JP2009147061A

JP2009147061A - 基板処理方法

Info

Publication number: JP2009147061A
Application number: JP2007321957A
Authority: JP
Inventors: Minoru Matsuzawa; 実松澤; Kazuhiro Yoshikawa; 和博吉川
Original assignee: REALIZE ADVANCED Tech Ltd
Current assignee: REALIZE ADVANCED Tech Ltd
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-07-02
Also published as: WO2009075060A1

Abstract

【課題】遠心力とロータによる排液、排気効率を高めることのできる基板処理方法を提供すること。
【解決手段】本発明の基板処理方法は、被処理基板１を載置する試料ステージ２と、試料ステージ２内に配置するスピンロータ３と、スピンロータ３の中心部から液体を供給する供給ノズル４とを備え、スピンロータ３の回転によって、供給ノズル４から供給される液体を被処理基板１の外周方向に排出させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に半導体素子等を基板に形成する各種製造プロセスにおいて用いられる基板処理方法に関する。

枚葉式の基板処理方法は、基板毎にウェットエッチング、ウェット洗浄等の薬液処理を行う。この基板処理方法は、基板を回転させながら薬液を供給することで、基板に対して各種処理を行うものである（例えば特許文献１）。
特開２００４−３１４００号公報

しかし、特許文献１のように回転させた基板表面に薬液を供給し、遠心力で基板外周に吹き飛ばす方法では、排液が空気と混じり合うために、ミスト状になり回収ポット以外にも飛散してしまう。
また、乾燥段階で減圧装置を用いなければ、ウオーターマークを生じてしまうといった問題もある。

本発明はこのような課題を解決するもので、遠心力とロータによる排液、排気効率を高めることのできる基板処理方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の基板処理方法は、被処理基板を載置する試料ステージと、前記試料ステージ内に配置するスピンロータと、前記スピンロータの中心部から液体を供給する供給ノズルとを備え、前記スピンロータの回転によって、前記供給ノズルから供給される前記液体を前記被処理基板の外周方向に排出させることを特徴とする。
請求項２記載の本発明の基板処理方法は、被処理基板を載置する試料ステージと、前記試料ステージ内に配置する第１のスピンロータと、前記第１のスピンロータの中心部から液体を供給する第１の供給ノズルと、前記被処理基板の上方に配置する第２のスピンロータと、前記第２のスピンロータの中心部から液体を供給する第２の供給ノズルとを備え、前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータの回転によって、前記第１の供給ノズル及び前記第２の供給ノズルから供給される前記液体を前記被処理基板の外周方向に排出させることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記供給ノズルからの前記液体の供給を停止した状態で前記スピンロータを回転することで、前記試料ステージと前記被処理基板との間の空間を減圧状態とすることを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２に記載の基板処理方法において、前記第１の供給ノズル及び前記第２の供給ノズルからの前記液体の供給を停止した状態で前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータを回転することで、前記試料ステージと前記被処理基板との間の空間を減圧状態とすることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記スピンロータを前記試料ステージとともに回転することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項２に記載の基板処理方法において、前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータを前記試料ステージとともに回転することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の基板処理方法において、前記試料ステージの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間に絞りが形成され、前記被処理基板の外周方向に排出する前記液体に圧力が付加されることを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の基板処理方法において、前記第２のスピンロータの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間に絞りが形成され、前記被処理基板の外周方向に排出する前記液体に圧力が付加されることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項２に記載の基板処理方法において、前記試料ステージの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間、前記第２のスピンロータの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間にそれぞれ絞りが形成され、前記第１の供給ノズル及び前記第２の供給ノズルからの前記液体の供給を停止した状態で前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータを回転することで、前記被処理基板の両面に減圧空間を形成することを特徴とする。

本発明によれば、スピンロータによって液体を攪拌するため、遠心力と攪拌とによって、液体が被処理基板の表面と接触することになり、被処理基板表面の洗浄などの処理能力を高めることができる。
また、本発明によれば、たとえば洗浄後の被処理基板表面の乾燥効率を高めることができる。
また、本発明によれば、スピンロータとともに被処理基板を回転するため、被処理基板に大きな負荷をかけることなく、洗浄などの処理を行うことができる。
また、本発明によれば、被処理基板の表面に、液体を十分に接触させることができるとともに、液体が空気と混じることによるミストの発生を防ぎ、回収ポット以外へのミスト飛散を防止できる。

本発明の第１の実施の形態による基板処理方法は、被処理基板を載置する試料ステージと、試料ステージ内に配置するスピンロータと、スピンロータの中心部から液体を供給する供給ノズルとを備え、スピンロータの回転によって、供給ノズルから供給される液体を被処理基板の外周方向に排出させるものである。本実施の形態によれば、スピンロータによって液体を攪拌するため、遠心力と攪拌とによって、液体が被処理基板の表面と接触することになり、たとえば被処理基板の表面の洗浄力を高めることができる。
本発明の第２の実施の形態による基板処理方法は、被処理基板を載置する試料ステージと、試料ステージ内に配置する第１のスピンロータと、第１のスピンロータの中心部から液体を供給する第１の供給ノズルと、被処理基板の上方に配置する第２のスピンロータと、第２のスピンロータの中心部から液体を供給する第２の供給ノズルとを備え、第１のスピンロータ及び第２のスピンロータの回転によって、第１の供給ノズル及び第２の供給ノズルから供給される液体を被処理基板の外周方向に排出させるものである。本実施の形態によれば、第１のスピンロータと第２のスピンロータによって液体を攪拌するため、遠心力と攪拌とによって、液体が被処理基板の両面と接触することになり、たとえば被処理基板の表面の洗浄力を高めることができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による基板処理方法において、供給ノズルからの液体の供給を停止した状態でスピンロータを回転することで、試料ステージと被処理基板との間の空間を減圧状態とするものである。本実施の形態によれば、たとえば洗浄後の被処理基板表面の乾燥効率を高めることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第２の実施の形態による基板処理方法において、第１の供給ノズル及び第２の供給ノズルからの液体の供給を停止した状態で第１のスピンロータ及び第２のスピンロータを回転することで、試料ステージと被処理基板との間の空間を減圧状態とするものである。本実施の形態によれば、たとえば洗浄後の被処理基板両面の乾燥効率を高めることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による基板処理方法において、スピンロータを試料ステージとともに回転するものである。本実施の形態によれば、スピンロータとともに被処理基板を回転するため、被処理基板に大きな負荷をかけることなく、洗浄などの処理を行うことができる。
本発明の第６の実施の形態は、第２の実施の形態による基板処理方法において、第１のスピンロータ及び第２のスピンロータを試料ステージとともに回転するものである。本実施の形態によれば、第１のスピンロータとともに被処理基板を回転し、一方で被処理基板の回転と同じ回転で第２のスピンロータを回転するため、被処理基板に大きな負荷をかけることなく、洗浄などの処理を行うことができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による基板処理方法において、試料ステージの外縁部と被処理基板の外縁部との間に絞りが形成され、被処理基板の外周方向に排出する液体に圧力が付加されるものである。本実施の形態によれば、被処理基板の表面に、液体を十分に接触させることができるとともに、液体が空気と混じることによるミストの発生を防ぎ、回収ポット以外へのミスト飛散を防止できる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による基板処理方法において、第２のスピンロータの外縁部と被処理基板の外縁部との間に絞りが形成され、被処理基板の外周方向に排出する液体に圧力が付加されるものである。本実施の形態によれば、被処理基板の両面に、液体を十分に接触させることができるとともに、液体が空気と混じることによるミストの発生を防ぎ、回収ポット以外へのミスト飛散を防止できる。
本発明の第９の実施の形態は、第２の実施の形態による基板処理方法において、試料ステージの外縁部と被処理基板の外縁部との間、第２のスピンロータの外縁部と被処理基板の外縁部との間にそれぞれ絞りが形成され、第１の供給ノズル及び第２の供給ノズルからの液体の供給を停止した状態で第１のスピンロータ及び第２のスピンロータを回転することで、被処理基板の両面に減圧空間を形成するものである。本実施の形態によれば、たとえば洗浄後の被処理基板両面の乾燥効率を高めることができる。

以下本発明の実施例について図面とともに説明する。
図１は本発明の一実施例による基板処理装置の構成図、図２は同装置の要部分解斜視図、図３は同装置に関する説明図である。
本実施例による基板処理装置は、被処理基板１を載置する試料ステージ２と、試料ステージ２内に配置する第１のスピンロータ３と、第１のスピンロータ３の中心部から液体を供給する第１の供給ノズル４と、被処理基板１の上方に配置する第２のスピンロータ５と、第２のスピンロータ５の中心部から液体を供給する第２の供給ノズル６とを備えている。
試料ステージ２の上面の外縁部には、被処理基板１の載置面２Ａを形成し、リング状の載置面２Ａには、複数のチャック部材２Ｂが設けられている。
また、試料ステージ２の下面には、回転軸２Ｃが設けられ、図示しないモータによって回転される。
試料ステージ２の載置面２Ａの内周は凹部が形成され、この凹部に第１のスピンロータ３が設けられている。
第１の供給ノズル４は回転軸２Ｃ内部を貫通し、第１の供給ノズル４の一端は、試料ステージ２の凹部内に突出し、第１のスピンロータ３の中心部に配置される。また、第１の供給ノズル４の他端は、薬液供給路７Ａ、７Ｂや、ガス供給路８Ａに接続される。
第２のスピンロータ５は、試料ステージ２の上面を覆うカバー５Ａ内に設けられている。カバー５Ａの開口は、試料ステージ２の載置面２Ａに対応する大きさの外縁部によって形成されている。カバー５Ａには、回転軸５Ｂが設けられ、図示しないモータによって回転される。
第２の供給ノズル６は回転軸５Ｂ内部を貫通し、第２の供給ノズル６の一端は、カバー５Ａ内部に突出し、第２のスピンロータ５の中心部に配置される。また、第２の供給ノズル６の他端は、薬液供給路９Ａ、９Ｂや、ガス供給路１０Ａに接続される。

第１のスピンロータ３及び第２のスピンロータ５は、放射状に配置された複数の羽根より構成され、軸方向から吸い込み遠心方向に送風する。たとえば、ターボファンのような遠心ファンが適している。
試料ステージ２の外縁部とカバー５Ａの外縁部との間は、絞りを形成するのに十分な寸法に設定されている。絞りを形成するのに十分な寸法は、第１のスピンロータ３及び第２のスピンロータ５の処理風量によって設定されるが、試料ステージ２の外縁部とカバー５Ａの外縁部との間から排出される液体又は気体が、この絞りによって抵抗を受けるように設定する。試料ステージ２とカバー５Ａによって形成される空間内圧力が大気圧を超える圧力となることが好ましい。
試料ステージ２の外縁部とカバー５Ａの外縁部との間に絞りを形成することで、試料ステージ２の外縁部と被処理基板１の外縁部との間、第２のスピンロータの外縁部と被処理基板１の外縁部との間にそれぞれ絞りが形成される。

以下に、本装置による基板処理方法について説明する。
試料ステージ２に、被処理基板１を載置し、被処理基板１の上部をカバー５Ａで覆う。この状態で、第１の供給ノズル４からは、薬液供給路７Ａ、７Ｂからの液体、又はガス供給路８Ａからのガスを供給し、第２の供給ノズル６からは、薬液供給路９Ａ、９Ｂからの液体、又はガス供給路１０Ａからのガスを供給するとともに、第１のスピンロータ３及び第２のスピンロータ５を回転させる。
第１の供給ノズル４から試料ステージ２の凹部に供給された液体又はガスは、第１のスピンロータ３の回転によって、被処理基板１の下面と接触し、被処理基板１の中心から外周方向に流動し、試料ステージ２の外縁部と被処理基板１の外縁部との間から排出される。
また、第２の供給ノズル６からカバー５Ａ内部に供給された液体又はガスは、第２のスピンロータ５の回転によって、被処理基板１の上面と接触し、被処理基板１の中心から外周方向に流動し、カバー５Ａの外縁部と被処理基板１の外縁部との間から排出される。
第１の供給ノズル４及び第２の供給ノズル６から供給される液体又はガスを切り替えることで、被処理基板１の表面処理を行うことができる。
図３は、被処理基板１の下面又は上面での液体又はガスの流れを示している。同図に示すように、液体又はガスは、被処理基板１の中心から外周に向けた流れとなる。
試料ステージ２の外縁部とカバー５Ａの外縁部との間は排出口が形成され、この排出口からは、液体又はガスが排出される。
排出口の外周には、図示しない回収ポットが配置される。
回収ポットには複数の通路が形成され、回収ポットを回転軸２Ｃ方向に移動でき、各通路を切り換える構成が好ましい。このように通路を切り換えることで薬液を分別回収することができる。

基板処理の他の方法として、第１の供給ノズル４及び第２の供給ノズル６からの液体及び気体の供給を停止した状態で第１のスピンロータ３及び第２のスピンロータ５を回転する。
第１の供給ノズル４及び第２の供給ノズル６からの液体及び気体の供給を停止した状態で第１のスピンロータ３及び第２のスピンロータ５を回転することで、試料ステージ２とカバー５Ａとの間の空間を減圧状態とする。
本処理方法によれば、たとえば洗浄後の被処理基板両面の乾燥効率を高めることができる。

以上のように本実施例によれば、第１のスピンロータ３と第２のスピンロータ５によって液体を攪拌するため、遠心力と攪拌とによって、液体が被処理基板１の両面と接触することになり、たとえば被処理基板１の表面の洗浄力を高めることができる。
また、本実施例によれば、第１のスピンロータ３とともに被処理基板１を回転し、一方で被処理基板１の回転と同じ回転で第２のスピンロータ５を回転するため、被処理基板１に大きな負荷をかけることなく、洗浄などの処理を行うことができる。
また、本実施例によれば、試料ステージ２の外縁部と被処理基板１の外縁部との間に絞りが形成され、また第２のスピンロータ５の外縁部と被処理基板１の外縁部との間にも絞りが形成され、被処理基板１の外周方向に排出する液体に圧力が付加されるため、被処理基板１の表面に、液体を十分に接触させることができるとともに、液体が空気と混じることによるミストの発生を防ぎ、回収ポット以外へのミスト飛散を防止できる。
また、本実施例によれば、試料ステージ２の外縁部と被処理基板１の外縁部との間、第２のスピンロータ５の外縁部と被処理基板１の外縁部との間にそれぞれ絞りが形成され、第１の供給ノズル４及び第２の供給ノズル６からの液体の供給を停止した状態で第１のスピンロータ３及び第２のスピンロータ５を回転することで、被処理基板１の両面に減圧空間を形成するので、たとえば洗浄後の被処理基板１両面の乾燥効率を高めることができる。
なお、本実施例では、被処理基板１の上方に第２のスピンロータ５を配置する装置で説明したが、第２のスピンロータ５を備えず、試料ステージ２内に配置する第１のスピンロータ３だけを備えた装置であってもよい。この場合、カバー５Ａを設けてもよい。
また、第２のスピンロータ５を備えず、被処理基板１の上方に第２のスピンロータ５を配置する装置であってもよい。
また、本実施例では、試料ステージ２自体を回転させる構成としたが、試料ステージ２を回転させずに、第１のスピンロータ３だけを回転させてもよい。
また、同様に、カバー５Ａを回転させずに、第２のスピンロータ５だけを回転させてもよい。

本発明による基板処理方法は、半導体素子の製造工程における半導体ウェハの洗浄や、液晶ディスプレイなどの製造工程における液晶素子の洗浄、プリント基板の製造工程などにおけるＦＰＤ基板などの洗浄に用いることができる。

本発明の一実施例による基板処理装置の構成図同装置の要部分解斜視図同装置に関する説明図

符号の説明

１被処理基板
２試料ステージ
３第１のスピンロータ
４第１の供給ノズル
５第２のスピンロータ
６第２の供給ノズル

Claims

被処理基板を載置する試料ステージと、前記試料ステージ内に配置するスピンロータと、前記スピンロータの中心部から液体を供給する供給ノズルとを備え、前記スピンロータの回転によって、前記供給ノズルから供給される前記液体を前記被処理基板の外周方向に排出させることを特徴とする基板処理方法。
被処理基板を載置する試料ステージと、前記試料ステージ内に配置する第１のスピンロータと、前記第１のスピンロータの中心部から液体を供給する第１の供給ノズルと、前記被処理基板の上方に配置する第２のスピンロータと、前記第２のスピンロータの中心部から液体を供給する第２の供給ノズルとを備え、前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータの回転によって、前記第１の供給ノズル及び前記第２の供給ノズルから供給される前記液体を前記被処理基板の外周方向に排出させることを特徴とする基板処理方法。
前記供給ノズルからの前記液体の供給を停止した状態で前記スピンロータを回転することで、前記試料ステージと前記被処理基板との間の空間を減圧状態とすることを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
前記第１の供給ノズル及び前記第２の供給ノズルからの前記液体の供給を停止した状態で前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータを回転することで、前記試料ステージと前記被処理基板との間の空間を減圧状態とすることを特徴とする請求項２に記載の基板処理方法。
前記スピンロータを前記試料ステージとともに回転することを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータを前記試料ステージとともに回転することを特徴とする請求項２に記載の基板処理方法。
前記試料ステージの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間に絞りが形成され、前記被処理基板の外周方向に排出する前記液体に圧力が付加されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板処理方法。
前記第２のスピンロータの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間に絞りが形成され、前記被処理基板の外周方向に排出する前記液体に圧力が付加されることを特徴とする請求項７に記載の基板処理方法。
前記試料ステージの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間、前記第２のスピンロータの外縁部と前記被処理基板の外縁部との間にそれぞれ絞りが形成され、前記第１の供給ノズル及び前記第２の供給ノズルからの前記液体の供給を停止した状態で前記第１のスピンロータ及び前記第２のスピンロータを回転することで、前記被処理基板の両面に減圧空間を形成することを特徴とする請求項２に記載の基板処理方法。