JP3709129B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の周辺部を処理液（たとえば、エッチング液）によって選択的に処理するための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象の基板には、半導体ウエハ、光および光磁気ディスク、液晶表示装置用ガラス基板、ならびにＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板（特に、ほぼ円形の基板）が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面、裏面および端面の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。たとえば、配線形成のための銅薄膜は、ウエハの表面の素子形成領域に形成されていればよいから、ウエハの表面の周辺部（たとえば、ウエハの周縁から幅５mm程度の部分）、裏面および端面に形成された銅薄膜は不要となる。
【０００３】
ウエハの周辺部に形成されている金属薄膜を除去するための装置は、たとえば、本願の出願人の先願に係る特願平１１−１０４１７１号に開示されている。この先願に係る装置では、スピンチャックでウエハを保持するとともに、これを鉛直軸線まわりに回転させる一方、ウエハの上面に純水を供給しつつ、ウエハの周辺部に薬液（エッチング液）を供給する構成を採用している。純水の供給により、ウエハの中央部付近に薬液の飛沫が達しても、この薬液は速やかに洗い流される。したがって、ウエハの中央付近の金属薄膜を侵すことなく、周辺部の金属薄膜を選択的に除去できる。
【０００４】
また、本願出願人の製作に係る他の装置では、スピンチャックで保持しているウエハの下面から薬液を供給し、ウエハの上面への薬液の回り込みを利用して、ウエハ上面の周辺部の処理を行う構成が採用されている。ウエハの下面に薬液を供給する必要性から、スピンチャックは、ウエハの下面に対して非接触の状態でウエハを保持できる構造となっている。すなわち、この装置のスピンチャックは、複数本のチャックピンで、ウエハの端面を握持する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウエハの中央付近の保護のために純水をウエハの上面に供給する構成では、薬液が純水によって希釈されてしまうから、この薬液を回収して再利用することができない。そのため、薬液は使い捨てになり、その消費量が多くなるのが欠点であった。
また、ウエハの裏面から上面への薬液の回り込みを利用する構成では、薬液がチャックピンで跳ね返り、ウエハ上面の中央付近を侵す場合があった。これを防止するために、ウエハの上面に窒素ガスを吹き付ける構成の採用が提案されているが、それでもなお、ウエハ上面の中央付近の保護に万全を期することができない。しかも、ウエハの端面を併せて処理するためには、チャックピンによるウエハの握持をウエハの回転中に緩めることが好ましいが、そのための構成が複雑であるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の第１の目的は、基板表面の中央部に処理液が付着することを防止でき、かつ、基板表面の周辺部に処理液による処理を良好に施すことができるとともに、処理液の再利用も可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
また、この発明の第２の目的は、基板表面の中央部に処理液が付着することを防止でき、かつ、基板表面の周辺部に処理液による処理を良好に施すことができるとともに、基板の端面の処理を簡単な構成で行える基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する基板処理装置であって、基板を保持しつつ、ほぼ鉛直な回転軸を中心に当該基板を回転させる基板回転保持手段（１）と、この基板回転保持手段に保持された基板の上面に対向して設けられ、外形が基板よりも小さく、上記基板回転保持手段の回転軸に沿う軸を中心に回転する回転部材（２）と、基板の周辺部の上面に処理液が落下するように、上記回転部材上に処理液を吐出する処理液吐出手段（４１，４２）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。ただし、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
この構成によれば、処理対象の基板は、ほぼ鉛直な回転軸を中心に回転させられるとともに、この基板の上面に対向して回転部材が設けられる。この回転部材は、基板の回転軸に沿う軸を中心に回転する。この回転部材の上面に、処理液吐出手段から処理液が吐出される。処理液は、回転部材の上面に達すると、遠心力が与えられて、回転部材の回転半径方向外方に移動する。これにより、処理液は、回転部材から落下して、基板の周辺の上面に導かれることになる。
【０００９】
このようにして、基板の周辺の上面に選択的に処理液を供給することができるから、基板の周辺部を良好に処理することができる。また、回転部材から落下して基板の周辺部の上面に導かれる処理液は、回転部材の回転半径方向への遠心力が与えられているから、基板の上面に落下した処理液が基板の中央領域に導かれることはない。したがって、基板の上面に純水を供給してその中央部を保護する必要がない。その結果、基板の周縁部の上面に落下して基板処理に用いられた後の処理液は、回収して再利用することができる。
【００１０】
また、回転部材が、処理対象の基板よりも小さな外形を有しているから、基板の周縁部の上面に処理液を確実に落下させることができる。
上記回転部材は、外形が基板よりも小さな板状体であってもよい。この構成によれば、回転部材が板状体で構成されていることにより、回転部材の上面に吐出された処理に効果的に遠心力を与えることができる。
【００１１】
なお、回転部材の他の形態として、回転中心から回転半径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を有する錐体状のものを用いてもよい。この錐体状の回転部材は、回転対称な上面（処理液が流れる面）を有するものであることが好ましく、たとえば傘形状のものまたはドーム形状のものなどを適用することができる。ただし、処理液が流れる上面は必ずしも回転対称の形状を有している必要はなく、たとえば、角錐形状の回転部材を適用してもよい。
【００１２】
また、回転部材は、周方向に沿って波状の凹凸が形成されたものであってもよいし、回転中心から回転半径方向外方に向かう溝が上面に形成されたものであってもよい。回転部材の上面に溝を形成する場合には、この溝は、回転半径方向外方に向かうに従って回転部材の回転方向とは反対側にカーブする形態に形成されていることが好ましい。
また、回転部材は、外形（基板回転保持手段に保持された基板を見下す平面視における外形）が、基板よりも大きな板状体または上述のような錐状体であってもよい。このような場合であっても、たとえば、回転部材の周縁部に基板の周縁部の上面に処理液を落下させるための切欠きを形成したり、適当な位置に開口を形成したりしておくことによって、基板の上面に処理液を導くことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記基板回転保持手段は、基板の下面を吸着して保持する下面吸着型保持機構（１）であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
また、請求項３記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する基板処理装置であって、基板の下面を吸着して保持しつつ、ほぼ鉛直な回転軸を中心に当該基板を回転させる下面吸着型保持機構である基板回転保持手段（１）と、この基板回転保持手段に保持された基板の上面に対向して設けられ、上記基板回転保持手段の回転軸に沿う軸を中心に回転する回転部材（２）と、基板の周辺部の上面に処理液が落下するように、上記回転部材上に処理液を吐出する処理液吐出手段（４１，４２）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
これらの発明では、基板の下面を吸着することによって基板が保持されるから、基板の端面を全周に渡って露出させておくことができる。これにより、基板周縁部の上面から基板の端面を伝って落下する処理液により、基板の端面を全周に渡って処理することができる。これにより、基板の回転中に基板の握持を緩めたりするための複雑な構成を要することなく、基板の端面に対する処理を良好に行うことができる。
請求項４記載の発明は、上記回転部材と上記基板回転保持手段に保持された基板との間に気体（好ましくは、窒素ガス等の不活性ガス）を供給する気体供給手段（３３）をさらに含む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。
この構成によれば、基板回転保持手段に保持された基板と回転部材との間に気体を供給することによって、基板の周辺部の上面に落下した処理液が、基板の中央領域に導かれることをさらに確実に防止することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、上記基板の周辺部に供給された後の処理液を回収するための処理液回収手段（６０，６２，５２）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の周縁部を処理するために用いられた後の処理液（たとえば薬液）が回収される。上述のとおり、基板の中央領域の保護のために純水を用いる必要がないので、基板の周縁部の上面に供給された処理液は、当初の濃度をほぼ保持したままで、希釈されることなく基板から落下することになる。そこで、この処理液を処理液回収手段によって回収することにより、回収された処理液を基板の処理のために再利用することができる。これによって、処理液の消費量を格段に低減することができる。
【００１６】
処理液回収手段は、たとえば、基板回転保持手段によって保持されて回転される基板の回転半径方向外方に配置されて、遠心力のために基板の表面から回転半径方向外方に飛び出してくる処理液を受ける回収処理液受け部（６０，６２）と、この処理液受け部で受けられて落下する処理液を回収するための処理液回収溝（５２）とを有するものであってもよい。
請求項６記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する方法であって、基板をほぼ水平な姿勢で鉛直軸線まわりに回転させる工程と、基板の上面に対向して当該基板よりも外形の小さな回転部材（２）を配置し、この回転部材を基板の回転軸線とほぼ同軸の回転軸線まわりに回転させる工程と、回転状態の上記回転部材の上に処理液を供給し、この処理液を、上記回転部材から、回転状態の上記基板の周辺部に落下させる工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【００１７】
これにより、請求項１に関連して説明した効果を奏することができる。
請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する方法であって、基板の下面を下面吸着型保持機構（１）によって吸着して保持しつつ、ほぼ水平な姿勢で当該基板を鉛直軸線まわりに回転させる工程と、基板の上面に対向して回転部材（２）を配置し、この回転部材を基板の回転軸線とほぼ同軸の回転軸線まわりに回転させる工程と、回転状態の上記回転部材の上に処理液を供給し、この処理液を、上記回転部材から、回転状態の上記基板の周辺部に落下させる工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。この方法により、請求項２および３の発明に関連して説明した効果を奏することができる。
これらの基板処理方法の発明に関しては、基板処理装置に関連して述べたのと同様な変形を施すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。この基板処理装置は、ほぼ円形の基板である半導体ウエハ（以下単に「ウエハＷ」という。）の上面の周辺部に対して、処理液による表面処理を施すためのものである。この場合、処理液とは、ウエハＷの表面の薄膜（たとえば、銅薄膜）を剥離するためのエッチング液であってもよい。
【００１９】
この基板処理装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線まわりにウエハＷを回転させるためのバキュームチャック１を備えている。バキュームチャック１は、ウエハＷの下面を吸着して保持する。したがって、処理対象のウエハＷは、その上面の全域および端面の全周を露出した状態で保持されることになる。
バキュームチャック１の下面には、チャック回転駆動機構１２によって回転される回転軸１１がほぼ鉛直方向に沿って固定されている。この回転軸１１は、内部が中空の中空軸となっていて、この回転軸１１の内部には、真空ポンプ１３に接続された吸着用配管１４が挿通している。この構成によって、真空ポンプ１３により吸着用配管１４の内部を排気すると、バキュームチャック１の表面（上面）に形成された吸着孔（図示せず）の働きによって、ウエハＷの下面がバキュームチャック１の上面に真空吸着される。この状態で、チャック回転駆動機構１２の働きにより、回転軸１１およびバキュームチャック１が鉛直軸線まわりに回転されることになる。
【００２０】
バキュームチャック１の上方には、バキュームチャック１の上面（吸着面）に対向するように、すなわち、バキュームチャック１に保持されたウエハＷの上面に対向するように、遮断板２が設けられている。この遮断板２は、この実施形態では、図２に示すように、ウエハＷの半径よりも小さな半径の円板形状を有している。遮断板２の上面には、回転軸１１と共通の軸線に沿う回転軸２１が固定されている。この回転軸２１は、中空に形成されていて、この回転軸２１内を通って、窒素ガス供給源３１からの窒素ガスを窒素ガス供給バルブ３２を介して遮断板２とウエハＷとの間の空間に供給する窒素ガスノズル３３が設けられている。
【００２１】
図１に示されているように、遮断板２に関連して、この遮断板２を上下動させるための遮断板昇降機構２２と、回転軸２１を回転させることによって、遮断板２を回転駆動するための遮断板回転駆動機構２３とが設けられている。遮断板回転駆動機構２３は、チャック回転駆動機構１２と同期するように制御されるようになっていて、バキュームチャック１と遮断板２０とは、同じ方向にほぼ同じ速さで回転駆動される。
【００２２】
遮断板昇降機構２２は、遮断板２を、処理対象のウエハＷの搬入時および搬出時に上方に大きく退避した退避位置と、ウエハＷに対する処理を行うためにバキュームチャック１に保持されたウエハＷに近接した処理位置との間で、昇降させる働きを有している。さらに、遮断板昇降機構２２は、ウエハＷを処理するときに、遮断板２の上下位置を調整して、ウエハＷの表面と遮断板２の下面とのギャップｂを調整する働きを有している。
【００２３】
遮断板２の上方には、この遮断板２の上面に薬液（たとえばエッチング液）を供給するための薬液供給ノズル４１と、遮断板２の上面に純水を供給するための純水供給ノズル４２とが配置されている。
薬液供給ノズル４１および純水供給ノズル４２は、処理位置にある遮断板２の上面の中央位置近傍に向けて、薬液および純水をそれぞれ吐出するように配置されている。薬液供給ノズル４１には、薬液供給源４３から薬液供給バルブ４４を介して薬液が供給されるようになっている。また、純水供給ノズル４２には、純水供給源４５から、純水供給バルブ４６を介して、純水が供給されるようになっている。
【００２４】
バキュームチャック１などは、耐薬液性の材料（たとえば、フッ素樹脂）で構成された処理カップ５０内に収容されている。この処理カップ５０の底部には、バキュームチャック１の外側において、ウエハＷの処理に用いられた後の処理液を排液するための排液溝５１が、半径方向内方側に形成されており、ウエハＷの処理のために用いられた後の処理液を回収するための回収溝５２が半径方向外方側に形成されている。排液溝５１と回収溝５２とは、筒状の仕切壁５３によって区画されている。
【００２５】
仕切壁５３の上方には、ウエハＷからの処理液が外部に飛散することを防止するためのスプラッシュガード６０が設けられている。このスプラッシュガード６０は、ウエハＷの回転軸線に対してほぼ回転対称な形状を有している。スプラッシュガード６０は、耐薬液の材料、すなわちたとえばフッ素樹脂などで構成されている。このスプラッシュガード６０は、スプラッシュガード昇降駆動機構６５によって、図３(a)および図３(b)に示されているように、上下動されるようになっている。
【００２６】
スプラッシュガード６０は、ウエハＷの回転軸線に対向するように開いた溝状の排液受け部６１を上方部の内面に有している。また、スプラッシュガード６０の下方部には、ウエハＷの回転半径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面の形態をなした回収液受け部６２が形成されている。また、回収液受け部６２の上端付近には、処理カップ５０に形成された仕切壁５３を受け入れるための仕切壁収納溝６３が形成されている。
【００２７】
スプラッシュガード昇降駆動機構６５は、スプラッシュガード６０を、図３(a)に示す回収位置（上昇位置）と、図３(b)に示す排液位置（下降位置）との間で上下動させる。また、スプラッシュガード昇降駆動機構６５は、処理対象のウエハＷの搬入／搬出の際に、スプラッシュガード６０を回収位置（図３(a)）よりもはるかに上方の退避位置に退避させる。
スプラッシュガード６０が図３(a)に示す回収位置にあるとき、回収液受け部６２は、バキュームチャック１に保持されたウエハＷの上面とほぼ同じ高さに位置している。このときには、ウエハＷの上面に供給された処理液は、遠心力によって回転半径方向外方に飛び出し、回収液受け部６２によって受けられた後、その下方の回収溝５２と導かれる。回収溝５２には薬液供給源４３へと薬液を導くための回収ライン５５（図１参照）が接続されている。
【００２８】
一方、ウエハＷに供給された処理液を廃棄すべきときには、スプラッシュガード６０は、図３(b)に示す排液位置へと導かれる。この状態では、排液受け部６１が、ウエハＷの上面とほぼ等しい高さに位置する。したがって、ウエハＷから回転半径方向外方に飛び出した処理液は、排液受け部６１によって受けられた後に、その下方の排液溝５１へと落下する。この排液溝５１には、排液ライン５６が接続されている。
【００２９】
図１に示すように、この基板処理装置には、装置の各部を制御するためのコントローラ３５が備えられている。このコントローラ３５は、チャック回転駆動機構１２、真空ポンプ１３、遮断板昇降機構２２、遮断板回転駆動機構２３、窒素ガス供給バルブ３２、薬液供給バルブ４４、純水供給バルブ４６、およびスプラッシュガード昇降駆動機構６５などを制御する。
コントローラ３５による各部の制御によって、ウエハＷに対して次のような処理が実行される。
【００３０】
図示しない搬送ロボットの働きによって、処理前のウエハＷがバキュームチャック１の上面に置かれると、コントローラ３５は真空ポンプ１３を作動させて、ウエハＷをバキュームチャック１の上面に吸着させる。このとき、スプラッシュガード６０および遮断板２は、バキュームチャック１の上方の退避位置にあって、ウエハＷの搬入を阻害しないようにされている。
この状態から、遮断板昇降機構２２が制御され、遮断板２がバキュームチャック１に保持されたウエハＷの上面に近接した位置（処理位置）に導かれる。一方、コントローラ３５は、スプラッシュガード昇降駆動機構６５を制御し、スプラッシュガード６０を図３(a)に示す回収位置に導く。この状態で、コントローラ３５は、チャック回転駆動機構１２および遮断板回転駆動機構２３を作動させ、バキュームチャック１（すなわち、ウエハＷ）および遮断板２を、同じ方向にほぼ同じ速さで回転させる。その一方で、コントローラ３５は、薬液供給バルブ４４を開成して、薬液供給ノズル４１から薬液（エッチング液）を吐出させる。さらに、コントローラ３５は、窒素ガス供給バルブ３２を開き、遮断板２とウエハＷの上面との間に窒素ガスを供給させる。
【００３１】
このときの処理の様子は、図４に図解的に示されている。回転状態の遮断板２の上面に薬液供給ノズル４１から薬液ＣＨが供給されると、この薬液ＣＨには回転力が与えられるから、それに応じた遠心力が作用する。これにより、遮断板２のほぼ中央付近に供給された薬液ＣＨは、遮断板２の回転半径方向外方側へと導かれる。そして、遮断板２の縁部からウエハＷの上面の周辺部へと落下することになる。これにより、ウエハＷの上面の周辺部が薬液ＣＨによる選択的な処理を受けることになる。
【００３２】
ウエハＷの周辺部の上面に落下した薬液ＣＨには、ウエハＷの回転半径方向外方に向かう遠心力が作用しているから、ウエハＷの上面の中央領域に薬液ＣＨが導かれることはない。しかも、上述のとおり、遮断板２とウエハＷとの間には、遮断板２の中心から窒素ガスが供給されているから、この空間には、回転中心から外方へと向かう気流が形成されている。これによって、薬液ＣＨの飛沫がウエハＷの中央領域に導かれることを確実に阻止している。
【００３３】
ウエハＷの上面から飛び出した薬液は、図３(a)に示されているように、スプラッシュガード６０の回収液受け部６２から、回収溝５２へと落下し、回収ライン５５を介して薬液供給源４３に回収されて再利用される。この実施形態では、薬液によりウエハＷの上面の周辺部を処理するときには、純水は供給されないので、ウエハＷの上面の周辺部に供給された薬液は、その濃度をほぼ当初の値に保持したままで、ウエハＷの表面から落下していく。したがって、これを回収して再利用することが可能であり、これにより薬液の消費量を格段に低減することができる。
【００３４】
ウエハＷを予め定める所定時間にわたって薬液で処理した後には、コントローラ３５は、薬液供給バルブ４４を閉じて、薬液供給ノズル４１からの薬液の吐出を停止させる。引き続き、コントローラ３５は、純水供給バルブ４６を開き、純水供給ノズル４２から遮断板２の中央に向けて純水を吐出させる。この純水の吐出よりも早く、コントローラ３５は、スプラッシュガード昇降駆動機構６５を制御して、スプラッシュガード６０を図３(b)に示す排液位置へと下降させる。これにより、薬液による処理の場合と同じく、ウエハＷの上面の周辺部に純水が供給され、薬液を洗い流すためのリンス処理が行われる。
【００３５】
ウエハＷの表面から回転半径方向外方に飛び出したリンス処理後の純水は、スプラッシュガード６０の排液受け部６１によって受けられた後、排液溝５１へと落下して、排液ライン５６に導かれることになる。なお、薬液供給バルブ４４を閉じるよりも早く純水供給バルブ４６を開いてもよいが、この純水供給バルブ４６を開くよりも早く、スプラッシュガード６０は排液位置に移動されている必要がある。
【００３６】
こうしてリンス処理が終了すると、スプラッシュガード６０および遮断板２が上方の退避位置に上昇させられ、処理後のウエハＷが搬出される。このウエハＷは、たとえば、ウエハＷを水洗し、その後に水分を振り切って乾燥するための水洗・乾燥処理ユニットへと受け渡される。このような水洗および乾燥処理は、図１に示された基板処理装置内で行うこととしてもよいが、薬液によりウエハＷの上面の周辺部の処理（たとえばエッチング処理）を行うときのウエハＷの回転数が５００〜６００ｒｐｍであるのに対して、ウエハＷの表面の水分を振り切るときには、処理時間の短縮化の観点から、２５００〜３５００ｒｐｍの回転数でウエハＷを高速回転させることが好ましい。バキュームチャック１は、その性質上、ウエハＷの保持力には限界があるので、上記のような高速回転には適さないから、比較的低速の回転数で時間をかけて水切り乾燥を行わざるをえない。したがって、水洗・乾燥処理を別の処理ユニットで行うことにより、ウエハＷに対する処理時間を短縮できる。
【００３７】
以上のように、この実施形態によれば、バキュームチャック１にほぼ水平に保持されたウエハＷに対向して遮断板２を配置し、この遮断板２をウエハＷと同期回転させるとともに、遮断板２の上面に処理液（薬液または純水）を供給するようにしている。これにより、処理液は、遮断板２の上面の回転によって遠心力が与えられた後に、ウエハＷの上面の周辺部へと落下することになる。これにより、ウエハＷの上面の中央領域に処理液が導かれることを回避しつつ、ウエハＷの上面の周辺部を良好に処理することができる。さらに、ウエハＷの上面の周辺部を薬液で処理する際に、ウエハＷに純水を供給する必要がないので、薬液が希釈されることがなく、この薬液を回収して再利用することができる。これにより、薬液の消費量を著しく低減することができる。
【００３８】
なお、遮断板２の直径は、ウエハＷの直径と、その上面の周辺部の処理すべき領域の幅（エッチング幅）とに応じて定められる。さらに、遮断板２とウエハＷの上面との間のギャップｂ、遮断板２の回転数、ウエハＷの回転数（バキュームチャック１の回転数）、および窒素ガスノズル３３から吐出される窒素ガスの流量のうちの１つ以上のパラメータ（コントローラ３５において可変設定可能なパラメータ）を調整することによって、処理領域の幅を可変設定することができる。
【００３９】
遮断板２の上面に供給された処理液をこの遮断板２の周縁部にほぼ均等に導くためには、図２に示されているように、遮断板２の上面に、その中心から半径方向外方に向かう溝２ａを形成しておくことが好ましい。さらに、この溝２ａは、半径方向外方に向かうに従って、遮断板２の回転方向とは反対方向へと曲がるカーブ形状に形成されていることが好ましい。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、円板形状の遮断板２を用いた例について説明したが、たとえば、図５に示すように、回転方向に波打つ波板状の遮断板２Ａを上述の遮断板２に代えて用いてもよい。
【００４０】
また、図６(a)〜(c)に示すように、回転中心から回転半径方向外方に向かうに従って下方へと傾斜した傾斜面を上面として有するほぼ円錐形状の遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを遮断板２に代えて用いてもよい。この場合に、遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの上面は、一定の傾斜を有している必要はなく、上に凸の湾曲した傾斜面（すなわち、ドーム型。図６(c)参照）であってもよいし、下に凸の湾曲した傾斜面（図６(b)）であってもよい。図６(a)〜(c)のいずれの形態の遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを用いる場合にも、平面視における遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの外形は、処理対象のウエハＷの外形よりも小さくされていることが好ましい。
【００４１】
ただし、遮断板２の外形は、必ずしもウエハＷの外形よりも小さくなっている必要ない。たとえば、図７に示すように、処理液をウエハＷの上面の周辺部に落下させるための切欠き部２ｂを外周縁に有する、ウエハＷよりも大きな外形の円板形状の遮断板２Ｅを遮断板２に代えて用いてもよい。この場合には、遮断板２Ｅの中心から半径方向外方に向かい、切欠き部２ｂに至る溝２ｃが遮断板２Ｅの上面に形成されていることが好ましい。この溝２ｃは、半径方向外方に向かうに従って、遮断板２Ｅの回転方向とは反対の方向に曲がるカーブ形状を有していることがさらに好ましい。
【００４２】
また、遮断板は、平面視においてほぼ円形に形成されている必要はない。たとえば、三角形、四角形、五角形・・・・・・などの多角形（とくに正多角形）板状体を円形の遮断板２に代えて用いることもできるし、三角錐体、四角錐体、五角錐体・・・・・・などの多角錐体（とくに正多角錐体）を遮断板２に代えて用いることもできる。
また、上述の実施形態では、ウエハＷと遮断板２との間に不活性ガスとしての窒素ガスを供給することとしているが、この窒素ガスの供給は省かれてもよい。また、不活性ガスを供給する場合に、窒素ガス以外のたとえばアルゴンなどの他の不活性ガスを適用してもよいことは言うまでもない。
【００４３】
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設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】遮断板の構成を説明するための斜視図である。
【図３】スプラッシュガードの上下動による処理液の回収および廃棄の切換えを説明するための図である。
【図４】処理液による処理の様子を説明するための図である。
【図５】遮断板の他の構成例を示す斜視図である。
【図６】遮断板のさらに他の構成例を示す斜視図である。
【図７】遮断板のさらに他の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ バキュームチャック
２ 遮断板
２ａ 溝
２ｂ 切欠き部
２ｃ 溝
２Ａ 遮断板
２Ｂ 遮断板
２Ｃ 遮断板
２Ｄ 遮断板
２Ｅ 遮断板
１１ 回転軸
１２ チャック回転駆動機構
１３ 真空ポンプ
１４ 吸着用配管
２０ 遮断板
２１ 回転軸
２２ 遮断板昇降機構
２３ 遮断板回転駆動機構
３１ 窒素ガス供給源
３２ 窒素ガス供給バルブ
３３ 窒素ガスノズル
３５ コントローラ
４１ 薬液供給ノズル
４２ 純水供給ノズル
４３ 薬液供給源
４４ 薬液供給バルブ
４５ 純水供給源
４６ 純水供給バルブ
５０ 処理カップ
５１ 排液溝
５２ 回収溝
５５ 回収ライン
５６ 排液ライン
６０ スプラッシュガード
６１ 排液受け部
６２ 回収液受け部
６５ スプラッシュガード昇降駆動機構
Ｗ ウエハ
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の周辺部を処理液（たとえば、エッチング液）によって選択的に処理するための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象の基板には、半導体ウエハ、光および光磁気ディスク、液晶表示装置用ガラス基板、ならびにＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板などの各種の被処理基板（特に、ほぼ円形の基板）が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面、裏面および端面の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。たとえば、配線形成のための銅薄膜は、ウエハの表面の素子形成領域に形成されていればよいから、ウエハの表面の周辺部（たとえば、ウエハの周縁から幅５mm程度の部分）、裏面および端面に形成された銅薄膜は不要となる。
【０００３】
ウエハの周辺部に形成されている金属薄膜を除去するための装置は、たとえば、本願の出願人の先願に係る特願平１１−１０４１７１号に開示されている。この先願に係る装置では、スピンチャックでウエハを保持するとともに、これを鉛直軸線まわりに回転させる一方、ウエハの上面に純水を供給しつつ、ウエハの周辺部に薬液（エッチング液）を供給する構成を採用している。純水の供給により、ウエハの中央部付近に薬液の飛沫が達しても、この薬液は速やかに洗い流される。したがって、ウエハの中央付近の金属薄膜を侵すことなく、周辺部の金属薄膜を選択的に除去できる。
【０００４】
また、本願出願人の製作に係る他の装置では、スピンチャックで保持しているウエハの下面から薬液を供給し、ウエハの上面への薬液の回り込みを利用して、ウエハ上面の周辺部の処理を行う構成が採用されている。ウエハの下面に薬液を供給する必要性から、スピンチャックは、ウエハの下面に対して非接触の状態でウエハを保持できる構造となっている。すなわち、この装置のスピンチャックは、複数本のチャックピンで、ウエハの端面を握持する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウエハの中央付近の保護のために純水をウエハの上面に供給する構成では、薬液が純水によって希釈されてしまうから、この薬液を回収して再利用することができない。そのため、薬液は使い捨てになり、その消費量が多くなるのが欠点であった。
また、ウエハの裏面から上面への薬液の回り込みを利用する構成では、薬液がチャックピンで跳ね返り、ウエハ上面の中央付近を侵す場合があった。これを防止するために、ウエハの上面に窒素ガスを吹き付ける構成の採用が提案されているが、それでもなお、ウエハ上面の中央付近の保護に万全を期することができない。しかも、ウエハの端面を併せて処理するためには、チャックピンによるウエハの握持をウエハの回転中に緩めることが好ましいが、そのための構成が複雑であるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の第１の目的は、基板表面の中央部に処理液が付着することを防止でき、かつ、基板表面の周辺部に処理液による処理を良好に施すことができるとともに、処理液の再利用も可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
また、この発明の第２の目的は、基板表面の中央部に処理液が付着することを防止でき、かつ、基板表面の周辺部に処理液による処理を良好に施すことができるとともに、基板の端面の処理を簡単な構成で行える基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する基板処理装置であって、基板を保持しつつ、ほぼ鉛直な回転軸を中心に当該基板を回転させる基板回転保持手段（１）と、この基板回転保持手段に保持された基板の上面に対向して設けられ、外形が基板よりも小さく、上記基板回転保持手段の回転軸に沿う軸を中心に回転する回転部材（２）と、基板の周辺部の上面に処理液が落下するように、上記回転部材上に処理液を吐出する処理液吐出手段（４１，４２）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。ただし、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素を表す。以下、この項において同じ。
【０００８】
この構成によれば、処理対象の基板は、ほぼ鉛直な回転軸を中心に回転させられるとともに、この基板の上面に対向して回転部材が設けられる。この回転部材は、基板の回転軸に沿う軸を中心に回転する。この回転部材の上面に、処理液吐出手段から処理液が吐出される。処理液は、回転部材の上面に達すると、遠心力が与えられて、回転部材の回転半径方向外方に移動する。これにより、処理液は、回転部材から落下して、基板の周辺の上面に導かれることになる。
【０００９】
このようにして、基板の周辺の上面に選択的に処理液を供給することができるから、基板の周辺部を良好に処理することができる。また、回転部材から落下して基板の周辺部の上面に導かれる処理液は、回転部材の回転半径方向への遠心力が与えられているから、基板の上面に落下した処理液が基板の中央領域に導かれることはない。したがって、基板の上面に純水を供給してその中央部を保護する必要がない。その結果、基板の周縁部の上面に落下して基板処理に用いられた後の処理液は、回収して再利用することができる。
【００１０】
また、回転部材が、処理対象の基板よりも小さな外形を有しているから、基板の周縁部の上面に処理液を確実に落下させることができる。
上記回転部材は、外形が基板よりも小さな板状体であってもよい。この構成によれば、回転部材が板状体で構成されていることにより、回転部材の上面に吐出された処理に効果的に遠心力を与えることができる。
【００１１】
なお、回転部材の他の形態として、回転中心から回転半径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を有する錐体状のものを用いてもよい。この錐体状の回転部材は、回転対称な上面（処理液が流れる面）を有するものであることが好ましく、たとえば傘形状のものまたはドーム形状のものなどを適用することができる。ただし、処理液が流れる上面は必ずしも回転対称の形状を有している必要はなく、たとえば、角錐形状の回転部材を適用してもよい。
【００１２】
また、回転部材は、周方向に沿って波状の凹凸が形成されたものであってもよいし、回転中心から回転半径方向外方に向かう溝が上面に形成されたものであってもよい。回転部材の上面に溝を形成する場合には、この溝は、回転半径方向外方に向かうに従って回転部材の回転方向とは反対側にカーブする形態に形成されていることが好ましい。
また、回転部材は、外形（基板回転保持手段に保持された基板を見下す平面視における外形）が、基板よりも大きな板状体または上述のような錐状体であってもよい。このような場合であっても、たとえば、回転部材の周縁部に基板の周縁部の上面に処理液を落下させるための切欠きを形成したり、適当な位置に開口を形成したりしておくことによって、基板の上面に処理液を導くことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記基板回転保持手段は、基板の下面を吸着して保持する下面吸着型保持機構（１）であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
また、請求項３記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する基板処理装置であって、基板の下面を吸着して保持しつつ、ほぼ鉛直な回転軸を中心に当該基板を回転させる下面吸着型保持機構である基板回転保持手段（１）と、この基板回転保持手段に保持された基板の上面に対向して設けられ、上記基板回転保持手段の回転軸に沿う軸を中心に回転する回転部材（２）と、基板の周辺部の上面に処理液が落下するように、上記回転部材上に処理液を吐出する処理液吐出手段（４１，４２）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。
これらの発明では、基板の下面を吸着することによって基板が保持されるから、基板の端面を全周に渡って露出させておくことができる。これにより、基板周縁部の上面から基板の端面を伝って落下する処理液により、基板の端面を全周に渡って処理することができる。これにより、基板の回転中に基板の握持を緩めたりするための複雑な構成を要することなく、基板の端面に対する処理を良好に行うことができる。
請求項４記載の発明は、上記回転部材と上記基板回転保持手段に保持された基板との間に気体（好ましくは、窒素ガス等の不活性ガス）を供給する気体供給手段（３３）をさらに含む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。
この構成によれば、基板回転保持手段に保持された基板と回転部材との間に気体を供給することによって、基板の周辺部の上面に落下した処理液が、基板の中央領域に導かれることをさらに確実に防止することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、上記基板の周辺部に供給された後の処理液を回収するための処理液回収手段（６０，６２，５２）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の周縁部を処理するために用いられた後の処理液（たとえば薬液）が回収される。上述のとおり、基板の中央領域の保護のために純水を用いる必要がないので、基板の周縁部の上面に供給された処理液は、当初の濃度をほぼ保持したままで、希釈されることなく基板から落下することになる。そこで、この処理液を処理液回収手段によって回収することにより、回収された処理液を基板の処理のために再利用することができる。これによって、処理液の消費量を格段に低減することができる。
【００１６】
処理液回収手段は、たとえば、基板回転保持手段によって保持されて回転される基板の回転半径方向外方に配置されて、遠心力のために基板の表面から回転半径方向外方に飛び出してくる処理液を受ける回収処理液受け部（６０，６２）と、この処理液受け部で受けられて落下する処理液を回収するための処理液回収溝（５２）とを有するものであってもよい。
請求項６記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する方法であって、基板をほぼ水平な姿勢で鉛直軸線まわりに回転させる工程と、基板の上面に対向して当該基板よりも外形の小さな回転部材（２）を配置し、この回転部材を基板の回転軸線とほぼ同軸の回転軸線まわりに回転させる工程と、回転状態の上記回転部材の上に処理液を供給し、この処理液を、上記回転部材から、回転状態の上記基板の周辺部に落下させる工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【００１７】
これにより、請求項１に関連して説明した効果を奏することができる。
請求項７記載の発明は、基板（Ｗ）の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する方法であって、基板の下面を下面吸着型保持機構（１）によって吸着して保持しつつ、ほぼ水平な姿勢で当該基板を鉛直軸線まわりに回転させる工程と、基板の上面に対向して回転部材（２）を配置し、この回転部材を基板の回転軸線とほぼ同軸の回転軸線まわりに回転させる工程と、回転状態の上記回転部材の上に処理液を供給し、この処理液を、上記回転部材から、回転状態の上記基板の周辺部に落下させる工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。この方法により、請求項２および３の発明に関連して説明した効果を奏することができる。
これらの基板処理方法の発明に関しては、基板処理装置に関連して述べたのと同様な変形を施すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。この基板処理装置は、ほぼ円形の基板である半導体ウエハ（以下単に「ウエハＷ」という。）の上面の周辺部に対して、処理液による表面処理を施すためのものである。この場合、処理液とは、ウエハＷの表面の薄膜（たとえば、銅薄膜）を剥離するためのエッチング液であってもよい。
【００１９】
この基板処理装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線まわりにウエハＷを回転させるためのバキュームチャック１を備えている。バキュームチャック１は、ウエハＷの下面を吸着して保持する。したがって、処理対象のウエハＷは、その上面の全域および端面の全周を露出した状態で保持されることになる。
バキュームチャック１の下面には、チャック回転駆動機構１２によって回転される回転軸１１がほぼ鉛直方向に沿って固定されている。この回転軸１１は、内部が中空の中空軸となっていて、この回転軸１１の内部には、真空ポンプ１３に接続された吸着用配管１４が挿通している。この構成によって、真空ポンプ１３により吸着用配管１４の内部を排気すると、バキュームチャック１の表面（上面）に形成された吸着孔（図示せず）の働きによって、ウエハＷの下面がバキュームチャック１の上面に真空吸着される。この状態で、チャック回転駆動機構１２の働きにより、回転軸１１およびバキュームチャック１が鉛直軸線まわりに回転されることになる。
【００２０】
バキュームチャック１の上方には、バキュームチャック１の上面（吸着面）に対向するように、すなわち、バキュームチャック１に保持されたウエハＷの上面に対向するように、遮断板２が設けられている。この遮断板２は、この実施形態では、図２に示すように、ウエハＷの半径よりも小さな半径の円板形状を有している。遮断板２の上面には、回転軸１１と共通の軸線に沿う回転軸２１が固定されている。この回転軸２１は、中空に形成されていて、この回転軸２１内を通って、窒素ガス供給源３１からの窒素ガスを窒素ガス供給バルブ３２を介して遮断板２とウエハＷとの間の空間に供給する窒素ガスノズル３３が設けられている。
【００２１】
図１に示されているように、遮断板２に関連して、この遮断板２を上下動させるための遮断板昇降機構２２と、回転軸２１を回転させることによって、遮断板２を回転駆動するための遮断板回転駆動機構２３とが設けられている。遮断板回転駆動機構２３は、チャック回転駆動機構１２と同期するように制御されるようになっていて、バキュームチャック１と遮断板２０とは、同じ方向にほぼ同じ速さで回転駆動される。
【００２２】
遮断板昇降機構２２は、遮断板２を、処理対象のウエハＷの搬入時および搬出時に上方に大きく退避した退避位置と、ウエハＷに対する処理を行うためにバキュームチャック１に保持されたウエハＷに近接した処理位置との間で、昇降させる働きを有している。さらに、遮断板昇降機構２２は、ウエハＷを処理するときに、遮断板２の上下位置を調整して、ウエハＷの表面と遮断板２の下面とのギャップｂを調整する働きを有している。
【００２３】
遮断板２の上方には、この遮断板２の上面に薬液（たとえばエッチング液）を供給するための薬液供給ノズル４１と、遮断板２の上面に純水を供給するための純水供給ノズル４２とが配置されている。
薬液供給ノズル４１および純水供給ノズル４２は、処理位置にある遮断板２の上面の中央位置近傍に向けて、薬液および純水をそれぞれ吐出するように配置されている。薬液供給ノズル４１には、薬液供給源４３から薬液供給バルブ４４を介して薬液が供給されるようになっている。また、純水供給ノズル４２には、純水供給源４５から、純水供給バルブ４６を介して、純水が供給されるようになっている。
【００２４】
バキュームチャック１などは、耐薬液性の材料（たとえば、フッ素樹脂）で構成された処理カップ５０内に収容されている。この処理カップ５０の底部には、バキュームチャック１の外側において、ウエハＷの処理に用いられた後の処理液を排液するための排液溝５１が、半径方向内方側に形成されており、ウエハＷの処理のために用いられた後の処理液を回収するための回収溝５２が半径方向外方側に形成されている。排液溝５１と回収溝５２とは、筒状の仕切壁５３によって区画されている。
【００２５】
仕切壁５３の上方には、ウエハＷからの処理液が外部に飛散することを防止するためのスプラッシュガード６０が設けられている。このスプラッシュガード６０は、ウエハＷの回転軸線に対してほぼ回転対称な形状を有している。スプラッシュガード６０は、耐薬液の材料、すなわちたとえばフッ素樹脂などで構成されている。このスプラッシュガード６０は、スプラッシュガード昇降駆動機構６５によって、図３(a)および図３(b)に示されているように、上下動されるようになっている。
【００２６】
スプラッシュガード６０は、ウエハＷの回転軸線に対向するように開いた溝状の排液受け部６１を上方部の内面に有している。また、スプラッシュガード６０の下方部には、ウエハＷの回転半径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面の形態をなした回収液受け部６２が形成されている。また、回収液受け部６２の上端付近には、処理カップ５０に形成された仕切壁５３を受け入れるための仕切壁収納溝６３が形成されている。
【００２７】
スプラッシュガード昇降駆動機構６５は、スプラッシュガード６０を、図３(a)に示す回収位置（上昇位置）と、図３(b)に示す排液位置（下降位置）との間で上下動させる。また、スプラッシュガード昇降駆動機構６５は、処理対象のウエハＷの搬入／搬出の際に、スプラッシュガード６０を回収位置（図３(a)）よりもはるかに上方の退避位置に退避させる。
スプラッシュガード６０が図３(a)に示す回収位置にあるとき、回収液受け部６２は、バキュームチャック１に保持されたウエハＷの上面とほぼ同じ高さに位置している。このときには、ウエハＷの上面に供給された処理液は、遠心力によって回転半径方向外方に飛び出し、回収液受け部６２によって受けられた後、その下方の回収溝５２と導かれる。回収溝５２には薬液供給源４３へと薬液を導くための回収ライン５５（図１参照）が接続されている。
【００２８】
一方、ウエハＷに供給された処理液を廃棄すべきときには、スプラッシュガード６０は、図３(b)に示す排液位置へと導かれる。この状態では、排液受け部６１が、ウエハＷの上面とほぼ等しい高さに位置する。したがって、ウエハＷから回転半径方向外方に飛び出した処理液は、排液受け部６１によって受けられた後に、その下方の排液溝５１へと落下する。この排液溝５１には、排液ライン５６が接続されている。
【００２９】
図１に示すように、この基板処理装置には、装置の各部を制御するためのコントローラ３５が備えられている。このコントローラ３５は、チャック回転駆動機構１２、真空ポンプ１３、遮断板昇降機構２２、遮断板回転駆動機構２３、窒素ガス供給バルブ３２、薬液供給バルブ４４、純水供給バルブ４６、およびスプラッシュガード昇降駆動機構６５などを制御する。
コントローラ３５による各部の制御によって、ウエハＷに対して次のような処理が実行される。
【００３０】
図示しない搬送ロボットの働きによって、処理前のウエハＷがバキュームチャック１の上面に置かれると、コントローラ３５は真空ポンプ１３を作動させて、ウエハＷをバキュームチャック１の上面に吸着させる。このとき、スプラッシュガード６０および遮断板２は、バキュームチャック１の上方の退避位置にあって、ウエハＷの搬入を阻害しないようにされている。
この状態から、遮断板昇降機構２２が制御され、遮断板２がバキュームチャック１に保持されたウエハＷの上面に近接した位置（処理位置）に導かれる。一方、コントローラ３５は、スプラッシュガード昇降駆動機構６５を制御し、スプラッシュガード６０を図３(a)に示す回収位置に導く。この状態で、コントローラ３５は、チャック回転駆動機構１２および遮断板回転駆動機構２３を作動させ、バキュームチャック１（すなわち、ウエハＷ）および遮断板２を、同じ方向にほぼ同じ速さで回転させる。その一方で、コントローラ３５は、薬液供給バルブ４４を開成して、薬液供給ノズル４１から薬液（エッチング液）を吐出させる。さらに、コントローラ３５は、窒素ガス供給バルブ３２を開き、遮断板２とウエハＷの上面との間に窒素ガスを供給させる。
【００３１】
このときの処理の様子は、図４に図解的に示されている。回転状態の遮断板２の上面に薬液供給ノズル４１から薬液ＣＨが供給されると、この薬液ＣＨには回転力が与えられるから、それに応じた遠心力が作用する。これにより、遮断板２のほぼ中央付近に供給された薬液ＣＨは、遮断板２の回転半径方向外方側へと導かれる。そして、遮断板２の縁部からウエハＷの上面の周辺部へと落下することになる。これにより、ウエハＷの上面の周辺部が薬液ＣＨによる選択的な処理を受けることになる。
【００３２】
ウエハＷの周辺部の上面に落下した薬液ＣＨには、ウエハＷの回転半径方向外方に向かう遠心力が作用しているから、ウエハＷの上面の中央領域に薬液ＣＨが導かれることはない。しかも、上述のとおり、遮断板２とウエハＷとの間には、遮断板２の中心から窒素ガスが供給されているから、この空間には、回転中心から外方へと向かう気流が形成されている。これによって、薬液ＣＨの飛沫がウエハＷの中央領域に導かれることを確実に阻止している。
【００３３】
ウエハＷの上面から飛び出した薬液は、図３(a)に示されているように、スプラッシュガード６０の回収液受け部６２から、回収溝５２へと落下し、回収ライン５５を介して薬液供給源４３に回収されて再利用される。この実施形態では、薬液によりウエハＷの上面の周辺部を処理するときには、純水は供給されないので、ウエハＷの上面の周辺部に供給された薬液は、その濃度をほぼ当初の値に保持したままで、ウエハＷの表面から落下していく。したがって、これを回収して再利用することが可能であり、これにより薬液の消費量を格段に低減することができる。
【００３４】
ウエハＷを予め定める所定時間にわたって薬液で処理した後には、コントローラ３５は、薬液供給バルブ４４を閉じて、薬液供給ノズル４１からの薬液の吐出を停止させる。引き続き、コントローラ３５は、純水供給バルブ４６を開き、純水供給ノズル４２から遮断板２の中央に向けて純水を吐出させる。この純水の吐出よりも早く、コントローラ３５は、スプラッシュガード昇降駆動機構６５を制御して、スプラッシュガード６０を図３(b)に示す排液位置へと下降させる。これにより、薬液による処理の場合と同じく、ウエハＷの上面の周辺部に純水が供給され、薬液を洗い流すためのリンス処理が行われる。
【００３５】
ウエハＷの表面から回転半径方向外方に飛び出したリンス処理後の純水は、スプラッシュガード６０の排液受け部６１によって受けられた後、排液溝５１へと落下して、排液ライン５６に導かれることになる。なお、薬液供給バルブ４４を閉じるよりも早く純水供給バルブ４６を開いてもよいが、この純水供給バルブ４６を開くよりも早く、スプラッシュガード６０は排液位置に移動されている必要がある。
【００３６】
こうしてリンス処理が終了すると、スプラッシュガード６０および遮断板２が上方の退避位置に上昇させられ、処理後のウエハＷが搬出される。このウエハＷは、たとえば、ウエハＷを水洗し、その後に水分を振り切って乾燥するための水洗・乾燥処理ユニットへと受け渡される。このような水洗および乾燥処理は、図１に示された基板処理装置内で行うこととしてもよいが、薬液によりウエハＷの上面の周辺部の処理（たとえばエッチング処理）を行うときのウエハＷの回転数が５００〜６００ｒｐｍであるのに対して、ウエハＷの表面の水分を振り切るときには、処理時間の短縮化の観点から、２５００〜３５００ｒｐｍの回転数でウエハＷを高速回転させることが好ましい。バキュームチャック１は、その性質上、ウエハＷの保持力には限界があるので、上記のような高速回転には適さないから、比較的低速の回転数で時間をかけて水切り乾燥を行わざるをえない。したがって、水洗・乾燥処理を別の処理ユニットで行うことにより、ウエハＷに対する処理時間を短縮できる。
【００３７】
以上のように、この実施形態によれば、バキュームチャック１にほぼ水平に保持されたウエハＷに対向して遮断板２を配置し、この遮断板２をウエハＷと同期回転させるとともに、遮断板２の上面に処理液（薬液または純水）を供給するようにしている。これにより、処理液は、遮断板２の上面の回転によって遠心力が与えられた後に、ウエハＷの上面の周辺部へと落下することになる。これにより、ウエハＷの上面の中央領域に処理液が導かれることを回避しつつ、ウエハＷの上面の周辺部を良好に処理することができる。さらに、ウエハＷの上面の周辺部を薬液で処理する際に、ウエハＷに純水を供給する必要がないので、薬液が希釈されることがなく、この薬液を回収して再利用することができる。これにより、薬液の消費量を著しく低減することができる。
【００３８】
なお、遮断板２の直径は、ウエハＷの直径と、その上面の周辺部の処理すべき領域の幅（エッチング幅）とに応じて定められる。さらに、遮断板２とウエハＷの上面との間のギャップｂ、遮断板２の回転数、ウエハＷの回転数（バキュームチャック１の回転数）、および窒素ガスノズル３３から吐出される窒素ガスの流量のうちの１つ以上のパラメータ（コントローラ３５において可変設定可能なパラメータ）を調整することによって、処理領域の幅を可変設定することができる。
【００３９】
遮断板２の上面に供給された処理液をこの遮断板２の周縁部にほぼ均等に導くためには、図２に示されているように、遮断板２の上面に、その中心から半径方向外方に向かう溝２ａを形成しておくことが好ましい。さらに、この溝２ａは、半径方向外方に向かうに従って、遮断板２の回転方向とは反対方向へと曲がるカーブ形状に形成されていることが好ましい。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、円板形状の遮断板２を用いた例について説明したが、たとえば、図５に示すように、回転方向に波打つ波板状の遮断板２Ａを上述の遮断板２に代えて用いてもよい。
【００４０】
また、図６(a)〜(c)に示すように、回転中心から回転半径方向外方に向かうに従って下方へと傾斜した傾斜面を上面として有するほぼ円錐形状の遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを遮断板２に代えて用いてもよい。この場合に、遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの上面は、一定の傾斜を有している必要はなく、上に凸の湾曲した傾斜面（すなわち、ドーム型。図６(c)参照）であってもよいし、下に凸の湾曲した傾斜面（図６(b)）であってもよい。図６(a)〜(c)のいずれの形態の遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを用いる場合にも、平面視における遮断板２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの外形は、処理対象のウエハＷの外形よりも小さくされていることが好ましい。
【００４１】
ただし、遮断板２の外形は、必ずしもウエハＷの外形よりも小さくなっている必要ない。たとえば、図７に示すように、処理液をウエハＷの上面の周辺部に落下させるための切欠き部２ｂを外周縁に有する、ウエハＷよりも大きな外形の円板形状の遮断板２Ｅを遮断板２に代えて用いてもよい。この場合には、遮断板２Ｅの中心から半径方向外方に向かい、切欠き部２ｂに至る溝２ｃが遮断板２Ｅの上面に形成されていることが好ましい。この溝２ｃは、半径方向外方に向かうに従って、遮断板２Ｅの回転方向とは反対の方向に曲がるカーブ形状を有していることがさらに好ましい。
【００４２】
また、遮断板は、平面視においてほぼ円形に形成されている必要はない。たとえば、三角形、四角形、五角形・・・・・・などの多角形（とくに正多角形）板状体を円形の遮断板２に代えて用いることもできるし、三角錐体、四角錐体、五角錐体・・・・・・などの多角錐体（とくに正多角錐体）を遮断板２に代えて用いることもできる。
また、上述の実施形態では、ウエハＷと遮断板２との間に不活性ガスとしての窒素ガスを供給することとしているが、この窒素ガスの供給は省かれてもよい。また、不活性ガスを供給する場合に、窒素ガス以外のたとえばアルゴンなどの他の不活性ガスを適用してもよいことは言うまでもない。
【００４３】
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設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】遮断板の構成を説明するための斜視図である。
【図３】スプラッシュガードの上下動による処理液の回収および廃棄の切換えを説明するための図である。
【図４】処理液による処理の様子を説明するための図である。
【図５】遮断板の他の構成例を示す斜視図である。
【図６】遮断板のさらに他の構成例を示す斜視図である。
【図７】遮断板のさらに他の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ バキュームチャック
２ 遮断板
２ａ 溝
２ｂ 切欠き部
２ｃ 溝
２Ａ 遮断板
２Ｂ 遮断板
２Ｃ 遮断板
２Ｄ 遮断板
２Ｅ 遮断板
１１ 回転軸
１２ チャック回転駆動機構
１３ 真空ポンプ
１４ 吸着用配管
２０ 遮断板
２１ 回転軸
２２ 遮断板昇降機構
２３ 遮断板回転駆動機構
３１ 窒素ガス供給源
３２ 窒素ガス供給バルブ
３３ 窒素ガスノズル
３５ コントローラ
４１ 薬液供給ノズル
４２ 純水供給ノズル
４３ 薬液供給源
４４ 薬液供給バルブ
４５ 純水供給源
４６ 純水供給バルブ
５０ 処理カップ
５１ 排液溝
５２ 回収溝
５５ 回収ライン
５６ 排液ライン
６０ スプラッシュガード
６１ 排液受け部
６２ 回収液受け部
６５ スプラッシュガード昇降駆動機構
Ｗ ウエハ
Claims (7)
- 基板の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する基板処理装置であって、
基板を保持しつつ、ほぼ鉛直な回転軸を中心に当該基板を回転させる基板回転保持手段と、
この基板回転保持手段に保持された基板の上面に対向して設けられ、外形が基板よりも小さく、上記基板回転保持手段の回転軸に沿う軸を中心に回転する回転部材と、
基板の周辺部の上面に処理液が落下するように、上記回転部材上に処理液を吐出する処理液吐出手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 上記基板回転保持手段は、基板の下面を吸着して保持する下面吸着型保持機構であることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 基板の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する基板処理装置であって、
基板の下面を吸着して保持しつつ、ほぼ鉛直な回転軸を中心に当該基板を回転させる下面吸着型保持機構である基板回転保持手段と、
この基板回転保持手段に保持された基板の上面に対向して設けられ、上記基板回転保持手段の回転軸に沿う軸を中心に回転する回転部材と、
基板の周辺部の上面に処理液が落下するように、上記回転部材上に処理液を吐出する処理液吐出手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 上記回転部材と上記基板回転保持手段に保持された基板との間に気体を供給する気体供給手段をさらに含む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。
- 上記基板の周辺部に供給された後の処理液を回収するための処理液回収手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
- 基板の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する方法であって、
基板をほぼ水平な姿勢で鉛直軸線まわりに回転させる工程と、
基板の上面に対向して当該基板よりも外形の小さな回転部材を配置し、この回転部材を基板の回転軸線とほぼ同軸の回転軸線まわりに回転させる工程と、
回転状態の上記回転部材の上に処理液を供給し、この処理液を、上記回転部材から、回転状態の上記基板の周辺部に落下させる工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 基板の周辺部の上面に処理液を供給して、基板の周辺部を処理する方法であって、
基板の下面を下面吸着型保持機構によって吸着して保持しつつ、ほぼ水平な姿勢で当該基板を鉛直軸線まわりに回転させる工程と、
基板の上面に対向して回転部材を配置し、この回転部材を基板の回転軸線とほぼ同軸の回転軸線まわりに回転させる工程と、
回転状態の上記回転部材の上に処理液を供給し、この処理液を、上記回転部材から、回転状態の上記基板の周辺部に落下させる工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
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