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JP3751897B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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JP3751897B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板等の基板の表面をエッチングにより平坦化できる基板処理装置および基板処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
いわゆるダマシン工程では、半導体基板上の絶縁膜に配線溝やホールを形成し、その配線溝等の内部に銅薄膜が埋め込まれる。その際、先ず、メッキにより、配線溝等の内部を含めて半導体基板の表面全域に銅薄膜が形成され、その後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)によって、配線溝等の内部にのみ銅薄膜が残され、他の領域からは銅薄膜が除去される。
【0003】
メッキをする際、予めスパッタにより半導体基板表面にシード層を形成し、専用のメッキ液を用いてメッキすることにより、配線溝またはホールの底部から銅薄膜を成長(ボトムアップ)させ、配線溝等の内部に空隙ができないようにできる。
この方式のメッキでは、配線溝等が銅薄膜で埋められた後、配線溝等の上方の銅薄膜が膨らんで突出部が形成され、この突出部により基板表面に段差が形成される。
【0004】
このような段差を有する銅薄膜は、その後のCMP工程によって或る程度平坦化することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、半導体基板上に形成されるパターンが密になり、幅が狭い配線溝や径が小さいホールが近接して配されると、銅薄膜の突出部が重なり合ってさらに大きな段差が形成される。このような大きな段差は、CMPによる研磨で完全に平坦化するのが困難であった。
また、CMPは、研磨パッドを基板全面に押し当てて研磨する工程であるので、半導体基板上に形成された銅薄膜の膜厚が半導体基板上の各部でほぼ同じでなければ、半導体基板全面に渡って銅薄膜を均一に研磨することができない。ところが、電解メッキにより半導体基板に銅薄膜を形成した場合、半導体基板の中央部と周縁部とで銅薄膜の厚さは一様にはならず、このことがCMP工程をさらに困難にしている。
【0006】
さらに、CMPは研磨剤を用いるので、半導体装置の製造工程における他の工程のようにクリーンな工程ではない。したがって、CMPは隔離された専用の部屋で行わねばならず、半導体装置の製造工程が複雑になっていた。
さらに、メッキ装置とCMP装置とは異質の装置であるため、インライン化することは無意味とされていた。このため、メッキ装置とCMP装置とが別個に用意され、メッキ工程と研磨工程とが一連の工程として行われていなかった。
【0007】
さらに、メッキによる銅薄膜の形成後、アニールを行って銅薄膜を焼きしめなければ、CMPにより均一な研磨ができなかった。したがって、CMPを行うためには必ずアニール工程が必要であり、製造工程が複雑になっていた。
そこで、この発明の目的は、基板表面の突出部による段差が大きい場合でも、基板表面を良好に平坦化できる基板処理装置を提供することである。
この発明の他の目的は、基板表面に形成された薄膜の厚さ分布が一様でない場合でも、この薄膜を均一に平坦化できる基板処理装置を提供することである。
【0008】
この発明のさらに他の目的は、クリーンな工程で基板上の薄膜を平坦化または薄型化できる基板処理装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、メッキ工程と平坦化工程(薄型化工程)とを1つの装置で実施できる基板処理装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、アニール処理が施されていない基板に対しても、表面を均一に薄型化できる基板処理装置を提供することである。
【0009】
この発明のさらに他の目的は、基板表面の突出部による段差が大きい場合でも、基板表面を良好に平坦化できる基板処理方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、基板表面に形成された薄膜の厚さ分布が一様でない場合でも、この薄膜の突出部を基板全面に渡ってなくすことができる基板処理方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、クリーンな工程で基板表面を平坦化または薄型化できる基板処理方法を提供することである。
【0010】
この発明のさらに他の目的は、基板表面を薄型化する前に、アニール工程を必要としない基板処理方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の課題を解決するための請求項1記載の発明は、第1エッチング液(L1)と気体とが混合されて生成された液滴(Ld)を噴射して基板(W)の表面に衝突させるエッチング液滴噴射手段(10)と、当該基板の表面に、上記エッチング液滴噴射手段が噴射する液滴よりも速いエッチング速度で当該基板表面におけるエッチングを進行させる第2エッチング液(L2)を処理液として吐出する処理液供給手段(26)とを含み、当該基板の表面のエッチングを行うエッチング処理部(3a〜3c)と、上記液滴を噴射して基板の表面に衝突させるように上記エッチング液滴噴射手段を制御した後、上記第2エッチング液を当該基板の表面に吐出するように上記処理液供給手段を制御する制御部(30)とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。
【0012】
なお、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。
エッチング液滴噴射手段によって噴射されたエッチング液(第1エッチング液)の液滴の大部分は、基板表面に衝突した後、跳ね返ることなく基板の表面に沿って大きな速度で拡がる。たとえば、基板の表面に金属膜などの薄膜が形成されており、この薄膜が突出部による段差を有している場合、基板(薄膜)表面に沿って拡がるエッチング液は、薄膜表面の突出部をそれ以外の部分と比べて、より大きいエッチング速度でエッチングする。
【0013】
これは、エッチング液を液滴にせずに基板表面に供給した場合と大きく異なる点である。エッチング液を液滴にせずそのまま基板表面に供給した場合、エッチング液は薄膜表面に対して等方的に作用するので、薄膜は表面に段差を有したままエッチングされていく。しかし、エッチング液の液滴を生成して基板に衝突させると、薄膜は等方的にエッチングされるのではなく、突出部が選択的にエッチングされる。その結果、薄膜は、突出部が除去されて平坦化される。薄膜表面の突出部による段差が大きい場合であっても、薄膜表面は良好に平坦化される。
【0014】
エッチング液の液滴が基板に衝突する速度が大きいほど、エッチング液が基板の表面に沿って拡がる速度は大きくなり、薄膜の突出部は効率的にエッチングされる。
エッチング液は、基板表面が全体として緩やかな湾曲面をなしていた場合でも、基板表面に沿って拡がることができ、薄膜の局所的な突出部をエッチングできる。したがって、基板表面に形成された薄膜の厚さ分布が一様でない場合でも、基板全面に渡って突出部をなくすことが可能である。たとえば、電解メッキにより半導体基板に銅薄膜が形成され、半導体基板の中央部と周縁部とで銅薄膜の厚さが異なっていた場合でも、銅薄膜の突出部を半導体基板全面に渡ってなくすことができる。
【0015】
また、基板表面に形成された薄膜がアニールにより焼きしめられていない場合でも、エッチング液により薄膜を均一に薄型化できる。したがって、この基板処理装置により基板表面を薄型化する前に、アニール工程を実施する必要はない。なお、「薄型化」とは、表面に配線溝などの凹所を有する基板上に薄膜が形成されている場合には、凹所の内部にのみ薄膜が残るまで薄膜を薄くすることを含むものとする(以下同じ)。
【0016】
基板が半導体基板であり、基板表面に形成された薄膜が金属膜である場合、金属膜は、銅(Cu)薄膜以外に、たとえば、アルミニウム(Al)薄膜であってもよい。
このような基板処理装置は、CMPのように物理的な研磨を伴わずに、エッチング液による化学的な作用のみによって薄膜を平坦化したり、薄膜を一様に薄型化できる。すなわち、これらの工程は発塵を伴わずクリーンである。このため、この基板処理装置を薄型化(平坦化)工程以外の工程を実施する装置と同じ部屋に配して使用できる。
【0017】
請求項2記載の発明は、上記エッチング液滴噴射手段は、上記第1エッチング液と気体と混合して上記第1エッチング液の液滴を生成させ、この第1エッチング液の液滴を基板の表面に噴射する二流体ノズル(9)と、この二流体ノズルに接続され、この二流体ノズルに上記第1エッチング液を供給するエッチング液供給管(17)と、上記二流体ノズルに接続され、上記二流体ノズルに気体を供給する気体供給管(18)とを含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理装置である。
【0018】
エッチング液供給管から二流体ノズル内に第1エッチング液を吐出させ、気体供給管から二流体ノズル内に圧縮空気や窒素(N2)ガスなどの不活性ガスの高圧ガスを吐出させて、吐出された第1エッチング液に横方向から高圧ガスを吹き付けることにより、第1エッチング液を微細な液滴にすることができる。高圧ガスの流量(圧力)を調整することにより、第1エッチング液の液滴の大きさや基板に対する衝突速度を制御することができる。二流体ノズルは、開放された空間で第1エッチング液に気体を吹き付けて液滴を生成し噴射するもの(外部混合)であってもよく、二流体ノズル内で第1エッチング液に気体を吹き付けて液滴を生成し、二流体ノズルの外部に液滴を噴射するもの(内部混合)であってもよい。
【0019】
二流体ノズルにより上記第1エッチング液の液滴を基板に噴射する際の二流体ノズルと基板との間隔は、たとえば、請求項3記載のように5mmないし50mmとすることができる。これにより、十分大きな衝突速度でエッチング液の液滴を基板に衝突させて、基板表面を良好に平坦化できる。
請求項4記載の発明は、上記エッチング液滴噴射手段による上記第1エッチング液の液滴の噴射方向と上記基板の法線方向とがなす角度が45°以内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である。
【0020】
エッチング液(第1エッチング液)の液滴の基板に対する衝突速度のうち基板の法線方向の成分が大きいと、衝突後のエッチング液の基板表面に沿う移動速度が大きくなる。本発明によれば、エッチング液の液滴は、基板の法線方向と小さな(45°以内の)角度をなして噴射されるので、基板に対する衝突速度のうち基板の法線方向の成分は大きくなる。したがって、薄膜を好適に平坦化させることができる。
エッチング液滴噴射手段によるエッチング液の液滴の噴射方向と基板の法線方向とがなす角度は、より好ましくはほぼ0°である。すなわち、エッチング液の液滴は、基板に対してほぼ垂直に衝突されることがより好ましい。
【0021】
請求項5記載の発明は、上記エッチング処理部が、基板を保持する基板保持手段(11)と、この基板保持手段に保持された基板と上記エッチング液滴噴射手段とを相対的に移動させる移動手段(15,21)とをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理装置である。
第1エッチング液の液滴は、基板に衝突した後基板表面に沿って適当な距離を移動すると、基板に対する移動速度が減衰されて止まる。したがって、第1エッチング液の液滴が基板に衝突する領域が基板表面に対して狭い場合は、基板表面(薄膜)のうちエッチングされない領域が残ることがある。
【0022】
この発明によれば、基板とエッチング液滴噴射手段とを相対的に移動させることにより、基板に対して第1エッチング液の液滴が衝突する領域を移動させ、基板全面に渡って薄膜をエッチングできる。
移動手段は、たとえば、エッチング液滴噴射手段を基板の面内方向に任意に移動可能なものであってもよい。
請求項6記載の発明は、上記エッチング処理部が、上記基板保持手段に保持された基板を回転させる回転駆動機構(15)をさらに含み、上記制御部は、上記液滴を噴射して上記基板の表面に衝突させるように上記エッチング液滴噴射手段を制御している間、および上記第2エッチング液を当該基板の表面に吐出するように上記処理液供給手段を制御している間、上記基板保持手段に保持された基板を回転させるように上記回転駆動機構を制御することを特徴とする請求項5記載の基板処理装置である。
【0023】
この発明によれば、回転駆動機構により基板を回転させ、移動手段によりエッチング液滴噴射手段を基板の中心部と周縁部との間で移動させながら、第1エッチング液の液滴を噴射させることにより、基板全面に渡って薄膜をエッチングすることができる。
また、回転駆動機構で基板を回転させることにより、基板表面上の第1エッチング液を遠心力により振り切って、新たに基板表面に衝突する第1エッチング液の液滴が基板表面に沿って拡がりやすくすることができる。
【0024】
処理液供給手段により基板表面に処理液を供給して、薄膜の平坦化以外の処理を行うことができる。処理液は、たとえば、請求項記載のように、第2エッチング液の他に純水を含むものとすることができる。処理液供給手段により第2エッチング液を基板表面に供給して、表面が平坦化された後の薄膜を一様に薄くすることができる。このとき、薄膜は等方的にエッチングされてもよいので、第2エッチング液を液滴にすることなくそのまま基板表面に供給できる。
【0025】
また、処理液供給手段により純水を基板表面に供給して、基板表面の洗浄を行うことができる
【0026】
薄膜の平坦化工程においては、薄膜表面の突出部のみがエッチングされればよく、この工程に用いられる第1エッチング液は、薄膜全体を短時間で薄くするためには必ずしも適したものではない。そこで、薄膜表面の平坦化が終了した後、たとえば、酸などの有効成分の濃度が高い第2エッチング液を処理液供給手段により供給して、薄膜を全体的に短時間で薄くできる。
請求項記載の発明は、上記処理液供給手段により供給される第2エッチング液を加熱するエッチング液加熱手段(25)をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の基板処理装置である。
【0027】
この発明によれば、エッチング液加熱手段により第2エッチング液を加熱して、処理液供給手段により高温の第2エッチング液を基板表面に供給できる。これにより、平坦化後の薄膜に高温の第2エッチング液を供給することができる。
エッチング液加熱手段により加熱され、処理液供給手段により供給される第2エッチング液の温度は、エッチング液滴噴射手段から噴射される第1エッチング液滴の温度より高いものとすることができる。これにより、処理液供給手段により供給される第2エッチング液と、エッチング液滴噴射手段から噴射される第1エッチング液とが、同じ種類で有効成分の濃度が同じであっても、平坦化後の薄膜を短時間で薄くできる。
【0028】
請求項記載の発明は、上記基板に対してメッキ処理を施すメッキ処理部(2a〜2c)をさらに含むことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置である。
この基板処理装置は、メッキ処理と平坦化または薄型化のためのエッチング処理とを連続して行うことができる。エッチング処理部は、メッキ処理部と同様に処理液を用いた化学的作用により基板を処理するものであるので、このようなインライン化が可能である。
【0029】
この基板処理装置は、さらに、基板を搬送してメッキ処理部やエッチング処理部に基板を搬入/搬出する搬送ロボットを備えていてもよい。この場合、メッキ処理部、エッチング処理部、および搬送ロボットの動作を制御部により制御するように構成することにより、メッキ処理からエッチング処理まで自動的に連続して行うことができる。
基板処理装置は、さらに、未処理および処理後の基板を収容する基板収容部を備えていてもよく、この場合、搬送ロボットは、基板収容部とメッキ処理部またはエッチング処理部との間で、基板を搬送可能なものであってもよい。
【0030】
請求項1記載の発明は、上記基板のアニールを行うアニール処理部(6a,6b)をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置である。
アニール処理により、基板表面に形成された薄膜の特性(緻密度)を向上させることができる。
請求項1記載の発明は、第1エッチング液と気体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に衝突させて当該基板の表面をエッチングする第1エッチング工程と、上記第1エッチング工程の後、当該基板の表面に、上記液滴よりも速いエッチング速度で当該基板表面におけるエッチングを進行させる第2エッチング液を供給して当該基板の表面をエッチングする第2エッチング工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【0031】
この発明は、請求項1記載の基板処理装置により実施でき、請求項1記載の基板処理装置と同様の効果を奏することができる。
請求項1記載の発明は、上記第1エッチング工程における上記第1エッチング液の液滴の上記基板に対する衝突速度が、10m/sないし300m/sであることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法である。
この基板処理方法は、基板に衝突した後基板表面に沿って拡がる第1エッチング液の速度を十分大きくすることができ、基板表面に形成された薄膜を良好に平坦化できる。このような速度で基板に衝突する第1エッチング液の液滴は、たとえば、請求項2記載の基板処理装置により生成できる。
【0032】
請求項1記載の発明は、上記第1エッチング工程における上記第1エッチング液の液滴の径が、0.1μmないし100μmであることを特徴とする請求項1または1記載の基板処理方法である。
このような径の第1エッチング液の液滴により、基板表面に形成された薄膜を良好に平坦化できる。このような径の第1エッチング液の液滴は、たとえば、請求項2記載の基板処理装置により生成できる。
【0033】
請求項1記載の発明は、上記基板を回転させる基板回転工程をさらに含み、上記第1エッチング工程および上記第2エッチング工程が、上記基板回転工程で回転している上記基板に対して実施されることを特徴とする請求項1ないし1のいずれかに記載の基板処理方法である。
この基板処理方法は、請求項6記載の基板処理装置により実施でき、請求項6記載の基板処理装置と同様の効果を奏することができる。
【0034】
請求項1記載の発明は、上記第1エッチング工程が、上記基板上において上記第1エッチング液の液滴が衝突する液滴衝突領域(A)を、上記基板の中心部と周縁部との間で移動させる液滴衝突領域移動工程と、この液滴衝突領域移動工程における上記液滴衝突領域の移動速度を、上記基板中心部より上記基板周縁部の方が遅くなるように変化させる移動速度制御工程とを含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理方法である。
【0035】
基板がその中心のまわりに回転しているとき、基板中心部以外では基板に対してエッチング液の液滴が衝突する領域は基板に対して移動する。このため、基板周縁部での液滴衝突領域の面積は、基板中心部での液滴衝突領域の面積より大きくなる。このため、単位時間あたりに供給されるエッチング液の液滴量が一定で、液滴衝突領域の移動速度が基板の中心部と周縁部とで同じ場合、基板の周縁部は基板の中心部に比べて単位面積あたりに供給されるエッチング液の液滴量が少なくなる。これにより、基板の周縁部は中心部と比べて基板表面に形成された薄膜のエッチング量が少なくなり平坦化の程度が悪くなる。
【0036】
この発明によれば、液滴衝突領域の移動速度を基板中心部より基板周縁部で遅くすることにより、基板周縁部と基板中心部とで単位面積あたりに供給されるエッチング液(第1エッチング液)の液滴量をほぼ同等にできる。これにより、基板周縁部と基板中心部とで、基板表面に形成された薄膜のエッチング量をほぼ同等にでき、基板全面に渡って良好に平坦化できる。
請求項1記載の発明は、上記第1エッチング工程が、第1の流量で吐出された上記第1エッチング液に第2の流量で吐出された気体を吹き付けて上記第1エッチング液の液滴を生成するエッチング液滴生成工程を含み、上記エッチング液滴生成工程が、上記第2の流量を変化させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし1のいずれかに記載の基板処理方法である。
【0037】
この発明によれば、第1エッチング液と気体とを混合して第1エッチング液の液滴を生成する際、第1エッチング液の流量に対して気体の流量を変化させることができる。これにより、たとえば、基板に対する第1エッチング液の液滴の衝突速度を変化させることができる。
上述の通り、基板が回転している場合、基板中心部と基板周縁部とで同一の条件でエッチング液の液滴を衝突させると、基板周縁部の方が薄膜のエッチング量が少なくなる。そこで、基板中心部より基板周縁部の方が、エッチング液(第1エッチング液)の液滴の衝突速度が大きくなるようにすることにより、基板周縁部と基板中心部とで、基板表面に形成された薄膜のエッチング量をほぼ同等にでき、基板全面に渡って良好に平坦化できる。
【0038】
請求項1記載の発明は、上記第2エッチング工程の後、上記基板の表面に純水を供給して上記基板を洗浄する洗浄工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし1のいずれかに記載の基板処理方法である。
この基板処理方法は、請求項記載の基板処理装置により実施でき、請求項記載の基板処理装置と同様の効果を奏することができる。
請求項18記載の発明は、上記第1エッチング工程が、基板保持手段に保持された基板に対して実施され、上記第2エッチング工程が、上記基板保持手段に保持された基板に対して実施されることを特徴とする請求項11ないし17のいずれかに記載の基板処理方法である。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下では、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。この基板処理装置は、基板の一例である半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wに対して、その表面に銅薄膜を形成した後、銅薄膜表面を薄型化できる。すなわち、この基板処理装置は、いわゆるダマシン工程を実施することができるものである。
【0040】
この基板処理装置は、未処理のウエハWおよび処理後のウエハWを収納するためのカセットCが所定方向に沿って複数個配列されるカセット載置部1と、ウエハWに対して電解メッキ処理を施して銅薄膜を形成する複数(この実施形態では3つ)のメッキ処理部2a〜2cと、銅薄膜をエッチングする複数(この実施形態では3つ)のエッチング処理部3a〜3cと、ウエハWにアニール処理を施すアニール処理部6a,6bとを備えている。
【0041】
カセットCに収納された未処理のウエハWは、たとえば、表面に微細な配線溝またはホール(たとえば、多層配線の層間接続のためのもの)が形成され、予め表面にスパッタによるシード層が形成されたものである。メッキ処理部2a〜2cでは、表面に配線溝等が形成されたウエハWに対して、配線溝等の底部から銅薄膜が成長するようなメッキ処理(ボトムアップタイプのメッキ処理)を施すことができる。
【0042】
複数のメッキ処理部2a〜2cおよびアニール処理部6aと、複数のエッチング処理部3a〜3cおよびアニール処理部6bとは、直線搬送路4の両側に沿って配列されている。カセット載置部1は、直線搬送路4の一方端側に配置されている。アニール処理部6a,6bは、直線搬送路4の他方端付近において、直線搬送路4を挟んで対向配置されている。直線搬送路4には、この直線搬送路4に沿って往復移動可能な主搬送ロボット5が設けられている。
【0043】
直線搬送路4のアニール処理部6a,6bに対向する部分には、搬入/搬出用ロボット7が配置されており、搬入/搬出用ロボット7の直線搬送路4中央部側には、受け渡し台8が配置されている。
未処理のウエハWは、主搬送ロボット5によってカセットCから1枚ずつ取り出され、メッキ処理部2a〜2cのいずれかに搬入されて一方表面にメッキ処理が施される。メッキ処理が施されたウエハWは、主搬送ロボット5により、メッキ処理部2a〜2cのいずれかから搬出されて受け渡し台8の上に載置される。受け渡し台8の上に載置されたウエハWは、搬入/搬出用ロボット7により、アニール処理部6aまたは6bに搬入され、アニール処理が施される。これにより、銅薄膜の特性(緻密度)を向上させることができる。アニール処理は、通常、複数枚のウエハWに対して同時に施される。
【0044】
アニール処理が終了したウエハWは、搬入/搬出用ロボット7により、アニール処理部6aまたは6bから搬出されて、受け渡し台8の上に載置される。受け渡し台8の上に載置されたウエハWは、主搬送ロボット5により、エッチング処理部3a〜3cのいずれかに搬入されてエッチング処理、洗浄および乾燥が施される。エッチング処理により、銅薄膜は平坦化および薄型化されて、配線溝等の内部にのみ銅薄膜が残された状態とされる。これらの処理が施されたウエハWは、主搬送ロボット5によってエッチング処理部3a〜3cのいずれかから搬出され、カセット載置部1に載置されたカセットCに収納される。
【0045】
図2は、エッチング処理部3a〜3cの共通の構成を示す図解的な斜視図である。エッチング処理部3a〜3cは、ウエハWをほぼ水平に保持して回転するスピンベース11と、スピンベース11に保持されたウエハWに向けてエッチング液の液滴を噴射するエッチング液滴噴射装置10と、スピンベース11に保持されたウエハWにエッチング液および純水を切り換えて供給可能な処理液供給装置26とを含んでいる。
【0046】
スピンベース11は、ウエハWの底面中央部を吸着することによりウエハWを保持できるようになっている。スピンベース11は鉛直方向に沿って配された回転軸14を有しており、この回転軸14には、回転駆動機構15から、回転駆動力が与えられるようになっている。
エッチング液滴噴射装置10は、二流体ノズル9と、二流体ノズル9に連通接続されたエッチング液配管17および圧縮空気配管18とを含んでいる。エッチング液配管17はエッチング液供給源17Sに接続されている。エッチング液供給源17Sからは、銅を溶解できる第1エッチング液を供給できるようになっている。第1エッチング液としては、たとえば、フッ酸、硝酸、および水の混合溶液や、硫酸、過酸化水素水、および水の混合溶液を使用することができる。
【0047】
また、圧縮空気配管18は圧縮空気供給源18S(たとえば、コンプレッサ)に接続されている。
エッチング液配管17には流量調整機能付きのバルブ17Bが介装されていて、バルブ17Bを開くことにより二流体ノズル9内に第1エッチング液を供給できるようになっている。また、バルブ17Bにより、エッチング液配管17を流れる第1エッチング液の流量調整をできるようになっている。圧縮空気配管18には流量調整機能付きのバルブ18Bが介装されていて、バルブ18Bを開くことにより二流体ノズル9内に圧縮空気を供給できるようになっている。また、バルブ18Bにより、圧縮空気配管18を流れる圧縮空気の流量調整をできるようになっている。
【0048】
図3は、二流体ノズル9の構造を示す図解的な断面図である。
二流体ノズル9は、いわゆる内部混合型の二流体ノズルであって、気体導入部211と、液体導入部210と、液滴形成吐出部212とが連結されて構成されている。気体導入部211、液体導入部210および液滴形成吐出部212はいずれも管形状を有していて、これらが直列に連結されて二流体ノズル9が構成されている。
【0049】
液滴形成吐出部212は、液体導入部210の下方端に連結されており、下方に向かうに従って内径が小さくなるテーパ部212aと、この212aの下端に連なり、内径が一様な直管形状のストレート部212bとを有している。
気体導入部211は、液体導入部210の上側部に係合する大径部と、この大径部の下方に連なって液滴形成吐出部212の内部空間にまで達する小径部とを有し、その内部には先細り形状の気体導入路211aが形成されている。
【0050】
液体導入部210には、液体(第1エッチング液)を導入するための液体導入路210aが側方に開口して形成されており、この液体導入路210aは、気体導入部211の小径部と液体導入部210の内壁との間のリング状の空間SP1に連通している。この空間SP1は、気体導入部211の小径部と液滴形成吐出部212の内壁との間のリング状の空間SP2を介して、液滴形成吐出部212のテーパ部212aの内部空間SP3(混合室)と連通している。
【0051】
気体導入部211の気体導入路211aには、圧縮空気配管18が接続されている。液体導入路210aには、エッチング液配管17が接続されている。
二流体ノズル9では、気体導入路211aから供給される圧縮空気と、液体導入路210aから空間SP1,SP2を介して供給される第1エッチング液とが、空間SP3において混合され、その結果、第1エッチング液の液滴が形成されることになる。この液滴は、テーパ部212aで加速され、ストレート部212bを介して、ウエハWに向けて噴射される。この液滴の噴流は、ストレート部212bの働きにより、極めて良好な直進性を有する。
【0052】
図2を参照して、二流体ノズル9(液体導入部210)の側面には水平に延びるアーム19が結合されており、アーム19は、鉛直方向に延びる回転軸20に結合されている。回転軸20には、回転軸20をその軸のまわりに揺動させる揺動機構21が結合されている。揺動機構21により、アーム19を介して回転軸20に結合された二流体ノズル9を、スピンベース11に保持されたウエハWの上方を円弧状に移動させることができる。この際、二流体ノズル9は、ウエハWの中心上方を通過して移動するようになっている。また、揺動機構21は、二流体ノズル9をスピンベース11に保持されたウエハWに対向しない退避位置に移動させることもできる。
【0053】
二流体ノズル9がスピンベース11に保持されたウエハWと対向したとき、二流体ノズル9とウエハWとの間隔は、5mmないし50mmになるようになっている。また、ストレート部212bの向きは、スピンベース11に保持されたウエハWに対してほぼ垂直に第1エッチング液の液滴が噴射されるような方向になっている。すなわち、第1エッチング液の液滴の噴射方向とウエハWの法線方向とがなす角度はほぼ0°になるようにされている。
【0054】
処理液供給装置26は、純水が収容された純水供給源23S、および第2エッチング液が収容されたエッチング液収容槽24Sを含んでいる。純水供給源23Sには純水配管23の一端が連通接続されており、エッチング液収容槽24Sにはエッチング液配管24の一端が連通接続されている。純水配管23およびエッチング液配管24の他端は、処理液配管22の一端に連通接続されており、処理液配管22の他端には、処理液供給ノズル13が連通接続されている。
【0055】
エッチング液収容槽24Sに収容された第2エッチング液は、たとえば、第1エッチング液と同じ種類でかつ酸などの有効成分の濃度が高いものである。エッチング液配管24の一部には、そのまわりに電熱式のヒータ25が配されており、第2エッチング液を加熱できるようになっている。
エッチング液配管24のヒータ25より下流側には、三方バルブ24Bが介装されている。三方バルブ24Bにはリターン配管28が取り付けられており、リターン配管28はエッチング液収容槽24Sの内部に延設されている。三方バルブ24Bを操作することにより、図示しないポンプにより第2エッチング液を、エッチング液収容槽24S、エッチング液配管24、およびリターン配管28の間で循環させたり、エッチング液収容槽24Sから処理液供給ノズル13へと供給できるようになっている。
【0056】
純水配管23にはバルブ23Bが介装されている。三方バルブ24Bにより第2エッチング液が処理液供給ノズル13へと供給されないようにし、バルブ23Bを開くことにより、処理液供給ノズル13から純水を供給でき、バルブ23Bを閉じ、三方バルブ24Bを第2エッチング液が処理液供給ノズル13供給されるようにすることにより、処理液供給ノズル13から第2エッチング液を供給できるようになっている。
【0057】
処理液配管22には、図示しない移動機構が結合されており、この移動機構により処理液供給ノズル13を、スピンベース11に保持されたウエハWに対向した対向位置と、スピンベース11の側方に退避した退避位置との間で移動できるようになっている。
バルブ17B,18B,23Bの開閉、三方バルブ24Bの操作、回転駆動機構15および揺動機構21の動作、ヒータ25の通電などは制御部30により制御される。
【0058】
図4は、エッチング工程におけるウエハWの表面状態を示す図解的な断面図である。図2および図4を参照して、エッチング処理部3aないし3cにおけるエッチング処理の手順について説明する。
先ず、制御部30により、バルブ17B,18B,23Bが閉じた状態とされ、三方バルブ24Bを第2エッチング液が処理液供給ノズル13へと供給されないようにされる。また、制御部30によりヒータ25に通電されて、エッチング液収容槽24Sに収容された第2エッチング液の加熱が開始される。
【0059】
そして、制御部30により揺動機構21および図示しない移動機構が制御されて、二流体ノズル9および処理液供給ノズル13がそれぞれ退避位置に移動される。続いて、主搬送ロボット5(図1参照)により、メッキ処理部2aないし2cのいずれかで表面に銅薄膜が形成され、アニール処理部6aまたは6bでアニール処理が施されたウエハWが搬入されて、ウエハWの中心が回転軸14の中心軸上に位置するようにスピンベース11に保持される。この際、ウエハWは、メッキ処理が施された面が上に向けられて保持される。
【0060】
このときのウエハWは、図4(a)に示すように、表面全面を覆うように銅薄膜Fが形成されている。ウエハWの表面(たとえば、ウエハW上に形成された絶縁膜の表面)には多数の配線溝または配線用ホールH(以下、「配線溝等H」という。)が形成されており、銅薄膜Fはこの配線溝等Hを埋めるように形成されている。ウエハWの配線溝等Hは、幅(径)が狭い配線溝等Hnおよび幅(径)が広い配線溝等Hwを含んでいる。ウエハWは、ボトムアップタイプのメッキ処理が施されているので、幅が狭い配線溝等Hnの上方では銅薄膜Fは厚く成長しており、他の部分から突出した突出部Pが形成されている。一方、幅が広い配線溝等Hwの上方では、銅薄膜Fの表面には他の部分より低くなった凹所Cが形成されている。
【0061】
また、図4(a)には示されていないが、銅薄膜Fは、電解メッキで形成されたことにより、ウエハWの中心部と周縁部とで厚さが異なっている。このため、ウエハW(銅薄膜F)の表面は、全体として緩やかな湾曲面を形成している。
次に、制御部30により、揺動機構21が制御されて二流体ノズル9がウエハWの中心部に対向するように移動され、回転駆動機構15が制御されてスピンベース11に保持されたウエハWが回転される。その後、制御部30によりバルブ17B,18Bが所定の開度で開かれて、エッチング液供給源17Sおよび圧縮空気供給源18Sから、それぞれ第1エッチング液および圧縮空気が各所定の流量で二流体ノズル9に供給される。
【0062】
これにより空間SP3内で第1エッチング液の液滴が生成されてストレート部212bからウエハWに向けて噴射され(図3参照)、第1エッチング工程が実施される。第1エッチング液の液滴の径は0.1μmないし100μmであり、第1エッチング液の液滴がウエハWに衝突する衝突速度は10m/sないし300m/s(より好ましくは、50m/sないし300m/s)である。
ストレート部212bの内径はウエハWの径と比べて著しく小さいので、ウエハWの表面において第1エッチング液の液滴が衝突する領域A(以下、「液滴衝突領域A」という。)は、ウエハW表面の限られた領域となる。二流体ノズル9がウエハWの中心部に対向しているときの液滴衝突領域Acは、ウエハW中心近傍のほぼ円形の領域となる。また、ウエハWの中心から離れた位置に二流体ノズル9が位置していれば、ウエハWの回転に伴って環状の液滴衝突領域Apが形成される。
【0063】
第1エッチング工程において、第1エッチング液L1の液滴Ldは、図4(b)に示すようにウエハWの表面に形成された銅薄膜Fに衝突すると、跳ね返ることなく、銅薄膜Fの表面に沿って速やかに拡がる。このとき、銅薄膜Fのうち突出部Pは他の部分と比べて大きなエッチング速度でエッチングされる。
銅薄膜Fに衝突した後銅薄膜Fに沿う移動速度が減衰された第1エッチング液L1は、ウエハWの回転に伴う遠心力により、側方に振り切られる。これにより、新たに銅薄膜Fに衝突する第1エッチング液L1の液滴Ldは、ウエハWの表面に沿って拡がりやすくなる。このようにして、適当な時間、銅薄膜Fの表面に向けて第1エッチング液L1の液滴Ldが噴射されると、突出部Pが良好な選択性でエッチングされていき、銅薄膜Fの表面は平坦化される。
【0064】
これは、第1エッチング液L1を液滴にせずそのままウエハW表面に供給した場合と大きく異なる点である。第1エッチング液L1を液滴Ldにせず、そのままウエハW表面に供給した場合、第1エッチング液L1は銅薄膜F表面に対して等方的に作用するので、銅薄膜Fは表面に段差を有したままエッチングされる。その結果、図4(e)に示すように、配線溝等H以外の部分の銅薄膜Fがなくなるようにエッチングすると、銅薄膜Fには、幅が狭い配線溝等HnにおいてはウエハWの表面から突出した突出部Pが残り、幅が広い配線溝等Hwにおいては配線溝等Hwの形状を反映して凹所Cが形成される。
【0065】
制御部30は、二流体ノズル9による第1エッチング液L1の液滴Ldの噴射と並行して、揺動機構21を制御して二流体ノズル9をウエハWの中心部に対向する位置からウエハWの周縁部に対向する位置へとゆっくりと移動させる。これに伴って、液滴衝突領域AはウエハWの中心部から周縁部へと移動する。ウエハWは回転しているので、液滴衝突領域Aがこのように移動することにより、銅薄膜FはウエハW全面にわたって平坦化される。このとき、ウエハWの中心部に対向する位置からウエハWの周縁部に対向する位置に向かうに従い、二流体ノズル9の移動速度が遅くなるように、揺動機構21が制御される。
【0066】
液滴衝突領域Apの面積は、液滴衝突領域Acの面積より大きいので、液滴衝突領域Aの移動速度がウエハWの中心部と周縁部とで同じ場合、ウエハWの周縁部は中心部に比べて単位面積あたりに供給される第1エッチング液L1の液滴量が少なくなる。これにより、ウエハWの周縁部は中心部と比べて銅薄膜Fのエッチング量が少なくなり平坦化の程度が悪くなる。
上述した二流体ノズル9の移動速度の制御は、このような不具合を解消するためのものであり、液滴衝突領域Aの移動速度はウエハW中心部よりウエハW周縁部の方が遅くされることにより、ウエハWの中心部と周縁部とで単位面積あたりに供給される第1エッチング液L1の液滴量がほぼ同等にされる。これにより、ウエハWの中心部と周縁部とで、銅薄膜Fのエッチング量をほぼ同等にでき、ウエハW全面に渡って銅薄膜Fを良好に平坦化できる。
【0067】
また、第1エッチング液L1は、緩やかな湾曲面をなすウエハWの表面に沿って拡がることができ、銅薄膜Fの局所的な突出部Pのみをエッチングできる。したがって、銅薄膜Fの厚さ分布が一様でなくても、ウエハW全面に渡って突出部Pをなくすことができる。
二流体ノズル9がウエハWの最外周部に対向する位置まで移動されると、制御部30は揺動機構21の動作を停止するように制御して、二流体ノズル9の移動が停止される。同時に、制御部30はバルブ17B,18Bを閉じるように制御して、ウエハWへの第1エッチング液L1の液滴Ldの噴射が停止される。これにより、第1エッチング工程は終了する。
【0068】
次に、制御部30の制御により、図示しない移動機構が制御されて処理液供給ノズル13がウエハWに対向する位置に移動される。そして、制御部30の制御により三方バルブ24Bが第2エッチング液が処理液供給ノズル13へ供給される状態にされ、処理液供給ノズル13から加熱された第2エッチング液が吐出されて、第2エッチング工程が実施される。この間も、回転駆動機構15によるウエハWの回転は継続される。
【0069】
このとき、第2エッチング液L2は、図4(c)に示すように、第1エッチング工程によりすでに平坦化された銅薄膜Fの表面を覆うように流れる。これにより、銅薄膜Fは等方的にエッチングされる。すなわち、銅薄膜Fは表面の平坦性を保ったまま薄くされる。第2エッチング液L2は、第1エッチング液L1と比べて有効成分の濃度が高くかつ高温であるので、銅薄膜Fは迅速にエッチングされる。
【0070】
所定時間、ウエハWへの第2エッチング液L2の供給が継続されると、図4(d)に示すようにウエハWの表面は、配線溝等Hの内部にのみ銅薄膜Fが存在する状態となる。この状態では、幅(径)の狭い配線溝等Hnにおいても、また、幅(径)の広い配線溝等Hwにおいても、銅薄膜Fの表面はウエハWの表面とほぼ面一になる。
次に、制御部30の制御により、三方バルブ24Bが処理液供給ノズル13へ第2エッチング液が供給されない状態にされ、バルブ23Bが所定時間開かれて、処理液供給ノズル13からウエハWに向けて純水が吐出される。これにより、ウエハW表面は洗浄され第1および第2エッチング液L1,L2などは除去される。続いて、制御部30により回転駆動機構15が制御されて、スピンベース11が一定時間高速回転され、ウエハWの水分の振り切り乾燥が行われた後、スピンベース11の回転が停止される。
【0071】
その後、制御部30により揺動機構21および図示しない移動機構が制御されて、二流体ノズル9および処理液供給ノズル13がそれぞれ退避位置に移動され、主搬送ロボット5により処理済みのウエハWが搬出されて、1枚のウエハWのエッチング処理が終了する。
以上の基板処理装置は、メッキ処理部2a〜2cとエッチング処理部3a〜3cとをインライン化したものであり、メッキ処理とエッチング処理とを同一の装置内で行うことができる。エッチング処理部3a〜3cは、メッキ処理部2a〜2cと同様に処理液(エッチング液)を用いた化学的作用によりウエハWを処理するものであるので、このようなインライン化が可能である。
【0072】
以上のエッチング処理は、CMPのように物理的な研磨を伴わず、第1および第2エッチング液L1,L2の化学的な作用のみによって処理するするものである。したがって、発塵を伴わずクリーンな工程でウエハW表面に形成された銅薄膜Fを平坦化および薄型化できる。このため、この基板処理装置は平坦化および薄型化の工程以外の他の工程を実施する装置と同じ部屋に配して使用することができる。
【0073】
この発明の一実施形態の説明は、以上のとおりであるが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、以上の実施形態では、二流体ノズル9の移動速度をウエハW中心部に対向する位置よりウエハW周縁部に対向する位置で遅くなるように制御することにより、ウエハWの中心部と周縁部とで、銅薄膜Fがほぼ同等に平坦化されるようにしている。しかし、このような制御に替えて、ウエハWの中心部と周縁部とで、ウエハWの表面に衝突する第1エッチング液L1の液滴Ldの衝突速度を変化させることにより、銅薄膜Fがほぼ同等に平坦化されるようにしてもよい。
【0074】
この場合、制御部30により、バルブ17Bの開度は一定にされ、バルブ18Bの開度は、二流体ノズル9がウエハWの中心部に対向する位置から周縁部に対向する位置に移動するに従って大きくなるように制御される。これにより、二流体ノズル9に供給される第1エッチング液L1の流量は一定であるが、二流体ノズル9に供給される圧縮空気の流量は、液滴衝突領域AがウエハWの中心部から周縁部に移動するに従って大きくなる。その結果、第1エッチング液L1の液滴LdのウエハW表面に対する衝突速度および第1エッチング液L1の銅薄膜F表面に沿う移動速度は、液滴衝突領域AがウエハWの中心部から周縁部に移動するに従って大きくなる。これにより、銅薄膜Fのエッチング量は、ウエハWの中心部と周縁部とでほぼ同等になる。
【0075】
第1エッチング工程において、二流体ノズル9は、ウエハWの中心部から周縁部に向かって移動している。しかし、二流体ノズル9の動きはこれに限定されるものではなく、たとえば、二流体ノズル9は、ウエハWの周縁部から中心部に向かって移動するものであってもよく、ウエハWの中心部と周縁部との間を往復するものであってもよい。
以上の実施形態において、ウエハWのアニールを行っているが、これは銅薄膜Fの特性を向上させることが目的であり、エッチングを均一に行うためではない。すなわち、アニール工程が省略され、銅薄膜Fがアニールにより焼きしめられていない場合でも、第1エッチング液L1により銅薄膜Fを均一にエッチングできる。したがって、この基板処理装置によりウエハW表面をエッチングするに際して、アニール工程は必ずしも必要ではない。
【0076】
上記の二流体ノズル9は、二流体ノズル9内の空間SP3で第1エッチング液L1に圧縮空気を吹き付けて液滴Ldを生成し、二流体ノズル9の外部に液滴Ldを噴射するもの(内部混合)であるが、開放された空間で第1エッチング液L1に圧縮空気を吹き付けて液滴Ldを生成し噴射するもの(外部混合)であってもよい。
第1エッチング液と第2エッチング液とが同じ種類で、第2エッチング液の有効成分の濃度が、第1エッチング液の有効成分の濃度より十分高い場合は、ヒータ25を廃してもよい。また、第2エッチング液が良好なエッチング特性を有するように第2エッチング液を加熱できる場合は、第1エッチング液と第2エッチング液とは同じものであってもよい。いずれの場合でも、表面が平坦化された銅薄膜Fを第2エッチング液により迅速にエッチングできる。
【0077】
ウエハWの表面を平坦化(図4(b))した後、CMPにより銅薄膜Fを研磨して薄型化してもよい。
この基板処理装置は、さらに、ウエハWの表面に有機溶剤を供給する有機溶剤供給装置を備えていてもよく、ウエハWの純水による洗浄の後、有機溶剤供給装置によりウエハWを有機溶剤(たとえば、イソプロピルアルコール)で洗浄することとしてもよい。
【0078】
ウエハWの表面に形成される金属膜は銅薄膜F以外に、たとえばアルミニウム薄膜であってもよい。適当な種類の第1エッチング液L1を選択することにより、表面に金属膜以外の薄膜が形成された基板に対しても、この薄膜を均一に薄型化できる。
処理対象の基板は、ウエハWのような円形基板以外に、たとえば、液晶表示装置用ガラス基板のような角形基板であってもよい。
【0079】
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変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図2】エッチング処理部の構成を示す図解的な斜視図である。
【図3】二流体ノズルの構造を示す図解的な断面図である。
【図4】エッチング工程におけるウエハの表面状態を示す図解的な断面図である。
【符号の説明】
2a〜2c メッキ処理部
3a〜3c エッチング処理部
5 主搬送ロボット
6 アニール処理部
9 二流体ノズル
10 エッチング液滴噴射装置
11 スピンベース
13 処理液供給ノズル
15 回転駆動機構
17,24 エッチング液配管
17B,18B バルブ
17S,24S エッチング液供給源
18 圧縮空気配管
18S 圧縮空気供給源
21 揺動機構
22 処理液配管
23 純水配管
23S 純水供給源
25 ヒータ
26 処理液供給装置
30 制御部
A 液滴衝突領域
Ld 第1エッチング液の液滴
L1 第1エッチング液
L2 第2エッチング液
W ウエハ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method that can planarize the surface of a substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate for a liquid crystal display device by etching.
[0002]
[Prior art]
In a so-called damascene process, a wiring groove or hole is formed in an insulating film on a semiconductor substrate, and a copper thin film is embedded in the wiring groove or the like. At that time, first, a copper thin film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the inside of the wiring groove by plating, and then the copper thin film is left only inside the wiring groove by CMP (Chemical Mechanical Polishing). The copper thin film is removed from other regions.
[0003]
When plating, a seed layer is formed on the surface of the semiconductor substrate in advance by sputtering, and plating is performed using a dedicated plating solution, so that a copper thin film is grown (bottom-up) from the bottom of the wiring groove or hole, wiring groove, etc. It is possible to prevent voids from being formed inside.
In this type of plating, after the wiring groove or the like is filled with a copper thin film, the upper copper thin film such as the wiring groove or the like swells to form a protrusion, and the protrusion forms a step on the substrate surface.
[0004]
The copper thin film having such a step can be planarized to some extent by a subsequent CMP process.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the pattern formed on the semiconductor substrate becomes dense and narrow wiring grooves and small-diameter holes are arranged close to each other, the protruding portions of the copper thin film overlap to form a larger step. Such a large step is difficult to completely flatten by polishing by CMP.
Further, CMP is a process of polishing by pressing a polishing pad against the entire surface of the substrate. Therefore, if the thickness of the copper thin film formed on the semiconductor substrate is not substantially the same in each part on the semiconductor substrate, the entire surface of the semiconductor substrate is used. The copper thin film cannot be uniformly polished across. However, when a copper thin film is formed on a semiconductor substrate by electrolytic plating, the thickness of the copper thin film does not become uniform between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor substrate, which makes the CMP process more difficult.
[0006]
Furthermore, since CMP uses an abrasive, it is not as clean as other processes in the semiconductor device manufacturing process. Therefore, CMP must be performed in an isolated dedicated room, which complicates the semiconductor device manufacturing process.
Further, since the plating apparatus and the CMP apparatus are different from each other, it has been pointed out that in-line installation is meaningless. For this reason, the plating apparatus and the CMP apparatus are prepared separately, and the plating process and the polishing process are not performed as a series of processes.
[0007]
Further, after the copper thin film was formed by plating, uniform polishing could not be performed by CMP unless the copper thin film was baked by annealing. Therefore, an annealing process is always required to perform CMP, and the manufacturing process is complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can satisfactorily flatten a substrate surface even when a step due to a protrusion on the substrate surface is large.
Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of uniformly flattening a thin film even when the thickness distribution of the thin film formed on the substrate surface is not uniform.
[0008]
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of flattening or thinning a thin film on a substrate by a clean process.
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of performing the plating process and the flattening process (thinning process) with one apparatus.
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can uniformly reduce the surface of a substrate that has not been annealed.
[0009]
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing method capable of satisfactorily flattening a substrate surface even when a step due to a protrusion on the substrate surface is large.
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing method capable of eliminating the protrusion of the thin film over the entire surface of the substrate even when the thickness distribution of the thin film formed on the substrate surface is not uniform. is there.
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing method capable of flattening or thinning the substrate surface in a clean process.
[0010]
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing method that does not require an annealing step before the substrate surface is thinned.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problems is as follows.FirstEtching droplet jetting means (10) for jetting the droplet (Ld) generated by mixing the etching liquid (L1) and gas to collide with the surface of the substrate (W).And a processing liquid supply means for discharging, as a processing liquid, a second etching liquid (L2) that advances etching on the surface of the substrate at a higher etching rate than the droplets ejected by the etching liquid droplet ejecting means on the surface of the substrate. (26)An etching processing section (3a-3c) for etching the surface of the substrate;Control for controlling the processing liquid supply means so as to eject the second etching liquid onto the surface of the substrate after controlling the etching liquid droplet ejecting means so that the liquid droplets are ejected and collide with the surface of the substrate. Part (30) withThis is a substrate processing apparatus.
[0012]
  In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
  Etching liquid sprayed by etching droplet spraying means(First etchant)Most of the droplets of the liquid droplets collide with the surface of the substrate and then spread at a high speed along the surface of the substrate without rebounding. For example, when a thin film such as a metal film is formed on the surface of the substrate, and this thin film has a step due to the protruding portion, the etching solution that spreads along the surface of the substrate (thin film) Etching is performed at a higher etching rate than other portions.
[0013]
This is a significant difference from the case where the etching solution is supplied to the substrate surface without forming droplets. When the etching solution is supplied to the substrate surface as it is without forming droplets, the etching solution acts isotropically on the surface of the thin film, so that the thin film is etched with a step on the surface. However, when droplets of etching solution are generated and collide with the substrate, the thin film is not etched isotropically, but the protrusions are selectively etched. As a result, the thin film is planarized with the protrusions removed. Even when the level difference due to the protrusion on the surface of the thin film is large, the surface of the thin film is satisfactorily flattened.
[0014]
The higher the rate at which the droplet of the etching solution collides with the substrate, the greater the rate at which the etching solution spreads along the surface of the substrate, and the thin film protrusions are efficiently etched.
Even when the substrate surface forms a gentle curved surface as a whole, the etching solution can spread along the substrate surface and can etch local protrusions of the thin film. Therefore, even when the thickness distribution of the thin film formed on the substrate surface is not uniform, it is possible to eliminate the protrusions over the entire surface of the substrate. For example, even when a copper thin film is formed on a semiconductor substrate by electrolytic plating, and the thickness of the copper thin film is different between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor substrate, the protruding portion of the copper thin film should be eliminated over the entire surface of the semiconductor substrate. Can do.
[0015]
Moreover, even when the thin film formed on the substrate surface is not baked by annealing, the thin film can be uniformly thinned by the etching solution. Therefore, it is not necessary to perform an annealing step before the substrate surface is thinned by this substrate processing apparatus. “Thinning” includes thinning the thin film until the thin film remains only inside the recess when the thin film is formed on a substrate having a recess such as a wiring groove on the surface. (same as below).
[0016]
When the substrate is a semiconductor substrate and the thin film formed on the substrate surface is a metal film, the metal film may be, for example, an aluminum (Al) thin film in addition to the copper (Cu) thin film.
Such a substrate processing apparatus can flatten a thin film only by a chemical action by an etchant without using physical polishing as in CMP, and can uniformly thin a thin film. That is, these processes are clean without dust generation. For this reason, this substrate processing apparatus can be arranged and used in the same room as the apparatus which performs processes other than a thinning (flattening) process.
[0017]
  The invention according to claim 2 is characterized in that the etching droplet ejecting means isThe firstMix with etchant and gasThe firstThis produces droplets of etchantFirstA two-fluid nozzle (9) for injecting a droplet of etching liquid onto the surface of the substrate, and connected to the two-fluid nozzle,The firstThe etching liquid supply pipe (17) for supplying an etching liquid, and a gas supply pipe (18) connected to the two-fluid nozzle and for supplying gas to the two-fluid nozzle. A substrate processing apparatus.
[0018]
  From the etchant supply pipe into the two-fluid nozzleFirstThe etching solution is discharged, and compressed air or nitrogen (N2) Discharged by discharging high pressure gas such as gasFirstBy spraying high-pressure gas from the lateral direction on the etchant,FirstThe etching solution can be made into fine droplets. By adjusting the flow rate (pressure) of high pressure gas,FirstIt is possible to control the size of the droplet of the etching solution and the collision speed with respect to the substrate. The two-fluid nozzle is an open space.FirstIt may be one that generates and ejects liquid droplets by spraying gas on the etchant (external mixing).FirstA gas may be sprayed onto the etching solution to generate droplets, and the droplets may be ejected outside the two-fluid nozzle (internal mixing).
[0019]
  By two fluid nozzleThe firstThe distance between the two-fluid nozzle and the substrate when the etching liquid droplets are sprayed onto the substrate can be, for example, 5 mm to 50 mm. Thereby, the droplets of the etching solution collide with the substrate at a sufficiently high collision speed, and the substrate surface can be satisfactorily flattened.
  The invention according to claim 4 is based on the etching droplet ejecting means.The first4. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein an angle formed by a direction in which an etching liquid droplet is jetted and a direction normal to the substrate is within 45 degrees.
[0020]
  Etching solution(First etchant)When the component in the normal direction of the substrate is large in the collision speed of the droplets to the substrate, the moving speed of the etching solution along the substrate surface after the collision becomes large. According to the present invention, the droplets of the etching solution are ejected at a small angle (within 45 °) with respect to the normal direction of the substrate, so that the component in the normal direction of the substrate is large in the collision speed against the substrate. Become. Therefore, the thin film can be preferably planarized.
  More preferably, the angle formed by the etching liquid droplet injection direction by the etching liquid droplet injection means and the normal direction of the substrate is approximately 0 °. That is, it is more preferable that the droplet of the etching solution collides with the substrate substantially perpendicularly.
[0021]
  According to a fifth aspect of the present invention, the etching processing section moves the substrate holding means (11) holding the substrate, and the substrate held by the substrate holding means and the etching droplet ejecting means relatively move. 5. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising means (15, 21).
  FirstWhen the droplet of the etching solution collides with the substrate and moves an appropriate distance along the substrate surface, the moving speed with respect to the substrate is attenuated and stops. Therefore,FirstWhen the region where the droplet of the etchant collides with the substrate is narrow relative to the substrate surface, the region that is not etched may remain on the substrate surface (thin film).
[0022]
  According to the present invention, the substrate and the etching droplet ejecting means are moved relative to each other, so thatFirstThe thin film can be etched over the entire surface of the substrate by moving the region where the droplets of the etching solution collide.
  For example, the moving means may be capable of arbitrarily moving the etching droplet ejecting means in the in-plane direction of the substrate.
  The invention according to claim 6 further includes a rotation drive mechanism (15) in which the etching processing section rotates the substrate held by the substrate holding means.Thus, the control unit discharges the second etching liquid to the surface of the substrate while controlling the etching droplet ejecting means to eject the droplet and collide with the surface of the substrate. In this way, the rotation drive mechanism is controlled so as to rotate the substrate held by the substrate holding means while controlling the processing liquid supply means.The substrate processing apparatus according to claim 5.
[0023]
  According to this invention, the substrate is rotated by the rotation driving mechanism, and the etching droplet ejecting means is moved between the central portion and the peripheral portion of the substrate by the moving means.FirstBy spraying the droplets of the etching solution, the thin film can be etched over the entire surface of the substrate.
  Also, by rotating the substrate with a rotation drive mechanism,FirstShake off the etchant by centrifugal force and hit the substrate surface anew.FirstEtching liquid droplets can easily spread along the substrate surface.
[0024]
The processing liquid can be supplied to the substrate surface by the processing liquid supply means to perform a process other than the flattening of the thin film. The treatment liquid is, for example, a claim7As statedSecondEtching solutionOthersMay contain pure water. placeBy means of liquid supplySecondAn etching solution can be supplied to the substrate surface to uniformly thin the thin film after the surface is flattened. At this time, since the thin film may be isotropically etched,SecondThe etching solution can be supplied to the substrate surface as it is without forming droplets.
[0025]
  Also, the substrate surface can be cleaned by supplying pure water to the substrate surface by the treatment liquid supply means..
[0026]
  In the thin film flattening process, only the protrusions on the surface of the thin film need be etched and used in this process.FirstThe etching solution is not necessarily suitable for thinning the entire thin film in a short time. Therefore, after the planarization of the thin film surface is completed, for example, the concentration of active ingredients such as acid is high.SecondThe thin film can be thinned as a whole in a short time by supplying the etching liquid by the processing liquid supply means.
  Claim8The described invention is supplied by the processing liquid supply means.SecondThe etching solution heating means (25) for heating the etching solution is further included.1 to 7It is a substrate processing apparatus of description.
[0027]
  According to this invention, the etching solution heating meansSecondThe etching solution is heated, and the processing solution supply meansSecondAn etching solution can be supplied to the substrate surface. As a result, the thin film after flatteningSecondAn etchant can be supplied.
  Heated by the etching solution heating means and supplied by the processing solution supply meansSecondThe temperature of the etching solution is jetted from the etching droplet jetting means.FirstetchingofIt can be higher than the temperature of the droplet. Thereby, it is supplied by the processing liquid supply means.SecondInjected from etching liquid and etching droplet injection meansFirstEven if the etching solution is the same type and the concentration of the active ingredient is the same, the thin film after planarization can be thinned in a short time.
[0028]
  Claim9The invention described in claim 1 further includes a plating processing section (2a to 2c) for performing a plating process on the substrate.8The substrate processing apparatus according to any one of the above.
  This substrate processing apparatus can continuously perform a plating process and an etching process for flattening or thinning. Since the etching processing unit processes the substrate by a chemical action using a processing solution in the same manner as the plating processing unit, such in-line processing is possible.
[0029]
The substrate processing apparatus may further include a transfer robot that transfers the substrate and loads / unloads the substrate to / from the plating processing unit or the etching processing unit. In this case, the operation of the plating processing unit, the etching processing unit, and the transfer robot is controlled by the control unit, so that the plating process to the etching process can be performed automatically and continuously.
The substrate processing apparatus may further include a substrate storage unit that stores unprocessed and processed substrates. In this case, the transfer robot is between the substrate storage unit and the plating processing unit or the etching processing unit. The substrate may be transportable.
[0030]
  Claim 10The invention described in claim 1 further includes an annealing treatment section (6a, 6b) for annealing the substrate.9The substrate processing apparatus according to any one of the above.
  Annealing treatment can improve the characteristics (denseness) of the thin film formed on the substrate surface.
  Claim 11The described inventionFirstA droplet generated by mixing an etching solution and a gas is made to collide with the surface of the substrate.ConcernedFirst etching step for etching the surface of the substrateThen, after the first etching step, a second etching solution is applied to the surface of the substrate to etch the surface of the substrate by supplying a second etching solution that advances etching on the surface of the substrate at an etching rate faster than the droplet. Etching processThe substrate processing method characterized by including.
[0031]
  The present invention can be implemented by the substrate processing apparatus according to the first aspect, and can achieve the same effects as the substrate processing apparatus according to the first aspect.
  Claim 12The described invention is the first etching step.The firstThe collision velocity of the droplet of the etching solution against the substrate is 10 m / s to 300 m / s.1It is a substrate processing method of description.
  This substrate processing method spreads along the substrate surface after colliding with the substrate.FirstThe speed of the etching solution can be sufficiently increased, and the thin film formed on the substrate surface can be satisfactorily flattened. Colliding with the substrate at such a speedFirstThe droplet of the etching solution can be generated, for example, by the substrate processing apparatus according to claim 2.
[0032]
  Claim 13The described invention is the first etching step.The firstThe diameter of the droplet of the etching solution is 0.1 μm to 100 μm.1Or 12It is a substrate processing method of description.
  Of such diameterFirstThe thin film formed on the substrate surface can be satisfactorily flattened by the droplets of the etching solution. Of such diameterFirstThe droplet of the etching solution can be generated, for example, by the substrate processing apparatus according to claim 2.
[0033]
  Claim 14The described invention further includes a substrate rotation step of rotating the substrate, and the first etching step.And the second etching stepIs performed on the substrate rotated in the substrate rotation step.113The substrate processing method according to any one of the above.
  This substrate processing method can be carried out by the substrate processing apparatus according to the sixth aspect, and can provide the same effects as the substrate processing apparatus according to the sixth aspect.
[0034]
  Claim 15In the described invention, the first etching step is performed on the substrate.The firstA droplet collision region moving step for moving the droplet collision region (A) where the droplets of the etching solution collide between the central portion and the peripheral portion of the substrate, and the droplet in the droplet collision region moving step 2. A moving speed control step of changing the moving speed of the collision area so that the peripheral edge portion of the substrate is slower than the central portion of the substrate.4It is a substrate processing method of description.
[0035]
When the substrate rotates about its center, the region where the etching liquid droplet collides with the substrate moves with respect to the substrate except for the central portion of the substrate. For this reason, the area of the droplet collision area at the peripheral edge of the substrate is larger than the area of the droplet collision area at the center of the substrate. For this reason, when the droplet amount of the etching solution supplied per unit time is constant and the moving speed of the droplet collision region is the same between the central portion and the peripheral portion of the substrate, the peripheral portion of the substrate is at the central portion of the substrate. In comparison, the amount of droplets of the etching solution supplied per unit area is reduced. As a result, the amount of etching of the thin film formed on the substrate surface in the peripheral portion of the substrate is smaller than that in the central portion, and the degree of flattening becomes worse.
[0036]
  According to this invention, the etching liquid supplied per unit area at the substrate peripheral portion and the substrate central portion is made slower by moving the movement speed of the droplet collision region at the substrate peripheral portion than at the substrate central portion.(First etchant)The droplet amount can be made substantially equal. As a result, the etching amount of the thin film formed on the substrate surface can be made substantially equal between the peripheral edge portion of the substrate and the central portion of the substrate, and the entire surface of the substrate can be satisfactorily flattened.
  Claim 16In the described invention, the first etching step is discharged at a first flow rate.The firstBlowing the gas discharged at the second flow rate into the etchantThe first2. An etching droplet generating step for generating a droplet of an etching solution, wherein the etching droplet generating step includes a step of changing the second flow rate.115The substrate processing method according to any one of the above.
[0037]
  According to this invention,FirstMix the etchant and gasFirstWhen creating droplets of etchant,FirstThe gas flow rate can be changed with respect to the flow rate of the etching solution. Thereby, for example, against the substrateFirstThe collision speed of the etching liquid droplets can be changed.
  As described above, when the substrate is rotating, if the etching liquid droplets collide with each other under the same conditions in the central portion of the substrate and the peripheral portion of the substrate, the etching amount of the thin film is reduced in the peripheral portion of the substrate. Therefore, the etchant is more at the periphery of the substrate than at the center of the substrate.(First etchant)By increasing the collision speed of the liquid droplets, the etching amount of the thin film formed on the substrate surface can be made almost equal at the peripheral edge of the substrate and the central portion of the substrate. it can.
[0038]
  Claim 17The described inventionthe aboveA cleaning process for cleaning the substrate by supplying pure water to the surface of the substrate after the second etching step.AboutFurther comprising:116The substrate processing method according to any one of the above.
  The substrate processing method is claimed in claim7It can be implemented by the described substrate processing apparatus,7The same effects as those of the described substrate processing apparatus can be obtained.
According to an eighteenth aspect of the present invention, the first etching step is performed on the substrate held by the substrate holding unit, and the second etching step is performed on the substrate held by the substrate holding unit. The substrate processing method according to claim 11, wherein the substrate processing method is a substrate processing method.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing a layout of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this substrate processing apparatus, after a copper thin film is formed on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) W which is an example of a substrate, the surface of the copper thin film can be thinned. That is, this substrate processing apparatus can perform a so-called damascene process.
[0040]
This substrate processing apparatus includes a cassette mounting portion 1 in which a plurality of cassettes C for storing unprocessed wafers W and processed wafers W are arranged along a predetermined direction, and an electrolytic plating process for the wafers W. A plurality of (three in this embodiment) plating processing portions 2a to 2c for forming a copper thin film, a plurality (three in this embodiment) etching processing portions 3a to 3c for etching a copper thin film, and a wafer An annealing process part 6a, 6b for performing an annealing process on W is provided.
[0041]
The unprocessed wafer W stored in the cassette C has, for example, fine wiring grooves or holes (for example, for interlayer connection of multilayer wiring) formed on the surface, and a seed layer by sputtering is formed on the surface in advance. It is a thing. In the plating units 2a to 2c, a plating process (bottom-up type plating process) is performed on the wafer W having a wiring groove or the like formed on the surface thereof so that a copper thin film grows from the bottom of the wiring groove or the like. it can.
[0042]
The plurality of plating processing units 2 a to 2 c and the annealing processing unit 6 a and the plurality of etching processing units 3 a to 3 c and the annealing processing unit 6 b are arranged along both sides of the straight conveyance path 4. The cassette mounting portion 1 is disposed on one end side of the linear conveyance path 4. The annealing treatment units 6 a and 6 b are arranged opposite to each other with the straight conveyance path 4 in between near the other end of the straight conveyance path 4. The straight transfer path 4 is provided with a main transfer robot 5 that can reciprocate along the straight transfer path 4.
[0043]
A loading / unloading robot 7 is disposed in a portion of the linear conveyance path 4 facing the annealing treatment units 6 a and 6 b, and a delivery table 8 is disposed at the center of the linear conveyance path 4 of the loading / unloading robot 7. Is arranged.
Unprocessed wafers W are taken out one by one from the cassette C by the main transfer robot 5, and are loaded into one of the plating processing units 2a to 2c, where one surface is plated. The wafer W subjected to the plating process is unloaded from any of the plating processing units 2 a to 2 c by the main transfer robot 5 and placed on the delivery table 8. The wafer W placed on the delivery table 8 is loaded into the annealing unit 6a or 6b by the loading / unloading robot 7 and subjected to annealing. Thereby, the characteristic (denseness) of a copper thin film can be improved. The annealing process is usually performed on a plurality of wafers W at the same time.
[0044]
The wafer W that has been annealed is unloaded from the annealing section 6 a or 6 b by the loading / unloading robot 7 and placed on the delivery table 8. The wafer W placed on the delivery table 8 is carried into one of the etching processing units 3a to 3c by the main transfer robot 5, and is subjected to etching processing, cleaning and drying. By the etching process, the copper thin film is flattened and thinned so that the copper thin film is left only inside the wiring groove or the like. The wafer W subjected to these processes is unloaded from one of the etching processing units 3 a to 3 c by the main transfer robot 5 and stored in the cassette C mounted on the cassette mounting unit 1.
[0045]
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a common configuration of the etching processing units 3a to 3c. The etching processing units 3 a to 3 c include a spin base 11 that rotates while holding the wafer W substantially horizontally, and an etching droplet ejecting apparatus 10 that ejects a droplet of an etching solution toward the wafer W held by the spin base 11. And a processing liquid supply device 26 capable of switching and supplying the etching liquid and pure water to the wafer W held on the spin base 11.
[0046]
The spin base 11 can hold the wafer W by adsorbing the center of the bottom surface of the wafer W. The spin base 11 has a rotating shaft 14 arranged along the vertical direction, and a rotational driving force is applied to the rotating shaft 14 from a rotational driving mechanism 15.
The etching liquid droplet ejecting apparatus 10 includes a two-fluid nozzle 9, an etchant pipe 17 and a compressed air pipe 18 that are connected to the two-fluid nozzle 9. The etching solution pipe 17 is connected to the etching solution supply source 17S. The etching solution supply source 17S can supply a first etching solution that can dissolve copper. As the first etching solution, for example, a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and water, or a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide solution, and water can be used.
[0047]
The compressed air pipe 18 is connected to a compressed air supply source 18S (for example, a compressor).
The etchant pipe 17 is provided with a valve 17B having a flow rate adjusting function, and the first etchant can be supplied into the two-fluid nozzle 9 by opening the valve 17B. Further, the flow rate of the first etching solution flowing through the etching solution pipe 17 can be adjusted by the valve 17B. The compressed air pipe 18 is provided with a valve 18B having a flow rate adjusting function, and the compressed air can be supplied into the two-fluid nozzle 9 by opening the valve 18B. Further, the flow rate of the compressed air flowing through the compressed air pipe 18 can be adjusted by the valve 18B.
[0048]
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of the two-fluid nozzle 9.
The two-fluid nozzle 9 is a so-called internal mixing type two-fluid nozzle, and is configured by connecting a gas introducing unit 211, a liquid introducing unit 210, and a droplet forming / discharging unit 212. The gas introduction part 211, the liquid introduction part 210, and the droplet formation / discharge part 212 all have a tube shape, and are connected in series to form the two-fluid nozzle 9.
[0049]
The droplet forming / discharging unit 212 is connected to the lower end of the liquid introducing unit 210, and is connected to the tapered portion 212a whose inner diameter decreases toward the lower side and the lower end of the 212a, and has a straight tube shape with a uniform inner diameter. And a straight portion 212b.
The gas introduction part 211 has a large diameter part that engages with the upper part of the liquid introduction part 210, and a small diameter part that continues to the lower part of the large diameter part and reaches the internal space of the droplet formation and discharge part 212. A tapered gas introduction path 211a is formed inside.
[0050]
In the liquid introduction part 210, a liquid introduction path 210a for introducing a liquid (first etching solution) is formed so as to open to the side, and the liquid introduction path 210a is connected to a small diameter part of the gas introduction part 211. It communicates with a ring-shaped space SP1 between the inner wall of the liquid introduction part 210. This space SP1 is connected to the internal space SP3 (mixed space) of the tapered portion 212a of the droplet forming / discharging portion 212 via a ring-shaped space SP2 between the small diameter portion of the gas introducing portion 211 and the inner wall of the droplet forming / discharging portion 212. Room).
[0051]
A compressed air pipe 18 is connected to the gas introduction path 211 a of the gas introduction part 211. An etchant pipe 17 is connected to the liquid introduction path 210a.
In the two-fluid nozzle 9, the compressed air supplied from the gas introduction path 211a and the first etching liquid supplied from the liquid introduction path 210a via the spaces SP1 and SP2 are mixed in the space SP3. One droplet of the etching solution is formed. The liquid droplets are accelerated by the taper portion 212a and ejected toward the wafer W through the straight portion 212b. This droplet jet has a very good straightness due to the action of the straight portion 212b.
[0052]
Referring to FIG. 2, a horizontally extending arm 19 is coupled to a side surface of the two-fluid nozzle 9 (liquid introducing portion 210), and the arm 19 is coupled to a rotating shaft 20 extending in the vertical direction. The rotary shaft 20 is coupled with a swing mechanism 21 that swings the rotary shaft 20 about the axis. By the swing mechanism 21, the two-fluid nozzle 9 coupled to the rotating shaft 20 via the arm 19 can be moved in an arc shape above the wafer W held by the spin base 11. At this time, the two-fluid nozzle 9 moves so as to pass above the center of the wafer W. The swing mechanism 21 can also move the two-fluid nozzle 9 to a retracted position that does not face the wafer W held on the spin base 11.
[0053]
When the two-fluid nozzle 9 faces the wafer W held on the spin base 11, the distance between the two-fluid nozzle 9 and the wafer W is set to 5 mm to 50 mm. Further, the direction of the straight portion 212 b is such that the first etching liquid droplets are ejected substantially perpendicularly to the wafer W held on the spin base 11. In other words, the angle formed between the jet direction of the first etching liquid droplet and the normal direction of the wafer W is set to approximately 0 °.
[0054]
The processing liquid supply device 26 includes a pure water supply source 23S in which pure water is stored, and an etching liquid storage tank 24S in which a second etching liquid is stored. One end of the pure water pipe 23 is connected to the pure water supply source 23S, and one end of the etchant pipe 24 is connected to the etchant storage tank 24S. The other ends of the pure water pipe 23 and the etching liquid pipe 24 are connected to one end of the processing liquid pipe 22, and the processing liquid supply nozzle 13 is connected to the other end of the processing liquid pipe 22.
[0055]
The second etching solution stored in the etching solution storage tank 24S is, for example, the same type as the first etching solution and a high concentration of an active component such as an acid. An electrothermal heater 25 is disposed around a part of the etchant pipe 24 so that the second etchant can be heated.
A three-way valve 24 </ b> B is interposed downstream of the heater 25 in the etching solution pipe 24. A return pipe 28 is attached to the three-way valve 24B, and the return pipe 28 extends inside the etching solution storage tank 24S. By operating the three-way valve 24B, the second etching liquid is circulated between the etching liquid storage tank 24S, the etching liquid pipe 24, and the return pipe 28 by a pump (not shown), or the processing liquid is supplied from the etching liquid storage tank 24S. It can supply to the nozzle 13.
[0056]
A valve 23B is interposed in the pure water pipe 23. By preventing the second etching liquid from being supplied to the processing liquid supply nozzle 13 by the three-way valve 24B and opening the valve 23B, pure water can be supplied from the processing liquid supply nozzle 13, the valve 23B is closed, and the three-way valve 24B is The second etching liquid can be supplied from the processing liquid supply nozzle 13 by supplying the two etching liquids to the processing liquid supply nozzle 13.
[0057]
A moving mechanism (not shown) is coupled to the processing liquid pipe 22, and the moving mechanism causes the processing liquid supply nozzle 13 to face the wafer W held by the spin base 11 and to the side of the spin base 11. It is possible to move between the retracted position and the retracted position.
The controller 30 controls the opening and closing of the valves 17B, 18B, and 23B, the operation of the three-way valve 24B, the operations of the rotation driving mechanism 15 and the swing mechanism 21, the energization of the heater 25, and the like.
[0058]
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the surface state of the wafer W in the etching process. With reference to FIG. 2 and FIG. 4, the procedure of the etching process in the etching process parts 3a thru | or 3c is demonstrated.
First, the control unit 30 closes the valves 17B, 18B, and 23B so that the second etching solution is not supplied to the processing solution supply nozzle 13 through the three-way valve 24B. Moreover, the heater 25 is energized by the control unit 30, and heating of the second etching solution stored in the etching solution storage tank 24S is started.
[0059]
Then, the control unit 30 controls the swing mechanism 21 and a moving mechanism (not shown), and the two-fluid nozzle 9 and the processing liquid supply nozzle 13 are moved to the retracted positions, respectively. Subsequently, the main transfer robot 5 (see FIG. 1) carries in the wafer W on which the copper thin film is formed on the surface of any of the plating processing units 2a to 2c and the annealing process is performed by the annealing processing unit 6a or 6b. Thus, the wafer W is held on the spin base 11 so that the center of the wafer W is positioned on the central axis of the rotation shaft 14. At this time, the wafer W is held with the surface subjected to the plating process directed upward.
[0060]
As shown in FIG. 4A, a copper thin film F is formed on the wafer W at this time so as to cover the entire surface. A large number of wiring grooves or wiring holes H (hereinafter referred to as “wiring grooves H”) are formed on the surface of the wafer W (for example, the surface of an insulating film formed on the wafer W). F is formed so as to fill the wiring groove H and the like. The wiring groove etc. H of the wafer W includes a wiring groove etc. Hn having a narrow width (diameter) and a wiring groove etc. Hw having a wide width (diameter). Since the wafer W is subjected to a bottom-up type plating process, the copper thin film F grows thick above the narrow wiring groove Hn and the like, and a protruding portion P protruding from the other portion is formed. Yes. On the other hand, a recess C lower than other portions is formed on the surface of the copper thin film F above the wiring groove Hw having a wide width.
[0061]
  Although not shown in FIG. 4A, the thickness of the copper thin film F differs between the central portion and the peripheral portion of the wafer W because it is formed by electrolytic plating. For this reason, the surface of the wafer W (copper thin film F) forms a gentle curved surface as a whole.
  Next, the swing mechanism 21 is controlled by the control unit 30 so that the two-fluid nozzle 9 is moved so as to face the central portion of the wafer W, and is driven to rotate.mechanism15 is controlled, and the wafer W held on the spin base 11 is rotated. Thereafter, the control unit 30 opens the valves 17B and 18B at a predetermined opening, and the first etching liquid and the compressed air are respectively supplied from the etching liquid supply source 17S and the compressed air supply source 18S at a predetermined flow rate. 9 is supplied.
[0062]
As a result, a droplet of the first etching solution is generated in the space SP3 and sprayed from the straight portion 212b toward the wafer W (see FIG. 3), and the first etching step is performed. The diameter of the first etching liquid droplet is 0.1 μm to 100 μm, and the collision speed at which the first etching liquid droplet collides with the wafer W is 10 m / s to 300 m / s (more preferably, 50 m / s to 300 m / s).
Since the inner diameter of the straight portion 212b is significantly smaller than the diameter of the wafer W, the area A (hereinafter referred to as “droplet collision area A”) where the droplets of the first etching liquid collide with the surface of the wafer W is referred to. This is a limited area on the W surface. The droplet collision area Ac when the two-fluid nozzle 9 faces the center of the wafer W is a substantially circular area near the center of the wafer W. If the two-fluid nozzle 9 is located at a position away from the center of the wafer W, an annular droplet collision area Ap is formed as the wafer W rotates.
[0063]
In the first etching step, when the droplet Ld of the first etching liquid L1 collides with the copper thin film F formed on the surface of the wafer W as shown in FIG. 4B, the surface of the copper thin film F does not bounce off. It spreads quickly along. At this time, the protrusion P of the copper thin film F is etched at a higher etching rate than other portions.
After colliding with the copper thin film F, the first etching liquid L1 whose moving speed along the copper thin film F is attenuated is swung off to the side by the centrifugal force accompanying the rotation of the wafer W. Thereby, the droplet Ld of the first etching liquid L1 that newly collides with the copper thin film F is likely to spread along the surface of the wafer W. In this way, when the droplet Ld of the first etching liquid L1 is sprayed toward the surface of the copper thin film F for an appropriate time, the protrusion P is etched with good selectivity, and the copper thin film F The surface is flattened.
[0064]
This is a point that is greatly different from the case where the first etching liquid L1 is supplied as it is to the surface of the wafer W without making it into droplets. When the first etching liquid L1 is supplied to the surface of the wafer W as it is without forming the droplet Ld, the first etching liquid L1 acts isotropically on the surface of the copper thin film F, so that the copper thin film F has a step on the surface. Etching is carried out as it is. As a result, as shown in FIG. 4E, when etching is performed so that the copper thin film F in portions other than the wiring trenches H is eliminated, the copper thin film F has a surface of the wafer W in the narrow wiring trenches Hn. In the wiring groove Hw having a wide width, a recess C is formed reflecting the shape of the wiring groove Hw.
[0065]
The control unit 30 controls the swing mechanism 21 in parallel with the ejection of the liquid droplet Ld of the first etching liquid L1 by the two-fluid nozzle 9 from the position where the two-fluid nozzle 9 is opposed to the central portion of the wafer W. Slowly move to a position facing the peripheral edge of W. Accordingly, the droplet collision area A moves from the central portion of the wafer W to the peripheral portion. Since the wafer W is rotating, the copper thin film F is flattened over the entire surface of the wafer W by the movement of the droplet collision area A in this way. At this time, the swinging mechanism 21 is controlled so that the moving speed of the two-fluid nozzle 9 becomes slower from the position facing the center of the wafer W toward the position facing the peripheral edge of the wafer W.
[0066]
Since the area of the droplet collision area Ap is larger than the area of the droplet collision area Ac, when the moving speed of the droplet collision area A is the same between the central portion and the peripheral portion of the wafer W, the peripheral portion of the wafer W is the central portion. Compared to the above, the amount of droplets of the first etching liquid L1 supplied per unit area is reduced. As a result, the peripheral portion of the wafer W has a smaller amount of etching of the copper thin film F than the central portion, and the degree of planarization becomes worse.
The above-described control of the moving speed of the two-fluid nozzle 9 is for solving such a problem, and the moving speed of the droplet collision area A is made slower at the periphery of the wafer W than at the center of the wafer W. As a result, the amount of droplets of the first etching liquid L1 supplied per unit area between the central portion and the peripheral portion of the wafer W is made substantially equal. Thereby, the etching amount of the copper thin film F can be made substantially equal between the central portion and the peripheral portion of the wafer W, and the copper thin film F can be satisfactorily flattened over the entire surface of the wafer W.
[0067]
Further, the first etching liquid L1 can spread along the surface of the wafer W having a gently curved surface, and only the local protrusions P of the copper thin film F can be etched. Therefore, even if the thickness distribution of the copper thin film F is not uniform, the protrusion P can be eliminated over the entire surface of the wafer W.
When the two-fluid nozzle 9 is moved to a position facing the outermost peripheral portion of the wafer W, the control unit 30 controls to stop the operation of the swing mechanism 21, and the movement of the two-fluid nozzle 9 is stopped. . At the same time, the control unit 30 controls to close the valves 17B and 18B, and the injection of the droplet Ld of the first etching liquid L1 onto the wafer W is stopped. Thereby, the first etching step is completed.
[0068]
Next, a control mechanism 30 controls a moving mechanism (not shown) to move the processing liquid supply nozzle 13 to a position facing the wafer W. Then, the three-way valve 24B is brought into a state in which the second etching liquid is supplied to the processing liquid supply nozzle 13 by the control of the control unit 30, and the heated second etching liquid is discharged from the processing liquid supply nozzle 13, and the second etching liquid is discharged. An etching process is performed. During this time, the rotation of the wafer W by the rotation driving mechanism 15 is continued.
[0069]
At this time, as shown in FIG. 4C, the second etching liquid L2 flows so as to cover the surface of the copper thin film F already planarized by the first etching process. Thereby, the copper thin film F is isotropically etched. That is, the copper thin film F is thinned while maintaining the flatness of the surface. Since the second etching solution L2 has a higher concentration of active components and a higher temperature than the first etching solution L1, the copper thin film F is etched quickly.
[0070]
When the supply of the second etching solution L2 to the wafer W is continued for a predetermined time, the surface of the wafer W is in a state in which the copper thin film F exists only inside the wiring groove H or the like as shown in FIG. It becomes. In this state, the surface of the copper thin film F is substantially flush with the surface of the wafer W both in the wiring groove Hn having a narrow width (diameter) and in the wiring groove Hw having a wide width (diameter).
Next, under the control of the control unit 30, the three-way valve 24 </ b> B is brought into a state in which the second etching liquid is not supplied to the processing liquid supply nozzle 13, and the valve 23 </ b> B is opened for a predetermined time. Pure water is discharged. Thereby, the surface of the wafer W is cleaned, and the first and second etching liquids L1, L2, etc. are removed. Subsequently, the rotation drive mechanism 15 is controlled by the control unit 30, the spin base 11 is rotated at a high speed for a certain period of time, and after the moisture of the wafer W is shaken and dried, the rotation of the spin base 11 is stopped.
[0071]
Thereafter, the control unit 30 controls the swing mechanism 21 and a moving mechanism (not shown) to move the two-fluid nozzle 9 and the processing liquid supply nozzle 13 to the retreat positions, respectively, and the processed wafer W is unloaded by the main transfer robot 5. Thus, the etching process for one wafer W is completed.
The above substrate processing apparatus is an in-line arrangement of the plating processing units 2a to 2c and the etching processing units 3a to 3c, and the plating process and the etching process can be performed in the same apparatus. Since the etching processing units 3a to 3c process the wafer W by a chemical action using a processing solution (etching solution) in the same manner as the plating processing units 2a to 2c, such in-line processing is possible.
[0072]
The above etching process is performed only by the chemical action of the first and second etching liquids L1 and L2 without physical polishing as in CMP. Therefore, the copper thin film F formed on the surface of the wafer W can be flattened and thinned in a clean process without generating dust. For this reason, this substrate processing apparatus can be arranged and used in the same room as the apparatus which performs other processes other than the process of flattening and thinning.
[0073]
The description of one embodiment of the present invention is as described above, but the present invention can be implemented in other forms. For example, in the above embodiment, by controlling the moving speed of the two-fluid nozzle 9 to be slower at the position facing the peripheral edge of the wafer W than the position facing the central area of the wafer W, the central portion and the peripheral edge of the wafer W are controlled. The copper thin film F is flattened almost equally at the portion. However, instead of such control, by changing the collision speed of the droplet Ld of the first etching liquid L1 that collides with the surface of the wafer W between the central portion and the peripheral portion of the wafer W, the copper thin film F becomes You may make it planarize substantially equally.
[0074]
In this case, the opening degree of the valve 17B is made constant by the control unit 30, and the opening degree of the valve 18B is changed as the two-fluid nozzle 9 moves from a position facing the central part of the wafer W to a position facing the peripheral part. Controlled to increase. Thereby, the flow rate of the first etching liquid L1 supplied to the two-fluid nozzle 9 is constant, but the flow rate of the compressed air supplied to the two-fluid nozzle 9 is such that the droplet collision area A is from the center of the wafer W. It becomes larger as it moves to the periphery. As a result, the collision speed of the droplet Ld of the first etching liquid L1 with respect to the surface of the wafer W and the movement speed of the first etching liquid L1 along the surface of the copper thin film F are Grows as you move on. Thereby, the etching amount of the copper thin film F becomes substantially equal between the central portion and the peripheral portion of the wafer W.
[0075]
In the first etching step, the two-fluid nozzle 9 moves from the center portion of the wafer W toward the peripheral portion. However, the movement of the two-fluid nozzle 9 is not limited to this. For example, the two-fluid nozzle 9 may move from the peripheral edge of the wafer W toward the center, and the center of the wafer W You may reciprocate between a part and a peripheral part.
In the above embodiment, the wafer W is annealed, but this is for the purpose of improving the characteristics of the copper thin film F, not for performing the etching uniformly. That is, even when the annealing step is omitted and the copper thin film F is not baked by annealing, the copper thin film F can be uniformly etched by the first etching liquid L1. Therefore, when the surface of the wafer W is etched by this substrate processing apparatus, an annealing process is not necessarily required.
[0076]
The above-described two-fluid nozzle 9 generates droplets Ld by spraying compressed air on the first etching liquid L1 in the space SP3 in the two-fluid nozzle 9 and jets the droplets Ld to the outside of the two-fluid nozzle 9 ( (Internal mixing) However, it is also possible to generate and eject droplets Ld by spraying compressed air on the first etching liquid L1 in an open space (external mixing).
When the first etching solution and the second etching solution are the same type and the concentration of the effective component of the second etching solution is sufficiently higher than the concentration of the effective component of the first etching solution, the heater 25 may be eliminated. In addition, when the second etching solution can be heated so that the second etching solution has good etching characteristics, the first etching solution and the second etching solution may be the same. In any case, the copper thin film F whose surface is planarized can be quickly etched with the second etching solution.
[0077]
After the surface of the wafer W is flattened (FIG. 4B), the copper thin film F may be polished and thinned by CMP.
The substrate processing apparatus may further include an organic solvent supply device that supplies an organic solvent to the surface of the wafer W. After the wafer W is washed with pure water, the organic solvent ( For example, it may be washed with isopropyl alcohol).
[0078]
In addition to the copper thin film F, the metal film formed on the surface of the wafer W may be, for example, an aluminum thin film. By selecting an appropriate kind of the first etching solution L1, this thin film can be uniformly thinned even on a substrate having a thin film other than a metal film formed on the surface.
The substrate to be processed may be a square substrate such as a glass substrate for a liquid crystal display device in addition to a circular substrate such as the wafer W.
[0079]
In addition, various modifications can be made within the scope of the matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a layout of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a configuration of an etching processing unit.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a two-fluid nozzle.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a surface state of a wafer in an etching process.
[Explanation of symbols]
2a ~ 2c Plating part
3a-3c Etching process part
5 Main transfer robot
6 Annealing section
9 Two-fluid nozzle
10 Etching droplet jetting device
11 Spin base
13 Treatment liquid supply nozzle
15 Rotation drive mechanism
17, 24 Etching solution piping
17B, 18B valve
17S, 24S Etch solution supply source
18 Compressed air piping
18S compressed air supply source
21 Swing mechanism
22 Treatment liquid piping
23 Pure water piping
23S source of pure water
25 Heater
26 Treatment liquid supply device
30 Control unit
A Droplet collision area
Ld First etchant droplet
L1 first etchant
L2 Second etchant
W wafer

Claims (18)

第1エッチング液と気体とが混合されて生成された液滴を噴射して基板の表面に衝突させるエッチング液滴噴射手段と、当該基板の表面に、上記エッチング液滴噴射手段が噴射する液滴よりも速いエッチング速度で当該基板表面におけるエッチングを進行させる第2エッチング液を処理液として吐出する処理液供給手段とを含み、当該基板の表面のエッチングを行うエッチング処理部と、
上記液滴を噴射して基板の表面に衝突させるように上記エッチング液滴噴射手段を制御した後、上記第2エッチング液を当該基板の表面に吐出するように上記処理液供給手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
Etching droplet ejecting means for ejecting droplets generated by mixing the first etching liquid and gas and colliding with the surface of the substrate; and droplets ejected by the etching droplet ejecting means on the surface of the substrate An etching processing unit that etches the surface of the substrate, including a processing liquid supply unit that discharges, as a processing liquid, a second etching liquid that advances etching on the surface of the substrate at a higher etching rate .
Control for controlling the processing liquid supply means so as to eject the second etching liquid onto the surface of the substrate after controlling the etching liquid droplet ejecting means so that the liquid droplets are jetted and collide with the surface of the substrate substrate processing apparatus is characterized in that a part.
上記エッチング液滴噴射手段は、上記第1エッチング液と気体と混合して上記第1エッチング液の液滴を生成させ、この第1エッチング液の液滴を基板の表面に噴射する二流体ノズルと、
この二流体ノズルに接続され、この二流体ノズルに上記第1エッチング液を供給するエッチング液供給管と、
上記二流体ノズルに接続され、上記二流体ノズルに気体を供給する気体供給管とを含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
The etching liquid droplet ejecting means generates a liquid droplet of the first etching liquid by mixing with the first etching liquid and a gas, and a two-fluid nozzle that ejects the liquid droplet of the first etching liquid onto the surface of the substrate; ,
An etchant supply pipe connected to the two-fluid nozzle and supplying the first etchant to the two-fluid nozzle;
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising: a gas supply pipe connected to the two-fluid nozzle and configured to supply gas to the two-fluid nozzle.
上記二流体ノズルにより上記第1エッチング液の液滴を基板に噴射する際の上記二流体ノズルと上記基板との間隔が5mmないし50mmであることを特徴とする請求項2記載の基板処理装置。3. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein a distance between the two-fluid nozzle and the substrate when the droplet of the first etching liquid is sprayed onto the substrate by the two-fluid nozzle is 5 mm to 50 mm. 上記エッチング液滴噴射手段による上記第1エッチング液の液滴の噴射方向と上記基板の法線方向とがなす角度が45°以内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。4. An angle formed by a jet direction of the droplet of the first etching liquid by the etching droplet jetting means and a normal direction of the substrate is within 45 °. Substrate processing equipment. 上記エッチング処理部が、基板を保持する基板保持手段と、
この基板保持手段に保持された基板と上記エッチング液滴噴射手段とを相対的に移動させる移動手段とをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の基板処理装置。
A substrate holding means for holding the substrate;
5. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising moving means for relatively moving the substrate held by the substrate holding means and the etching droplet ejecting means.
上記エッチング処理部が、上記基板保持手段に保持された基板を回転させる回転駆動機構をさらに含み、
上記制御部は、上記液滴を噴射して上記基板の表面に衝突させるように上記エッチング液滴噴射手段を制御している間、および上記第2エッチング液を当該基板の表面に吐出するように上記処理液供給手段を制御している間、上記基板保持手段に保持された基板を回転させるように上記回転駆動機構を制御することを特徴とする請求項5記載の基板処理装置。
The etching processor is further seen including a rotary driving mechanism for rotating the substrate held by the substrate holding means,
The control unit controls the etching droplet ejecting unit to eject the droplet and collide with the surface of the substrate, and discharges the second etching liquid onto the surface of the substrate. 6. The substrate processing apparatus according to claim 5, wherein the rotation driving mechanism is controlled so as to rotate the substrate held by the substrate holding means while the processing liquid supply means is controlled .
上記処理液供給手段が吐出する上記処理液が、さらに純水を含み、
上記処理液供給手段が上記第2エッチング液と純水とを切り換えて上記基板の表面に供給可能であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理装置。
The treatment liquid discharged by the treatment liquid supply means further contains pure water,
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1, wherein said treatment liquid supply means can be supplied to the surface of the substrate by switching between the second etchant and pure water 6.
上記処理液供給手段により供給される上記第2エッチング液を加熱するエッチング液加熱手段をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の基板処理装置。The processing liquid substrate processing apparatus according to any one of claims 1, further comprising an etchant heating means for heating the second etching solution supplied 7 by the supply means. 上記基板に対してメッキ処理を施すメッキ処理部をさらに含むことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a plating unit for plating process on the substrate. 上記基板のアニールを行うアニール処理部をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to, further comprising an annealing unit for annealing of the substrate 9. 第1エッチング液と気体とが混合されて生成された液滴を基板の表面に衝突させて当該基板の表面をエッチングする第1エッチング工程と、
上記第1エッチング工程の後、当該基板の表面に、上記液滴よりも速いエッチング速度で当該基板表面におけるエッチングを進行させる第2エッチング液を供給して当該基板の表面をエッチングする第2エッチング工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
A first etching step of etching the surface of the substrate by colliding droplets a first etchant and the gas is generated are mixed on the surface of the substrate,
After the first etching step, a second etching step for etching the surface of the substrate by supplying a second etching solution that advances etching on the surface of the substrate at an etching rate faster than that of the droplets. And a substrate processing method.
上記第1エッチング工程における上記第1エッチング液の液滴の上記基板に対する衝突速度が、10m/sないし300m/sであることを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。The impact velocity relative to the above substrate of droplets of the first etching solution in the first etching step, the substrate processing method according to claim 1 1, wherein the to not 10 m / s is 300 meters / s. 上記第1エッチング工程における上記第1エッチング液の液滴の径が、0.1μmないし100μmであることを特徴とする請求項1または1記載の基板処理方法。The diameter of the first droplet of the first etching solution in the etching step, 0.1 [mu] m to claim 1 1 or 1 2 substrate processing method wherein a is 100 [mu] m. 上記基板を回転させる基板回転工程をさらに含み、
上記第1エッチング工程および上記第2エッチング工程が、上記基板回転工程で回転している上記基板に対して実施されることを特徴とする請求項1ないし1のいずれかに記載の基板処理方法。
A substrate rotation step of rotating the substrate;
The first etching step and the second etching step, the substrate processing according to any one of 1 3 claims 1 1, characterized in that it is performed on the substrate being rotated at the substrate rotating step Method.
上記第1エッチング工程が、
上記基板上において上記第1エッチング液の液滴が衝突する液滴衝突領域を、上記基板の中心部と周縁部との間で移動させる液滴衝突領域移動工程と、
この液滴衝突領域移動工程における上記液滴衝突領域の移動速度を、上記基板中心部より上記基板周縁部の方が遅くなるように変化させる移動速度制御工程とを含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理方法。
The first etching step includes
A droplet collision region moving step of moving a droplet collision region where the droplets of the first etching liquid collide on the substrate between a central portion and a peripheral portion of the substrate;
And a movement speed control step of changing the movement speed of the droplet collision area in the droplet collision area movement step so that the peripheral edge of the substrate is slower than the central portion of the substrate. 1 4 the substrate processing method according.
上記第1エッチング工程が、第1の流量で吐出された上記第1エッチング液に第2の流量で吐出された気体を吹き付けて上記第1エッチング液の液滴を生成するエッチング液滴生成工程を含み、
上記エッチング液滴生成工程が、上記第2の流量を変化させる工程を含むことを特徴とする請求項1ないし1のいずれかに記載の基板処理方法。
The first etching step includes an etching droplet generation step of generating a droplet of the first etching solution by blowing a gas discharged at a second flow rate to the first etching solution discharged at a first flow rate. Including
The etching droplet generation process, a substrate processing method according to any one of claims 1 1 to 1 5, characterized in that it comprises a step of changing the second flow rate.
上記第2エッチング工程の後、上記基板の表面に純水を供給して上記基板を洗浄する洗浄工程をさらに含むことを特徴とする請求項1ないし1のいずれかに記載の基板処理方法。After the second etching step, the substrate processing according to claim 1 1 to 1 6, characterized in that by supplying pure water to the surface of the substrate further comprises a higher cleaning Engineering for cleaning the substrate Method. 上記第1エッチング工程が、基板保持手段に保持された基板に対して実施され、  The first etching step is performed on the substrate held by the substrate holding means,
上記第2エッチング工程が、上記基板保持手段に保持された基板に対して実施されることを特徴とする請求項11ないし17のいずれかに記載の基板処理方法。  The substrate processing method according to claim 11, wherein the second etching step is performed on the substrate held by the substrate holding unit.
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