によってエッチング処理液もしくは洗浄処理液がウェハ２表面の中心部から外周部へと均一に流れる。
【０００３】
これによって、半導体ウェハの表面に付着した異物や不純物を効率良く除去したり、不要な薄膜を均一に除去することが可能となる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１６２９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のスピンエッチング方法において、連続して異種の薬液を互いに混合することなくスピンエッチングする場合、第一の薬液をいったん遠心力で振り切った後に、第二の薬液をウェハに滴下すると、ウェハ表面上に残った微量の第一の薬液が第二の薬液が滴下されるまでの間に乾燥し、結晶となる場合がある。この結晶が第二の薬液でエッチングする際のマスクとなり、本来エッチングすべき部分がエッチングされず、エッチング不良を引き起こす。このエッチング不良は外観上の問題ばかりでなく、電気的特性が阻害されるなどの品質の低下を招く恐れがある。この課題の解決方法としては、薬液でスピンエッチングしたのちに、連続して純水等の洗浄液でウェハ表面に残った薬液を洗い流したのちに、改めてスピンエッチングをする方法があるが、このスピンエッチング方法では薬液と洗浄液とを混合してしまうことによって、薬液を再利用できなくなり、廃液処理量が増えたり、廃液処理費用が増大するといった新たな課題を引き起こしてしまう。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、異種の薬液を用いて連続したスピンエッチングする際に、薬液と洗浄液とを混合させずに、被処理体の表面上の薬液残りを防止するための、スピンエッチング方法及びスピンエッチング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の基板洗浄方法は、基板支持部に基板を載置して支持する工程と、前記基板支持部を回転させながら前記基板の上部より第一の薬液を滴下させて前記基板を薬液処理する工程と、前記基板支持部の外周に設けられた液保持部を移動させて、前記基板支持部と前記液保持部とで構成される空間に洗浄液を導入して前記基板を洗浄する工程と、前記洗浄液を排出する工程と、前記基板支持部を回転させて前記基板を乾燥させる工程を備えている。
【０００７】
前記薬液処理工程において、前記液支持部の上面と前記基板支持部の上面とはほぼ同一面にあり、前記洗浄工程において、前記液支持部の上面よりも前記基板支持部の上面が下方に位置することが好ましい。
【０００８】
前記基板の乾燥工程の後に、前記基板支持部を回転させながら前記基板の上部より前記薬液とは異なる第二の薬液を滴下させて前記基板を薬液処理する工程を備えてもよい。
【０００９】
また、本発明の基板洗浄装置は、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部の上部に設けられた薬液供給手段及び洗浄液供給手段と、前記基板を支持した状態で支持手段を回転させる駆動手段と、前記基板支持部の外周に設けられ、上下に移動する機構を備えた液保持部とを備え、前記液保持部が上方に移動することにより前記基板支持部と前記液保持部とで洗浄液を貯留する開空間を形成することを特徴とする。
【００１０】
前記薬液供給手段には複数の薬液を供給する手段を具備することが好ましい。
【００１１】
前記液保持部には薬液を回収する機構が設けられているのが好ましい。
【００１２】
前記基板に乾燥気体を吹き付ける気体供給手段をさらに備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明によれば、被処理体の洗浄を異種の薬液にて連続して行う際に、薬液残りを発生させることなく洗浄することができる。また、薬液廃液と洗浄廃液とを効率良く分離することによって、適切な手段によって薬液廃液の再利用が可能となり、洗浄にかかる費用の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における基板の洗浄方法の工程説明図である。
【００１６】
本実施の形態において使用される基板洗浄装置は、薬液滴下ノズル１ａ、１ｂと半導体ウェハ２（以下にウェハという）を保持する基板支持部３と洗浄液ノズル４と外周リング５とを有する。薬液滴下ノズル１ａと１ｂからは、それぞれ異なる薬液がウェハに滴下される。洗浄液ノズル４には洗浄液を滴下する機能がある。
【００１７】
基板支持部３にはウェハを保持しながら、所定の回転数・時間・角速度で回転する機能がある。外周リング５は上部が基板支持部３と密着した構造を持ち、下部が基板支持部３と隙間を持った構造から成り立っており、上下方向に移動する機能を有している。
【００１８】
上記のように構成される洗浄装置を用いて、まずウェハ２は基板支持部３に固定され、回転を開始する（図１（ａ））。このとき外周リング５の上面は基板支持部３の上面とほぼ同一面を保っている。次に、最初の薬液を薬液ノズル１ａよりウェハ２に滴下することによってエッチングが開始される。このとき、薬液は外周リング５の外側より排出される。所定のエッチングが終了すると、薬液ノズル１ａからの薬液の滴下は終了し、基板支持部３の回転は停止する。
【００１９】
基板支持部３の停止と同時に、外周リング５が基板支持部３と密着した状態のまま上方へと移動し、同時に洗浄液を洗浄液ノズル４より滴下し、ウェハ２を満たす高さまで洗浄液６が滴下される（図１（ｂ））。これにより、ウェハ２上に残った薬液は洗浄液６に置換される。
【００２０】
次に、外周リング５はさらに上部へと移動し、基板支持部３と外周リング５との間に隙間がある位置で停止する（図１（ｃ））。これによって、洗浄液６は基板支持部３と外周リング５との隙間から廃液される。この操作によって薬液の廃液と洗浄液の廃液とは外周リング５を介して完全に分離することができる。また、洗浄液を廃液する際に、基板支持部３が回転することによって、ウェハ２上に残った洗浄液を振り切り、廃液の促進と乾燥する場合もある。その後、外周リング５は基板支持部３とほぼ同一面まで下降し、最初の薬液によるエッチングが終了する。
【００２１】
次に、図１（ｄ）に示すように、第二の薬液が薬液ノズル１ｂから滴下され、前記操作を繰り返して、第二の薬液によるエッチングを行う。
【００２２】
以上のように本実施の形態によれば、最初に処理した薬液と処理後に基板を洗浄する洗浄液とが混合されるのを防止でき、薬液の使用量、廃液量を増加させずに済む。このことにより処理コストの上昇を抑制できる。
【００２３】
また、異なる種類の薬液を用いて連続的にエッチングする場合でも最初の処理に使用された第一の薬液は洗浄液で除去されるので、第２の薬液を用いたエッチング時に第一の薬液の乾燥残り等によるエッチング不良の発生を防止でき、製造歩留まりの向上が図れる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における基板洗浄装置の概略断面図である。
【００２５】
本実施の形態における基板洗浄装置は、半導体ウェハ２２(以下にウェハという)を保持する基板支持部２３と、基板支持部２３の外周部に配置した外周リング２５と、異種の薬液を各々滴下する薬液滴下ノズル２１ａと２１ｂと、洗浄液を滴下する洗浄液ノズル２４と、滴下した薬液を回収する薬液回収ユニット２８とで主要部が構成される。
【００２６】
基板支持部２３の下部は回転軸２６が連結されており、回転軸２６には所定の回転数・時間・角速度で回転する機能を有しており、また基板支持部２３には回転軸２６による支持基板の回転中にウェハ２２を安定して保持する真空吸着等の手段が備わっている。
【００２７】
外周リング２５は基板支持部２３の外周部に位置し、基板支持部２３と密着し、かつ基板支持部２３とは独立して上下方向に駆動する機能を有しており、外周リング２５が上方に移動することと、ウェハ２２に洗浄液を滴下することによって、ウェハ２２を洗浄液に浸す手段を有している。
【００２８】
薬液回収ユニット２８は上下方向に駆動する手段を有し、スピンエッチングによってエッチング処理を終えた薬液を分離し、洗浄装置外へと排出する薬液回収ドレン２７ａ、２７ｂと洗浄廃液を洗浄装置外へ排出する洗浄廃液ライン２９とを有している。
【００２９】
図３は本発明の実施の形態２における基板の洗浄方法の工程説明図である。
【００３０】
基板支持部２３上にウェハ２２が搬送されると薬液回収ユニット２８は薬液回収ドレン２７ａが動作可能となるように所定の位置へと移動する。外周リング２５は基板支持部２３とほぼ同一面を保持するように所定の位置へと移動する。基板支持部２３は回転軸の回転によって所定の回転を開始する。次に薬液ノズル２１ａより第一の薬液がウェハ２２に滴下を開始する（図３（ａ））。この動作によって第一の薬液によるスピンエッチングが開始される。第一の薬液によるエッチングが終了すると、薬液ノズル２１ａからの第一の薬液の滴下が停止する。同時に外周リング２５が上方へと移動し、基板支持部２３の側面は外周リングに覆われ、洗浄液を溜めることが可能な構造となる。外周リング２５の移動後、ただちに洗浄液ノズル２４から洗浄液の滴下が開始される。
【００３１】
次に、洗浄液が外周リング２５の高さを越えない位置まで滴下され、ウェハ２２上に残った薬液が洗浄液によって置換される（図２（ｂ））。薬液が洗浄液に置換されている間に薬液回収ユニット２８は上方へと移動し、洗浄廃液ライン２９が所定の機能を発揮できる位置で停止する。
【００３２】
洗浄液による薬液の置換が完了すると、外周リング２５が下方へと移動し、基板支持部２３上に溜まった洗浄液を洗浄装置の外部へと排出する（図３（ｃ））。なお、この時に薬液の置換のために洗浄ノズルからウェハ２２への洗浄液の滴下を継続する場合がある。洗浄液の排出が終わると、基板支持部２３は回転軸２６の回転によって回転を開始し、ウェハ２２は乾燥される。
【００３３】
ウェハ２２の乾燥が終了すると、薬液回収ユニット２８は下方へと移動し、薬液回収ドレン２７ｂが所定の機能を発揮する位置で停止する。外周リング２５は基板支持部２３とほぼ同一面を保持するように所定の位置へ移動する（図３（ｄ））。基板支持部２３は回転軸の回転によって、所定の回転を開始する。薬液ノズル２１ｂより第二の薬液がウェハ２２に滴下を開始する。この動作によって第二の薬液によるスピンエッチングが開始される。
【００３４】
以降、上記した図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）と同じ動作を繰り返すことによって第二の薬液によるスピンエッチングを行う。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、薬液を回収して再利用が図れるのでさらなる処理コストの低減を実現できる。
【００３６】
なお、実施の形態１及び実施の形態２では半導体ウェハの洗浄処理について示したが、液晶基板等の処理であってもよい。
【００３７】
また、第一の薬液及び第二の薬液はエッチング液でなくても洗浄液であってもよい。
【００３８】
また、洗浄効果を高めるために洗浄液ノズルの先端に超音波発振子を設けていてもよいし、例えば静止洗浄や気体と液体とを混合させた混合処理体を被処理体に噴出させる洗浄する方法等であってもよい。
【００３９】
また、ウェハに乾燥気体を吹き付けるための気体供給手段を備えてもよい。乾燥気体を吹き付けながら、ウェハを乾燥させると処理時間の短縮が図れる。
【００４０】
前記薬液回収ユニットには、さらに第二の薬液を回収するラインが設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかる基板洗浄方法ならびに基板洗浄装置は、複数の薬液による被処理体のエッチングを薬液の混合を引き起こすことなく実施でき、低コストで均一なエッチングが必要とする電子部品の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における基板の洗浄方法の工程説明図
【図２】本発明の実施の形態２における基板洗浄装置の概略断面図
【図３】本発明の実施の形態２における基板の洗浄方法の工程説明図
【図４】従来の基板の洗浄方法の工程説明図
【符号の説明】
【００４３】
１ａ  薬液ノズル
１ｂ  薬液ノズル
２  ウェハ
３  基板支持部
３’  ウェハ支持部
４  洗浄液ノズル
５  外周リング
６  洗浄液
２１ａ  薬液ノズル
２１ｂ  薬液ノズル
２２  ウェハ
２３  基板支持部
２４  洗浄液ノズル
２５  外周リング
２６  回転軸
２７ａ  薬液回収ドレン
２７ｂ  薬液回収ドレン
２８  薬液回収ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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