基板処理装置
【課題】処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止でき、処理のスループットを向上させることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板Ｗを処理する基板処理装置であって、基板Ｗの周辺部に薬液を供給する薬液供給ノズル６１と、基板Ｗ上面に近接した位置と基板Ｗ上面から離れた位置との間で相対的に移動するトッププレート７２を備え、薬液供給ノズル６１を移動自在に構成したことを特徴とする。例えば処理中にトッププレート７２を基板Ｗ上面に近接した位置に移動して、処理する必要のない面を覆うようにすれば、処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止することができる。
【解決手段】基板Ｗを処理する基板処理装置であって、基板Ｗの周辺部に薬液を供給する薬液供給ノズル６１と、基板Ｗ上面に近接した位置と基板Ｗ上面から離れた位置との間で相対的に移動するトッププレート７２を備え、薬液供給ノズル６１を移動自在に構成したことを特徴とする。例えば処理中にトッププレート７２を基板Ｗ上面に近接した位置に移動して、処理する必要のない面を覆うようにすれば、処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェハやＬＣＤ基板用ガラス等の基板を洗浄処理などする基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に銅などの金属膜を積層すると、ウェハの周辺で金属膜が剥離しやすいという問題がある。ウェハの周辺で剥離が起こると、そこから徐々に剥離が進行して、半導体デバイスを形成する領域まで進行する可能性がある。このような現象を防止するために、ウェハ周辺部の金属膜をあらかじめ除去する周辺部除去処理が行われている。図２１は、従来の基板処理装置によって周辺部除去処理をする方法の説明図である。保持手段によってウェハＷを回転させ、ウェハＷの周辺部にノズルなどの供給装置１４０によって処理液を供給して、金属膜１４１の隅を斜めに除去する。一方、ウェハＷの中央上部から供給装置１４２によって純水を供給して、処理液が供給されている部分以外に処理液が付着することを防止するとともに、処理液をウェハＷの外周に押し流している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の基板処理装置にあっては、処理液をウェハの外周に押し流す遠心力を得るために、相当に高い回転数が必要であった。また、ウェハ全体に純水を供給するので、周辺のみの処理であるにもかかわらず、ウェハ全体の乾燥処理が必要であった。そのため、ウェハ処理のスループットが低下していた。
【０００４】
従って本発明の目的は、低速回転でも安定した処理が可能であるとともに、処理のスループットを向上させることができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明によれば、基板を処理する基板処理装置であって、基板の周辺部に薬液を供給する薬液供給ノズルと、基板上面に近接した位置と基板上面から離れた位置との間で相対的に移動するトッププレートを備え、前記薬液供給ノズルを移動自在に構成したことを特徴とする、基板処理装置が提供される。例えば処理中にトッププレートを基板上面に近接した位置に移動して、処理する必要のない面を覆うようにすれば、処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止することができる。
【０００６】
前記トッププレートには、不活性ガスを供給する上面供給路が設けられていても良い。また、前記薬液供給ノズルは、前記薬液供給ノズルから基板に供給された薬液の飛散を防止する遮蔽板に保持されていても良い。また、前記薬液供給ノズルを、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させても良い。
【０００７】
また、前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置されていても良い。この場合、前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、例えば、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給される。また、前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御されても良い。
【０００８】
また、前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置され、前記純水供給ノズルよりも基板の内側に不活性ガス供給ノズルが配置されていても良い。この場合、前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、例えば、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給され、前記純水供給ノズルによって供給される純水は、例えば、前記不活性ガス供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる不活性ガスの領域内に供給される。また、前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御され、前記不活性ガス供給ノズルは、前記純水供給ノズルよりも早いタイミングで不活性ガスを供給するように制御されても良い。
【０００９】
なお、異なる処理流体を供給する複数の供給手段を基板の周辺部に沿って相対的に移動させて、基板を処理する基板処理装置であって、前記複数の供給手段を、周辺から内側に向かう方向に並べて配置したことを特徴とする、基板処理装置が提供される。この基板処理装置にあっては、内側に配置された供給手段から供給する処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給する例えば薬液などの処理流体を、基板の中心から離れる方向に押し流すことができる。また、前記複数の供給手段を、基板の中心と周辺とを結ぶ線上に並べて配置することが好ましい。
【００１０】
前記複数の供給手段のうち、最も外側に配置された供給手段は、基板に対して薬液を供給し、最も内側に配置された供給手段は、基板に対して不活性の処理流体を供給することが好ましい。不活性の処理流体とは、例えばＮ２ガス等である。また、前記複数の供給手段のうち最も内側に配置された供給手段は、基板に対して純水を供給してもよい。この場合、最も内側に配置された供給手段は基板を処理しないので、基板の中心側の面を処理せずに周辺部に供給された処理液などを押し流すことができる。
【００１１】
前記複数の供給手段を、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させることが好ましい。この場合、内側に配置された供給手段から供給した処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給した処理流体を基板の中心から離れる方向に効果的に押し流すことができる。
【００１２】
前記複数の供給手段において、外側に配置された供給手段によって供給される処理流体は、内側に配置された供給手段によって供給されて基板の表面を流れる処理流体の領域内に供給されることが好ましい。さらに、前記複数の供給手段において、内側に配置された供給手段は、外側に配置された供給手段よりも早いタイミングで処理流体を供給するように制御されることが好ましい。この場合、内側に配置された供給手段が供給する処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給される処理流体が、内側に配置された供給手段が供給する処理流体が流れる面より外側に流れ込むことを防止できる。
【００１３】
前記複数の供給手段を、基板の中心と周辺とを結ぶ線上に沿って移動自在に構成することが好ましい。この場合、例えば処理面の幅を変化させることができる。そして、前記異なる処理流体による基板の処理を基板の周辺からの距離に応じて段階的に行うことが好ましい。
【００１４】
前記複数の供給手段から基板に供給された処理流体を吸引する吸引手段を備えることが好ましい。また、前記複数の供給手段から基板に供給された処理流体の飛散を防止する遮蔽板を備えることが好ましい。この場合、前記複数の供給手段を、前記遮蔽板に保持することが好ましい。
【００１５】
さらに、前記基板を囲むアウターチャンバーを設け、前記複数の供給手段を、アウターチャンバーの内外に移動自在にしても良い。この場合、前記複数の供給手段を格納する供給手段格納部を、前記アウターチャンバーの外に設けることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記トッププレートと基板の間に不活性雰囲気を吐出することが好ましい。また、前記複数の供給手段を受容する凹欠部を前記トッププレートの周辺部に形成しても良い。この場合、例えば処理中に複数の供給手段は凹欠部に受容された状態で供給を行うようにすれば、他の面をすべてトッププレートによって覆うことができる。さらに、前記トッププレートは回転自在に構成されていることが好ましい。
【００１７】
また、基板の周辺から内側に向かう方向に並べて配置された複数の供給手段を基板の周辺部に沿って相対的に移動させ、前記複数の供給手段から、基板の周辺部にそれぞれ異なる処理流体を供給して基板を処理するにあたり、内側に配置された供給手段から供給した処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給した処理流体を基板の中心から離れる方向に押し流すことを特徴とする、基板処理方法が提供される。
【００１８】
前記複数の供給手段のうち、最も外側に配置された供給手段は、基板に対して薬液を供給し、最も内側に配置された供給手段は、基板に対して不活性の処理流体を供給することが好ましい。また、前記複数の供給手段のうち、最も内側に配置された供給手段は、基板に対して純水を供給してもよい。
【００１９】
前記複数の供給手段において、内側に配置された供給手段は外側に配置された供給手段よりも早いタイミングで処理流体を供給するように制御されることが好ましい。
【００２０】
また、前記複数の供給手段を並べた方向に沿って、前記複数の供給手段を移動させることことが好ましい。この場合、処理面の幅を変化させることができる。さらに、前記複数の供給手段を移動させるに際し、前記異なる処理流体による基板の処理を、基板の周辺からの距離に応じて段階的に行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の基板処理装置によれば、例えば処理中にトッププレートを基板上面に近接した位置に移動して、処理する必要のない面を覆うようにすれば、処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止することができる。
なお、内側に配置された供給手段から供給する処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給する例えば薬液などの処理流体を、基板の中心から離れる方向に押し流すことができる。基板の中心側の面を処理せずに周辺部の処理をすることができる。処理面の幅を変化させることができる。処理する必要のない面に処理流体が飛散することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、基板の一例としてウェハの周辺部と裏面を洗浄処理するように構成された基板処理装置としての基板処理ユニットに基づいて説明する。ここでいう洗浄処理とは、基板に積層された膜の除去洗浄を含む。図１は、本実施の形態にかかる基板処理ユニット１２、１３を組み込んだ洗浄処理システム１の平面図である。図２は、その側面図である。この洗浄処理システム１は、ウェハＷに洗浄処理及び洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウェハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。
【００２３】
搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウェハＷが所定の間隔で略水平に収容可能な容器（キャリアＣ）を載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたキャリアＣと洗浄処理部２との間でウェハの受け渡しを行うウェハ搬送装置７が備えられたウェハ搬送部５と、から構成されている。
【００２４】
ウェハＷはキャリアＣの一側面を通して搬入出され、キャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設けられている。また、キャリアＣには、ウェハＷを所定間隔で保持するための棚板が内壁に設けられており、ウェハＷを収容する２５個のスロットが形成されている。ウェハＷは表面（半導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハＷを水平に保持した場合に上側となっている面）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００２５】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のキャリアＣを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。キャリアＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウェハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウェハ搬送部５側には、窓部９をシャッター等により開閉する窓部開閉機構１０が設けられている。
【００２６】
この窓部開閉機構１０は、キャリアＣに設けられた蓋体もまた開閉可能であり、窓部９の開閉と同時にキャリアＣの蓋体も開閉する。窓部開閉機構１０は、キャリアＣが載置台の所定位置に載置されていないときは動作しないように、インターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してキャリアＣのウェハ搬入出口とウェハ搬送部５とを連通させると、ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７のキャリアＣへのアクセスが可能となり、ウェハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。窓部９の上部には図示しないウェハ検出装置が設けられており、キャリアＣ内に収容されたウェハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウェハ検出装置は、窓部開閉機構１０に装着させることも可能である。
【００２７】
ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７は、Ｙ方向とＺ方向に移動可能であり、かつ、Ｘ―Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置７は、ウェハＷを把持する取出収納アーム１１を有し、この取出収納アーム１１はＸ方向にスライド自在となっている。こうして、ウェハ搬送装置７は、載置台６に載置された全てのキャリアＣの任意の高さのスロットにアクセスし、また、洗浄処理部２に配設された上下２台のウェハ受け渡しユニット１６、１７にアクセスして、イン・アウトポート４側から洗浄処理部２側へ、逆に洗浄処理部２側からイン・アウトポート４側へウェハＷを搬送することができるようになっている。
【００２８】
洗浄処理部２は、主ウェハ搬送装置１８と、２台のウェハ受け渡しユニット１６、１７と、本実施の形態にかかる２台の基板処理ユニット１２、１３と、基板洗浄ユニット１４、１５と、ウェハＷを加熱して乾燥させる３台の加熱ユニット１９、２０、２１と、加熱されたウェハＷを冷却する冷却ユニット２２とを備えている。主ウェハ搬送装置１８は、ウェハ受け渡しユニット１６、１７、基板処理ユニット１２、１３、基板洗浄ユニット１４、１５、加熱ユニット１９、２０、２１、冷却ユニット２２の全てのユニットにアクセス可能に配設されている。ウェハ受け渡しユニット１６、１７は、ウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行うためにウェハＷを一時的に載置する。
【００２９】
また、洗浄処理部２は、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電装ユニット２３と、洗浄処理システム１内に配設された各種装置及び洗浄処理システム１全体の動作制御を行う機械制御ユニット２４と、基板処理ユニット１２、１３及び基板洗浄ユニット１４、１５に送液する所定の洗浄液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット２５とが配設されている。電装ユニット２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井部には、各ユニット及び主ウェハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６が配設されている。
【００３０】
電装ユニット２３と薬液貯蔵ユニット２５と機械制御ユニット２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、又は外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向）からウェハ受け渡しユニット１６、１７、主ウェハ搬送装置１８、加熱ユニット１９、２０、２１、冷却ユニット２２のメンテナンスを容易に行うことが可能である。
【００３１】
図３は、ウェハ受け渡しユニット１６、１７と、ウェハ受け渡しユニット１６、１７のＸ方向に隣接する主ウェハ搬送装置１８及び加熱ユニット１９、２０、２１、冷却ユニット２２の概略配置を示す断面図である。ウェハ受け渡しユニット１６、１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウェハ受け渡しユニット１７は、イン・アウトポート４側から洗浄処理部２側へ搬送するウェハＷを載置するために用い、上段のウェハ受け渡しユニット１６は、洗浄処理部２側からイン・アウトポート４側へ搬送するウェハＷを載置するために用いることができる。
【００３２】
ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウェハ受け渡しユニット１６、１７と、その上部の空間を通ってウェハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウェハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００３３】
主ウェハ搬送装置７は、Ｚ方向に配置された、垂直壁２７、２８及びこれらの間の側面開口部２９を有する筒状保持体３０と、その内側に筒状保持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウェハ搬送体３１とを有している。筒状保持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウェハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００３４】
ウェハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４、３５、３６とを備えており、搬送アーム３４、３５、３６は、筒状保持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４、３５、３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータ及びベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウェハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降するようになっている。なお、符号３９は駆動プーリ、４０は従動プーリである。
【００３５】
ウェハＷの強制冷却を行う冷却ユニット２２の上には、加熱ユニット１９、２０、２１が３台積み重ねられて配設されている。なお、ウェハ受け渡しユニット１６、１７の上部の空間に冷却ユニット２２、加熱ユニット１９、２０、２１を設けることも可能である。この場合には、図１に示される冷却ユニット２２、加熱ユニット１９、２０、２１の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる。
【００３６】
基板処理ユニット１２、１３は、上下２段に配設されている。また、基板処理ユニット１２、１３は、ウェハＷ裏面の洗浄と、ウェハＷ表面の周辺部の除去処理と洗浄（Ｂａｃｋ−Ｂｅｖｅｌ洗浄処理）をすることができ、同様の構成を有する。そこで、本実施の形態にかかる基板処理ユニット１２を例として、その構造について以下に詳細に説明することとする。
【００３７】
図４は、基板処理ユニット１２の平面図である。基板処理ユニット１２のユニットチャンバー４２内には、ウェハＷを収納する密閉構造のアウターチャンバー４３と、エッジアーム格納部４４を備えている。ユニットチャンバー４２には開口４５が形成され、開口４５を図示しない開閉機構によって開閉するユニットチャンバー用メカシャッター４６が設けられており、搬送アームによって基板処理ユニット１２に対して開口４５からウェハＷが搬入出される際には、このユニットチャンバー用メカシャッター４６が開くようになっている。ユニットチャンバー用メカシャッター４６はユニットチャンバー４２の内部から開口４５を開閉するようになっており、ユニットチャンバー４２内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバー４２内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００３８】
アウターチャンバー４３には開口４７が形成され、開口４７を図示しないシリンダ駆動機構によって開閉するアウターチャンバー用メカシャッター４８が設けられており、例えば搬送アーム３４によってアウターチャンバー４３に対して開口４７からウェハＷが搬入出される際には、このアウターチャンバー用メカシャッター４８が開くようになっている。アウターチャンバー用メカシャッター４８は、ユニットチャンバー用メカシャッター４６と共通の開閉機構によって開閉するようにしても良い。アウターチャンバー用メカシャッター４８はアウターチャンバー４３の内部から開口４７を開閉するようになっており、アウターチャンバー４３内が陽圧になったような場合でも、アウターチャンバー４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００３９】
また、エッジアーム格納部４４には開口４９が形成され、開口４９を図示しない駆動機構によって開閉するエッジアーム格納部用シャッター５０が設けられている。エッジアーム格納部４４をアウターチャンバー４３と雰囲気隔離するときは、このエッジアーム格納部用シャッター５０を閉じる。エッジアーム格納部用シャッター５０はアウターチャンバー４３の内部から開口４９を開閉するようになっており、ユニットチャンバー４２内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバー４２内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００４０】
エッジアーム格納部４４内には、薬液、純水、及び不活性ガスとしてのＮ２を吐出可能なエッジアーム６０が格納されている。エッジアーム６０は、アウターチャンバー４３内に収納されており、後述のスピンチャック７１で保持されたウェハＷの周辺部に移動可能である。エッジアーム６０は、処理時以外はエッジアーム格納部４４にて待避する。エッジアーム６０が開口４９からアウターチャンバー４３内に移動するときは、エッジアーム格納部用シャッター５０が開くようになっている。
【００４１】
エッジアーム６０は、図５に示すように、ウェハＷ（金属膜１４１）に対して薬液を供給する薬液供給ノズル６１、不活性の液体としての純水を供給する純水供給ノズル６２、不活性のガスとしてのＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給ノズル６３を備えている。薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３は、ウェハＷの中心と周辺部とを結ぶ線上に並べて配置されている。即ち、図示の例では、円形状をなすウェハＷの半径方向に並べて配置されている。ウェハＷ表面には、銅などの金属膜１４１が積層されており、薬液供給ノズル６１は、金属膜１４１を除去する薬液を供給する。薬液供給ノズル６１に隣接して、薬液供給ノズル６１よりも内側に配置された純水供給ノズル６２は、周辺部のリンス処理を施す純水を供給する。純水供給ノズル６２に隣接して、純水供給ノズル６２よりも内側に配置されたＮ２ガス供給ノズル６３は、周辺部の乾燥処理を施すＮ２ガスを供給する。
【００４２】
薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３は、遮蔽板６４に保持されており、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３からウェハＷに供給された薬液、純水及びＮ２ガスの飛散を遮蔽板６４によって防止するようになっている。薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３は、ウェハＷの中心から離れる方向に傾斜して指向している。即ち、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周方向に向かっている。また、薬液供給ノズル６１よりもウェハＷの外周側に、吸引ノズル６５が備えられ、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３からウェハＷに供給された薬液、純水、Ｎ２ガス及び処理中に発生する雰囲気を吸引するようになっている。
【００４３】
ウェハＷに対して薬液供給ノズル６１が薬液を供給する時は、薬液の供給を開始する前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始する。この場合、図６に示すように、Ｎ２ガス供給ノズル６３はＮ２ガスを領域６８の位置に供給する。領域６８に供給されたＮ２ガスはウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）に沿って外周方向に向かって扇状に流れ、領域６８’ の形状に流れる。一方、薬液供給ノズル６１は薬液を領域６６の位置に供給し、領域６６に供給された薬液はウェハＷの表面に沿って外周方向に向かい、扇状の領域６６’に流れることとなる。これら領域６６、領域６６’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、前述のように薬液供給ノズル６１による薬液の供給が開始される前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始することにより、確実に薬液が領域６６に供給され、領域６８’ の形状に流れるＮ２ガスによってウェハＷの外周方向に押し流されることとなる。このように、薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れる心配がない。また、ウェハＷに対して純水供給ノズル６２によって純水を供給する時は、純水の供給を開始する前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始する。この場合、図６に示すように、Ｎ２ガス供給ノズル６３はＮ２ガスを領域６８の位置に供給する。領域６８に供給されたＮ２ガスはウェハＷの表面に沿って外周方向に向かって扇状に流れ、領域６８’の形状に流れる。一方、純水供給ノズル６２は純水を領域６７の位置に供給し、領域６７に供給された純水はウェハＷの表面に沿って外周方向に向かい、扇状の領域６７’に流れることとなる。これら領域６７、領域６７’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、前述のように純水供給ノズル６２による純水の供給が開始される前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始することにより、確実に純水が領域６７に供給され、領域６８’ の形状に流れるＮ２ガスによってウェハＷの外周方向に押し流されることとなる。このように、純水供給ノズル６２から供給された純水がウェハＷの中心側に流れる心配がない。なお、領域６８’の形状に流れるＮ２ガスによって薬液と純水を確実に押し流すために、Ｎ２ガスが供給される領域６８は、領域６６と領域６７より広い面積を有することが好ましい。即ち、図６に示すように、ウェハＷの円周方向における領域６８’の幅が、領域６６’と領域６７’よりも確実に広くなるように供給することができる。
【００４４】
図７に示すように、アウターチャンバー４３内には、ウェハＷを収納するインナーカップ７０と、このインナーカップ７０内で、例えばウェハＷ表面を上面にして、ウェハＷを回転自在に保持する保持手段としてのスピンチャック７１と、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ上面（ウェハＷ表面）に対して相対的に昇降移動するトッププレート７２を備えている。
【００４５】
スピンチャック７１は、ウェハＷを保持するチャック本体７３と、このチャック本体７３の底部に接続された回転筒体７４とを備える。チャック本体７３内には、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）に対して相対的に昇降移動するアンダープレート７５が配置されている。
【００４６】
チャック本体７３の上部には、ウェハＷの裏面の周縁部を支持するための図示しない支持ピンと、ウェハＷを周縁部から保持するための保持部材６３がそれぞれ複数箇所に装着されている。図示の例では、チャック本体７３の周囲において、中心角が１２０°となるように、３箇所に保持部材８０が配置されており、それら３つの保持部材８０により、ウェハＷを周りから保持できるようになっている。また、図示はしないが、ウェハＷの周縁部を同様に中心角が１２０°となる位置で下面側から支持できるように、３つの支持ピンがチャック本体７３に設けられている。回転筒体７４の外周面には、ベルト７７が巻回されており、ベルト７７をモータ７８によって周動させることにより、スピンチャック７１全体が回転するようになっている。各保持部材８０は、スピンチャック７１が回転したときの遠心力を利用して、図４に示すように、ウェハＷの周縁部を外側から保持するように構成されている。スピンチャック７１が静止しているときは、ウェハＷの裏面を支持ピンで支持し、スピンチャック７１が回転しているときは、ウェハＷの周縁部を保持部材８０によって保持する。
【００４７】
ウェハＷを保持する３つの保持部材７６は、それぞれ図８に示す構成となっている。保持部材７６は把持アーム８０、押えアーム８１、ばね８２によって構成されている。把持アーム８０及び押えアーム８１はいずれも軸８３を中心に回転可能であり、かつ、把持アーム８０と押えアーム８１の間にばね８２が介在している。軸８３はチャック本体７３に固定されている。押えアーム８１の下部には重錘８４が設けられている。スピンチャック７１が回転すると、図９に示すように、重錘８４に遠心力が働いて外側へ移動し、把持アーム８０の上部が内側に移動するので、ウェハＷを周りから保持することができる。このとき、ばね８２は発生したエネルギーを吸収するので、ウェハＷを周縁から押える力（保持力）が過度に大きくなるのを防ぐことができる。スピンチャック７１の回転が高速になると、図１０に示すように、重錘８４がチャック本体７３内のストッパ８５に当接し、ばね８２が発生したエネルギーを吸収するので、保持力が過度に大きくなるのを防ぐことができる。
【００４８】
アンダープレート７５は、チャック本体７３内及び回転筒体７４内を貫挿するアンダープレートシャフト９０上に接続されている。アンダープレートシャフト９０は、水平板９１の上面に固着されており、この水平板９１は、アンダープレートシャフト９０と一体的に、エアシリンダー等からなる昇降機構９２により鉛直方向に昇降させられる。従って、アンダープレート７５は、図７に示すようにチャック本体７３内の下方に下降して、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面から離れて待機している状態（退避位置）と、図１８に示すようにチャック本体７３内の上方に上昇して、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面に対して洗浄処理を施している状態（処理位置）とに上下に移動自在である。なお、アンダープレート７５を所定高さに固定する一方で、回転筒体７４に図示しない昇降機構を接続させて、スピンチャック７１全体を鉛直方向に昇降させることにより、アンダープレート７５を処理位置と退避位置に上下に移動自在にしても良い。
【００４９】
トッププレート７２は、トッププレート回転軸９５の下端に接続されており、水平板９６に設置された回転軸モータ９７によって回転する。トッププレート回転軸９５は、水平板９６の下面に回転自在に保持され、この水平板９６は、アウターチャンバー上部に固着されたエアシリンダー等からなる回転軸昇降機構９８により鉛直方向に昇降する。従って、トッププレート７２は、回転軸昇降機構９８の稼動により、図７に示すようにスピンチャック７１により保持されたウェハＷ上面から離れて待機している状態（退避位置）と、図１７に示すようにスピンチャック７１により保持されたウェハＷ上面に近接した状態（処理位置）とに上下に移動自在である。また、図４に示すように、トッププレート７２の直径はウェハＷの直径より小さいので、エッジアーム６０がウェハＷの周辺部を処理できるようになっている。
【００５０】
インナーカップ７０は、図７に示す位置に下降して、スピンチャック７１をインナーカップ７０の上端よりも上方に突出させてウェハＷを授受させる状態と、図１７に示す位置に上昇して、スピンチャック７１及びウェハＷを包囲し、ウェハＷ両面に供給した洗浄薬液や処理流体等が周囲に飛び散ることを防止する状態とに上下に移動自在である。
【００５１】
インナーカップ７０を図７に示した位置に下降させてスピンチャック７１を対してウェハＷを授受させる場合、アンダープレート７５を退避位置に位置させ、トッププレート７２を退避位置に位置させておく。そうすれば、アンダープレート７５とスピンチャック７１により保持されるウェハＷの位置との間には、十分な隙間が形成される。また、トッププレート７２とウェハＷの上面との位置との間にも、十分な隙間が形成される。このようにして、スピンチャック７１に対するウェハＷの授受が円滑に行われるようになっている。
【００５２】
図１１に示すように、アンダープレート７５には、例えば洗浄薬液や純水などの処理液や乾燥ガスを供給する下面供給路１００が、アンダープレートシャフト９０内を貫通して設けられている。図１２に示すように、アンダープレート７５の中心及び周辺部４箇所には、洗浄薬液／純水／Ｎ２を吐出する下面吐出口１０１〜１０５が設けられている。周辺部の下面吐出口１０１〜１０４は、ウェハＷ周辺に向かって傾斜し、中央の下面吐出口１０５は、ウェハＷの中心に上向きに指向している。
【００５３】
図１３に示すように、トッププレート７２には、例えばＮ２ガスを供給する上面供給路１０６が、トッププレート回転軸９５内を貫通して設けられている。アウターチャンバー４３上部には、トッププレート７２上面とアウターチャンバー内部との間にＮ２ガスを吐出するＮ２ガス供給手段１０７が備えられている。
【００５４】
図１４に示すように、インナーカップ７０の底部には、インナーカップ７０内の液滴を排液するインナーカップ排出管１１０が接続されている。インナーカップ排出管１１０は、アウターチャンバー４３の底部に設けられた貫通口１１１内を上下動自在である。インナーカップ排出管１１０の下端は、インナーカップミストトラップ１１２内に挿入されている。このインナーカップミストトラップ１１２により、インナーカップ７０から排液された液滴中から気泡などを除去するようになっている。除去された気泡は、インナーカップミストトラップ１１２に接続されたインナーカップミストトラップ排気管１１３により外部に排気される。気泡を除去された液滴は、インナーカップミストトラップ１１２に接続されたインナーカップ排液回収ライン１１４により回収される。
【００５５】
アウターチャンバー４３の底部には、アウターチャンバー４３内の液滴を排液するアウターチャンバー排出管１１５が接続されている。アウターチャンバー排出管１１５には、アウターチャンバーミストトラップ１１６が設けられ、このアウターチャンバーミストトラップ１１６により排液された液滴中から気泡などを除去するようになっている。除去された気泡は、アウターチャンバーミストトラップ１１６に接続されたアウターチャンバーミストトラップ排気管１１７により外部に排気される。気泡を除去された液滴は、アウターチャンバーミストトラップ１１６に接続されたアウターチャンバー排液回収ライン１１８により回収される。
【００５６】
インナーカップ７０が下降すると、図１５に示すように、スピンチャック７１及びこれに保持されたウェハＷがインナーカップ７０の上端よりも上方に突出した状態となる。この場合は、アウターチャンバー４３内の液滴は、インナーカップ７０の外側を下降し、アウターチャンバー排出管１１５によって排液されるようになる。一方、図１４に示すように、インナーカップ７０が上昇すると、インナーカップ７０がスピンチャック７１及びウェハＷを包囲して、ウェハＷ両面に供給した洗浄液等が周囲に飛び散ることを防止する状態となる。この場合は、インナーカップ７０上部がアウターチャンバー４３の内壁に近接し、インナーカップ７０内の液滴はインナーカップ排出管１１０によって排液されるようになる。
【００５７】
なお、洗浄処理システム１に備えられた基板処理ユニット１３も、基板処理ユニット１２と同様の構成を有し、ウェハＷ裏面の洗浄と、ウェハＷ表面の周辺部除去処理と周辺部の洗浄（Ｂａｃｋ−Ｂｅｖｅｌ洗浄処理）をすることができる。
【００５８】
また、洗浄処理システム１に備えられた基板洗浄ユニット１４、１５は、各種の洗浄液によりウェハＷ両面を洗浄し、乾燥処理をすることができるように構成されている。
【００５９】
さて、この洗浄処理システム１において、先ず図示しない搬送ロボットにより未だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣがイン・アウトポート４に載置される。そして、このイン・アウトポート４に載置されたキャリアＣから取出収納アーム１１によって一枚ずつウェハＷが取り出され、取出収納アーム３から主ウェハ搬送装置７にウェハＷが受け渡される。そして、搬送アーム３４によってウェハＷは基板処理ユニット１２又は１３に適宜搬入され、ウェハＷ裏面の洗浄と、ウェハＷ表面の周辺部除去処理と周辺部の洗浄が行われる。又、基板洗浄ユニット１４又は１５に適宜搬入され、ウェハＷに付着しているパーティクルなどの汚染物質が洗浄、除去される。こうして所定の洗浄処理が終了したウェハＷは、再び主ウェハ搬送装置７によって基板処理ユニット１２、１３又は基板洗浄ユニット１４、１５から適宜搬出され、取出収納アーム１１に受け渡されて、再びキャリアＣに収納される。
【００６０】
ここで、基板処理ユニット１２、１３について代表して基板処理ユニット１２での処理について説明する。図７に示すように、先ず基板処理ユニット１２のユニットチャンバー用メカシャッター４６が開き、また、アウターチャンバー４３のアウターチャンバー用メカシャッター４７が開く。そして、ウェハＷを保持した例えば搬送アーム３４を装置内に進入させる。インナーカップ７０は下降してチャック本体７３を上方に相対的に突出させる。アンダープレート７５は予め下降してチャック本体７３内の退避位置に位置している。トッププレート７２は予め上昇して退避位置に位置している。また、エッジアーム格納部用シャッター５０は閉じている。
【００６１】
主ウェハ搬送装置１８は、搬送アーム３４を降ろして保持部材７６にウェハＷを渡し、スピンチャック７１は、図示しない支持ピンによって、半導体デバイスが形成されるウェハＷ表面を上面にしてウェハＷを支持する。この場合、アンダープレート７５を退避位置に位置させ、スピンチャック７１により保持されるウェハＷの位置（高さ）から十分に離すので、搬送アーム３４は、余裕をもってウェハＷをスピンチャック７１に渡すことができる。ウェハＷをスピンチャック７１に受け渡した後、搬送アーム３４はアウターチャンバー４３及びユニットチャンバー用メカシャッター４６の内部から退出し、退出後、基板処理ユニット１２のユニットチャンバー用メカシャッター４６とアウターチャンバー４３のアウターチャンバー用メカシャッター４７が閉じられる。
【００６２】
インナーカップ７０が上昇し、チャック本体７３とウェハＷを囲んだ状態となる。アンダープレート７５は、チャック本体７３内の処理位置に上昇する。図１７に示すように、処理位置に移動したアンダープレート７５とスピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間には、例えば０．５〜３ｍｍ程度の隙間Ｌ１が形成される。
【００６３】
次いで、ウェハＷ裏面の洗浄処理が行われる。アンダープレート７５上では、下面供給路１００から洗浄薬液を例えば静かに染み出させて隙間Ｌ１に洗浄薬液を供給する。狭い隙間Ｌ１において、洗浄薬液をウェハＷ下面の全体に押し広げ、ウェハＷ下面全体に均一に接触する洗浄薬液の液膜を形成する。隙間Ｌ１全体に洗浄薬液の液膜を形成すると、洗浄薬液の供給を停止してウェハＷ下面を洗浄処理する。隙間Ｌ１に洗浄薬液を液盛りして液膜を形成すると表面張力により洗浄薬液の液膜の形状崩れを防ぐことができる。例えば洗浄薬液の液膜の形状が崩れてしまうと、ウェハＷ下面において洗浄薬液の液膜に非接触の部分が発生したり、又は液膜中に気泡が混合してしまい洗浄不良を起こしてしまうが、このようにアンダープレート７５とウェハＷ下面の間の狭い隙間Ｌ１で洗浄薬液を液盛りすることにより、洗浄薬液の液膜の形状を保って洗浄不良を防止することができる。
【００６４】
この場合、スピンチャック７１は、洗浄薬液の液膜の形状が崩れない程度の比較的低速の回転速度（例えば１０〜３０ｒｐｍ程度）でウェハＷを回転させる。ウェハＷの回転により洗浄薬液の液膜内に液流が発生し、この液流により、洗浄薬液の液膜内の淀みを防止するとともに洗浄効率が向上する。また、ウェハＷの回転を間欠的に行っても良い。例えば所定時間若しくは所定回転数、ウェハＷを回転させた後、スピンチャック７１の回転稼動を所定時間停止させてウェハＷを静止させ、その後に再びウェハＷを回転させる。このようにウェハＷの回転と回転停止を繰り返すと、洗浄薬液をウェハＷ下面全体に容易に拡散させることができる。もちろん、ウェハＷを全く回転させずに静止した状態に保って洗浄処理を施すことも可能である。また、液膜を形成した後では新しい洗浄薬液を供給する必要が無くなる。洗浄薬液の液膜の形状が崩れない限り、ウェハＷ下面全体を、既にアンダープレート７５とウェハＷ下面の間に供給された洗浄薬液により洗浄できるからである。一方、洗浄薬液の液膜の形状が崩れそうになった場合等には、新液を供給して洗浄薬液の液膜の形状を適宜修復する。このように洗浄薬液の消費量を節約する。なお、ウェハＷの回転により洗浄薬液の液膜の液滴をアンダープレート７５の周縁から滴り落とす一方で、下面供給路１００により洗浄薬液を継続的に供給することにより、洗浄薬液の液膜内を常に真新しい洗浄薬液に置換して好適な洗浄薬液処理を実施することも可能である。この場合も、新液をなるべく静かに供給して洗浄薬液の省液化を図ると良い。
【００６５】
一方、隙間Ｌ１に洗浄薬液を液盛りして液膜を形成する際に、洗浄薬液をウェハＷの裏面の周囲からウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）側へ回り込ませて、後述する周辺部除去が行われるウェハＷ表面の周辺部にまで洗浄薬液を供給する。そして、ウェハＷ裏面の洗浄処理と同時に、ウェハＷ表面の周辺部洗浄処理が行われる。
【００６６】
その後、スピンチャック７１が例えば２０００ｒｐｍにて５秒間回転する。即ち、ウェハＷに液盛りされた洗浄薬液が振り落とされて、インナーカップ排出管１１０へ排液される。スピンチャック７１が高速回転すると、チャック本体７３に設けられた３つの保持部材７６は、それぞれ図１０に示す状態となる。即ち、押えアーム８１の下部がチャック本体７３の内部に当接する。従って、高速回転時においては、ウェハＷが受ける把持力はばね８２によって発生するので、ウェハＷに過剰な保持力を与えないようになっている。
【００６７】
次に、アンダープレート７５とウェハＷ下面の間に、下面供給路１００から例えば１０秒間、Ｎ２ガスを供給し、ウェハＷ下部の洗浄薬液雰囲気を排出する。Ｎ２ガスの供給によって、ウェハＷの裏面から洗浄薬液の液滴を取り除くことができる。
【００６８】
次いで、トッププレート７２がウェハＷ上面に対して近接した位置まで移動する。エッジアーム格納部用シャッター５０が開き、エッジアーム６０がスピンチャック７１で保持されたウェハＷの周辺部上方に移動する。エッジアーム６０が所定の位置まで移動すると、エッジアーム６０に設けられたＮ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始し、次いで薬液供給ノズル６１が薬液の供給を開始する。そして、ウェハＷの表面に積層された金属膜１４１の隅を薬液によって除去する周辺部除去処理を行う。
【００６９】
周辺部除去処理中は、スピンチャック７１は例えば３００ｒｐｍ程度の回転数で回転する。この場合、先に説明したように、３つの保持部材７６はそれぞれ図９に示す状態となるので、ウェハＷに対する適度な保持力が発生して、スピンチャック７１はウェハＷを回転させることができる。
【００７０】
薬液供給ノズル６１の先端はウェハＷの外周に向かっているので、薬液はウェハＷの外側へスムーズに流れ出る。また、薬液供給ノズル６１が供給する薬液は、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、ウェハＷの外周方向へ押し流される。Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周方向に向かっているので、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、薬液をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）において、薬液が供給される領域６６と流れる領域６６’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、また、薬液供給ノズル６１による薬液の供給が開始される前にＮ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始するので、薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れる心配がない。一方、押し流された薬液、Ｎ２ガス及び処理中に発生する薬液雰囲気は、ウェハＷの周縁において吸引ノズル６５によって吸引、排出される。さらに、薬液供給ノズル６１とＮ２ガス供給ノズル６３が保持されている遮蔽板６４が、薬液がウェハＷの内側の面に飛散することを防止する。また、Ｎ２ガスによって押し流される薬液は、回収して適宜の処理を施すことにより容易に再利用が可能である。
【００７１】
周辺部除去処理中は、トッププレート７２は図１７に示す位置（処理位置）に下降して、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給する。上面供給路１０６が供給するＮ２ガスは、薬液供給ノズル６１が供給する薬液及び周辺部除去処理中に発生する薬液雰囲気が、ウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止する。こうして、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、Ｎ２ガスが供給される面と流れる面より外側に薬液が流れることを防止して、さらに上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、薬液がウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止するので、薬液がウェハＷの内側の面に流れ込むことを効果的に防止できる。また、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給すると、ウェハＷ表面のウォーターマーク発生を防止する効果がある。
【００７２】
また、周辺部除去処理中は、アウターチャンバー４３上部に備えられたＮ２ガス供給手段１０７より、トッププレート７２の上部にＮ２ガスを供給し、ダウンフローを形成する。トッププレート７２上面とアウターチャンバー４３の間の空間はＮ２ガスによって満たされるので、薬液の液膜から蒸発してトッププレート７２の周囲から上昇する薬液雰囲気が、トッププレート７２の上部の空間に回り込まない。従って、周辺部除去処理後、アウターチャンバー４３内の上部に薬液が残留することを防ぐことができる。
【００７３】
周辺部除去処理が終了すると、薬液供給ノズル６１は薬液の供給を停止する。Ｎ２ガス供給ノズル６３はＮ２ガスの供給を続け、次いで純水供給ノズル６２が純水の供給を開始する。そして、ウェハＷの周辺部に純水を供給して、周辺部リンス処理を行う。純水供給ノズル６２の先端はウェハＷの外周に向かっているので、純水はウェハＷの外側へスムーズに流れ出る。また、純水供給ノズル６２が供給する純水は、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、ウェハＷの外周方向へ押し流される。Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周方向に向かっているので、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、純水をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）において、純水が供給される領域６６と流れる領域６６’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、また、純水供給ノズル６２による純水の供給が開始される前にＮ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始するので、純水供給ノズル６２から供給された純水がウェハＷの中心側に流れる心配がない。さらに、押し流された純水、Ｎ２ガス及び処理中に発生する水蒸気雰囲気は、ウェハＷの周縁において吸引ノズル６５によって吸引、排出される。また、純水供給ノズル６２とＮ２ガス供給ノズル６３が保持されている遮蔽板６４が、純水がウェハＷの内側の面に飛散することを防止する。一方、下面供給路１００からアンダープレート７５とウェハＷ下面の間に純水を供給して、裏面リンス処理を行う。こうして、ウェハＷの周辺部と裏面をリンス処理し、ウェハＷから薬液を洗い流す。
【００７４】
リンス処理中においても、トッププレート７２は処理位置に下降して、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給する。上面供給路１０６が供給するＮ２ガスは、純水供給ノズル６２が供給する純水及び周辺部リンス処理中に発生する水蒸気雰囲気が、ウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止する。こうして、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、Ｎ２ガスが供給される面と流れる面より外側に純水が流れることを防止して、さらに上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、純水がウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止するので、純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを効果的に防止できる。また、また、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給すると、ウェハＷ表面のウォーターマーク発生を防止する効果がある。
【００７５】
リンス処理が終了すると、純水供給ノズル６２と下面供給路１００による純水の供給を停止する。Ｎ２ガス供給ノズル６３はウェハＷの周辺部にＮ２ガスの供給を続け、周辺部乾燥処理を行う。Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周に向かっているので、Ｎ２ガスはウェハＷの外側に流れやすくなっている。また、吸引ノズル６５によって、Ｎ２ガスを吸引して排出する。一方、下面供給路１００からアンダープレート７５とウェハＷ下面の間にＮ２ガスを供給して、裏面乾燥処理を行う。こうして、ウェハＷの周辺部と裏面を乾燥処理する。周辺部乾燥処理と裏面乾燥処理が終了すると、Ｎ２ガス供給ノズル６３と下面供給路１００によるＮ２ガスの供給を停止し、トッププレート７２がウェハＷ上面から離れた位置に上昇する。次いで、ウェハＷを乾燥処理するときよりも高速（例えば１５００ｒｐｍ程度）に回転させてウェハＷをスピン乾燥させる。
【００７６】
乾燥処理後、エッジアーム６０はエッジアーム格納部４４内に移動し、エッジアーム格納部用シャッター５０が閉じる。次いで、基板処理ユニット１２内からウェハＷを搬出する。基板処理ユニット１２のユニットチャンバー用メカシャッター４６が開き、アウターチャンバー４３のアウターチャンバー用メカシャッター４７が開く。そして、ウェハ搬送装置１８が搬送アーム３４を装置内に進入させてウェハＷ下面を保持させる。次いで、搬送アーム３４がスピンチャック７１の支持ピンからウェハＷを離して受け取り、装置内から退出する。この場合、アンダープレート７５は退避位置に位置しているので、搬入するときと同様にアンダープレート７５とスピンチャック７１により保持されるウェハＷの位置との間には、十分な隙間が形成されることになり、搬送アーム３４は、余裕をもってスピンチャック７１からウェハＷを受け取ることができる。
【００７７】
かかる基板処理装置１２によれば、周辺部除去処理中、薬液をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。さらに、薬液、純水、薬液雰囲気、水蒸気雰囲気がウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止する。周辺部リンス処理中、純水をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。さらに、純水が供給された面を乾燥させることができる。スピンチャック７１が高速回転しても、ウェハＷに過剰な保持力を与えない。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施の形態の一例を示したが、本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば図１８に示すように、ユニットチャンバー４２上部にＦＦＵ１２２を設け、下部に排気機構１２３を設けても良い。この場合、アウターチャンバー４３内の処理液雰囲気が漏出しても、ＦＦＵ１２２によって形成されたダウンフローと排気機構によってユニットチャンバー４２から排出される。従って処理後のウェハＷを搬出させるとき、処理液雰囲気によってウェハＷが汚染される心配が少なく、処理液雰囲気をユニットチャンバー４２外に漏出させる心配が少ない。
【００７９】
また、例えば図１９に示すように、トッププレート７２に凹欠部１２５を形成しても良い。この場合、処理中にエッジアーム６０が凹欠部に受容された状態で周辺部除去処理、周辺部リンス処理及び周辺部乾燥処理を行うようにすれば、薬液又は純水供給中の面以外の面をすべてトッププレート７２によって覆うことができる。従って、薬液又は純水が飛散しても、薬液又は純水供給中の面以外の面に、飛散した液滴が付着することを防止できる。
【００８０】
周辺部除去処理中は、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを供給せず、純水供給ノズル６２から不活性の処理流体として純水を供給しても良い。この場合、例えば図６に示す領域６７に供給された純水は、ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）に沿って外周方向に向かって扇状に流れ、領域６７’ の形状に流れる。ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）において、薬液が供給される領域６６と流れる領域６６’はいずれも領域６７’の範囲内にあり、また、薬液供給ノズル６１による薬液の供給が開始される前に純水供給ノズル６２が純水の供給を開始するので、薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れる心配がない。さらに、処理位置に下降したトッププレート７２の上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、薬液と純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを効果的に防止できる。なお、領域６７’ の形状に流れる純水によって薬液を確実に押し流すために、純水が供給される領域６７は、領域６６より広い面積を有することが好ましい。即ち、図６に示すように、ウェハＷの円周方向における領域６７’の幅が、領域６６’よりも確実に広くなるように供給する。また、周辺部リンス処理中において、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを供給せず、純水供給ノズル６２から処理流体として純水を供給しても良い。この場合も、処理位置に下降したトッププレート７２の上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを防止できる。また、周辺部除去処理中に、トッププレート７２の上面供給路１０６からＮ２ガスを供給せず、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを、又は純水供給ノズル６２から純水を供給しても良い。この場合、Ｎ２ガス供給ノズル６３から供給されるＮ２ガス、又は純水供給ノズル６２から供給される純水によって、薬液の流れを制御しながら押し流すことで、薬液がウェハＷの内側の面に流れ込むことを防止できる。また、周辺部リンス処理中に、トッププレート７２の上面供給路１０６からＮ２ガスを供給せず、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを供給して、純水供給ノズル６２から純水を供給しても良い。この場合も、Ｎ２ガス供給ノズル６３から供給されるＮ２ガスによって、純水の流れを制御しながら押し流すことで、純水がウェハＷの内側の面に流れむことを防止できる。
【００８１】
エッジアーム６０は、Ｎ２ガス供給ノズル６３を備えず、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２を備えても良い。この場合でも、周辺部除去処理中に薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れむことを防止できる。周辺部リンス処理中にトッププレート７２の上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを防止できる。また、エッジアーム６０は、純水供給ノズル６２を備えず、薬液供給ノズル６１、Ｎ２ガス供給ノズル６３を備えても良い。
【００８２】
エッジアーム６０を、ウェハＷの半径方向に移動自在に構成しても良い。即ち、図６に示すようなそれぞれの処理流体の流れる領域の関係を維持しながら、エッジアーム６０を移動させても良い。この場合、例えば周辺部の処理面の幅を変化させることができる。また、薬液によるウェハＷの処理を、ウェハＷの外周からの距離に応じて段階的に行うことができる。従って、例えば図２０に示すように、金属膜１４１がウェハＷの外周側ほど薄くなるように除去することができる。このとき、Ｎ２ガス又は純水によってウェハＷの内側に薬液が流れ込むことを防止するので、エッジアーム６０を内側から外周に向かって移動させることが可能である。このように金属膜１４１の隅を段状にすると、さらにウェハＷから金属膜１４１が剥離しにくくなる。また、例えば図２０に示す膜１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃのように、デバイス構造上の膜が多層に積層されている場合は、ウェハＷの外周からの除去幅が下層の積層膜ほど狭くなるように除去して、金属膜１４１がウェハＷの外周側ほど薄くなるようにすることが望ましい。
【００８３】
本発明は洗浄液が供給される基板処理装置に限定されず、その他の種々の処理液などを用いて、周辺部除去及び洗浄以外の他の処理を基板に対して施すものであっても良い。また、基板は半導体ウェハに限らず、その他のＬＣＤ基板用ガラスやＣＤ基板、プリント基板、セラミック基板などであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】洗浄処理システムの平面図である。
【図２】洗浄処理システムの側面図である。
【図３】洗浄処理システムのウェハ受け渡しユニット、主ウェハ搬送装置、加熱ユニット、冷却ユニットの概略配置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニットの平面図である。
【図５】エッジアームの説明図である。
【図６】薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３から供給される各処理流体が供給されるウェハＷ上の面と、供給された処理流体の流れる面の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる処理システムの断面図である。
【図８】静止時における保持部材の状態の説明図である。
【図９】中速回転時における保持部材の状態の説明図である。
【図１０】高速回転時における保持部材の状態の説明図である。
【図１１】アンダープレート及びアンダープレートシャフトの縦断面図である。
【図１２】アンダープレートの平面図である。
【図１３】アウターチャンバーの上部を拡大して示した縦断面図である。
【図１４】インナーカップ内の液滴をミストトラップに排出する工程の説明図である。
【図１５】アウターチャンバー内の液滴をミストトラップに排出する工程の説明図である。
【図１６】ウェハＷ裏面をパドル洗浄する工程の説明図である。
【図１７】ウェハＷ周辺部を周辺部除去処理する工程の説明図である。
【図１８】トッププレートの変形例を示す説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニットにおいて、ＦＦＵと排気機構を設けた場合の説明図である。
【図２０】別の実施の形態における、ウェハＷ周辺部を周辺部除去処理する工程の説明図である。
【図２１】従来の基板処理装置において、ウェハＷ周辺部を周辺部除去処理する工程の説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
Ｃ キャリア
Ｗ ウェハ
１ 洗浄処理システム
２ 洗浄処理部
３ 搬入出部
４ イン・アウトポート
５ ウェハ搬送部
７ ウェハ搬送装置
１２、１３ 基板処理ユニット
１４、１５ 基板洗浄ユニット
１８ 主ウェハ搬送装置
３４、３５、３６ 搬送アーム
４２ ユニットチャンバー
４３ アウターチャンバー
４４ エッジアーム格納部
４９ 開口
５０ エッジアーム格納部用シャッター
６０ エッジアーム
６１ 薬液供給ノズル
６２ 純水供給ノズル
６３ Ｎ２ガス供給ノズル
６４ 遮蔽板
６５ 吸引ノズル
７０ インナーカップ
７１ スピンチャック
７２ トッププレート
７３ チャック本体
７４ 回転筒体
７５ アンダープレート
７６ 保持部材
８０ 把持アーム
８１ 押えアーム
８２ ばね
８３ 軸
８４ 重錘
１００ 下面供給路
１０６ 上面供給路
１０７ Ｎ２ガス供給手段
１２５ 凹欠部
１４０ 供給装置
１４１ 金属膜
１４２ 供給装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェハやＬＣＤ基板用ガラス等の基板を洗浄処理などする基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に銅などの金属膜を積層すると、ウェハの周辺で金属膜が剥離しやすいという問題がある。ウェハの周辺で剥離が起こると、そこから徐々に剥離が進行して、半導体デバイスを形成する領域まで進行する可能性がある。このような現象を防止するために、ウェハ周辺部の金属膜をあらかじめ除去する周辺部除去処理が行われている。図２１は、従来の基板処理装置によって周辺部除去処理をする方法の説明図である。保持手段によってウェハＷを回転させ、ウェハＷの周辺部にノズルなどの供給装置１４０によって処理液を供給して、金属膜１４１の隅を斜めに除去する。一方、ウェハＷの中央上部から供給装置１４２によって純水を供給して、処理液が供給されている部分以外に処理液が付着することを防止するとともに、処理液をウェハＷの外周に押し流している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の基板処理装置にあっては、処理液をウェハの外周に押し流す遠心力を得るために、相当に高い回転数が必要であった。また、ウェハ全体に純水を供給するので、周辺のみの処理であるにもかかわらず、ウェハ全体の乾燥処理が必要であった。そのため、ウェハ処理のスループットが低下していた。
【０００４】
従って本発明の目的は、低速回転でも安定した処理が可能であるとともに、処理のスループットを向上させることができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明によれば、基板を処理する基板処理装置であって、基板の周辺部に薬液を供給する薬液供給ノズルと、基板上面に近接した位置と基板上面から離れた位置との間で相対的に移動するトッププレートを備え、前記薬液供給ノズルを移動自在に構成したことを特徴とする、基板処理装置が提供される。例えば処理中にトッププレートを基板上面に近接した位置に移動して、処理する必要のない面を覆うようにすれば、処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止することができる。
【０００６】
前記トッププレートには、不活性ガスを供給する上面供給路が設けられていても良い。また、前記薬液供給ノズルは、前記薬液供給ノズルから基板に供給された薬液の飛散を防止する遮蔽板に保持されていても良い。また、前記薬液供給ノズルを、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させても良い。
【０００７】
また、前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置されていても良い。この場合、前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、例えば、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給される。また、前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御されても良い。
【０００８】
また、前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置され、前記純水供給ノズルよりも基板の内側に不活性ガス供給ノズルが配置されていても良い。この場合、前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、例えば、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給され、前記純水供給ノズルによって供給される純水は、例えば、前記不活性ガス供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる不活性ガスの領域内に供給される。また、前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御され、前記不活性ガス供給ノズルは、前記純水供給ノズルよりも早いタイミングで不活性ガスを供給するように制御されても良い。
【０００９】
なお、異なる処理流体を供給する複数の供給手段を基板の周辺部に沿って相対的に移動させて、基板を処理する基板処理装置であって、前記複数の供給手段を、周辺から内側に向かう方向に並べて配置したことを特徴とする、基板処理装置が提供される。この基板処理装置にあっては、内側に配置された供給手段から供給する処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給する例えば薬液などの処理流体を、基板の中心から離れる方向に押し流すことができる。また、前記複数の供給手段を、基板の中心と周辺とを結ぶ線上に並べて配置することが好ましい。
【００１０】
前記複数の供給手段のうち、最も外側に配置された供給手段は、基板に対して薬液を供給し、最も内側に配置された供給手段は、基板に対して不活性の処理流体を供給することが好ましい。不活性の処理流体とは、例えばＮ２ガス等である。また、前記複数の供給手段のうち最も内側に配置された供給手段は、基板に対して純水を供給してもよい。この場合、最も内側に配置された供給手段は基板を処理しないので、基板の中心側の面を処理せずに周辺部に供給された処理液などを押し流すことができる。
【００１１】
前記複数の供給手段を、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させることが好ましい。この場合、内側に配置された供給手段から供給した処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給した処理流体を基板の中心から離れる方向に効果的に押し流すことができる。
【００１２】
前記複数の供給手段において、外側に配置された供給手段によって供給される処理流体は、内側に配置された供給手段によって供給されて基板の表面を流れる処理流体の領域内に供給されることが好ましい。さらに、前記複数の供給手段において、内側に配置された供給手段は、外側に配置された供給手段よりも早いタイミングで処理流体を供給するように制御されることが好ましい。この場合、内側に配置された供給手段が供給する処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給される処理流体が、内側に配置された供給手段が供給する処理流体が流れる面より外側に流れ込むことを防止できる。
【００１３】
前記複数の供給手段を、基板の中心と周辺とを結ぶ線上に沿って移動自在に構成することが好ましい。この場合、例えば処理面の幅を変化させることができる。そして、前記異なる処理流体による基板の処理を基板の周辺からの距離に応じて段階的に行うことが好ましい。
【００１４】
前記複数の供給手段から基板に供給された処理流体を吸引する吸引手段を備えることが好ましい。また、前記複数の供給手段から基板に供給された処理流体の飛散を防止する遮蔽板を備えることが好ましい。この場合、前記複数の供給手段を、前記遮蔽板に保持することが好ましい。
【００１５】
さらに、前記基板を囲むアウターチャンバーを設け、前記複数の供給手段を、アウターチャンバーの内外に移動自在にしても良い。この場合、前記複数の供給手段を格納する供給手段格納部を、前記アウターチャンバーの外に設けることが好ましい。
【００１６】
さらに、前記トッププレートと基板の間に不活性雰囲気を吐出することが好ましい。また、前記複数の供給手段を受容する凹欠部を前記トッププレートの周辺部に形成しても良い。この場合、例えば処理中に複数の供給手段は凹欠部に受容された状態で供給を行うようにすれば、他の面をすべてトッププレートによって覆うことができる。さらに、前記トッププレートは回転自在に構成されていることが好ましい。
【００１７】
また、基板の周辺から内側に向かう方向に並べて配置された複数の供給手段を基板の周辺部に沿って相対的に移動させ、前記複数の供給手段から、基板の周辺部にそれぞれ異なる処理流体を供給して基板を処理するにあたり、内側に配置された供給手段から供給した処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給した処理流体を基板の中心から離れる方向に押し流すことを特徴とする、基板処理方法が提供される。
【００１８】
前記複数の供給手段のうち、最も外側に配置された供給手段は、基板に対して薬液を供給し、最も内側に配置された供給手段は、基板に対して不活性の処理流体を供給することが好ましい。また、前記複数の供給手段のうち、最も内側に配置された供給手段は、基板に対して純水を供給してもよい。
【００１９】
前記複数の供給手段において、内側に配置された供給手段は外側に配置された供給手段よりも早いタイミングで処理流体を供給するように制御されることが好ましい。
【００２０】
また、前記複数の供給手段を並べた方向に沿って、前記複数の供給手段を移動させることことが好ましい。この場合、処理面の幅を変化させることができる。さらに、前記複数の供給手段を移動させるに際し、前記異なる処理流体による基板の処理を、基板の周辺からの距離に応じて段階的に行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の基板処理装置によれば、例えば処理中にトッププレートを基板上面に近接した位置に移動して、処理する必要のない面を覆うようにすれば、処理する必要のない面に薬液が飛散することを防止することができる。
なお、内側に配置された供給手段から供給する処理流体によって、外側に配置された供給手段から供給する例えば薬液などの処理流体を、基板の中心から離れる方向に押し流すことができる。基板の中心側の面を処理せずに周辺部の処理をすることができる。処理面の幅を変化させることができる。処理する必要のない面に処理流体が飛散することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、基板の一例としてウェハの周辺部と裏面を洗浄処理するように構成された基板処理装置としての基板処理ユニットに基づいて説明する。ここでいう洗浄処理とは、基板に積層された膜の除去洗浄を含む。図１は、本実施の形態にかかる基板処理ユニット１２、１３を組み込んだ洗浄処理システム１の平面図である。図２は、その側面図である。この洗浄処理システム１は、ウェハＷに洗浄処理及び洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウェハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。
【００２３】
搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウェハＷが所定の間隔で略水平に収容可能な容器（キャリアＣ）を載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたキャリアＣと洗浄処理部２との間でウェハの受け渡しを行うウェハ搬送装置７が備えられたウェハ搬送部５と、から構成されている。
【００２４】
ウェハＷはキャリアＣの一側面を通して搬入出され、キャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設けられている。また、キャリアＣには、ウェハＷを所定間隔で保持するための棚板が内壁に設けられており、ウェハＷを収容する２５個のスロットが形成されている。ウェハＷは表面（半導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハＷを水平に保持した場合に上側となっている面）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００２５】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のキャリアＣを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。キャリアＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウェハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウェハ搬送部５側には、窓部９をシャッター等により開閉する窓部開閉機構１０が設けられている。
【００２６】
この窓部開閉機構１０は、キャリアＣに設けられた蓋体もまた開閉可能であり、窓部９の開閉と同時にキャリアＣの蓋体も開閉する。窓部開閉機構１０は、キャリアＣが載置台の所定位置に載置されていないときは動作しないように、インターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してキャリアＣのウェハ搬入出口とウェハ搬送部５とを連通させると、ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７のキャリアＣへのアクセスが可能となり、ウェハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。窓部９の上部には図示しないウェハ検出装置が設けられており、キャリアＣ内に収容されたウェハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウェハ検出装置は、窓部開閉機構１０に装着させることも可能である。
【００２７】
ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７は、Ｙ方向とＺ方向に移動可能であり、かつ、Ｘ―Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置７は、ウェハＷを把持する取出収納アーム１１を有し、この取出収納アーム１１はＸ方向にスライド自在となっている。こうして、ウェハ搬送装置７は、載置台６に載置された全てのキャリアＣの任意の高さのスロットにアクセスし、また、洗浄処理部２に配設された上下２台のウェハ受け渡しユニット１６、１７にアクセスして、イン・アウトポート４側から洗浄処理部２側へ、逆に洗浄処理部２側からイン・アウトポート４側へウェハＷを搬送することができるようになっている。
【００２８】
洗浄処理部２は、主ウェハ搬送装置１８と、２台のウェハ受け渡しユニット１６、１７と、本実施の形態にかかる２台の基板処理ユニット１２、１３と、基板洗浄ユニット１４、１５と、ウェハＷを加熱して乾燥させる３台の加熱ユニット１９、２０、２１と、加熱されたウェハＷを冷却する冷却ユニット２２とを備えている。主ウェハ搬送装置１８は、ウェハ受け渡しユニット１６、１７、基板処理ユニット１２、１３、基板洗浄ユニット１４、１５、加熱ユニット１９、２０、２１、冷却ユニット２２の全てのユニットにアクセス可能に配設されている。ウェハ受け渡しユニット１６、１７は、ウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行うためにウェハＷを一時的に載置する。
【００２９】
また、洗浄処理部２は、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電装ユニット２３と、洗浄処理システム１内に配設された各種装置及び洗浄処理システム１全体の動作制御を行う機械制御ユニット２４と、基板処理ユニット１２、１３及び基板洗浄ユニット１４、１５に送液する所定の洗浄液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット２５とが配設されている。電装ユニット２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井部には、各ユニット及び主ウェハ搬送装置１８に、清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６が配設されている。
【００３０】
電装ユニット２３と薬液貯蔵ユニット２５と機械制御ユニット２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、又は外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向）からウェハ受け渡しユニット１６、１７、主ウェハ搬送装置１８、加熱ユニット１９、２０、２１、冷却ユニット２２のメンテナンスを容易に行うことが可能である。
【００３１】
図３は、ウェハ受け渡しユニット１６、１７と、ウェハ受け渡しユニット１６、１７のＸ方向に隣接する主ウェハ搬送装置１８及び加熱ユニット１９、２０、２１、冷却ユニット２２の概略配置を示す断面図である。ウェハ受け渡しユニット１６、１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウェハ受け渡しユニット１７は、イン・アウトポート４側から洗浄処理部２側へ搬送するウェハＷを載置するために用い、上段のウェハ受け渡しユニット１６は、洗浄処理部２側からイン・アウトポート４側へ搬送するウェハＷを載置するために用いることができる。
【００３２】
ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウェハ受け渡しユニット１６、１７と、その上部の空間を通ってウェハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウェハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００３３】
主ウェハ搬送装置７は、Ｚ方向に配置された、垂直壁２７、２８及びこれらの間の側面開口部２９を有する筒状保持体３０と、その内側に筒状保持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウェハ搬送体３１とを有している。筒状保持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウェハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００３４】
ウェハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４、３５、３６とを備えており、搬送アーム３４、３５、３６は、筒状保持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４、３５、３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータ及びベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウェハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降するようになっている。なお、符号３９は駆動プーリ、４０は従動プーリである。
【００３５】
ウェハＷの強制冷却を行う冷却ユニット２２の上には、加熱ユニット１９、２０、２１が３台積み重ねられて配設されている。なお、ウェハ受け渡しユニット１６、１７の上部の空間に冷却ユニット２２、加熱ユニット１９、２０、２１を設けることも可能である。この場合には、図１に示される冷却ユニット２２、加熱ユニット１９、２０、２１の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる。
【００３６】
基板処理ユニット１２、１３は、上下２段に配設されている。また、基板処理ユニット１２、１３は、ウェハＷ裏面の洗浄と、ウェハＷ表面の周辺部の除去処理と洗浄（Ｂａｃｋ−Ｂｅｖｅｌ洗浄処理）をすることができ、同様の構成を有する。そこで、本実施の形態にかかる基板処理ユニット１２を例として、その構造について以下に詳細に説明することとする。
【００３７】
図４は、基板処理ユニット１２の平面図である。基板処理ユニット１２のユニットチャンバー４２内には、ウェハＷを収納する密閉構造のアウターチャンバー４３と、エッジアーム格納部４４を備えている。ユニットチャンバー４２には開口４５が形成され、開口４５を図示しない開閉機構によって開閉するユニットチャンバー用メカシャッター４６が設けられており、搬送アームによって基板処理ユニット１２に対して開口４５からウェハＷが搬入出される際には、このユニットチャンバー用メカシャッター４６が開くようになっている。ユニットチャンバー用メカシャッター４６はユニットチャンバー４２の内部から開口４５を開閉するようになっており、ユニットチャンバー４２内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバー４２内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００３８】
アウターチャンバー４３には開口４７が形成され、開口４７を図示しないシリンダ駆動機構によって開閉するアウターチャンバー用メカシャッター４８が設けられており、例えば搬送アーム３４によってアウターチャンバー４３に対して開口４７からウェハＷが搬入出される際には、このアウターチャンバー用メカシャッター４８が開くようになっている。アウターチャンバー用メカシャッター４８は、ユニットチャンバー用メカシャッター４６と共通の開閉機構によって開閉するようにしても良い。アウターチャンバー用メカシャッター４８はアウターチャンバー４３の内部から開口４７を開閉するようになっており、アウターチャンバー４３内が陽圧になったような場合でも、アウターチャンバー４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００３９】
また、エッジアーム格納部４４には開口４９が形成され、開口４９を図示しない駆動機構によって開閉するエッジアーム格納部用シャッター５０が設けられている。エッジアーム格納部４４をアウターチャンバー４３と雰囲気隔離するときは、このエッジアーム格納部用シャッター５０を閉じる。エッジアーム格納部用シャッター５０はアウターチャンバー４３の内部から開口４９を開閉するようになっており、ユニットチャンバー４２内が陽圧になったような場合でも、ユニットチャンバー４２内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００４０】
エッジアーム格納部４４内には、薬液、純水、及び不活性ガスとしてのＮ２を吐出可能なエッジアーム６０が格納されている。エッジアーム６０は、アウターチャンバー４３内に収納されており、後述のスピンチャック７１で保持されたウェハＷの周辺部に移動可能である。エッジアーム６０は、処理時以外はエッジアーム格納部４４にて待避する。エッジアーム６０が開口４９からアウターチャンバー４３内に移動するときは、エッジアーム格納部用シャッター５０が開くようになっている。
【００４１】
エッジアーム６０は、図５に示すように、ウェハＷ（金属膜１４１）に対して薬液を供給する薬液供給ノズル６１、不活性の液体としての純水を供給する純水供給ノズル６２、不活性のガスとしてのＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給ノズル６３を備えている。薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３は、ウェハＷの中心と周辺部とを結ぶ線上に並べて配置されている。即ち、図示の例では、円形状をなすウェハＷの半径方向に並べて配置されている。ウェハＷ表面には、銅などの金属膜１４１が積層されており、薬液供給ノズル６１は、金属膜１４１を除去する薬液を供給する。薬液供給ノズル６１に隣接して、薬液供給ノズル６１よりも内側に配置された純水供給ノズル６２は、周辺部のリンス処理を施す純水を供給する。純水供給ノズル６２に隣接して、純水供給ノズル６２よりも内側に配置されたＮ２ガス供給ノズル６３は、周辺部の乾燥処理を施すＮ２ガスを供給する。
【００４２】
薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３は、遮蔽板６４に保持されており、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３からウェハＷに供給された薬液、純水及びＮ２ガスの飛散を遮蔽板６４によって防止するようになっている。薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３は、ウェハＷの中心から離れる方向に傾斜して指向している。即ち、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周方向に向かっている。また、薬液供給ノズル６１よりもウェハＷの外周側に、吸引ノズル６５が備えられ、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３からウェハＷに供給された薬液、純水、Ｎ２ガス及び処理中に発生する雰囲気を吸引するようになっている。
【００４３】
ウェハＷに対して薬液供給ノズル６１が薬液を供給する時は、薬液の供給を開始する前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始する。この場合、図６に示すように、Ｎ２ガス供給ノズル６３はＮ２ガスを領域６８の位置に供給する。領域６８に供給されたＮ２ガスはウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）に沿って外周方向に向かって扇状に流れ、領域６８’ の形状に流れる。一方、薬液供給ノズル６１は薬液を領域６６の位置に供給し、領域６６に供給された薬液はウェハＷの表面に沿って外周方向に向かい、扇状の領域６６’に流れることとなる。これら領域６６、領域６６’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、前述のように薬液供給ノズル６１による薬液の供給が開始される前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始することにより、確実に薬液が領域６６に供給され、領域６８’ の形状に流れるＮ２ガスによってウェハＷの外周方向に押し流されることとなる。このように、薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れる心配がない。また、ウェハＷに対して純水供給ノズル６２によって純水を供給する時は、純水の供給を開始する前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始する。この場合、図６に示すように、Ｎ２ガス供給ノズル６３はＮ２ガスを領域６８の位置に供給する。領域６８に供給されたＮ２ガスはウェハＷの表面に沿って外周方向に向かって扇状に流れ、領域６８’の形状に流れる。一方、純水供給ノズル６２は純水を領域６７の位置に供給し、領域６７に供給された純水はウェハＷの表面に沿って外周方向に向かい、扇状の領域６７’に流れることとなる。これら領域６７、領域６７’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、前述のように純水供給ノズル６２による純水の供給が開始される前に、Ｎ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始することにより、確実に純水が領域６７に供給され、領域６８’ の形状に流れるＮ２ガスによってウェハＷの外周方向に押し流されることとなる。このように、純水供給ノズル６２から供給された純水がウェハＷの中心側に流れる心配がない。なお、領域６８’の形状に流れるＮ２ガスによって薬液と純水を確実に押し流すために、Ｎ２ガスが供給される領域６８は、領域６６と領域６７より広い面積を有することが好ましい。即ち、図６に示すように、ウェハＷの円周方向における領域６８’の幅が、領域６６’と領域６７’よりも確実に広くなるように供給することができる。
【００４４】
図７に示すように、アウターチャンバー４３内には、ウェハＷを収納するインナーカップ７０と、このインナーカップ７０内で、例えばウェハＷ表面を上面にして、ウェハＷを回転自在に保持する保持手段としてのスピンチャック７１と、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ上面（ウェハＷ表面）に対して相対的に昇降移動するトッププレート７２を備えている。
【００４５】
スピンチャック７１は、ウェハＷを保持するチャック本体７３と、このチャック本体７３の底部に接続された回転筒体７４とを備える。チャック本体７３内には、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）に対して相対的に昇降移動するアンダープレート７５が配置されている。
【００４６】
チャック本体７３の上部には、ウェハＷの裏面の周縁部を支持するための図示しない支持ピンと、ウェハＷを周縁部から保持するための保持部材６３がそれぞれ複数箇所に装着されている。図示の例では、チャック本体７３の周囲において、中心角が１２０°となるように、３箇所に保持部材８０が配置されており、それら３つの保持部材８０により、ウェハＷを周りから保持できるようになっている。また、図示はしないが、ウェハＷの周縁部を同様に中心角が１２０°となる位置で下面側から支持できるように、３つの支持ピンがチャック本体７３に設けられている。回転筒体７４の外周面には、ベルト７７が巻回されており、ベルト７７をモータ７８によって周動させることにより、スピンチャック７１全体が回転するようになっている。各保持部材８０は、スピンチャック７１が回転したときの遠心力を利用して、図４に示すように、ウェハＷの周縁部を外側から保持するように構成されている。スピンチャック７１が静止しているときは、ウェハＷの裏面を支持ピンで支持し、スピンチャック７１が回転しているときは、ウェハＷの周縁部を保持部材８０によって保持する。
【００４７】
ウェハＷを保持する３つの保持部材７６は、それぞれ図８に示す構成となっている。保持部材７６は把持アーム８０、押えアーム８１、ばね８２によって構成されている。把持アーム８０及び押えアーム８１はいずれも軸８３を中心に回転可能であり、かつ、把持アーム８０と押えアーム８１の間にばね８２が介在している。軸８３はチャック本体７３に固定されている。押えアーム８１の下部には重錘８４が設けられている。スピンチャック７１が回転すると、図９に示すように、重錘８４に遠心力が働いて外側へ移動し、把持アーム８０の上部が内側に移動するので、ウェハＷを周りから保持することができる。このとき、ばね８２は発生したエネルギーを吸収するので、ウェハＷを周縁から押える力（保持力）が過度に大きくなるのを防ぐことができる。スピンチャック７１の回転が高速になると、図１０に示すように、重錘８４がチャック本体７３内のストッパ８５に当接し、ばね８２が発生したエネルギーを吸収するので、保持力が過度に大きくなるのを防ぐことができる。
【００４８】
アンダープレート７５は、チャック本体７３内及び回転筒体７４内を貫挿するアンダープレートシャフト９０上に接続されている。アンダープレートシャフト９０は、水平板９１の上面に固着されており、この水平板９１は、アンダープレートシャフト９０と一体的に、エアシリンダー等からなる昇降機構９２により鉛直方向に昇降させられる。従って、アンダープレート７５は、図７に示すようにチャック本体７３内の下方に下降して、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面から離れて待機している状態（退避位置）と、図１８に示すようにチャック本体７３内の上方に上昇して、スピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面に対して洗浄処理を施している状態（処理位置）とに上下に移動自在である。なお、アンダープレート７５を所定高さに固定する一方で、回転筒体７４に図示しない昇降機構を接続させて、スピンチャック７１全体を鉛直方向に昇降させることにより、アンダープレート７５を処理位置と退避位置に上下に移動自在にしても良い。
【００４９】
トッププレート７２は、トッププレート回転軸９５の下端に接続されており、水平板９６に設置された回転軸モータ９７によって回転する。トッププレート回転軸９５は、水平板９６の下面に回転自在に保持され、この水平板９６は、アウターチャンバー上部に固着されたエアシリンダー等からなる回転軸昇降機構９８により鉛直方向に昇降する。従って、トッププレート７２は、回転軸昇降機構９８の稼動により、図７に示すようにスピンチャック７１により保持されたウェハＷ上面から離れて待機している状態（退避位置）と、図１７に示すようにスピンチャック７１により保持されたウェハＷ上面に近接した状態（処理位置）とに上下に移動自在である。また、図４に示すように、トッププレート７２の直径はウェハＷの直径より小さいので、エッジアーム６０がウェハＷの周辺部を処理できるようになっている。
【００５０】
インナーカップ７０は、図７に示す位置に下降して、スピンチャック７１をインナーカップ７０の上端よりも上方に突出させてウェハＷを授受させる状態と、図１７に示す位置に上昇して、スピンチャック７１及びウェハＷを包囲し、ウェハＷ両面に供給した洗浄薬液や処理流体等が周囲に飛び散ることを防止する状態とに上下に移動自在である。
【００５１】
インナーカップ７０を図７に示した位置に下降させてスピンチャック７１を対してウェハＷを授受させる場合、アンダープレート７５を退避位置に位置させ、トッププレート７２を退避位置に位置させておく。そうすれば、アンダープレート７５とスピンチャック７１により保持されるウェハＷの位置との間には、十分な隙間が形成される。また、トッププレート７２とウェハＷの上面との位置との間にも、十分な隙間が形成される。このようにして、スピンチャック７１に対するウェハＷの授受が円滑に行われるようになっている。
【００５２】
図１１に示すように、アンダープレート７５には、例えば洗浄薬液や純水などの処理液や乾燥ガスを供給する下面供給路１００が、アンダープレートシャフト９０内を貫通して設けられている。図１２に示すように、アンダープレート７５の中心及び周辺部４箇所には、洗浄薬液／純水／Ｎ２を吐出する下面吐出口１０１〜１０５が設けられている。周辺部の下面吐出口１０１〜１０４は、ウェハＷ周辺に向かって傾斜し、中央の下面吐出口１０５は、ウェハＷの中心に上向きに指向している。
【００５３】
図１３に示すように、トッププレート７２には、例えばＮ２ガスを供給する上面供給路１０６が、トッププレート回転軸９５内を貫通して設けられている。アウターチャンバー４３上部には、トッププレート７２上面とアウターチャンバー内部との間にＮ２ガスを吐出するＮ２ガス供給手段１０７が備えられている。
【００５４】
図１４に示すように、インナーカップ７０の底部には、インナーカップ７０内の液滴を排液するインナーカップ排出管１１０が接続されている。インナーカップ排出管１１０は、アウターチャンバー４３の底部に設けられた貫通口１１１内を上下動自在である。インナーカップ排出管１１０の下端は、インナーカップミストトラップ１１２内に挿入されている。このインナーカップミストトラップ１１２により、インナーカップ７０から排液された液滴中から気泡などを除去するようになっている。除去された気泡は、インナーカップミストトラップ１１２に接続されたインナーカップミストトラップ排気管１１３により外部に排気される。気泡を除去された液滴は、インナーカップミストトラップ１１２に接続されたインナーカップ排液回収ライン１１４により回収される。
【００５５】
アウターチャンバー４３の底部には、アウターチャンバー４３内の液滴を排液するアウターチャンバー排出管１１５が接続されている。アウターチャンバー排出管１１５には、アウターチャンバーミストトラップ１１６が設けられ、このアウターチャンバーミストトラップ１１６により排液された液滴中から気泡などを除去するようになっている。除去された気泡は、アウターチャンバーミストトラップ１１６に接続されたアウターチャンバーミストトラップ排気管１１７により外部に排気される。気泡を除去された液滴は、アウターチャンバーミストトラップ１１６に接続されたアウターチャンバー排液回収ライン１１８により回収される。
【００５６】
インナーカップ７０が下降すると、図１５に示すように、スピンチャック７１及びこれに保持されたウェハＷがインナーカップ７０の上端よりも上方に突出した状態となる。この場合は、アウターチャンバー４３内の液滴は、インナーカップ７０の外側を下降し、アウターチャンバー排出管１１５によって排液されるようになる。一方、図１４に示すように、インナーカップ７０が上昇すると、インナーカップ７０がスピンチャック７１及びウェハＷを包囲して、ウェハＷ両面に供給した洗浄液等が周囲に飛び散ることを防止する状態となる。この場合は、インナーカップ７０上部がアウターチャンバー４３の内壁に近接し、インナーカップ７０内の液滴はインナーカップ排出管１１０によって排液されるようになる。
【００５７】
なお、洗浄処理システム１に備えられた基板処理ユニット１３も、基板処理ユニット１２と同様の構成を有し、ウェハＷ裏面の洗浄と、ウェハＷ表面の周辺部除去処理と周辺部の洗浄（Ｂａｃｋ−Ｂｅｖｅｌ洗浄処理）をすることができる。
【００５８】
また、洗浄処理システム１に備えられた基板洗浄ユニット１４、１５は、各種の洗浄液によりウェハＷ両面を洗浄し、乾燥処理をすることができるように構成されている。
【００５９】
さて、この洗浄処理システム１において、先ず図示しない搬送ロボットにより未だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣがイン・アウトポート４に載置される。そして、このイン・アウトポート４に載置されたキャリアＣから取出収納アーム１１によって一枚ずつウェハＷが取り出され、取出収納アーム３から主ウェハ搬送装置７にウェハＷが受け渡される。そして、搬送アーム３４によってウェハＷは基板処理ユニット１２又は１３に適宜搬入され、ウェハＷ裏面の洗浄と、ウェハＷ表面の周辺部除去処理と周辺部の洗浄が行われる。又、基板洗浄ユニット１４又は１５に適宜搬入され、ウェハＷに付着しているパーティクルなどの汚染物質が洗浄、除去される。こうして所定の洗浄処理が終了したウェハＷは、再び主ウェハ搬送装置７によって基板処理ユニット１２、１３又は基板洗浄ユニット１４、１５から適宜搬出され、取出収納アーム１１に受け渡されて、再びキャリアＣに収納される。
【００６０】
ここで、基板処理ユニット１２、１３について代表して基板処理ユニット１２での処理について説明する。図７に示すように、先ず基板処理ユニット１２のユニットチャンバー用メカシャッター４６が開き、また、アウターチャンバー４３のアウターチャンバー用メカシャッター４７が開く。そして、ウェハＷを保持した例えば搬送アーム３４を装置内に進入させる。インナーカップ７０は下降してチャック本体７３を上方に相対的に突出させる。アンダープレート７５は予め下降してチャック本体７３内の退避位置に位置している。トッププレート７２は予め上昇して退避位置に位置している。また、エッジアーム格納部用シャッター５０は閉じている。
【００６１】
主ウェハ搬送装置１８は、搬送アーム３４を降ろして保持部材７６にウェハＷを渡し、スピンチャック７１は、図示しない支持ピンによって、半導体デバイスが形成されるウェハＷ表面を上面にしてウェハＷを支持する。この場合、アンダープレート７５を退避位置に位置させ、スピンチャック７１により保持されるウェハＷの位置（高さ）から十分に離すので、搬送アーム３４は、余裕をもってウェハＷをスピンチャック７１に渡すことができる。ウェハＷをスピンチャック７１に受け渡した後、搬送アーム３４はアウターチャンバー４３及びユニットチャンバー用メカシャッター４６の内部から退出し、退出後、基板処理ユニット１２のユニットチャンバー用メカシャッター４６とアウターチャンバー４３のアウターチャンバー用メカシャッター４７が閉じられる。
【００６２】
インナーカップ７０が上昇し、チャック本体７３とウェハＷを囲んだ状態となる。アンダープレート７５は、チャック本体７３内の処理位置に上昇する。図１７に示すように、処理位置に移動したアンダープレート７５とスピンチャック７１により保持されたウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間には、例えば０．５〜３ｍｍ程度の隙間Ｌ１が形成される。
【００６３】
次いで、ウェハＷ裏面の洗浄処理が行われる。アンダープレート７５上では、下面供給路１００から洗浄薬液を例えば静かに染み出させて隙間Ｌ１に洗浄薬液を供給する。狭い隙間Ｌ１において、洗浄薬液をウェハＷ下面の全体に押し広げ、ウェハＷ下面全体に均一に接触する洗浄薬液の液膜を形成する。隙間Ｌ１全体に洗浄薬液の液膜を形成すると、洗浄薬液の供給を停止してウェハＷ下面を洗浄処理する。隙間Ｌ１に洗浄薬液を液盛りして液膜を形成すると表面張力により洗浄薬液の液膜の形状崩れを防ぐことができる。例えば洗浄薬液の液膜の形状が崩れてしまうと、ウェハＷ下面において洗浄薬液の液膜に非接触の部分が発生したり、又は液膜中に気泡が混合してしまい洗浄不良を起こしてしまうが、このようにアンダープレート７５とウェハＷ下面の間の狭い隙間Ｌ１で洗浄薬液を液盛りすることにより、洗浄薬液の液膜の形状を保って洗浄不良を防止することができる。
【００６４】
この場合、スピンチャック７１は、洗浄薬液の液膜の形状が崩れない程度の比較的低速の回転速度（例えば１０〜３０ｒｐｍ程度）でウェハＷを回転させる。ウェハＷの回転により洗浄薬液の液膜内に液流が発生し、この液流により、洗浄薬液の液膜内の淀みを防止するとともに洗浄効率が向上する。また、ウェハＷの回転を間欠的に行っても良い。例えば所定時間若しくは所定回転数、ウェハＷを回転させた後、スピンチャック７１の回転稼動を所定時間停止させてウェハＷを静止させ、その後に再びウェハＷを回転させる。このようにウェハＷの回転と回転停止を繰り返すと、洗浄薬液をウェハＷ下面全体に容易に拡散させることができる。もちろん、ウェハＷを全く回転させずに静止した状態に保って洗浄処理を施すことも可能である。また、液膜を形成した後では新しい洗浄薬液を供給する必要が無くなる。洗浄薬液の液膜の形状が崩れない限り、ウェハＷ下面全体を、既にアンダープレート７５とウェハＷ下面の間に供給された洗浄薬液により洗浄できるからである。一方、洗浄薬液の液膜の形状が崩れそうになった場合等には、新液を供給して洗浄薬液の液膜の形状を適宜修復する。このように洗浄薬液の消費量を節約する。なお、ウェハＷの回転により洗浄薬液の液膜の液滴をアンダープレート７５の周縁から滴り落とす一方で、下面供給路１００により洗浄薬液を継続的に供給することにより、洗浄薬液の液膜内を常に真新しい洗浄薬液に置換して好適な洗浄薬液処理を実施することも可能である。この場合も、新液をなるべく静かに供給して洗浄薬液の省液化を図ると良い。
【００６５】
一方、隙間Ｌ１に洗浄薬液を液盛りして液膜を形成する際に、洗浄薬液をウェハＷの裏面の周囲からウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）側へ回り込ませて、後述する周辺部除去が行われるウェハＷ表面の周辺部にまで洗浄薬液を供給する。そして、ウェハＷ裏面の洗浄処理と同時に、ウェハＷ表面の周辺部洗浄処理が行われる。
【００６６】
その後、スピンチャック７１が例えば２０００ｒｐｍにて５秒間回転する。即ち、ウェハＷに液盛りされた洗浄薬液が振り落とされて、インナーカップ排出管１１０へ排液される。スピンチャック７１が高速回転すると、チャック本体７３に設けられた３つの保持部材７６は、それぞれ図１０に示す状態となる。即ち、押えアーム８１の下部がチャック本体７３の内部に当接する。従って、高速回転時においては、ウェハＷが受ける把持力はばね８２によって発生するので、ウェハＷに過剰な保持力を与えないようになっている。
【００６７】
次に、アンダープレート７５とウェハＷ下面の間に、下面供給路１００から例えば１０秒間、Ｎ２ガスを供給し、ウェハＷ下部の洗浄薬液雰囲気を排出する。Ｎ２ガスの供給によって、ウェハＷの裏面から洗浄薬液の液滴を取り除くことができる。
【００６８】
次いで、トッププレート７２がウェハＷ上面に対して近接した位置まで移動する。エッジアーム格納部用シャッター５０が開き、エッジアーム６０がスピンチャック７１で保持されたウェハＷの周辺部上方に移動する。エッジアーム６０が所定の位置まで移動すると、エッジアーム６０に設けられたＮ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始し、次いで薬液供給ノズル６１が薬液の供給を開始する。そして、ウェハＷの表面に積層された金属膜１４１の隅を薬液によって除去する周辺部除去処理を行う。
【００６９】
周辺部除去処理中は、スピンチャック７１は例えば３００ｒｐｍ程度の回転数で回転する。この場合、先に説明したように、３つの保持部材７６はそれぞれ図９に示す状態となるので、ウェハＷに対する適度な保持力が発生して、スピンチャック７１はウェハＷを回転させることができる。
【００７０】
薬液供給ノズル６１の先端はウェハＷの外周に向かっているので、薬液はウェハＷの外側へスムーズに流れ出る。また、薬液供給ノズル６１が供給する薬液は、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、ウェハＷの外周方向へ押し流される。Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周方向に向かっているので、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、薬液をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）において、薬液が供給される領域６６と流れる領域６６’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、また、薬液供給ノズル６１による薬液の供給が開始される前にＮ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始するので、薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れる心配がない。一方、押し流された薬液、Ｎ２ガス及び処理中に発生する薬液雰囲気は、ウェハＷの周縁において吸引ノズル６５によって吸引、排出される。さらに、薬液供給ノズル６１とＮ２ガス供給ノズル６３が保持されている遮蔽板６４が、薬液がウェハＷの内側の面に飛散することを防止する。また、Ｎ２ガスによって押し流される薬液は、回収して適宜の処理を施すことにより容易に再利用が可能である。
【００７１】
周辺部除去処理中は、トッププレート７２は図１７に示す位置（処理位置）に下降して、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給する。上面供給路１０６が供給するＮ２ガスは、薬液供給ノズル６１が供給する薬液及び周辺部除去処理中に発生する薬液雰囲気が、ウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止する。こうして、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、Ｎ２ガスが供給される面と流れる面より外側に薬液が流れることを防止して、さらに上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、薬液がウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止するので、薬液がウェハＷの内側の面に流れ込むことを効果的に防止できる。また、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給すると、ウェハＷ表面のウォーターマーク発生を防止する効果がある。
【００７２】
また、周辺部除去処理中は、アウターチャンバー４３上部に備えられたＮ２ガス供給手段１０７より、トッププレート７２の上部にＮ２ガスを供給し、ダウンフローを形成する。トッププレート７２上面とアウターチャンバー４３の間の空間はＮ２ガスによって満たされるので、薬液の液膜から蒸発してトッププレート７２の周囲から上昇する薬液雰囲気が、トッププレート７２の上部の空間に回り込まない。従って、周辺部除去処理後、アウターチャンバー４３内の上部に薬液が残留することを防ぐことができる。
【００７３】
周辺部除去処理が終了すると、薬液供給ノズル６１は薬液の供給を停止する。Ｎ２ガス供給ノズル６３はＮ２ガスの供給を続け、次いで純水供給ノズル６２が純水の供給を開始する。そして、ウェハＷの周辺部に純水を供給して、周辺部リンス処理を行う。純水供給ノズル６２の先端はウェハＷの外周に向かっているので、純水はウェハＷの外側へスムーズに流れ出る。また、純水供給ノズル６２が供給する純水は、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、ウェハＷの外周方向へ押し流される。Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周方向に向かっているので、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、純水をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）において、純水が供給される領域６６と流れる領域６６’はいずれも領域６８’の範囲内にあり、また、純水供給ノズル６２による純水の供給が開始される前にＮ２ガス供給ノズル６３がＮ２ガスの供給を開始するので、純水供給ノズル６２から供給された純水がウェハＷの中心側に流れる心配がない。さらに、押し流された純水、Ｎ２ガス及び処理中に発生する水蒸気雰囲気は、ウェハＷの周縁において吸引ノズル６５によって吸引、排出される。また、純水供給ノズル６２とＮ２ガス供給ノズル６３が保持されている遮蔽板６４が、純水がウェハＷの内側の面に飛散することを防止する。一方、下面供給路１００からアンダープレート７５とウェハＷ下面の間に純水を供給して、裏面リンス処理を行う。こうして、ウェハＷの周辺部と裏面をリンス処理し、ウェハＷから薬液を洗い流す。
【００７４】
リンス処理中においても、トッププレート７２は処理位置に下降して、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給する。上面供給路１０６が供給するＮ２ガスは、純水供給ノズル６２が供給する純水及び周辺部リンス処理中に発生する水蒸気雰囲気が、ウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止する。こうして、Ｎ２ガス供給ノズル６３が供給するＮ２ガスによって、Ｎ２ガスが供給される面と流れる面より外側に純水が流れることを防止して、さらに上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、純水がウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止するので、純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを効果的に防止できる。また、また、上面供給路１０６からＮ２ガスを供給すると、ウェハＷ表面のウォーターマーク発生を防止する効果がある。
【００７５】
リンス処理が終了すると、純水供給ノズル６２と下面供給路１００による純水の供給を停止する。Ｎ２ガス供給ノズル６３はウェハＷの周辺部にＮ２ガスの供給を続け、周辺部乾燥処理を行う。Ｎ２ガス供給ノズル６３の先端はウェハＷの外周に向かっているので、Ｎ２ガスはウェハＷの外側に流れやすくなっている。また、吸引ノズル６５によって、Ｎ２ガスを吸引して排出する。一方、下面供給路１００からアンダープレート７５とウェハＷ下面の間にＮ２ガスを供給して、裏面乾燥処理を行う。こうして、ウェハＷの周辺部と裏面を乾燥処理する。周辺部乾燥処理と裏面乾燥処理が終了すると、Ｎ２ガス供給ノズル６３と下面供給路１００によるＮ２ガスの供給を停止し、トッププレート７２がウェハＷ上面から離れた位置に上昇する。次いで、ウェハＷを乾燥処理するときよりも高速（例えば１５００ｒｐｍ程度）に回転させてウェハＷをスピン乾燥させる。
【００７６】
乾燥処理後、エッジアーム６０はエッジアーム格納部４４内に移動し、エッジアーム格納部用シャッター５０が閉じる。次いで、基板処理ユニット１２内からウェハＷを搬出する。基板処理ユニット１２のユニットチャンバー用メカシャッター４６が開き、アウターチャンバー４３のアウターチャンバー用メカシャッター４７が開く。そして、ウェハ搬送装置１８が搬送アーム３４を装置内に進入させてウェハＷ下面を保持させる。次いで、搬送アーム３４がスピンチャック７１の支持ピンからウェハＷを離して受け取り、装置内から退出する。この場合、アンダープレート７５は退避位置に位置しているので、搬入するときと同様にアンダープレート７５とスピンチャック７１により保持されるウェハＷの位置との間には、十分な隙間が形成されることになり、搬送アーム３４は、余裕をもってスピンチャック７１からウェハＷを受け取ることができる。
【００７７】
かかる基板処理装置１２によれば、周辺部除去処理中、薬液をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。さらに、薬液、純水、薬液雰囲気、水蒸気雰囲気がウェハＷの中心側の面に流れ込むことを防止する。周辺部リンス処理中、純水をウェハＷの外側に効果的に押し流すことができる。さらに、純水が供給された面を乾燥させることができる。スピンチャック７１が高速回転しても、ウェハＷに過剰な保持力を与えない。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施の形態の一例を示したが、本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば図１８に示すように、ユニットチャンバー４２上部にＦＦＵ１２２を設け、下部に排気機構１２３を設けても良い。この場合、アウターチャンバー４３内の処理液雰囲気が漏出しても、ＦＦＵ１２２によって形成されたダウンフローと排気機構によってユニットチャンバー４２から排出される。従って処理後のウェハＷを搬出させるとき、処理液雰囲気によってウェハＷが汚染される心配が少なく、処理液雰囲気をユニットチャンバー４２外に漏出させる心配が少ない。
【００７９】
また、例えば図１９に示すように、トッププレート７２に凹欠部１２５を形成しても良い。この場合、処理中にエッジアーム６０が凹欠部に受容された状態で周辺部除去処理、周辺部リンス処理及び周辺部乾燥処理を行うようにすれば、薬液又は純水供給中の面以外の面をすべてトッププレート７２によって覆うことができる。従って、薬液又は純水が飛散しても、薬液又は純水供給中の面以外の面に、飛散した液滴が付着することを防止できる。
【００８０】
周辺部除去処理中は、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを供給せず、純水供給ノズル６２から不活性の処理流体として純水を供給しても良い。この場合、例えば図６に示す領域６７に供給された純水は、ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）に沿って外周方向に向かって扇状に流れ、領域６７’ の形状に流れる。ウェハＷの表面（金属膜１４１の表面）において、薬液が供給される領域６６と流れる領域６６’はいずれも領域６７’の範囲内にあり、また、薬液供給ノズル６１による薬液の供給が開始される前に純水供給ノズル６２が純水の供給を開始するので、薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れる心配がない。さらに、処理位置に下降したトッププレート７２の上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、薬液と純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを効果的に防止できる。なお、領域６７’ の形状に流れる純水によって薬液を確実に押し流すために、純水が供給される領域６７は、領域６６より広い面積を有することが好ましい。即ち、図６に示すように、ウェハＷの円周方向における領域６７’の幅が、領域６６’よりも確実に広くなるように供給する。また、周辺部リンス処理中において、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを供給せず、純水供給ノズル６２から処理流体として純水を供給しても良い。この場合も、処理位置に下降したトッププレート７２の上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを防止できる。また、周辺部除去処理中に、トッププレート７２の上面供給路１０６からＮ２ガスを供給せず、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを、又は純水供給ノズル６２から純水を供給しても良い。この場合、Ｎ２ガス供給ノズル６３から供給されるＮ２ガス、又は純水供給ノズル６２から供給される純水によって、薬液の流れを制御しながら押し流すことで、薬液がウェハＷの内側の面に流れ込むことを防止できる。また、周辺部リンス処理中に、トッププレート７２の上面供給路１０６からＮ２ガスを供給せず、Ｎ２ガス供給ノズル６３からＮ２ガスを供給して、純水供給ノズル６２から純水を供給しても良い。この場合も、Ｎ２ガス供給ノズル６３から供給されるＮ２ガスによって、純水の流れを制御しながら押し流すことで、純水がウェハＷの内側の面に流れむことを防止できる。
【００８１】
エッジアーム６０は、Ｎ２ガス供給ノズル６３を備えず、薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２を備えても良い。この場合でも、周辺部除去処理中に薬液供給ノズル６１から供給された薬液がウェハＷの中心側に流れむことを防止できる。周辺部リンス処理中にトッププレート７２の上面供給路１０６が供給するＮ２ガスによって、純水がウェハＷの内側の面に流れ込むことを防止できる。また、エッジアーム６０は、純水供給ノズル６２を備えず、薬液供給ノズル６１、Ｎ２ガス供給ノズル６３を備えても良い。
【００８２】
エッジアーム６０を、ウェハＷの半径方向に移動自在に構成しても良い。即ち、図６に示すようなそれぞれの処理流体の流れる領域の関係を維持しながら、エッジアーム６０を移動させても良い。この場合、例えば周辺部の処理面の幅を変化させることができる。また、薬液によるウェハＷの処理を、ウェハＷの外周からの距離に応じて段階的に行うことができる。従って、例えば図２０に示すように、金属膜１４１がウェハＷの外周側ほど薄くなるように除去することができる。このとき、Ｎ２ガス又は純水によってウェハＷの内側に薬液が流れ込むことを防止するので、エッジアーム６０を内側から外周に向かって移動させることが可能である。このように金属膜１４１の隅を段状にすると、さらにウェハＷから金属膜１４１が剥離しにくくなる。また、例えば図２０に示す膜１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃのように、デバイス構造上の膜が多層に積層されている場合は、ウェハＷの外周からの除去幅が下層の積層膜ほど狭くなるように除去して、金属膜１４１がウェハＷの外周側ほど薄くなるようにすることが望ましい。
【００８３】
本発明は洗浄液が供給される基板処理装置に限定されず、その他の種々の処理液などを用いて、周辺部除去及び洗浄以外の他の処理を基板に対して施すものであっても良い。また、基板は半導体ウェハに限らず、その他のＬＣＤ基板用ガラスやＣＤ基板、プリント基板、セラミック基板などであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】洗浄処理システムの平面図である。
【図２】洗浄処理システムの側面図である。
【図３】洗浄処理システムのウェハ受け渡しユニット、主ウェハ搬送装置、加熱ユニット、冷却ユニットの概略配置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニットの平面図である。
【図５】エッジアームの説明図である。
【図６】薬液供給ノズル６１、純水供給ノズル６２、Ｎ２ガス供給ノズル６３から供給される各処理流体が供給されるウェハＷ上の面と、供給された処理流体の流れる面の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる処理システムの断面図である。
【図８】静止時における保持部材の状態の説明図である。
【図９】中速回転時における保持部材の状態の説明図である。
【図１０】高速回転時における保持部材の状態の説明図である。
【図１１】アンダープレート及びアンダープレートシャフトの縦断面図である。
【図１２】アンダープレートの平面図である。
【図１３】アウターチャンバーの上部を拡大して示した縦断面図である。
【図１４】インナーカップ内の液滴をミストトラップに排出する工程の説明図である。
【図１５】アウターチャンバー内の液滴をミストトラップに排出する工程の説明図である。
【図１６】ウェハＷ裏面をパドル洗浄する工程の説明図である。
【図１７】ウェハＷ周辺部を周辺部除去処理する工程の説明図である。
【図１８】トッププレートの変形例を示す説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態にかかる基板処理ユニットにおいて、ＦＦＵと排気機構を設けた場合の説明図である。
【図２０】別の実施の形態における、ウェハＷ周辺部を周辺部除去処理する工程の説明図である。
【図２１】従来の基板処理装置において、ウェハＷ周辺部を周辺部除去処理する工程の説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
Ｃ キャリア
Ｗ ウェハ
１ 洗浄処理システム
２ 洗浄処理部
３ 搬入出部
４ イン・アウトポート
５ ウェハ搬送部
７ ウェハ搬送装置
１２、１３ 基板処理ユニット
１４、１５ 基板洗浄ユニット
１８ 主ウェハ搬送装置
３４、３５、３６ 搬送アーム
４２ ユニットチャンバー
４３ アウターチャンバー
４４ エッジアーム格納部
４９ 開口
５０ エッジアーム格納部用シャッター
６０ エッジアーム
６１ 薬液供給ノズル
６２ 純水供給ノズル
６３ Ｎ２ガス供給ノズル
６４ 遮蔽板
６５ 吸引ノズル
７０ インナーカップ
７１ スピンチャック
７２ トッププレート
７３ チャック本体
７４ 回転筒体
７５ アンダープレート
７６ 保持部材
８０ 把持アーム
８１ 押えアーム
８２ ばね
８３ 軸
８４ 重錘
１００ 下面供給路
１０６ 上面供給路
１０７ Ｎ２ガス供給手段
１２５ 凹欠部
１４０ 供給装置
１４１ 金属膜
１４２ 供給装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
基板の周辺部に薬液を供給する薬液供給ノズルと、
基板上面に近接した位置と基板上面から離れた位置との間で相対的に移動するトッププレートを備え、
前記薬液供給ノズルを移動自在に構成したことを特徴とする、基板処理装置。
【請求項２】
前記トッププレートには、不活性ガスを供給する上面供給路が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記薬液供給ノズルは、前記薬液供給ノズルから基板に供給された薬液の飛散を防止する遮蔽板に保持されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記薬液供給ノズルを、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給されることを特徴とする、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御されることを特徴とする、請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置され、前記純水供給ノズルよりも基板の内側に不活性ガス供給ノズルが配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給され、前記純水供給ノズルによって供給される純水は、前記不活性ガス供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる不活性ガスの領域内に供給されることを特徴とする、請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御され、前記不活性ガス供給ノズルは、前記純水供給ノズルよりも早いタイミングで不活性ガスを供給するように制御されることを特徴とする、請求項８または９に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
基板の周辺部に薬液を供給する薬液供給ノズルと、
基板上面に近接した位置と基板上面から離れた位置との間で相対的に移動するトッププレートを備え、
前記薬液供給ノズルを移動自在に構成したことを特徴とする、基板処理装置。
【請求項２】
前記トッププレートには、不活性ガスを供給する上面供給路が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記薬液供給ノズルは、前記薬液供給ノズルから基板に供給された薬液の飛散を防止する遮蔽板に保持されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記薬液供給ノズルを、基板の中心から離れる方向に傾斜させて指向させたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給されることを特徴とする、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御されることを特徴とする、請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記薬液供給ノズルよりも基板の内側に純水供給ノズルが配置され、前記純水供給ノズルよりも基板の内側に不活性ガス供給ノズルが配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記薬液供給ノズルによって供給される薬液は、前記純水供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる純水の領域内に供給され、前記純水供給ノズルによって供給される純水は、前記不活性ガス供給ノズルによって供給されて基板の表面を流れる不活性ガスの領域内に供給されることを特徴とする、請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記純水供給ノズルは、前記薬液供給ノズルよりも早いタイミングで純水を供給するように制御され、前記不活性ガス供給ノズルは、前記純水供給ノズルよりも早いタイミングで不活性ガスを供給するように制御されることを特徴とする、請求項８または９に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−１０３９５６（Ｐ２００７−１０３９５６Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３００３９１（Ｐ２００６−３００３９１）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【分割の表示】特願２００１−２３４８３６（Ｐ２００１−２３４８３６）の分割
【原出願日】平成１３年８月２日（２００１．８．２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【分割の表示】特願２００１−２３４８３６（Ｐ２００１−２３４８３６）の分割
【原出願日】平成１３年８月２日（２００１．８．２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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