JP2004119714A - Substrate treating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate treating device that is low in capital investment and high in productivity. <P>SOLUTION: This substrate treating device 1 is provided with first to fourth treating chambers 12a-12d for treating the surface of a wafer W by using a treating liquid and a carrying-in/out robot 13 which carries the wafer W in and out of the treating chambers 12a-12d. In the first and the fourth treating chambers 12a and 12d, one-surface chemical treatment units 20a and 20d which treat one surface of the wafer W by supplying a liquid chemical to the surface are provided. In the second and the third treating chambers 12b and 12c, both-surface chemical treatment units 20b and 20c which treat both surfaces of the wafer W by supplying a liquid chemical to the surface are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板などの基板を処理液を用いて処理する基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体プロセスは、高度化および微細化しており、また、新しいデバイス構造(たとえば、半導体基板の表面に大きな段差が設けられた構造)や新しい材料に対応することが必要になっている。これにともなって、洗浄液やエッチング液などの処理液を用いた処理は、ますます高性能かつ多種類のものが要求されるようになってきている。
【0003】
半導体プロセスにおいて必要となる処理液を用いた処理としては、たとえば、以下のようなものがある。
▲1▼半導体装置の製造工程において、ドライエッチング、アッシング、成膜などのドライ雰囲気で行われる処理にともなって発生し、強固に半導体基板に付着した異物(ゴミ)を、高い除去率で除去するための洗浄(たとえば、下記特許文献1参照)。
▲2▼半導体ウエハの周縁部(ベベル部)や裏面に付着した金属汚染、またはこれらの領域に付着した不必要な膜の除去のための洗浄またはエッチング(たとえば、下記特許文献2参照)。
▲3▼高精度で均一なエッチング(たとえば、下記特許文献3参照)。
▲4▼熱処理、成膜等の直前に行う精密で高い清浄度を得る洗浄(たとえば、下記特許文献4参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−6942号公報
【特許文献2】
特開2002−110626号公報(第1図)
【特許文献3】
特開2002−100598号公報
【特許文献4】
特開2000−133625号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の基板処理装置は、上記▲1▼〜▲4▼のいずれかの処理を行うために機能が特化されており、1台の装置でこれらの処理のうち2つ以上の処理を行うことができなかった。
このため、処理液を用いた複数種類の基板処理のために、機能の異なる複数の基板処理装置を用意しなければならず、設備投資の増大、および生産性の低下を招いていた。
【0006】
また、1つの処理チャンバで上述のような様々な種類の処理を行おうとすると、使用する処理液(薬液など)の種類が増えるなど理由で限界があり、また、それぞれの処理の品質を上げることができなかった。
そこで、この発明の目的は、設備投資を少なく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、生産性が高い基板処理装置を提供することである。
【0007】
この発明のさらに他の目的は、多機能かつ高品質な処理を実現できる基板処理装置を提供することである。
【0008】
【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、基板(W)の一方表面に処理液を供給して当該基板を枚葉処理する片面処理を施すための片面処理チャンバ(12a,12d)と、基板の両面に対して処理液を供給して当該基板を枚葉処理する両面処理を施すための両面処理チャンバ(12b,12c)と、上記片面処理チャンバおよび上記両面処理チャンバに対して、基板の搬入および搬出をする搬入/搬出ロボット(13)とを備えたことを特徴とする基板処理装置(1,75,100)である。
【0009】
この発明によれば、片面処理チャンバで基板の片面処理を行い、両面処理チャンバで基板の両面処理を行うことができる。すなわち、1台の基板処理装置で、処理液を用いた種類の異なる処理を行うことができる。したがって、片面処理のための基板処理装置と両面処理のための基板処理装置とを別々に用意する必要はないので、設備投資を低減できる。
また、片面処理チャンバで片面処理が施された基板を、搬入/搬出ロボットにより両面処理チャンバに移して両面処理を施したり、両面処理チャンバで両面処理が施された基板を、搬入/搬出ロボットにより片面処理チャンバに移して片面処理を施したりすることができる。このため、片面処理と両面処理とを、1台の基板処理装置内で連続して実施することができるから、生産性を高くすることができる。
【0010】
さらに、片面処理と両面処理とは、別々のチャンバ、すなわち、片面処理チャンバと両面処理チャンバとで、それぞれ行われる。すなわち、片面チャンバおよび両面処理チャンバは、それぞれ片面処理および両面処理という技術的に近似した処理用に特化されているので、各々のチャンバで行われる処理を高品質なものとすることができる。すなわち、この基板処理装置によれば、多機能かつ高品質な処理を実現できる。
【0011】
片面処理チャンバは、単一種類の片面処理を行うためのものであってもよく、複数種類の片面処理を行うためのものであってもよい。同様に、両面処理チャンバは、単一種類の両面処理を行うためのものであってもよく、複数種類の両面処理を行うためのものであってもよい。
片面処理チャンバは、1つのみ設けられていてもよく、複数個設けられていてもよい。片面処理チャンバが複数個設けられている場合は、それぞれの片面処理チャンバで行われる処理は、同じ種類のものであってもよく、互いに異なる種類のものであってもよい。同様に、両面処理チャンバも1つのみ設けられていてもよく、複数個設けられていてもよい。両面処理チャンバが複数個設けられている場合は、それぞれの両面処理チャンバで行われる処理は、同じ種類のものであってもよく、互いに異なる種類のものであってもよい。
【0012】
両面処理チャンバで行われる処理は、たとえば、基板の両面に洗浄液を供給して洗浄する洗浄処理であってもよく、基板の両面にエッチング液を供給して基板表面に形成された不要な膜の一部または全部を除去するエッチング処理であってもよい。両面処理チャンバを特定の処理を行うためのものに特化することにより、たとえば、高精度で均一なエッチングや、精密で高い清浄度を得る洗浄を実現できる。
【0013】
片面処理チャンバは、たとえば、請求項2記載のように、基板をほぼ水平に保持する基板保持部(30)と、この基板保持部に保持された基板をほぼ水平な面内で回転させる回転駆動機構(25)と、上記基板保持部に保持された基板の下面に向けて処理液を吐出する処理液ノズル(35)とを有する片面液処理ユニット(20a,20d)を備えたものであってもよい。
この場合、たとえば、基板保持部に保持され回転駆動機構により回転されている基板の下面ほぼ中央部に、処理液ノズルからエッチング液を吐出してベベルエッチング処理またはベベル洗浄処理を行うことができる。この場合、エッチング液は、遠心力により、基板の下面に沿って外方に向かって拡がるように流れ、基板の周縁部で一部基板の上面周縁部に回り込み、たとえば、基板の上面周縁部に形成された不要な膜や汚染物質がエッチングにより除去される。
【0014】
また、片面処理チャンバは、たとえば、請求項3記載のように、基板を保持する基板保持部(84)と、この基板保持部に保持された基板の一方表面に処理液を吐出する処理液ノズル(86,87)と、上記基板保持部に保持された基板の上記一方表面をスクラブすることが可能なブラシ(95)とを有するブラシスクラブユニット(76a,76d)を備えたものであってもよい。
この発明によれば、いわゆるブラシスクラブ洗浄を実施することができる。これにより、基板表面に強固に付着した異物を、処理液の化学的な作用およびブラシの物理的な作用により除去できる。
【0015】
請求項4記載の発明は、上記基板処理装置に基板を搬入および搬出するローディングステーション(19)と、このローディングステーションと上記搬入/搬出ロボットとの間で基板を搬送して受け渡しする搬送ロボット(5,6)とをさらに備えた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。
この発明によれば、ローディングステーションと片面処理チャンバおよび両面処理チャンバ近傍との間の基板の搬送と、片面処理チャンバおよび両面処理チャンバに対する基板の搬入/搬出とは、それぞれ、搬送ロボットと搬入/搬出ロボットとで分担されて実施される。したがって、基板の片面処理および/または両面処理に対して、基板の搬送および搬入/搬出が律速になることはないので、生産性を高くすることができる。
【0016】
搬入/搬出ロボットは、水平面内方向には移動しないものであってもよい。
【0017】
【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、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
この基板処理装置1は、処理対象の半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wを基板処理装置1に対して搬入および搬出するためのローディングステーション19と、ウエハWの表面を、処理液を用いて処理するための第1ないし第4処理チャンバ12a〜12dと、ローディングステーション19と第1ないし第4処理チャンバ12a〜12dとの間でウエハWを搬送するためのインデクサロボット6および補助搬送ロボット5を備えている。
【0018】
ローディングステーション19は、水平方向に沿って直線状に配列された複数(この実施形態では3つ)のカセットステージ16を備えており、各カセットステージ16の上には、複数枚のウエハWを収容することができるカセットCを1個ずつ載置することができる。カセットステージ16が並べられた方向に沿って、第1搬送路14が設けられており、インデクサロボット6はこの第1搬送路14に沿って移動可能に設けられている。
【0019】
一方、第1搬送路14に直交する水平方向に沿って直線状に延びるように第2搬送路15が設けられている。この第2搬送路15は、この実施形態では、第1搬送路14のほぼ中間位置から延びている。補助搬送ロボット5は、この第2搬送路15に沿って移動可能に設けられている。インデクサロボット6は、カセットステージ16に載置されたカセットCにアクセスしてウエハWの出し入れを行うことができるとともに、補助搬送ロボット5との間でウエハWの受け渡しが可能である。
【0020】
第2搬送路15の第1搬送路14側とは反対側には、水平方向には移動しない搬入/搬出ロボット(主搬送ロボット)13が配置されている。搬入/搬出ロボット13は、伸縮自在のアーム(たとえば、多関節アーム)によりウエハWの受け渡しを行うものであり、また、鉛直軸線まわりの回転および昇降が可能である。これにより、搬入/搬出ロボット13は、補助搬送ロボット5との間のウエハWの受け渡し、ならびに第1ないし第4処理チャンバ12a〜12dに対するウエハWの搬入および搬出が可能である。
【0021】
第1ないし第4処理チャンバ12a〜12dは、搬入/搬出ロボット13を取り囲むように配置されている。第2搬送路15は、第1処理チャンバ12aと第4処理チャンバ12dとの間を通るように設けられている。
第1ないし第4処理チャンバ12a〜12dは、いずれも長方形の1つの角部を切り欠いて得られる5角形の平面形状を有しており、この5角形の斜辺に対応する部分には、シャッタ10が備えられた隔壁17a〜17dが設けられている。隔壁17a〜17dは、搬入/搬出ロボット13が配置された方向に向けられている。隔壁17a〜17dのシャッタ10は、通常は閉じられており、搬入/搬出ロボット13により、第1ないし第4処理室12a〜12dに対してウエハWを搬入および搬出するときに開かれる。
【0022】
第1搬送路14と第1および第4処理チャンバ12a,12dとの間には、第1および第4流体バルブ室11a,11dがそれぞれ配置されている。また、第2および第3処理チャンバ12b,12cの第1および第4処理チャンバ12a,12d側とは反対側には、第2および第3流体バルブ室11b,11cが、それぞれ配置されている。第1ないし第4流体バルブ室11a〜11dには、それぞれ、第1ないし第4処理チャンバ12a〜12d等で用いられる処理液やガスの流れを制御するためのバルブが配置されている。
【0023】
第1および第4処理チャンバ12a,12d内には、ウエハWの片面に薬液を供給して処理する片面薬液処理ユニット20a,20dが備えられている。第2および第3処理チャンバ12b,12c内には、ウエハWの両面に薬液を供給して処理する両面処理ユニット20b,20cが備えられている。
図2は、片面薬液処理ユニット20a,20dの共通の構成を示す図解的な断面図である。片面薬液処理ユニット20a,20dは、ウエハWをほぼ水平に保持してウエハWのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転するスピンチャック30と、スピンチャック30に近接して対向可能な遮断部42とを備えている。
【0024】
スピンチャック30は、円板状でほぼ水平に配されたスピンベース22と、スピンベース22の中心下部に鉛直方向に沿って取り付けられた回転軸23とを含んでいる。スピンベース22の上面22aはほぼ水平な面となっており、上面22aの周縁部には複数のチャックピン24が周方向に間隔をあけて立設されている。チャックピン24は、ウエハWの下面周縁部を支持する支持部24aと、この支持部24aよりもスピンベース22の半径方向外方側において鉛直に立ち上がり、ウエハWの端面(周面)に当接し、他のチャックピン24と協働してウエハWを挟持する挟持部24bとを有している。
【0025】
回転軸23には、回転軸23をその軸のまわりに回転させる回転駆動機構25が結合されている。以上の構成により、回転駆動機構25により、スピンチャック30に保持されたウエハWを回転させることが可能である。
回転軸23は管状であり、回転軸23の内部には、処理液配管26が挿通されている。処理液配管26の内部は処理液供給路33となっている。処理液配管26の上端は、スピンベース22の上面22aからわずかに突出しており、処理液供給路33に連通した開口を有して処理液を吐出する下ノズル35となっている。下ノズル35の先端には、回転半径方向外方側へと張り出した鍔部が形成されている。
【0026】
処理液配管26には、エッチング液などの薬液が収容された薬液供給源および純水などの洗浄液が収容された洗浄液供給源から、薬液と洗浄液とを切り換えて導入可能である。これにより、下ノズル35からスピンチャック30に保持されたウエハWの下面中心部に向けて、薬液または洗浄液を吐出可能である。
回転軸23の内壁と処理液配管26との間の空間は、ガス供給路18となっている。下ノズル35の鍔部とスピンベース22との間には、ガス供給路18と連通した間隙が設けられており、この間隙はガス吐出口18aとなっている。ガス供給路18には、窒素ガスなどの不活性ガス供給源から不活性ガスを導入できるようになっている。これにより、ガス吐出口18aから不活性ガスを吐出して、スピンチャック30に保持されたウエハWとスピンベース22と間の空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【0027】
遮断部42は、スピンベース22とほぼ同じ径を有する円板状の遮断板27を備えている。遮断板27は、離間して対向配置された2枚の円板27a,27bを含んでいる。円板27bの周縁部からは、リング部27cが円板27bにほぼ垂直に突設されており、リング部27cにより円板27aと円板27bとの間がそれらの周縁部で塞がれている。
遮断板27の中心上部には、スピンチャック30の回転軸線と同軸のほぼ鉛直軸線に沿う回転軸28が取り付けられている。回転軸28は、管状の外回転管28aと、外回転管28aの内部に外回転管28aの内壁と間隔をあけて配された内回転管28bとを備えている。外回転管28aは円板27aの上面中心部に接合されており、内回転管28bは円板27bの上面中心部に接合されている。
【0028】
外回転管28aの内壁と内回転管28bとの間の空間は、第1ガス供給路37となっている。円板27aと円板27bとの間の空間は、第1ガス供給路37に連通した第2ガス供給路38となっている。円板27bには、円板27bの厚さ方向に貫通し、第2ガス供給路38に連通した第3ガス供給路39が形成されている。第3ガス供給路39は、円板27bの下面で開口したガス吐出口39aと連通している。
【0029】
内回転管28bの内部には、処理液配管31が挿通されている。処理液配管31の内部は、洗浄液を流すための洗浄液供給路32となっている。処理液配管31の下端は、洗浄液供給路32に連通した開口を有する上ノズル34となっている。洗浄液供給路32には、図示しない洗浄液供給源から、洗浄液を導入できるようになっている。
内回転管28bと洗浄液配管31との間の空間は、ガス供給路43となっており、ガス供給路43の下端はガス吐出口43aとなっている。第1ガス供給路37およびガス供給路43には、窒素などの不活性ガスが収容された不活性ガス供給源から、不活性ガスを導入できるようになっている。これにより、ガス吐出口39a,43aから不活性ガスを吐出して、遮断板27とスピンチャック30に保持されたウエハWとの間の空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。ガス吐出口39aから不活性ガスが吐出されることにより、ウエハW上面周縁部近傍も良好に不活性ガス雰囲気(低酸素分圧状態)にすることができる。
【0030】
回転軸28には、回転軸28をその軸のまわりに回転させる回転駆動機構29が結合されている。回転駆動機構29により、遮断板27を、たとえば、スピンベース22と同一方向に同じ回転数で同期回転させることが可能である。また、回転軸28には、回転軸28をその軸に沿う方向に昇降することができる昇降機構40が結合されている。昇降機構40により、遮断板27を、スピンチャック30に保持されたウエハWに対して近接した近接位置と、スピンチャック30の上方に退避した退避位置との間で移動させることができる。
【0031】
回転駆動機構25,29および昇降機構40の動作や、不活性ガス、薬液、および洗浄液の供給およびその停止は制御部41により制御されるようになっている。
図3は、両面処理ユニット20b,20cの共通の構成を示す図解的な断面図である。両面洗浄ユニット20b,20cは、ウエハWをほぼ水平に保持してウエハWのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転するスピンチャック45と、スピンチャック45に近接して対向可能な遮断部46とを備えている。
【0032】
スピンチャック45は、円板状でほぼ水平に配されたスピンベース47と、スピンベース47の中心下部に鉛直方向に沿って取り付けられた回転軸48とを含んでいる。スピンベース47の上面47aはほぼ水平な面となっており、上面47aの周縁部には複数のチャックピン49が周方向に間隔をあけて立設されている。チャックピン49の高さ方向のほぼ中間部において、スピンベース47の中心側の側面は、スピンベース47の中心側に向かって下がるように傾斜した傾斜部49aが形成されている。複数のチャックピン49は、互いに協働してこの傾斜面49aの上端部近傍でウエハWの周面を挟持できるようになっている。
【0033】
回転軸48には、回転軸48をその軸のまわりに回転させる回転駆動機構50が結合されている。以上の構成により、回転駆動機構50により、スピンチャック45に保持されたウエハWを回転させることが可能である。
回転軸48は管状であり、回転軸48の内部には、処理液配管51が挿通されている。処理液配管51の内部は処理液供給路52となっている。処理液配管51の上端は、スピンベース47の上面47aとほぼ同一平面上にあり、処理液供給路52に連通した開口を有して処理液を吐出する下ノズル53となっている。
【0034】
処理液供給路52には、下方から、薬液供給源に収容されたエッチング液などの薬液と、洗浄液供給源に収容された純水などの洗浄液とを切り換えて導入可能である。これにより、下ノズル53からスピンチャック45に保持されたウエハWの下面中心部に向けて、薬液または洗浄液を吐出可能である。
回転軸48の内壁面と処理液配管51との間の空間は、ガス供給路71となっており、ガス供給路71の上端はガス吐出口71aとなっている。ガス供給路71には、回転軸48の下方から窒素ガスなどの不活性ガスを導入できるようになっている。これにより、ガス吐出口71aから不活性ガスを吐出し、スピンチャック45に保持されたウエハWとスピンベース47との間の空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【0035】
遮断部46は、スピンベース47とほぼ同じ径を有する円板状の遮断板54を備えている。遮断板54の中心上部には、ほぼ鉛直軸線に沿う回転軸55が取り付けられている。回転軸55には、回転軸55にほぼ垂直な方向に張り出した2つのフランジ58,59が、上下方向に離間して設けられている。
回転軸55は、支持アーム57の内部から下方に突出するように配されている。支持アーム57には、回転軸55とほぼ相補的な形状の軸穴56が形成されており、回転軸55は軸穴56の内壁面との間にわずかな間隙ができるように、軸穴56中に緩く嵌め込まれている。
【0036】
支持アーム57内には、軸穴56に連通した気体流路60a〜60dが形成されており、気体流路60a〜60dには、加圧された窒素ガスまたは空気などの気体軸受け用ガスを送り込むことができるようになっている。気体軸受け用ガスが、回転軸55と軸穴56の内壁面との間の間隙に送り込まれることにより、回転軸55が、支持アーム57に非接触で支持される。これにより、回転軸55の軸受け部分の摩耗により塵埃が発生するということがなく、塵埃によるウエハWの汚染を防止できる。
【0037】
また、回転軸55にフランジ58,59が設けられていることにより、気体軸受け用ガスの導入を停止しても、回転軸55が支持アーム57から抜け落ちることはない。
フランジ58とフランジ59との間において、回転軸55の周面には、複数個の永久磁石61が、回転軸55の軸まわりに所定の角度ごとに極性が反転するようにリング状に固定されている。また、支持アーム57内には、これらの永久磁石61に対向するように、複数個のコイル62が固定されている。永久磁石61とコイル62とによりモータ63が構成されており、モータ63の回転駆動力で回転軸に固定された遮断板54を、たとえば、スピンベース47と同一方向に同じ回転数で同期回転させることが可能である。
【0038】
回転軸55は管状であり、回転軸55の内部には、不活性ガス配管64が挿通されている。不活性ガス配管64の下端は、遮断板54の下面よりわずかに高い位置にあり、開口して上ノズル65となっている。不活性ガス配管64には、窒素ガスなどの不活性ガスを導入可能である。これにより、上ノズル64から不活性ガスを吐出して、遮断板54とスピンチャック45に保持されたウエハWとの間の空間を不活性ガス雰囲気にすることが可能である。
【0039】
支持アーム57には、昇降機構68が結合されている。昇降機構68により、遮断板54を、スピンチャック45に保持されたウエハWに対して近接した近接位置と、スピンチャック45の上方に退避した退避位置との間で移動させることができる。
スピンチャック45に保持されたウエハWと遮断板54との間には、処理液配管66を配置することができるようになっている。処理液配管66は、遮断部46の側方に配置されほぼ鉛直方向に沿う鉛直部66aと、鉛直部66aの下端からほぼ水平方向に沿って延びる水平部66bと、水平部66bの鉛直部66a側とは反対側の端部から鉛直方向下方に短く延びる吐出部66cとを含んでいる。吐出部66cの下端は開口して、処理液ノズル67となっている。
【0040】
処理液配管66内には、エッチング液などの薬液と、純水などの洗浄液とを切り換えて導入可能であり、処理液ノズル67から薬液または洗浄液を吐出可能である。
水平部66bの長さは、スピンベース47や遮断板54の半径より大きい。鉛直部66aには、鉛直部66aをその軸のまわりに回動させることができる回動駆動機構69が結合されていて、吐出部66cを鉛直部66aの軸を中心とした円周上に沿って移動させることができるようになっている。このとき、吐出部66cは、スピンチャック45に保持されたウエハWの回転軸上にのるようになっている。これにより、処理液ノズル67を、スピンチャック45に保持されたウエハWの中心部に対向された処理位置と、スピンチャック45に対向しない退避位置との間で移動可能である。
【0041】
回転駆動機構50、モータ63、回動駆動機構69、および昇降機構68の動作や、不活性ガス、気体軸受け用ガス、薬液、および洗浄液の供給およびその停止は、制御部70により制御される。
次に、一方表面に金属酸化物の膜が形成されたウエハWをベベルエッチングおよび両面洗浄する場合を例として、図1の基板処理装置1を用いたウエハWの処理方法について説明する。片面薬液処理ユニット20a,20dにおいて、薬液供給源には、対象とされる金属酸化物を選択的に除去するのに適したエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には純水が収容されているものとする。両面処理ユニット20b,20cにおいて、薬液供給源には、ライトエッチング用のエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には、純水が収容されているものとする。
【0042】
先ず、別途用意された成膜装置により、一方表面に金属酸化物の膜が形成されたウエハWが収容されたカセットCが、カセットステージ16の上に載置される。
次に、インデクサロボット6により、カセットCから1枚のウエハWが取り出され、補助搬送ロボット5に渡される。補助搬送ロボット5はこのウエハWを搬入/搬出ロボット13に渡し、搬入/搬出ロボット13はこのウエハWを第1処理チャンバ12aに搬入する。同様にして、カセットCからウエハWが1枚取り出されて、第4処理チャンバ12dに搬入される。
【0043】
図2を参照して、ウエハWは、遮断板27が退避位置にある状態で、第1および第4処理チャンバ12a,12d内にそれぞれ搬入され、金属酸化物の膜が形成された面を上にして、チャックピン24によりスピンチャック30上にほぼ水平に保持される。続いて、制御部41の制御により、昇降機構40が制御されて、遮断板27が近接位置にされ、ガス吐出口18a,39a,43aから不活性ガスが吐出されて、スピンベース22と遮断板27との間の空間が、不活性ガス雰囲気にされる。そして、制御部41により回転駆動機構25,29が制御されて、スピンチャック30に保持されたウエハWおよび遮断板27が回転される。
【0044】
次に、制御部41の制御により、下ノズル35からエッチング液が吐出される。エッチング液は、ウエハW下面中心部に当たり、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハW下面に沿って外方へ拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液はウエハW表面に対する濡れ性を有しているため、ウエハW周縁部において、エッチング液の一部はウエハWの上面へと回り込む。これにより、ウエハW上面周縁部の金属酸化物の膜がエッチング(ベベルエッチング)されて除去される。
【0045】
一定時間、ウエハWのベベルエッチング処理が継続された後、制御部41の制御により、下ノズル35から吐出される処理液がエッチング液から純水に切り換えられる。下ノズル35から吐出された純水は、ウエハW下面に沿ってウエハW中心部から外側に拡がるように流れる。ウエハW周縁部に達した純水は、ウエハW表面に対する濡れ性により、ウエハW上面周縁部に回り込む。これにより、ウエハW表面に残っていたエッチング液が洗い流される。
【0046】
下ノズル35から純水を吐出してウエハWを洗浄する際、上ノズル34から洗浄液を同時に吐出することとしてもよい。
一定時間、純水によるウエハWの洗浄が継続された後、制御部41の制御により、ウエハWへの純水の供給が停止される。続いて、制御部41により回転駆動機構25,29が制御されて、スピンチャック30および遮断板27が所定時間高速回転される。これにより、ウエハWは振り切り乾燥される。
【0047】
その後、制御部41により回転駆動機構25,29が制御されて、スピンチャック30および遮断板27の回転が停止され、ガス吐出口18a,39a,43aからの不活性ガスの吐出が停止される。そして、制御部41により昇降機構40が制御されて、遮断板27が退避位置にされる。
この状態で、搬入/搬出ロボット13により、ウエハWが、第1処理チャンバ12aから搬出され、第2処理チャンバ12bまたは第3処理チャンバ12cに搬入される。同様に、搬入/搬出ロボット13により、ウエハWが、第4処理チャンバ12dから搬出され、第3処理チャンバ12cまたは第2処理チャンバ12bに搬入される。
【0048】
次に、第2および第3処理チャンバ12b,12cにおいて、ウエハWの両面洗浄が行われる。
図3を参照して、ウエハWの第2および第3処理チャンバ12b,12c内への搬入は、遮断板54および処理液ノズル67が退避位置にある状態で行われる。ウエハWは、チャックピン49によりスピンチャック45にほぼ水平に保持される。続いて、制御部70の制御により、昇降機構68が制御されて遮断板54が近接位置にされ、回動駆動機構69が制御されて、処理液ノズル67が処理位置にされる。また、制御部70の制御により、ガス吐出口71aおよび上ノズル65から不活性ガスが吐出されて、スピンベース47と遮断板54との間の空間が不活性ガス雰囲気にされる。
【0049】
続いて、制御部70の制御により、気体流路60a〜60dに気体軸受け用ガスが導入されて、回転軸55が支持アーム57に非接触で保持されるようにされる。この状態で、制御部70により回転駆動機構50およびモータ63が制御されて、スピンチャック45に保持されたウエハWおよび遮断板54が回転される。
次に、制御部70の制御により、下ノズル53および処理液ノズル67からエッチング液が吐出される。エッチング液は、ウエハW下面および上面の中心部に当たり、ウエハWの回転に伴う遠心力によって、ウエハWの下面および上面に沿って外方へ拡がっていき、ウエハW周縁部で側方へと振り切られる。これにより、ウエハWの下面および上面はライトエッチングされ、精密かつ高い清浄度に両面洗浄される。
【0050】
一定時間、ウエハWのライトエッチング処理が継続された後、制御部70の制御により、下ノズル53および処理液ノズル67から吐出される処理液が、エッチング液から純水に切り換えられる。下ノズル53および処理液ノズル67から吐出された純水は、ウエハW下面および上面に沿ってウエハW中心部から外側に拡がるように流れる。これにより、ウエハW表面に残っていたエッチング液は洗い流される。
【0051】
一定時間、純水によるウエハWの洗浄が継続された後、ウエハWへの純水の供給が停止される。続いて、制御部70により回転駆動機構50が制御されて、スピンチャック45が所定時間高速回転される。これにより、ウエハWは振り切り乾燥される。続いて、制御部70により回転駆動機構50およびモータ63が制御されて、スピンチャック45および遮断板54の回転が停止され、さらに、ガス吐出口71aおよび上ノズル65からの不活性ガスの吐出が停止される。
【0052】
その後、制御部70により、昇降機構68および回動駆動機構69が制御されて、遮断板54および処理液ノズル67が退避位置にされる。この状態で、搬入/搬出ロボット13により、ウエハWが、第2処理チャンバ12bから搬出され、補助搬送ロボット5に受け渡される(図1参照)。ウエハWは、さらに、補助搬送ロボット5からインデクサロボット6に受け渡されて、インデクサロボット6によりカセットCに収容される。同様にして、ウエハWは、搬入/搬出ロボット13により、第3処理チャンバ12cから搬出され、補助搬送ロボット5およびインデクサロボット6を介してカセットCに収容される。
【0053】
以上で、ウエハWのベベルエッチングおよび両面洗浄が終了する。以上の処理を経たウエハWは、さらに、別途用意された成膜装置、熱処理装置などのドライ雰囲気で処理を行うための装置に搬入されて、成膜処理や熱処理が施される。両面洗浄の工程により、精密かつ高い清浄度に洗浄されたウエハWは、このような成膜処理や熱処理に適した表面状態を有している。
以上のように、この基板処理装置1によれば、従来は別々の装置により実施されていたウエハWのベベルエッチング処理と精密かつ高い清浄度の両面洗浄とを1台の装置で連続して行うことができる。これにより、装置のための設備投資を低減し、かつ、生産性を高くすることができる。
【0054】
また、ローディングステーション19と第1ないし第4処理チャンバ12a〜12d近傍との間のウエハWの搬送と、第1ないし第4処理チャンバ12a〜12dに対するウエハWの搬入/搬出とは、それぞれ、インデクサロボット6および補助搬送ロボット5と搬入/搬出ロボット13とで分担されて実施される。したがって、第1ないし第4処理室12a〜12dにおけるウエハWの処理に対して、ウエハWの搬送および搬入/搬出が律速になることはないので、このような効果によっても生産性を高くすることができる。
【0055】
さらに、ウエハWのベベルエッチング処理と両面洗浄とは、専用に設けられた別々の処理チャンバで行われるので、それぞれ、高品質な処理を実現できる。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。図1の基板処理装置1の構成要素に対応する構成要素には、図4に図1の場合と同一符号を付して説明を省略する。
この基板処理装置75は、第1ないし第4の処理チャンバ12a〜12dを備えている。第2および第3処理チャンバ12b,12c内には、第1の実施形態の基板処理装置1と同様に、両面処理ユニット20b,20cが配置されているが、第1および第4処理チャンバ12a,12dには、ウエハWの一方表面をブラシでスクラブして(擦って)洗浄する片面ブラシスクラブユニット76a,76dが配置されている。
【0056】
図5は、片面ブラシスクラブユニット76a,76dの共通の構成を示す図解的な断面図である。片面ブラシスクラブユニット76a,76bは、ウエハWを保持して回転させる基板回転保持機構77と、ウエハW表面に処理液を供給する処理液供給部78と、ウエハWの表面を洗浄する洗浄機構79とを備えている。基板回転保持機構77は、ほぼ鉛直方向に沿う円筒状の周壁を有するカップ80と、ウエハWをほぼ水平に吸引保持する真空吸着式のスピンチャック81とを含んでいる。スピンチャック81は、モータ82の回転軸83の上端に、ウエハWを真空吸着保持するスピンベース84が一体に取り付けられてなる。回転軸83は、カップ80の底を貫通するように配設されている。モータ82を駆動することにより、スピンベース84をほぼ鉛直軸線に沿う回転軸P1のまわりに回転することができる。これにより、ウエハWが回転軸P1のまわりに回転されるようになっている。
【0057】
スピンチャック81の代わりに、片面薬液処理ユニット20a,20dのスピンチャック30や両面処理ユニット20b,20cのスピンチャック45と同様のスピンチャックが備えられていてもよい。この場合、チャックピンにより、ウエハWの下面をスピンベース84にほとんど接触させることなく、ウエハWを保持できる。
カップ80の底の周縁部には、洗浄液を排出するための排出口80aが設けられている。カップ80には、カップ80を昇降する昇降駆動機構85が結合されている。カップ80を昇降させることにより、スピンベース84が、カップ80の上端より高くなるようにしたり、カップ80内に配された状態にすることができる。
【0058】
処理液供給部78は、ウエハWの上面に向けて純水を吐出する純水ノズル86と、薬液などを調合した洗浄液を吐出する洗浄液ノズル87とを含んでいる。純水ノズル86および洗浄液ノズル87は、カップ80の周縁部上端に設けられている。純水ノズル86には、純水配管88が接続されており、純水配管88内には純水供給源から純水を導入できるようになっている。これにより、純水ノズル86から純水を吐出できる。
【0059】
洗浄液ノズル87には、洗浄液配管89を介して液調合ユニット90が接続されている。液調合ユニット90は、複数種類の薬液を調合したり、薬液の原液を純水で希釈したりして、洗浄液を調製できる。薬液調合ユニット90から、洗浄液配管89内に洗浄液を導入して、洗浄液ノズル87から洗浄液を吐出することが可能である。
純水ノズル86および洗浄液ノズル87は、スピンベース84に保持されたウエハWの回転中心近傍を指向している。このため、ウエハWがスピンベース84に保持されて回転しているときに、純水ノズル86または洗浄液ノズル87から純水または洗浄液が吐出されると、これらの純水または洗浄液は、遠心力によってウエハWの表面に沿って拡がり、ウエハW表面全体にむらなく供給される。
【0060】
洗浄機構79は、カップ80の側方に配されたほぼ鉛直軸線に沿う回動軸91と、回動軸91の上端からほぼ水平方向に延びるブラシ支持アーム92と、ブラシ支持アーム92の回動軸91側とは反対側の端部からほぼ鉛直軸線に沿って下方に延びるブラシ支持軸93とを備えている。
回動軸91には、回動駆動機構94が結合されており、ブラシ支持アーム92を、回動軸91の軸P2のまわりに回動可能となっている。ブラシ支持軸93の下端には、円柱状の基部の一端に樹脂などからなる多数の線材が垂設されてなるブラシ95が、線材側を下方に向けられて、ブラシ支持軸93に着脱自在に取り付けられている。ブラシ支持軸93の内部には、ブラシ回転機構97が設けられており、ブラシ95をその基部の中心軸にほぼ沿った回転軸P3のまわりに回転させることができるようになっている。
【0061】
回動軸91は、昇降機構96によって昇降可能に構成されているとともに、回動駆動機構94によって回動軸91軸P2のまわりに回動可能に構成されている。これにより、ブラシ95を、スピンベース84に保持されたウエハWの上面に接触させたり、スピンベース84の上方に退避させたりすることができるとともに、ブラシ95をスピンベース84に保持されたウエハWに対向する対向位置に配したり、この対向位置から側方に退避した退避位置に配したりすることができる。
【0062】
カップ80の側方には、複数種類のブラシ95が収容されブラシ95を洗浄することができる待機ポット(図示せず)が配されていて、ブラシ95は退避位置でこの待機ポットに対向するようになっている。
モータ82、昇降機構85,96、回動駆動機構94、およびブラシ回転機構97の動作や、洗浄液および純水の供給およびその停止は、制御部98により制御される。
【0063】
次に、一方表面に不要になった酸化膜やポリシリコン膜が形成されているウエハWについて、これらの酸化膜またはポリシリコン膜を完全に除去した後、このウエハWの上記一方表面または他方表面をブラシスクラブ洗浄する場合を例として、図4の基板処理装置4を用いたウエハWの第1の処理方法について説明する。
両面処理ユニット20b,20cにおいて、薬液供給源には、酸化膜またはポリシリコン膜を選択的に除去するのに適したエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には純水が収容されているものとする。
【0064】
先ず、別途用意された成膜装置により、一方表面に酸化膜やポリシリコン膜が形成されたウエハW、または、これらの膜が形成された後、さらに、別途用意された熱処理装置により熱処理が施されたウエハWがカセットCに収容され、このカセットCが、カセットステージ16の上に載置される。
次に、インデクサロボット6により、カセットCからウエハWが1枚取り出され、補助搬送ロボット5に渡される。補助搬送ロボット5は、このウエハWを搬入/搬出ロボット13に渡し、搬入/搬出ロボット13はこのウエハWを第2処理チャンバ12bに搬入する。同様にして、カセットCからウエハWが1枚取り出されて、第3処理チャンバ12cに搬入される。
【0065】
第2および第3処理チャンバ12b,12cでは、図1の基板処理装置1を用いたウエハWの処理方法における両面洗浄と同様の手順による処理が行われる。エッチング液により、ウエハWの表面に形成された酸化膜またはポリシリコン膜は、完全に除去される。しかし、この状態のウエハWは、エッチングに伴って発生した異物(ゴミ)が強固に付着した状態となっている。
そこで、次に、このような異物を除去するために、第1および第4処理チャンバ12a,12dにおいて、ウエハWのブラシスクラブ洗浄が行われる。ウエハWは、搬入/搬出ロボット13により、第2処理チャンバ12bから搬出されて第1処理チャンバ12aに搬入され、同様に、第3処理チャンバ12cから搬出されて第4処理チャンバ12dに搬入される。
【0066】
図5を参照して、ウエハWの第1および第4処理チャンバ12a,12dへの搬入は、ブラシ95が退避位置にあり、スピンベース84がカップ80の上端より高い位置にある状態で行われる。ウエハWは、スピンベース84により回転軸P1がほぼウエハWの中心を通るような状態で保持される。ウエハWは、ブラシスクラブする面が上に向けられた状態で保持される。その後、制御部98により昇降機構85が制御されて、カップ80が上昇され、スピンベース84がカップ80内に収容された状態にされる。
【0067】
続いて、制御部98によりモータ82が制御されて、スピンベース84に保持されたウエハWが、回転軸P1のまわりに回転されるとともに、洗浄液ノズル87から洗浄液がウエハW上に吐出される。洗浄液は、ウエハW上面の中心部に当たり、ウエハWの上面に沿って外側へと拡がり、ウエハWの周縁部から側方へと振り切られて、カップ80に回収され、さらに、排出口80aから排出されて廃棄される。
【0068】
次に、制御部98により回動駆動機構94が制御されて、ブラシ95が対向位置にされる。ブラシ95は、ウエハWの中心部に対向するようにされる。さらに、制御部98により昇降機構96が制御されて、回動軸91が下降され、ブラシ95の下端(線材の先端)がスピンベース84に保持されたウエハWの表面に接触するようにされる。
この状態で、制御部98によりブラシ回転機構97が制御されて、ブラシ95が回転軸P3のまわりに回転されるとともに、回動駆動機構94が制御されて、ブラシ支持アーム92が回動軸91の軸P2のまわりに回動される。これにより、ブラシ95が自転しながら、回転するウエハWの中心部から外周部に向かって円弧状に走査される。その結果、ブラシ95がウエハ上面の全面に擦りつけられて、ウエハWの上面が洗浄される。洗浄液の化学的な作用とブラシ95の物理的な作用とにより、ウエハW表面に強固に付着した異物は、ウエハW表面から離され、洗浄液とともに洗い流される。
【0069】
制御部98により、ブラシ支持アーム92の回動は、ブラシ95がウエハW周縁部まで移動すると停止されるように制御される。
その後、制御部98により、ブラシ回転機構97が制御されてブラシ95の回転軸P3まわりの回転が停止される。そして、制御部98により昇降機構96が制御されて、ブラシ95の下端(線材の先端)がカップ80の上端より高くなるようにされ、さらに、回動駆動機構94が制御されて、ブラシ支持アーム92が回動軸の軸P2のまわりに回動されてブラシ95が退避位置にされる。そして、ブラシ95がブラシ支持軸93から外されて待機ポットに収容され、別のブラシ95がブラシ支持軸93に取り付けられる。
【0070】
また、制御部98の制御により、洗浄液ノズル87からの洗浄液の吐出が停止され、純水ノズル86から純水が吐出される。純水も、洗浄液と同様に、ウエハW上面の中心部に当たり、ウエハWの上面に沿って外側へと拡がり、ウエハWの周縁部から側方へと振り切られて、カップ80に回収され、さらに、排出口80aから排出されて廃棄される。
次に、制御部98により回動駆動機構94が制御されて、ブラシ95が対向位置にされる。ブラシ95は、ウエハWの中心部に対向するようにされる。さらに、制御部98により昇降機構96が制御されて、回動軸91が下降され、ブラシ95の下端(線材の先端)がスピンベース84に保持されたウエハWの表面に接触するようにされる。
【0071】
この状態で、制御部98によりブラシ回転機構97が制御されて、ブラシ95が回転軸P3のまわりに回転されるとともに、回動駆動機構94が制御されて、ブラシ支持アーム92が回動軸の軸P2のまわりに回動される。これにより、ブラシ95が自転しながら、回転するウエハWの表面の中心部から外周部に向かって円弧状に走査される。その結果、ブラシ95がウエハW上面の前面に擦りつけられ、ウエハWの上面が洗浄される。これにより、ウエハW表面に残っていた洗浄液や異物は、純水とともに洗い流される。
【0072】
ブラシ支持アーム92の回動は、ブラシ95がウエハW周縁部まで移動すると停止されるように制御される。
その後、制御部98によりブラシ回転機構97が制御されて、ブラシ95の回転軸P3まわりの回転が停止され、昇降機構96および回動駆動機構94が制御されて、ブラシ95が退避位置にされる。また、制御部98の制御により、純水ノズル86からの純水の吐出が停止され、モータ82が制御されてスピンベース84に保持されたウエハWの回転が停止される。そして、制御部98により昇降機構85が制御されて、スピンベース84がカップ80の上端より高くなるようにカップ80が下降される。
【0073】
この状態で、搬入/搬出ロボット13により、第1処理チャンバ12aからウエハWが搬出され、補助搬送ロボット5に受け渡される(図4参照)。ウエハWは、さらに、補助搬送ロボット5からインデクサロボット6に受け渡されて、インデクサロボット6によりカセットCに収容される。同様にして、ウエハWは、搬入/搬出ロボット13により、第4処理チャンバ12dから搬出され、補助搬送ロボット5およびインデクサロボット6を介してカセットCに収容される。
【0074】
以上で、ウエハW表面に形成された不要な酸化膜またはポリシリコン膜の完全除去、および片面ブラシスクラブ洗浄が終了する。以上の処理を経たウエハWは、さらに、他の処理装置へ搬入されて所定の処理が施される。
以上のように、この基板処理装置75によれば、従来は別々の装置により実施されていたウエハW表面形成された不要な膜の完全除去と片面ブラシスクラブ洗浄とを、1台の装置で連続して行うことができる。これにより、装置のための設備投資を低減し、かつ、生産性を高くすることができる。
【0075】
また、ウエハW表面形成された不要な膜の完全除去と片面ブラシスクラブ洗浄とは、専用に設けられた別々の処理チャンバで行われるので、それぞれ、高品質な処理を実現できる。
次に、ドライエッチングや、化学蒸着法またはスパッタ法による成膜が施されたウエハWについて、これらの処理に伴う異物を除去した後、ウエハWに形成された酸化膜をエッチングし洗浄する場合を例として、図4の基板処理装置4を用いたウエハWの第2の処理方法について説明する。
【0076】
両面処理ユニット20b,20cにおいて、薬液供給源には、対象とされる酸化膜を選択的に溶解するのに適したエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には、純水が収容されているものとする。
先ず、別途用意されたドライエッチング装置や化学蒸着法またはスパッタ法による成膜装置により、ドライエッチングまたは成膜が施されたウエハWがカセットCに収容され、このカセットCが、カセットステージ16の上に載置される。これらのウエハWは、ドライエッチングや化学蒸着法またはスパッタ法による成膜に伴って発生した異物が、表面に強固に付着した状態となっている。
【0077】
次に、インデクサロボット6により、カセットCからウエハWが1枚取り出され、補助搬送ロボット5に受け渡しされる。補助搬送ロボット5は、このウエハWを第1処理チャンバ12aに搬入する。同様にして、カセットCからウエハWが1枚取り出されて、第4処理チャンバ12dに搬入される。ウエハWは、ブラシスクラブ洗浄する面が上に向けられて、スピンベース84に保持される。
第1および第4処理チャンバ12a,12dにおいて、上述の基板処理装置75を用いた第1の処理方法の場合と同様のブラシスクラブ洗浄が行われる。これにより、ウエハWの裏面に強固に付着した異物が除去される。
【0078】
次に、ウエハWに付着した金属汚染物を除去するために、第2および第3処理チャンバ12b,12cにおいて、ウエハWの両面洗浄が行われる。ウエハWは、搬入/搬出ロボット13により、第1処理チャンバ12aから搬出されて、第2処理チャンバ12bまたは第3処理チャンバ12cに搬入され、第4処理チャンバ12dから搬出されて、第3処理チャンバ12cまたは第2処理チャンバ12bに搬入される。
【0079】
第2および第3処理チャンバ12b,12cにおいては、上述の基板処理装置75を用いた第1の処理方法の場合と同様の両面処理が行われる。この際、ウエハWの下面および上面に、薬液供給源からエッチング液が供給されて、ウエハW表面の酸化膜が精密かつ均一にエッチングされた後、ウエハWの下面および上面に純水が供給されて、ウエハW表面のエッチング液が除去される。
その後、ウエハWは、搬入/搬出ロボット13により、第2処理チャンバ12bから搬出され、補助搬送ロボット5およびインデクサロボット6を介して、カセットCに収容される(図4参照)。同様にして、ウエハWは、搬入/搬出ロボット13により、第3処理チャンバ12cから搬出され、補助搬送ロボット5およびインデクサロボット6を介して、カセットCに収容される。
【0080】
以上のように、この基板処理装置75によれば、上述の基板処理装置75を用いた第1の処理方法の場合と異なり、先にウエハWに片面処理(ブラシスクラブ洗浄)を施した後、両面処理(酸化膜の除去)を施すことも可能である。
また、従来は別々の装置により実施されていたウエハWのブラシスクラブ洗浄と酸化膜の除去とを1台の装置で連続して行うことができる。これにより、装置のための設備投資を低減し、かつ、生産性を高くすることができる。
【0081】
また、ウエハWの片面ブラシスクラブ洗浄と酸化膜の除去は、専用に設けられた別々の処理チャンバで行われるので、それぞれ、高品質な処理を実現できる。図6は、本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。図1の基板処理装置1および図4の基板処理装置75の構成要素に対応する構成要素には、図4に図1および図4の場合と同一符号を付して説明を省略する。この基板処理装置100は、第1処理チャンバ12a内に、片面薬液処理ユニット20aが配されおり、第2および第3処理チャンバ12b,12c内に、両面処理ユニット20b,20cが配されており、第4処理チャンバ12d内に、片面ブラシスクラブユニット76dが配されている。
【0082】
このように、第1および第2の実施形態の基板処理装置1,75の場合とは異なり、片面処理を行うための第1および第4処理チャンバ12a,12dには、それぞれ異なる種類の片面処理を行うためのユニットが配されている。
この基板処理装置100によれば、第2および第3処理チャンバ12b,12cにおいて、ウエハWの両面処理(ライトエッチング、酸化膜等の除去など)を行うことができ、第1処理チャンバ12aにおいて、ベベルエッチング等のウエハWの片面薬液処理を行うことができ、第4処理チャンバ12dにおいて、ウエハWの片面ブラシスクラブ洗浄を行うことができる。したがって、第1および第2の実施形態の基板処理装置1,75を用いたウエハWの処理方法と同様の処理方法を実施できる。
【0083】
同じ種類の片面処理(ベベルエッチングやブラシスクラブ洗浄など)は、同時に1枚しか行うことができないが、片面処理が律速にならない場合(両面処理と比べて短時間で実施できる場合)は、生産性を大きく下げることなく、片面処理および両面処理を連続して実施できる。
さらに、この基板処理装置100によれば、異なる種類の片面処理、すなわち、片面薬液処理と片面ブラシスクラブ洗浄とを連続して実施できる。以下、このような処理を行う方法について説明する。片面薬液処理ユニット20dにおいて、薬液供給源には、メタル汚染物を選択的に除去するのに適したエッチング液が収容されているものとる。
【0084】
先ず、別途用意されたドライエッチング装置や化学蒸着法またはスパッタ法による成膜装置により、ドライエッチングまたは成膜が施されたウエハWがカセットCに収容され、このカセットCが、カセットステージ16の上に載置される。これらのウエハWは、ドライエッチングや化学蒸着法またはスパッタ法による成膜に伴って発生した異物が、表面に強固に付着した状態となっている。
次に、インデクサロボット6により、カセットCからウエハWが1枚取り出され、補助搬送ロボット5に渡される。補助搬送ロボット5はこのウエハWを搬入/搬出ロボット13に渡し、搬入/搬出ロボット13はこのウエハWを第4処理チャンバ12dに搬入する。第4処理チャンバ12dにおいて、上述の基板処理装置75を用いた第1および第2の処理方法の場合と同様のブラシスクラブ洗浄が行われる。これにより、ウエハWの表面に強固に付着した異物が除去される。
【0085】
続いて、搬入/搬出ロボット13により、ウエハWは、第4処理チャンバ12dから搬出され第1処理チャンバ12aに搬入される。第1処理チャンバ12aにおいて、スピンチャック30により保持および回転されているウエハWの下面(たとえば、ドライエッチングまたは成膜が施された側とは反対側の面)にエッチング液が供給されて、メタル汚染物が除去される(図2参照)。
本発明の実施形態の説明は以上の通りであるが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、他の形態でも実施できる。たとえば、物理的な洗浄を伴う片面処理のためのユニットとしては、片面ブラシスクラブユニット76a,76d以外に、ウエハW表面に薬液の液滴を噴射して処理する二流体ノズルスプレーや、ウエハWを洗浄液で洗浄する際に超音波振動を併用するメガソニック洗浄を行うためのものであってもよい。
【0086】
片面薬液処理ユニット20a,20dや両面処理ユニット20b,20cにおいて、複数種類の薬液を切り換えて(または同時に)、ウエハWに向けて吐出できるように構成されていてもよい。
第1ないし第3の実施形態の基板処理装置1,75,100では、いずれも、片面処理を行うための処理チャンバ(第1および第4処理チャンバ12a,12d)と両面処理を行うための処理チャンバ(第2および第3処理チャンバ12b,12c)とは、2つずつ設けられている。しかし、本発明は、このような場合に限定されるものではなく、片面処理を行うための処理チャンバの数、および両面処理を行うための処理チャンバの数を任意に設定することができ、これらの処理チャンバの配置を任意に設計することができる。
【0087】
基板処理装置1,75,100は、いずれも、片面処理と両面処理とを連続して実施するように使用する必要はなく、片面処理のみまたは両面処理のみを施すように使用してもよい。たとえば、カセットCから取り出されたウエハWは、第2または第3処理チャンバ12b,12cにおいて両面処理が施された後、第1または第4処理チャンバ12a,12dに搬入されることなく、カセットCに戻されてもよい。また、カセットCから取り出されたウエハWは、第1または第4処理チャンバ12a,12dにおいて片面処理が施された後、第2または第3処理チャンバ12b,12cに搬入されることなく、カセットCに戻されてもよい。
【0088】
また、補助搬送ロボット5に代えて、載置台(受け渡し台)を含む受け渡し部が備えられていてもよい。すなわち、ウエハWは、インデクサロボット6(搬入/搬出ロボット13)により、受け渡し部の載置台に載置され、搬入/搬出ロボット13(インデクサロボット6)により載置台上のウエハWが受け取られるようにしてもよい。さらに、補助搬送ロボット5を廃して、インデクサロボット6と搬入/搬出ロボット13との間で、直接ウエハWが受け渡しされるようにしてもよい。
【0089】
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】本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【図2】片面薬液処理ユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図3】両面処理ユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【図5】片面ブラシスクラブユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【符号の説明】
1,75,100  基板処理装置
5  補助搬送ロボット
6  インデクサロボット
13  搬入/搬出ロボット
12a〜12d  第1〜第4処理チャンバ
19  ローディングステーション
20a,20d  片面薬液処理ユニット
25  回転駆動機構
30,45,81  スピンチャック
35  下ノズル
41,70,98  制御部
76a,76d  片面ブラシスクラブユニット
84  スピンベース
86  純水ノズル
87  洗浄液ノズル
95  ブラシ
C  カセット
W  ウエハ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a semiconductor substrate using a processing liquid.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the semiconductor process has been advanced and miniaturized, and it is necessary to cope with a new device structure (for example, a structure in which a large step is provided on the surface of a semiconductor substrate) and a new material. Along with this, processing using a processing liquid such as a cleaning liquid or an etching liquid has been increasingly required to have higher performance and more types.
[0003]
Examples of processing using a processing solution required in a semiconductor process include the following.
{Circle around (1)} In a semiconductor device manufacturing process, a foreign substance (dust) which is generated in a dry atmosphere such as dry etching, ashing, and film formation and which is firmly attached to a semiconductor substrate is removed at a high removal rate. (For example, refer to Patent Document 1 below).
{Circle around (2)} Cleaning or etching for removing metal contamination adhering to the peripheral portion (bevel portion) or the back surface of the semiconductor wafer or unnecessary film adhering to these regions (for example, see Patent Document 2 below).
{Circle around (3)} High-precision and uniform etching (for example, see Patent Document 3 below).
{Circle around (4)} Immediately before heat treatment, film formation, etc., cleaning to obtain precise and high cleanliness (for example, see Patent Document 4 below).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-6942
[Patent Document 2]
JP-A-2002-110626 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2002-100588 A
[Patent Document 4]
JP 2000-133625 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional substrate processing apparatus has a specialized function for performing any one of the above (1) to (4), and two or more of these processes can be performed by one apparatus. Could not do.
For this reason, a plurality of substrate processing apparatuses having different functions must be prepared for processing a plurality of types of substrates using the processing liquid, which has led to an increase in capital investment and a decrease in productivity.
[0006]
In addition, there is a limit to performing various types of processing as described above in one processing chamber because the types of processing liquids (chemical solutions, etc.) to be used are increased, and the quality of each processing is increased. Could not.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can reduce capital investment.
Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus having high productivity.
[0007]
Still another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of realizing multifunctional and high-quality processing.
[0008]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
According to the first aspect of the present invention, there is provided a single-side processing chamber (12a, 12d) for supplying a processing liquid to one surface of a substrate (W) and performing single-side processing for processing the substrate one by one. ), A double-side processing chamber (12b, 12c) for supplying a processing liquid to both sides of the substrate and performing a double-side processing for processing the substrate one by one, and a single-side processing chamber and the double-side processing chamber. And a loading / unloading robot (13) for loading and unloading a substrate.
[0009]
According to the present invention, one-side processing of a substrate can be performed in a one-side processing chamber, and both-side processing of a substrate can be performed in a two-side processing chamber. That is, different types of processing using the processing liquid can be performed by one substrate processing apparatus. Therefore, it is not necessary to separately prepare a substrate processing apparatus for single-sided processing and a substrate processing apparatus for double-sided processing, so that equipment investment can be reduced.
Further, the substrate subjected to the single-side processing in the single-side processing chamber is transferred to a double-side processing chamber by a loading / unloading robot to perform double-side processing, or the substrate subjected to the double-side processing in the double-side processing chamber is loaded by a loading / unloading robot. It can be transferred to a single-side processing chamber and subjected to single-side processing. For this reason, the single-sided processing and the double-sided processing can be continuously performed in one substrate processing apparatus, so that the productivity can be increased.
[0010]
Further, the single-sided processing and the double-sided processing are performed in separate chambers, that is, in a single-sided processing chamber and a double-sided processing chamber. That is, since the single-sided chamber and the double-sided processing chamber are specialized for the technically similar processings of the single-sided processing and the double-sided processing, respectively, the processing performed in each chamber can be of high quality. That is, according to this substrate processing apparatus, multifunctional and high-quality processing can be realized.
[0011]
The single-sided processing chamber may be for performing a single type of single-sided processing, or may be for performing a plurality of types of single-sided processing. Similarly, the double-sided processing chamber may be for performing a single type of double-sided processing, or may be for performing multiple types of double-sided processing.
Only one single-side processing chamber may be provided, or a plurality of single-side processing chambers may be provided. When a plurality of single-sided processing chambers are provided, the processing performed in each of the single-sided processing chambers may be of the same type or different types. Similarly, only one double-side processing chamber may be provided, or a plurality of double-side processing chambers may be provided. When a plurality of double-sided processing chambers are provided, the processing performed in each double-sided processing chamber may be of the same type or different types.
[0012]
The processing performed in the double-sided processing chamber may be, for example, a cleaning processing in which a cleaning liquid is supplied to both surfaces of the substrate to perform cleaning, and an etching liquid is supplied to both surfaces of the substrate to remove unnecessary films formed on the substrate surface. An etching process for removing part or all may be used. By specializing the double-sided processing chamber for performing a specific processing, for example, it is possible to realize high-precision and uniform etching, and cleaning with high precision and high cleanliness.
[0013]
The single-sided processing chamber includes, for example, a substrate holder (30) for holding a substrate substantially horizontally, and a rotary drive for rotating the substrate held by the substrate holder in a substantially horizontal plane. A single-sided liquid processing unit (20a, 20d) having a mechanism (25) and a processing liquid nozzle (35) for discharging a processing liquid toward a lower surface of the substrate held by the substrate holding unit; Is also good.
In this case, for example, a bevel etching process or a bevel cleaning process can be performed by discharging an etching solution from a processing solution nozzle to a substantially central portion of a lower surface of the substrate held by the substrate holding unit and rotated by the rotation driving mechanism. In this case, due to centrifugal force, the etchant flows so as to spread outward along the lower surface of the substrate, and partially wraps around the upper edge of the substrate at the peripheral edge of the substrate. Unnecessary films and contaminants formed are removed by etching.
[0014]
The single-sided processing chamber may include, for example, a substrate holding part (84) for holding a substrate and a processing liquid nozzle for discharging a processing liquid onto one surface of the substrate held by the substrate holding part. (86, 87) and a brush scrub unit (76a, 76d) having a brush (95) capable of scrubbing the one surface of the substrate held by the substrate holding portion. Good.
According to the present invention, so-called brush scrub cleaning can be performed. This makes it possible to remove foreign matters firmly attached to the substrate surface by the chemical action of the treatment liquid and the physical action of the brush.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a loading station (19) for loading and unloading a substrate to and from the substrate processing apparatus, and a transfer robot (5) for transferring and transferring the substrate between the loading station and the loading / unloading robot. The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
According to the present invention, the transfer of the substrate between the loading station and the vicinity of the single-side processing chamber and the vicinity of the double-side processing chamber, and the loading / unloading of the substrate to / from the single-side processing chamber and the double-side processing chamber are performed by the transfer robot and the loading / unloading, respectively. The task is shared with the robot. Therefore, the transfer and the loading / unloading of the substrate are not limited by the single-sided processing and / or the double-sided processing of the substrate, so that the productivity can be increased.
[0016]
The loading / unloading robot may not move in the horizontal plane direction.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an illustrative plan view of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The substrate processing apparatus 1 includes a loading station 19 for loading and unloading a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a “wafer”) W to be processed into and out of the substrate processing apparatus 1 and a processing solution for cleaning the wafer W. , And an indexer robot 6 for transferring a wafer W between the loading station 19 and the first to fourth processing chambers 12a to 12d, and an auxiliary transfer. A robot 5 is provided.
[0018]
The loading station 19 includes a plurality of (three in this embodiment) cassette stages 16 arranged linearly in a horizontal direction, and a plurality of wafers W are stored on each cassette stage 16. Can be placed one by one. A first transport path 14 is provided along the direction in which the cassette stages 16 are arranged, and the indexer robot 6 is provided movably along the first transport path 14.
[0019]
On the other hand, the second transport path 15 is provided so as to extend linearly along a horizontal direction orthogonal to the first transport path 14. The second transport path 15 extends from a substantially intermediate position of the first transport path 14 in this embodiment. The auxiliary transport robot 5 is provided movably along the second transport path 15. The indexer robot 6 can access the cassette C mounted on the cassette stage 16 to load and unload the wafer W, and can transfer the wafer W to and from the auxiliary transfer robot 5.
[0020]
On the opposite side of the second transport path 15 from the first transport path 14 side, a loading / unloading robot (main transport robot) 13 that does not move in the horizontal direction is arranged. The loading / unloading robot 13 transfers the wafer W by a telescopic arm (for example, an articulated arm), and can rotate and move up and down around a vertical axis. Thus, the loading / unloading robot 13 can transfer the wafer W to and from the auxiliary transfer robot 5, and can load and unload the wafer W to and from the first to fourth processing chambers 12a to 12d.
[0021]
The first to fourth processing chambers 12a to 12d are arranged so as to surround the loading / unloading robot 13. The second transfer path 15 is provided so as to pass between the first processing chamber 12a and the fourth processing chamber 12d.
Each of the first to fourth processing chambers 12a to 12d has a pentagonal planar shape obtained by cutting one corner of a rectangle, and a shutter corresponding to the hypotenuse of the pentagon is provided with a shutter. Partitions 17a to 17d provided with 10 are provided. The partition walls 17a to 17d are oriented in a direction in which the loading / unloading robot 13 is arranged. The shutters 10 of the partition walls 17a to 17d are normally closed, and are opened by the loading / unloading robot 13 when loading and unloading the wafer W from the first to fourth processing chambers 12a to 12d.
[0022]
First and fourth fluid valve chambers 11a and 11d are disposed between the first transport path 14 and the first and fourth processing chambers 12a and 12d, respectively. In addition, second and third fluid valve chambers 11b and 11c are disposed on the opposite sides of the second and third processing chambers 12b and 12c from the first and fourth processing chambers 12a and 12d, respectively. In the first to fourth fluid valve chambers 11a to 11d, valves for controlling the flow of the processing liquid or gas used in the first to fourth processing chambers 12a to 12d are arranged.
[0023]
In the first and fourth processing chambers 12a and 12d, single-side chemical processing units 20a and 20d for supplying a chemical to one surface of the wafer W and performing processing are provided. Inside the second and third processing chambers 12b and 12c, double-side processing units 20b and 20c are provided for supplying a chemical solution to both surfaces of the wafer W for processing.
FIG. 2 is an illustrative sectional view showing a common configuration of the single-sided chemical treatment units 20a and 20d. The single-sided chemical processing units 20a and 20d include a spin chuck 30 that holds the wafer W substantially horizontally and rotates around a vertical axis passing substantially through the center of the wafer W, and a blocking unit 42 that can approach and be opposed to the spin chuck 30. It has.
[0024]
The spin chuck 30 includes a disk-shaped spin base 22 disposed substantially horizontally, and a rotating shaft 23 mounted vertically below the center of the spin base 22. The upper surface 22a of the spin base 22 is a substantially horizontal surface, and a plurality of chuck pins 24 are erected on the periphery of the upper surface 22a at intervals in the circumferential direction. The chuck pins 24 are vertically raised on the radially outward side of the spin base 22 with respect to the supporting portion 24 a that supports the lower peripheral edge of the wafer W, and contact the end surface (peripheral surface) of the wafer W. And a holding portion 24b for holding the wafer W in cooperation with the other chuck pins 24.
[0025]
The rotation drive mechanism 25 that rotates the rotation shaft 23 around the rotation shaft 23 is coupled to the rotation shaft 23. With the above configuration, the wafer W held by the spin chuck 30 can be rotated by the rotation drive mechanism 25.
The rotating shaft 23 has a tubular shape, and a processing liquid pipe 26 is inserted into the rotating shaft 23. The inside of the processing liquid pipe 26 is a processing liquid supply path 33. The upper end of the processing liquid pipe 26 slightly projects from the upper surface 22 a of the spin base 22, and has a lower nozzle 35 having an opening communicating with the processing liquid supply path 33 and discharging the processing liquid. At the tip of the lower nozzle 35, a flange is formed which protrudes outward in the rotational radial direction.
[0026]
A chemical solution and a cleaning solution can be introduced into the processing solution pipe 26 by switching between a chemical solution and a cleaning solution from a chemical solution supply source containing a chemical solution such as an etching solution and a cleaning solution supply source containing a cleaning solution such as pure water. Thus, a chemical solution or a cleaning liquid can be discharged from the lower nozzle 35 toward the center of the lower surface of the wafer W held by the spin chuck 30.
The space between the inner wall of the rotating shaft 23 and the processing liquid pipe 26 is a gas supply path 18. A gap communicating with the gas supply path 18 is provided between the flange of the lower nozzle 35 and the spin base 22, and this gap serves as a gas discharge port 18a. An inert gas can be introduced into the gas supply path 18 from an inert gas supply source such as nitrogen gas. Thus, the inert gas can be discharged from the gas discharge ports 18a to make the space between the wafer W held by the spin chuck 30 and the spin base 22 an inert gas atmosphere.
[0027]
The blocking portion 42 includes a disk-shaped blocking plate 27 having a diameter substantially equal to that of the spin base 22. The blocking plate 27 includes two discs 27a and 27b that are spaced apart and opposed to each other. From the periphery of the disk 27b, a ring portion 27c projects substantially perpendicularly to the disk 27b, and the space between the disk 27a and the disk 27b is closed by the ring 27c. I have.
At the upper center of the blocking plate 27, a rotation shaft 28 is attached along a substantially vertical axis coaxial with the rotation axis of the spin chuck 30. The rotating shaft 28 includes a tubular outer rotating tube 28a, and an inner rotating tube 28b disposed inside the outer rotating tube 28a at an interval from the inner wall of the outer rotating tube 28a. The outer rotating tube 28a is joined to the center of the upper surface of the disk 27a, and the inner rotating tube 28b is joined to the center of the upper surface of the disk 27b.
[0028]
The space between the inner wall of the outer rotary tube 28a and the inner rotary tube 28b is a first gas supply path 37. The space between the disk 27a and the disk 27b is a second gas supply path 38 communicating with the first gas supply path 37. A third gas supply path 39 penetrating through the disk 27b in the thickness direction of the disk 27b and communicating with the second gas supply path 38 is formed. The third gas supply path 39 communicates with a gas discharge port 39a opened on the lower surface of the disk 27b.
[0029]
A processing liquid pipe 31 is inserted into the inside of the inner rotating pipe 28b. The inside of the processing liquid pipe 31 is a cleaning liquid supply path 32 for flowing the cleaning liquid. The lower end of the processing liquid pipe 31 is an upper nozzle 34 having an opening communicating with the cleaning liquid supply path 32. The cleaning liquid can be introduced into the cleaning liquid supply path 32 from a cleaning liquid supply source (not shown).
The space between the inner rotating pipe 28b and the cleaning liquid pipe 31 is a gas supply path 43, and the lower end of the gas supply path 43 is a gas discharge port 43a. An inert gas can be introduced into the first gas supply path 37 and the gas supply path 43 from an inert gas supply source containing an inert gas such as nitrogen. Thus, the inert gas can be discharged from the gas discharge ports 39a and 43a to make the space between the blocking plate 27 and the wafer W held by the spin chuck 30 an inert gas atmosphere. By discharging the inert gas from the gas discharge port 39a, the vicinity of the peripheral portion of the upper surface of the wafer W can be satisfactorily set to the inert gas atmosphere (low oxygen partial pressure state).
[0030]
A rotation drive mechanism 29 for rotating the rotation shaft 28 around the rotation shaft 28 is connected to the rotation shaft 28. The rotation drive mechanism 29 allows the blocking plate 27 to be synchronously rotated, for example, in the same direction as the spin base 22 at the same rotation speed. In addition, an elevating mechanism 40 that can move the rotating shaft 28 up and down in a direction along the rotating shaft 28 is coupled to the rotating shaft 28. By the lifting mechanism 40, the blocking plate 27 can be moved between a close position close to the wafer W held by the spin chuck 30 and a retracted position retracted above the spin chuck 30.
[0031]
The operations of the rotation drive mechanisms 25 and 29 and the elevating mechanism 40 and the supply and stop of the inert gas, the chemical solution, and the cleaning solution are controlled by the control unit 41.
FIG. 3 is an illustrative sectional view showing a common configuration of the duplex processing units 20b and 20c. The double-sided cleaning units 20b and 20c include a spin chuck 45 that holds the wafer W substantially horizontally and rotates around a vertical axis passing substantially through the center of the wafer W, and a blocking unit 46 that can approach and be opposed to the spin chuck 45. Have.
[0032]
The spin chuck 45 includes a disk-shaped spin base 47 disposed substantially horizontally, and a rotating shaft 48 attached to a lower portion of the center of the spin base 47 along the vertical direction. The upper surface 47a of the spin base 47 is a substantially horizontal surface, and a plurality of chuck pins 49 are erected on the periphery of the upper surface 47a at intervals in the circumferential direction. At a substantially middle portion of the chuck pin 49 in the height direction, a slanted portion 49a is formed on the side surface on the center side of the spin base 47 so as to be lowered toward the center side of the spin base 47. The plurality of chuck pins 49 cooperate with each other to hold the peripheral surface of the wafer W near the upper end of the inclined surface 49a.
[0033]
A rotation drive mechanism 50 for rotating the rotation shaft 48 around the rotation shaft 48 is coupled to the rotation shaft 48. With the above configuration, the wafer W held by the spin chuck 45 can be rotated by the rotation drive mechanism 50.
The rotating shaft 48 has a tubular shape, and a processing liquid pipe 51 is inserted into the rotating shaft 48. The inside of the processing liquid pipe 51 is a processing liquid supply path 52. The upper end of the processing liquid pipe 51 is substantially flush with the upper surface 47 a of the spin base 47, and has a lower nozzle 53 having an opening communicating with the processing liquid supply path 52 and discharging the processing liquid.
[0034]
A chemical solution such as an etching liquid stored in a chemical liquid supply source and a cleaning liquid such as pure water stored in a cleaning liquid supply source can be selectively introduced into the processing liquid supply path 52 from below. Thereby, a chemical solution or a cleaning liquid can be discharged from the lower nozzle 53 toward the center of the lower surface of the wafer W held by the spin chuck 45.
The space between the inner wall surface of the rotating shaft 48 and the processing liquid pipe 51 is a gas supply path 71, and the upper end of the gas supply path 71 is a gas discharge port 71a. An inert gas such as a nitrogen gas can be introduced into the gas supply passage 71 from below the rotating shaft 48. Thus, an inert gas can be discharged from the gas discharge port 71a, and the space between the wafer W held by the spin chuck 45 and the spin base 47 can be made an inert gas atmosphere.
[0035]
The blocking portion 46 includes a disk-shaped blocking plate 54 having substantially the same diameter as the spin base 47. A rotary shaft 55 substantially along a vertical axis is attached to the upper center of the blocking plate 54. The rotating shaft 55 is provided with two flanges 58 and 59 projecting in a direction substantially perpendicular to the rotating shaft 55 and separated from each other in the vertical direction.
The rotation shaft 55 is disposed so as to protrude downward from the inside of the support arm 57. A shaft hole 56 having a shape substantially complementary to the rotation shaft 55 is formed in the support arm 57. The rotation shaft 55 is formed so that a slight gap is formed between the rotation shaft 55 and the inner wall surface of the shaft hole 56. Loosely fitted inside.
[0036]
Gas channels 60a to 60d communicating with the shaft holes 56 are formed in the support arm 57, and pressurized gas for gas bearing such as nitrogen gas or air is sent into the gas channels 60a to 60d. You can do it. When the gas for gas bearing is fed into the gap between the rotating shaft 55 and the inner wall surface of the shaft hole 56, the rotating shaft 55 is supported by the support arm 57 in a non-contact manner. Accordingly, dust is not generated due to wear of the bearing portion of the rotating shaft 55, and contamination of the wafer W due to dust can be prevented.
[0037]
Further, since the rotation shaft 55 is provided with the flanges 58 and 59, the rotation shaft 55 does not fall off the support arm 57 even when the introduction of the gas bearing gas is stopped.
Between the flange 58 and the flange 59, a plurality of permanent magnets 61 are fixed on the peripheral surface of the rotating shaft 55 in a ring shape so that the polarity is reversed at predetermined angles around the rotating shaft 55. ing. A plurality of coils 62 are fixed in the support arm 57 so as to face these permanent magnets 61. A motor 63 is constituted by the permanent magnet 61 and the coil 62, and the blocking plate 54 fixed to the rotating shaft is synchronously rotated at the same rotation speed in the same direction as the spin base 47 by the rotation driving force of the motor 63, for example. It is possible.
[0038]
The rotating shaft 55 is tubular, and an inert gas pipe 64 is inserted inside the rotating shaft 55. The lower end of the inert gas pipe 64 is located at a position slightly higher than the lower surface of the blocking plate 54 and opens to form an upper nozzle 65. An inert gas such as a nitrogen gas can be introduced into the inert gas pipe 64. This makes it possible to discharge the inert gas from the upper nozzle 64 to make the space between the blocking plate 54 and the wafer W held by the spin chuck 45 an inert gas atmosphere.
[0039]
An elevating mechanism 68 is connected to the support arm 57. By the lifting mechanism 68, the blocking plate 54 can be moved between a close position close to the wafer W held by the spin chuck 45 and a retracted position retracted above the spin chuck 45.
A processing liquid pipe 66 can be arranged between the wafer W held by the spin chuck 45 and the blocking plate 54. The processing liquid pipe 66 is disposed on the side of the cut-off portion 46 and extends substantially vertically along a vertical direction, a horizontal portion 66b extending substantially horizontally from a lower end of the vertical portion 66a, and a vertical portion 66a of the horizontal portion 66b. And a discharge portion 66c that extends vertically downward from the end opposite to the side. The lower end of the discharge section 66c is opened to form a processing liquid nozzle 67.
[0040]
Into the processing liquid piping 66, a chemical liquid such as an etching liquid and a cleaning liquid such as pure water can be switched and introduced, and the chemical liquid or the cleaning liquid can be discharged from the processing liquid nozzle 67.
The length of the horizontal portion 66b is larger than the radius of the spin base 47 or the blocking plate 54. A rotation drive mechanism 69 that can rotate the vertical portion 66a around its axis is connected to the vertical portion 66a, and the discharge portion 66c is moved along a circumference around the axis of the vertical portion 66a. Can be moved. At this time, the discharge unit 66c is mounted on the rotation axis of the wafer W held by the spin chuck 45. Thus, the processing liquid nozzle 67 can be moved between a processing position facing the center of the wafer W held by the spin chuck 45 and a retreat position not facing the spin chuck 45.
[0041]
The operation of the rotation drive mechanism 50, the motor 63, the rotation drive mechanism 69, and the elevating mechanism 68, and the supply and stop of the inert gas, the gas for gas bearing, the chemical solution, and the cleaning solution are controlled by the control unit 70.
Next, a method of processing the wafer W using the substrate processing apparatus 1 of FIG. 1 will be described, taking as an example a case where the wafer W having a metal oxide film formed on one surface is subjected to bevel etching and double-side cleaning. In the single-sided chemical treatment units 20a and 20d, the chemical supply source contains an etching liquid suitable for selectively removing the target metal oxide, and the cleaning liquid supply source contains pure water. It shall be housed. In the double-sided processing units 20b and 20c, it is assumed that the chemical liquid supply source contains an etching solution for light etching, and the cleaning liquid supply source contains pure water.
[0042]
First, a cassette C containing a wafer W having a metal oxide film formed on one surface is placed on the cassette stage 16 by a separately prepared film forming apparatus.
Next, one wafer W is taken out of the cassette C by the indexer robot 6 and transferred to the auxiliary transfer robot 5. The auxiliary transfer robot 5 transfers the wafer W to the loading / unloading robot 13, and the loading / unloading robot 13 loads the wafer W into the first processing chamber 12a. Similarly, one wafer W is taken out of the cassette C and is carried into the fourth processing chamber 12d.
[0043]
Referring to FIG. 2, wafer W is loaded into first and fourth processing chambers 12a and 12d, respectively, in a state where blocking plate 27 is at the retracted position, and the surface on which the metal oxide film is formed is raised. Then, it is held substantially horizontally on the spin chuck 30 by the chuck pin 24. Subsequently, under the control of the control unit 41, the lifting / lowering mechanism 40 is controlled to bring the blocking plate 27 into the close position, and the inert gas is discharged from the gas discharge ports 18a, 39a, 43a, and the spin base 22 and the blocking plate are discharged. The space between them is made an inert gas atmosphere. Then, the rotation driving mechanisms 25 and 29 are controlled by the control unit 41, and the wafer W and the blocking plate 27 held by the spin chuck 30 are rotated.
[0044]
Next, under the control of the control unit 41, the etching liquid is discharged from the lower nozzle 35. The etchant hits the center of the lower surface of the wafer W, spreads out along the lower surface of the wafer W by centrifugal force caused by the rotation of the wafer W, and is shaken off laterally at the peripheral portion of the wafer W. Since the etchant has wettability to the surface of the wafer W, part of the etchant wraps around the upper surface of the wafer W at the periphery of the wafer W. Thus, the metal oxide film on the peripheral portion of the upper surface of the wafer W is removed by etching (bevel etching).
[0045]
After the bevel etching of the wafer W is continued for a certain period of time, the processing liquid discharged from the lower nozzle 35 is switched from the etching liquid to pure water under the control of the control unit 41. The pure water discharged from the lower nozzle 35 flows along the lower surface of the wafer W so as to spread outward from the center of the wafer W. The pure water that has reached the peripheral edge of the wafer W flows around the peripheral edge of the upper surface of the wafer W due to wettability to the surface of the wafer W. Thus, the etchant remaining on the surface of the wafer W is washed away.
[0046]
When cleaning the wafer W by discharging pure water from the lower nozzle 35, the cleaning liquid may be discharged simultaneously from the upper nozzle 34.
After the cleaning of the wafer W with the pure water is continued for a certain time, the supply of the pure water to the wafer W is stopped under the control of the control unit 41. Subsequently, the rotation driving mechanisms 25 and 29 are controlled by the control unit 41, and the spin chuck 30 and the blocking plate 27 are rotated at a high speed for a predetermined time. Thereby, the wafer W is shaken off and dried.
[0047]
Thereafter, the rotation driving mechanisms 25 and 29 are controlled by the control unit 41, the rotation of the spin chuck 30 and the blocking plate 27 is stopped, and the discharge of the inert gas from the gas discharge ports 18a, 39a and 43a is stopped. Then, the elevating mechanism 40 is controlled by the control unit 41, and the blocking plate 27 is moved to the retracted position.
In this state, the loading / unloading robot 13 unloads the wafer W from the first processing chamber 12a and loads the wafer W into the second processing chamber 12b or the third processing chamber 12c. Similarly, the wafer W is unloaded from the fourth processing chamber 12d by the loading / unloading robot 13, and is loaded into the third processing chamber 12c or the second processing chamber 12b.
[0048]
Next, in the second and third processing chambers 12b and 12c, both-side cleaning of the wafer W is performed.
Referring to FIG. 3, loading of wafer W into second and third processing chambers 12b and 12c is performed in a state where blocking plate 54 and processing liquid nozzle 67 are at the retracted position. The wafer W is held substantially horizontally on the spin chuck 45 by the chuck pins 49. Subsequently, under the control of the control unit 70, the elevating mechanism 68 is controlled to move the blocking plate 54 to the close position, the rotation drive mechanism 69 is controlled, and the processing liquid nozzle 67 is moved to the processing position. Further, under the control of the control unit 70, the inert gas is discharged from the gas discharge port 71a and the upper nozzle 65, and the space between the spin base 47 and the blocking plate 54 is made an inert gas atmosphere.
[0049]
Subsequently, under the control of the control unit 70, the gas for gas bearing is introduced into the gas flow paths 60a to 60d, and the rotating shaft 55 is held by the support arm 57 in a non-contact manner. In this state, the rotation driving mechanism 50 and the motor 63 are controlled by the control unit 70, and the wafer W and the blocking plate 54 held by the spin chuck 45 are rotated.
Next, under the control of the control unit 70, the etching liquid is discharged from the lower nozzle 53 and the processing liquid nozzle 67. The etchant hits the center of the lower surface and the upper surface of the wafer W, and spreads outward along the lower surface and the upper surface of the wafer W due to centrifugal force caused by the rotation of the wafer W, and is shaken laterally at the peripheral portion of the wafer W. It is. Thereby, the lower surface and the upper surface of the wafer W are light-etched, and both surfaces are cleaned with high precision and high cleanliness.
[0050]
After the light etching processing of the wafer W is continued for a certain time, the processing liquid discharged from the lower nozzle 53 and the processing liquid nozzle 67 is switched from the etching liquid to pure water under the control of the control unit 70. Pure water discharged from the lower nozzle 53 and the processing liquid nozzle 67 flows from the center of the wafer W to the outside along the lower surface and the upper surface of the wafer W. Thus, the etchant remaining on the surface of the wafer W is washed away.
[0051]
After the cleaning of the wafer W with the pure water is continued for a certain time, the supply of the pure water to the wafer W is stopped. Subsequently, the rotation driving mechanism 50 is controlled by the control unit 70, and the spin chuck 45 is rotated at a high speed for a predetermined time. Thereby, the wafer W is shaken off and dried. Subsequently, the rotation driving mechanism 50 and the motor 63 are controlled by the control unit 70, the rotation of the spin chuck 45 and the blocking plate 54 is stopped, and the discharge of the inert gas from the gas discharge port 71a and the upper nozzle 65 is stopped. Stopped.
[0052]
After that, the control unit 70 controls the elevating mechanism 68 and the rotation driving mechanism 69, and moves the blocking plate 54 and the processing liquid nozzle 67 to the retracted position. In this state, the loading / unloading robot 13 unloads the wafer W from the second processing chamber 12b and transfers it to the auxiliary transfer robot 5 (see FIG. 1). The wafer W is further transferred from the auxiliary transfer robot 5 to the indexer robot 6, and is stored in the cassette C by the indexer robot 6. Similarly, the wafer W is unloaded from the third processing chamber 12c by the loading / unloading robot 13, and is stored in the cassette C via the auxiliary transfer robot 5 and the indexer robot 6.
[0053]
Thus, the bevel etching and the double-sided cleaning of the wafer W are completed. The wafer W that has undergone the above processing is further carried into a separately prepared apparatus for performing processing in a dry atmosphere, such as a film forming apparatus and a heat treatment apparatus, and subjected to film forming processing and heat treatment. The wafer W, which has been precisely and highly cleaned by the double-sided cleaning process, has a surface state suitable for such a film forming process and a heat treatment.
As described above, according to the substrate processing apparatus 1, the bevel etching of the wafer W and the double-sided cleaning with high precision and cleanliness, which are conventionally performed by separate apparatuses, are continuously performed by one apparatus. be able to. As a result, it is possible to reduce capital investment for the device and increase productivity.
[0054]
The transfer of the wafer W between the loading station 19 and the vicinity of the first to fourth processing chambers 12a to 12d and the loading / unloading of the wafer W to / from the first to fourth processing chambers 12a to 12d are performed by indexers, respectively. The operation is shared by the robot 6, the auxiliary transfer robot 5, and the loading / unloading robot 13. Therefore, the transfer of the wafer W and the loading / unloading of the wafer W are not limited by the processing of the wafer W in the first to fourth processing chambers 12a to 12d. Can be.
[0055]
Furthermore, since the bevel etching process and the double-sided cleaning of the wafer W are performed in separate processing chambers provided exclusively, high-quality processing can be realized respectively.
FIG. 4 is an illustrative plan view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. Components in FIG. 4 corresponding to the components of the substrate processing apparatus 1 in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in FIG.
The substrate processing apparatus 75 includes first to fourth processing chambers 12a to 12d. Inside the second and third processing chambers 12b and 12c, double-sided processing units 20b and 20c are arranged as in the substrate processing apparatus 1 of the first embodiment, but the first and fourth processing chambers 12a and 12c are arranged. 12d, single-sided brush scrub units 76a and 76d for scrubbing (rubbing) one surface of the wafer W with a brush are arranged.
[0056]
FIG. 5 is an illustrative sectional view showing a common configuration of the single-sided brush scrub units 76a and 76d. The single-sided brush scrub units 76a and 76b include a substrate rotation holding mechanism 77 that holds and rotates the wafer W, a processing liquid supply unit 78 that supplies a processing liquid to the surface of the wafer W, and a cleaning mechanism 79 that cleans the surface of the wafer W. And The substrate rotation holding mechanism 77 includes a cup 80 having a cylindrical peripheral wall extending substantially vertically, and a vacuum chuck spin chuck 81 for sucking and holding the wafer W substantially horizontally. The spin chuck 81 is configured such that a spin base 84 that holds a wafer W by vacuum suction is integrally attached to an upper end of a rotating shaft 83 of a motor 82. The rotation shaft 83 is provided so as to penetrate the bottom of the cup 80. By driving the motor 82, the spin base 84 can be rotated around the rotation axis P1 substantially along the vertical axis. Thus, the wafer W is rotated around the rotation axis P1.
[0057]
Instead of the spin chuck 81, a spin chuck similar to the spin chuck 30 of the single-sided chemical processing units 20a and 20d or the spin chuck 45 of the double-sided processing units 20b and 20c may be provided. In this case, the wafer W can be held by the chuck pins without making the lower surface of the wafer W almost contact the spin base 84.
A discharge port 80a for discharging the cleaning liquid is provided in a peripheral portion at the bottom of the cup 80. An elevating drive mechanism 85 that moves up and down the cup 80 is connected to the cup 80. By raising and lowering the cup 80, the spin base 84 can be set higher than the upper end of the cup 80 or can be placed inside the cup 80.
[0058]
The processing liquid supply unit 78 includes a pure water nozzle 86 that discharges pure water toward the upper surface of the wafer W, and a cleaning liquid nozzle 87 that discharges a cleaning liquid prepared by mixing a chemical solution or the like. The pure water nozzle 86 and the cleaning liquid nozzle 87 are provided at the upper end of the peripheral portion of the cup 80. A pure water pipe 88 is connected to the pure water nozzle 86 so that pure water can be introduced into the pure water pipe 88 from a pure water supply source. Thereby, pure water can be discharged from the pure water nozzle 86.
[0059]
A liquid preparation unit 90 is connected to the cleaning liquid nozzle 87 via a cleaning liquid pipe 89. The liquid preparation unit 90 can prepare a cleaning liquid by preparing a plurality of types of chemical solutions or diluting a stock solution of the chemical solution with pure water. The cleaning liquid can be introduced from the cleaning liquid nozzle 87 into the cleaning liquid pipe 89 from the chemical liquid preparation unit 90.
The pure water nozzle 86 and the cleaning liquid nozzle 87 point near the rotation center of the wafer W held on the spin base 84. For this reason, when the pure water or the cleaning liquid is discharged from the pure water nozzle 86 or the cleaning liquid nozzle 87 while the wafer W is being held and rotated by the spin base 84, the pure water or the cleaning liquid is centrifugally generated. The ink spreads along the surface of the wafer W and is supplied evenly over the entire surface of the wafer W.
[0060]
The cleaning mechanism 79 includes a rotating shaft 91 substantially along a vertical axis disposed on the side of the cup 80, a brush support arm 92 extending substantially horizontally from an upper end of the rotating shaft 91, and a rotation of the brush supporting arm 92. A brush support shaft 93 extends downward along an almost vertical axis from an end opposite to the shaft 91.
A rotation drive mechanism 94 is coupled to the rotation shaft 91, and the brush support arm 92 is rotatable around an axis P2 of the rotation shaft 91. At the lower end of the brush support shaft 93, a brush 95 having a large number of wires made of resin or the like suspended from one end of a cylindrical base is detachably attached to the brush support shaft 93 with the wire side facing downward. Installed. A brush rotation mechanism 97 is provided inside the brush support shaft 93, and can rotate the brush 95 around a rotation axis P3 substantially along the central axis of the base.
[0061]
The rotating shaft 91 is configured to be able to move up and down by an elevating mechanism 96, and is also configured to be able to rotate around the axis P2 of the rotating shaft 91 by a rotating drive mechanism 94. Thereby, the brush 95 can be brought into contact with the upper surface of the wafer W held by the spin base 84, can be retracted above the spin base 84, and the brush 95 can be moved to the wafer W held by the spin base 84. Can be arranged at an opposing position opposing the camera, or can be arranged at a retreat position retracted laterally from the opposing position.
[0062]
A standby pot (not shown) that accommodates a plurality of types of brushes 95 and that can wash the brushes 95 is disposed on the side of the cup 80, and the brush 95 faces the standby pot at the retracted position. It has become.
The operation of the motor 82, the lifting / lowering mechanisms 85 and 96, the rotation drive mechanism 94, and the brush rotation mechanism 97, and the supply and stop of the cleaning liquid and pure water are controlled by the control unit 98.
[0063]
Next, with respect to the wafer W having an unnecessary oxide film or polysilicon film formed on one surface, after completely removing the oxide film or the polysilicon film, the above one surface or the other surface of the wafer W is removed. A first method of processing a wafer W using the substrate processing apparatus 4 of FIG.
In the double-sided processing units 20b and 20c, the chemical liquid supply source contains an etching liquid suitable for selectively removing an oxide film or a polysilicon film, and the cleaning liquid supply source contains pure water. It is assumed that
[0064]
First, a wafer W having an oxide film or a polysilicon film formed on one surface by a separately prepared film forming apparatus, or after these films are formed, is further subjected to heat treatment by a separately prepared heat treating apparatus. The processed wafer W is stored in a cassette C, and the cassette C is mounted on the cassette stage 16.
Next, one wafer W is taken out of the cassette C by the indexer robot 6 and transferred to the auxiliary transfer robot 5. The auxiliary transfer robot 5 transfers the wafer W to the loading / unloading robot 13, and the loading / unloading robot 13 loads the wafer W into the second processing chamber 12b. Similarly, one wafer W is taken out from the cassette C and is carried into the third processing chamber 12c.
[0065]
In the second and third processing chambers 12b and 12c, processing is performed according to the same procedure as the double-sided cleaning in the processing method of the wafer W using the substrate processing apparatus 1 of FIG. The oxide film or the polysilicon film formed on the surface of the wafer W is completely removed by the etchant. However, the wafer W in this state is in a state where foreign matter (dust) generated due to the etching is firmly attached.
Therefore, next, in order to remove such foreign matter, brush scrub cleaning of the wafer W is performed in the first and fourth processing chambers 12a and 12d. The wafer W is unloaded from the second processing chamber 12b and loaded into the first processing chamber 12a by the loading / unloading robot 13, and is similarly loaded from the third processing chamber 12c and loaded into the fourth processing chamber 12d. .
[0066]
Referring to FIG. 5, the loading of wafer W into first and fourth processing chambers 12a and 12d is performed in a state where brush 95 is at the retracted position and spin base 84 is at a position higher than the upper end of cup 80. . The wafer W is held by the spin base 84 such that the rotation axis P1 substantially passes through the center of the wafer W. The wafer W is held with the surface to be scrubbed facing up. After that, the control unit 98 controls the elevating mechanism 85 to raise the cup 80, so that the spin base 84 is housed in the cup 80.
[0067]
Subsequently, the motor 82 is controlled by the control unit 98, so that the wafer W held on the spin base 84 is rotated around the rotation axis P1, and the cleaning liquid is discharged from the cleaning liquid nozzle 87 onto the wafer W. The cleaning liquid hits the center of the upper surface of the wafer W, spreads outward along the upper surface of the wafer W, is shaken off laterally from the peripheral edge of the wafer W, is collected in the cup 80, and is further discharged from the outlet 80a. And be discarded.
[0068]
Next, the rotation drive mechanism 94 is controlled by the control unit 98, and the brush 95 is moved to the opposing position. The brush 95 is made to face the center of the wafer W. Further, the control unit 98 controls the elevating mechanism 96 to lower the rotating shaft 91 so that the lower end (the tip of the wire) of the brush 95 contacts the surface of the wafer W held by the spin base 84. .
In this state, the brush rotation mechanism 97 is controlled by the control unit 98 to rotate the brush 95 around the rotation axis P3, and the rotation drive mechanism 94 is controlled to move the brush support arm 92 to the rotation shaft 91. About the axis P2. As a result, while the brush 95 is rotating, it is scanned in an arc from the center of the rotating wafer W toward the outer periphery. As a result, the brush 95 is rubbed on the entire upper surface of the wafer, and the upper surface of the wafer W is cleaned. Due to the chemical action of the cleaning liquid and the physical action of the brush 95, the foreign substances firmly attached to the surface of the wafer W are separated from the surface of the wafer W and washed away together with the cleaning liquid.
[0069]
The control unit 98 controls the rotation of the brush support arm 92 so as to stop when the brush 95 moves to the peripheral portion of the wafer W.
Thereafter, the brush rotation mechanism 97 is controlled by the control unit 98, and the rotation of the brush 95 around the rotation axis P3 is stopped. Then, the lifting / lowering mechanism 96 is controlled by the control unit 98 so that the lower end (the end of the wire) of the brush 95 is higher than the upper end of the cup 80, and further, the rotation driving mechanism 94 is controlled, and the brush support arm is controlled. The brush 92 is rotated about the rotation axis P2, and the brush 95 is moved to the retracted position. Then, the brush 95 is detached from the brush support shaft 93 and accommodated in the standby pot, and another brush 95 is attached to the brush support shaft 93.
[0070]
Further, under the control of the control unit 98, the discharge of the cleaning liquid from the cleaning liquid nozzle 87 is stopped, and pure water is discharged from the pure water nozzle 86. Pure water also hits the center of the upper surface of the wafer W similarly to the cleaning liquid, spreads out along the upper surface of the wafer W, is shaken off from the peripheral edge of the wafer W to the side, and is collected in the cup 80. Is discharged from the outlet 80a and discarded.
Next, the rotation drive mechanism 94 is controlled by the control unit 98, and the brush 95 is moved to the opposing position. The brush 95 is made to face the center of the wafer W. Further, the control unit 98 controls the elevating mechanism 96 to lower the rotating shaft 91 so that the lower end (the tip of the wire) of the brush 95 contacts the surface of the wafer W held by the spin base 84. .
[0071]
In this state, the brush rotation mechanism 97 is controlled by the control section 98 to rotate the brush 95 around the rotation axis P3, and the rotation drive mechanism 94 is controlled so that the brush support arm 92 is rotated by the rotation axis. It is turned around the axis P2. Accordingly, the brush 95 is scanned in an arc from the center to the outer periphery of the surface of the rotating wafer W while rotating. As a result, the brush 95 is rubbed against the front surface of the upper surface of the wafer W, and the upper surface of the wafer W is cleaned. As a result, the cleaning liquid and foreign substances remaining on the surface of the wafer W are washed away together with the pure water.
[0072]
The rotation of the brush support arm 92 is controlled so as to stop when the brush 95 moves to the peripheral edge of the wafer W.
Thereafter, the brush rotation mechanism 97 is controlled by the control unit 98, the rotation of the brush 95 about the rotation axis P3 is stopped, the lifting mechanism 96 and the rotation drive mechanism 94 are controlled, and the brush 95 is moved to the retracted position. . Further, under the control of the control unit 98, the discharge of the pure water from the pure water nozzle 86 is stopped, and the motor 82 is controlled to stop the rotation of the wafer W held by the spin base 84. Then, the control unit 98 controls the elevating mechanism 85 to lower the cup 80 so that the spin base 84 is higher than the upper end of the cup 80.
[0073]
In this state, the loading / unloading robot 13 unloads the wafer W from the first processing chamber 12a and transfers it to the auxiliary transfer robot 5 (see FIG. 4). The wafer W is further transferred from the auxiliary transfer robot 5 to the indexer robot 6, and is stored in the cassette C by the indexer robot 6. Similarly, the wafer W is unloaded from the fourth processing chamber 12d by the loading / unloading robot 13, and is stored in the cassette C via the auxiliary transfer robot 5 and the indexer robot 6.
[0074]
Thus, the unnecessary removal of the unnecessary oxide film or polysilicon film formed on the surface of the wafer W and the one-side brush scrub cleaning are completed. The wafer W that has undergone the above processing is further carried into another processing apparatus and subjected to predetermined processing.
As described above, according to the substrate processing apparatus 75, the complete removal of the unnecessary film formed on the surface of the wafer W and the single-sided brush scrub cleaning, which were conventionally performed by separate apparatuses, are continuously performed by one apparatus. You can do it. As a result, it is possible to reduce capital investment for the device and increase productivity.
[0075]
In addition, since the complete removal of the unnecessary film formed on the surface of the wafer W and the one-side brush scrub cleaning are performed in separate processing chambers provided exclusively, high-quality processing can be realized respectively.
Next, with respect to a wafer W on which a film is formed by dry etching or a chemical vapor deposition method or a sputtering method, after removing foreign substances accompanying these processes, an oxide film formed on the wafer W is etched and cleaned. As an example, a second processing method for a wafer W using the substrate processing apparatus 4 of FIG. 4 will be described.
[0076]
In the double-sided processing units 20b and 20c, it is assumed that the chemical liquid supply source contains an etching liquid suitable for selectively dissolving the target oxide film, and the cleaning liquid supply source contains pure water. It is assumed that
First, a wafer W on which dry etching or film formation has been performed is accommodated in a cassette C by a separately prepared dry etching apparatus or a film forming apparatus by a chemical vapor deposition method or a sputtering method. Placed on These wafers W are in a state where foreign matter generated by film formation by dry etching, chemical vapor deposition, or sputtering is firmly attached to the surface.
[0077]
Next, one wafer W is taken out from the cassette C by the indexer robot 6 and transferred to the auxiliary transfer robot 5. The auxiliary transfer robot 5 carries the wafer W into the first processing chamber 12a. Similarly, one wafer W is taken out of the cassette C and is carried into the fourth processing chamber 12d. The wafer W is held on the spin base 84 with the surface for brush scrub cleaning facing upward.
In the first and fourth processing chambers 12a and 12d, brush scrub cleaning similar to that of the first processing method using the above-described substrate processing apparatus 75 is performed. As a result, the foreign matter firmly attached to the back surface of the wafer W is removed.
[0078]
Next, both sides of the wafer W are cleaned in the second and third processing chambers 12b and 12c in order to remove metal contaminants attached to the wafer W. The wafer W is unloaded from the first processing chamber 12a by the loading / unloading robot 13, loaded into the second processing chamber 12b or the third processing chamber 12c, unloaded from the fourth processing chamber 12d, and loaded into the third processing chamber. 12c or the second processing chamber 12b.
[0079]
In the second and third processing chambers 12b and 12c, double-sided processing similar to that of the first processing method using the above-described substrate processing apparatus 75 is performed. At this time, an etchant is supplied from a chemical solution supply source to the lower surface and the upper surface of the wafer W, and after the oxide film on the surface of the wafer W is accurately and uniformly etched, pure water is supplied to the lower surface and the upper surface of the wafer W. Thus, the etchant on the surface of the wafer W is removed.
Thereafter, the wafer W is unloaded from the second processing chamber 12b by the loading / unloading robot 13, and is stored in the cassette C via the auxiliary transfer robot 5 and the indexer robot 6 (see FIG. 4). Similarly, the wafer W is unloaded from the third processing chamber 12c by the loading / unloading robot 13, and is stored in the cassette C via the auxiliary transfer robot 5 and the indexer robot 6.
[0080]
As described above, according to the substrate processing apparatus 75, unlike the first processing method using the above-described substrate processing apparatus 75, the wafer W is first subjected to one-side processing (brush scrub cleaning), It is also possible to perform a double-sided treatment (removal of an oxide film).
Further, the brush scrub cleaning of the wafer W and the removal of the oxide film, which have conventionally been performed by separate apparatuses, can be continuously performed by one apparatus. As a result, it is possible to reduce capital investment for the device and increase productivity.
[0081]
Further, since the single-sided brush scrub cleaning and the removal of the oxide film of the wafer W are performed in separate processing chambers provided for exclusive use, respectively, high-quality processing can be realized. FIG. 6 is an illustrative plan view of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. Components corresponding to those of the substrate processing apparatus 1 of FIG. 1 and the substrate processing apparatus 75 of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals in FIG. 4 as those in FIG. 1 and FIG. In the substrate processing apparatus 100, a single-sided chemical processing unit 20a is disposed in a first processing chamber 12a, and double-sided processing units 20b and 20c are disposed in second and third processing chambers 12b and 12c. A single-sided brush scrub unit 76d is provided in the fourth processing chamber 12d.
[0082]
As described above, unlike the substrate processing apparatuses 1 and 75 of the first and second embodiments, the first and fourth processing chambers 12a and 12d for performing single-side processing have different types of single-side processing. A unit for performing the operation is arranged.
According to the substrate processing apparatus 100, both-side processing (light etching, removal of an oxide film, and the like) of the wafer W can be performed in the second and third processing chambers 12b and 12c, and in the first processing chamber 12a. Single-sided chemical treatment of the wafer W such as bevel etching can be performed, and single-sided brush scrub cleaning of the wafer W can be performed in the fourth processing chamber 12d. Therefore, a processing method similar to the processing method of the wafer W using the substrate processing apparatuses 1 and 75 of the first and second embodiments can be performed.
[0083]
The same type of single-sided processing (bevel etching, brush scrub cleaning, etc.) can be performed on only one sheet at a time, but if single-sided processing is not rate-determining (if it can be performed in a shorter time than double-sided processing), productivity , The single-sided processing and the double-sided processing can be performed continuously.
Further, according to the substrate processing apparatus 100, different types of single-sided processing, that is, single-sided chemical solution processing and single-sided brush scrub cleaning can be continuously performed. Hereinafter, a method for performing such processing will be described. In the single-sided chemical processing unit 20d, the chemical supply source contains an etching liquid suitable for selectively removing metal contaminants.
[0084]
First, a wafer W on which dry etching or film formation has been performed is accommodated in a cassette C by a separately prepared dry etching apparatus or a film forming apparatus by a chemical vapor deposition method or a sputtering method. Placed on These wafers W are in a state where foreign matter generated by film formation by dry etching, chemical vapor deposition, or sputtering is firmly attached to the surface.
Next, one wafer W is taken out of the cassette C by the indexer robot 6 and transferred to the auxiliary transfer robot 5. The auxiliary transfer robot 5 transfers the wafer W to the loading / unloading robot 13, and the loading / unloading robot 13 loads the wafer W into the fourth processing chamber 12d. In the fourth processing chamber 12d, the same brush scrub cleaning as in the case of the first and second processing methods using the above-described substrate processing apparatus 75 is performed. As a result, the foreign matter firmly attached to the surface of the wafer W is removed.
[0085]
Subsequently, the wafer W is unloaded from the fourth processing chamber 12d and loaded into the first processing chamber 12a by the loading / unloading robot 13. In the first processing chamber 12a, an etchant is supplied to the lower surface of the wafer W held and rotated by the spin chuck 30 (for example, the surface opposite to the surface on which dry etching or film formation has been performed), and metal Contaminants are removed (see FIG. 2).
Although the description of the embodiment of the present invention is as described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in other forms. For example, as a unit for one-side processing involving physical cleaning, in addition to the single-side brush scrub units 76a and 76d, a two-fluid nozzle spray for spraying a droplet of a chemical solution onto the surface of the wafer W and a wafer W may be used. It may be for performing megasonic cleaning using ultrasonic vibration together with cleaning with a cleaning liquid.
[0086]
In the single-sided chemical processing units 20a and 20d and the double-sided processing units 20b and 20c, a plurality of types of chemicals may be switched (or simultaneously) and ejected toward the wafer W.
In each of the substrate processing apparatuses 1, 75, and 100 of the first to third embodiments, a processing chamber (first and fourth processing chambers 12a and 12d) for performing single-side processing and a processing for performing double-side processing are all provided. Two chambers (second and third processing chambers 12b and 12c) are provided. However, the present invention is not limited to such a case, and the number of processing chambers for performing one-sided processing and the number of processing chambers for performing double-sided processing can be arbitrarily set. Can be arbitrarily designed.
[0087]
Each of the substrate processing apparatuses 1, 75, and 100 does not need to be used so as to continuously perform one-sided processing and two-sided processing, and may be used to perform only one-sided processing or only two-sided processing. For example, the wafer W taken out of the cassette C is subjected to double-sided processing in the second or third processing chamber 12b, 12c, and is not loaded into the first or fourth processing chamber 12a, 12d. May be returned. Further, the wafer W taken out of the cassette C is subjected to one-sided processing in the first or fourth processing chamber 12a, 12d, and is not carried into the second or third processing chamber 12b, 12c. May be returned.
[0088]
Further, instead of the auxiliary transport robot 5, a transfer unit including a mounting table (transfer table) may be provided. That is, the wafer W is placed on the mounting table of the transfer unit by the indexer robot 6 (the loading / unloading robot 13), and the wafer W on the mounting table is received by the loading / unloading robot 13 (the indexer robot 6). May be. Further, the auxiliary transfer robot 5 may be omitted, and the wafer W may be directly transferred between the indexer robot 6 and the loading / unloading robot 13.
[0089]
In addition, various changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an illustrative plan view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an illustrative sectional view showing the configuration of a single-sided chemical treatment unit.
FIG. 3 is an illustrative sectional view showing a configuration of a double-sided processing unit.
FIG. 4 is an illustrative plan view of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an illustrative sectional view showing the configuration of a single-sided brush scrub unit.
FIG. 6 is an illustrative plan view of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,75,100 Substrate processing equipment
5 Auxiliary transfer robot
6 Indexer robot
13 Loading / Unloading Robot
12a to 12d First to fourth processing chambers
19 Loading station
20a, 20d Single-sided chemical treatment unit
25 Rotation drive mechanism
30, 45, 81 Spin chuck
35 lower nozzle
41, 70, 98 control unit
76a, 76d Single-sided brush scrub unit
84 Spin Base
86 Pure water nozzle
87 Cleaning liquid nozzle
95 brush
C cassette
W wafer

Claims (4)

基板の一方表面に処理液を供給して当該基板を枚葉処理する片面処理を施すための片面処理チャンバと、
基板の両面に対して処理液を供給して当該基板を枚葉処理する両面処理を施すための両面処理チャンバと、
上記片面処理チャンバおよび上記両面処理チャンバに対して、基板の搬入および搬出をする搬入/搬出ロボットとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
A single-sided processing chamber for supplying a processing liquid to one surface of the substrate and performing a single-sided processing of processing the substrate one by one;
A double-sided processing chamber for supplying a processing liquid to both sides of the substrate and performing a double-sided processing for processing the substrate one by one,
A substrate processing apparatus, comprising: a loading / unloading robot for loading / unloading a substrate into / from the single-side processing chamber and the double-side processing chamber.
上記片面処理チャンバが、
基板をほぼ水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板をほぼ水平な面内で回転させる回転駆動機構と、
上記基板保持部に保持された基板の下面に向けて処理液を吐出する処理液ノズルとを有する片面液処理ユニットを備えていることを特徴とする請求項1記載の基板処理装置。
The one-side processing chamber is
A substrate holding part for holding the substrate almost horizontally,
A rotation drive mechanism for rotating the substrate held by the substrate holding unit in a substantially horizontal plane,
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a single-sided liquid processing unit having a processing liquid nozzle for discharging a processing liquid toward a lower surface of the substrate held by the substrate holding unit.
上記片面処理チャンバが、
基板を保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板の一方表面に処理液を吐出する処理液ノズルと、
上記基板保持部に保持された基板の上記一方表面をスクラブすることが可能なブラシとを有するブラシスクラブユニットを備えていることを特徴とする請求項1または2記載の基板処理装置。
The one-side processing chamber is
A substrate holding unit for holding the substrate,
A processing liquid nozzle for discharging a processing liquid to one surface of the substrate held by the substrate holding unit,
3. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a brush scrub unit having a brush capable of scrubbing the one surface of the substrate held by the substrate holding unit.
上記基板処理装置に基板を搬入および搬出するローディングステーションと、このローディングステーションと上記搬入/搬出ロボットとの間で基板を搬送して受け渡しする搬送ロボットとをさらに備えた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。2. The apparatus according to claim 1, further comprising a loading station for loading and unloading the substrate into and from the substrate processing apparatus, and a transport robot for transporting and transferring the substrate between the loading station and the loading / unloading robot. 4. The substrate processing apparatus according to any one of items 3 to 3.
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