JP3762275B2

JP3762275B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method

Info

Publication number: JP3762275B2
Application number: JP2001287164A
Authority: JP
Inventors: 薫新原
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP2003088793A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板ならびにフォトマスク用基板などの各種の被処理基板に対してエッチング液等の処理液による処理を施すための基板処理装置および基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。）の表面および周端面（場合によってはさらに裏面）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、ウエハの表面の周縁部（たとえば、ウエハの周縁から幅５mm程度の部分）、裏面および周端面に形成された銅薄膜は不要となる。そればかりでなく、裏面および周端面の銅または銅イオンは、基板処理装置に備えられた基板搬送ロボットのハンドを汚染し、さらにこの汚染が当該ハンドによって保持される別の基板へと転移するという問題を引き起こす。
【０００３】
ウエハの周縁部および周端部の銅薄膜をエッチング除去するための基板処理装置は、たとえば、特開２００１−１０４１７１号公報に開示されている。
この公開公報に開示された１つの基板処理装置では、ウエハの周端面を全周に渡って処理するために、ウエハは真空吸着式のスピンチャックによって保持されて回転され、その周縁部に向けてエッチング液が供給される。しかし、この構成では、ウエハの裏面を処理することができないから、別のチャンバにウエハを移してウエハ裏面の処理を事後的に行う必要がある。
【０００４】
そこで、上記公開公報に開示された別の基板処理装置では、ウエハの周端面を複数の基板挟持部材によって挟持する挟持型スピンチャックによってウエハを回転させるようにして、ウエハの表面、周縁部および裏面に対する処理を１つのチャンバで達成している。この基板処理装置では、ウエハの周縁部全域に渡る処理を実現するために、スピンチャックの回転中に、上記基板挟持部材による挟持を解除または緩和し、これによって、基板挟持部材によるウエハの挟持位置を周方向にずらす構成が採用されている。
【０００５】
図１０は、上記基板挟持部材の構成を簡略化して示す正面図である。支持軸１の上端に板状のアーム２が水平に固定されている。このアーム２において支持軸１の回転軸線上にはウエハＷの裏面（下面）の周縁部を支持する支持突起３が設けられており、アーム２において、支持軸１の回転軸線からずれた位置には、ウエハＷの周端面に当接する当接ピン４が立設されている。支持軸１をその軸線まわりに回転させることによって、当接ピン４をウエハＷの周端面に押し付けたり、この押し付け力を解除したりすることができる。このような基板挟持部材をウエハの周方向の異なる位置に複数個配置することによって、ウエハＷを挟持したり、その挟持を解除または緩和したりすることができる。
【０００６】
ただし、複数個の基板挟持部材のうちいずれか１つのみを駆動することとして、残りの基板挟持部材は固定しておいても、ウエハＷを挟持したり、その挟持を解除または緩和したりすることができる。
スピンチャックの回転中、とくに加速時または減速時に、基板挟持部材によるウエハＷの挟持を一時的に解除または緩和すると、ウエハＷは、支持突起３上を滑動して、スピンチャックに対して相対的に回転する。これにより、基板挟持部材によるウエハＷの挟持位置が変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ウエハＷが支持突起３上を滑動することによって、支持突起３が摩耗する。これにより、発塵が生じてウエハＷの処理品質が悪くなるうえ、ウエハＷの支持高さに変動が生じる。
たとえば、ウエハＷの裏面からエッチング液を供給し、ウエハＷの周端面から上面へと回り込むエッチング液によってウエハＷの表面周縁部の処理を行う場合がある。この構成において、さらに、エッチング液の回り込み量を制御するために、ウエハＷの上面のごく近傍に、ウエハＷのほぼ全面を覆う遮断板が配置され、中央領域から周縁領域に向けて不活性ガス（窒素ガスなど）が噴き出される場合がある。
【０００８】
このような場合に、ウエハＷの支持高さに変動が生じると、エッチング液の回り込み量に変動が生じて、ウエハＷの表面周縁部の処理幅が狂い、良好な処理が行えないおそれがある。
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、摩耗による発塵または基板保持位置の変動が生じることがなく、したがって基板を良好に処理することができ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。
【０００９】
【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）に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置であって、基板の一方面に当接して基板を支持する少なくとも３つの基板支持部材（３２１）、および一対のピン（３２Ａ，３２Ｂ）を基板の周端面に切り換えて当接させて基板を挟持することができる少なくとも３組の基板挟持部材（３１１，３１２，３１３）を有する基板保持機構（２２１）と、この基板保持機構を回転させる回転駆動手段（２２２）と、この回転駆動手段によって上記基板保持機構を等速回転させている期間に、基板の周端面に当接する各組の基板挟持部材の上記一対のピンを組間でタイミングをずらして切り換えるよう、上記少なくとも３組の基板挟持部材の動作を制御する制御手段（４００）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１０】
上記少なくとも３組の基板挟持部材における各一対のピンの切り換えが、組間でタイミングをずらして行われるので、ピンの切り換え時にも基板保持の安定性を確保できる。
この発明によれば、基板保持機構を等速回転させている間に、一対のピンを切り換えて、基板の挟持位置を変更することとしている。等速回転中であれば、基板保持機構に対する基板の相対回転が生じないから、基板支持部材上で基板が滑動することがない。したがって、基板支持部材の摩耗に起因する発塵や基板保持位置の変動の問題がなく、基板を良好に処理することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記基板保持機構に保持された基板の周縁部に処理液を供給する処理液供給機構（２２５，３０）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によって、基板の周縁部の処理（好ましくは周縁部の選択的な処理）を行うことができる。たとえば、基板の周縁部にエッチング液を供給することによって、基板の周縁部の薄膜を選択的に除去するベベルエッチング処理を行うことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記基板保持機構に保持された基板の上記基板支持部材とは反対側の表面の近傍においてその表面に対向して配置可能な遮断板（２５０）をさらに含む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である。
この構成によれば、基板の表面近傍に遮断板を対向配置することにより、基板の周縁部の処理幅を制御したり、基板表面への処理液飛沫の付着を防止したり、基板表面付近の空間を制限したりすることができる。
【００１３】
この場合に、基板支持部材の摩耗に起因する基板保持位置の変動がないので、基板と遮断板との間の間隔の変動を防止できる。したがって、遮断板の作用を効果的に発揮させることができ、基板処理を良好に行える。
請求項４記載の発明は、基板（Ｗ）の一方面に当接して基板を支持する少なくとも３つの基板支持部材（３２１）、および一対のピン（３２Ａ，３２Ｂ）を基板の周端面に切り換えて当接させて基板を挟持することができる少なくとも３組の基板挟持部材（３１１，３１２，３１３）を有する基板保持機構を設ける工程と、上記基板保持機構を回転させる工程と、上記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する工程と、上記基板保持機構が等速回転されている期間に、上記基板保持機構に保持されている基板に当接する各組の基板挟持部材の一対のピンを組間でタイミングをずらして切り換える工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【００１４】
この方法によって、請求項１の発明と同様の効果を達成できる。
【００１５】
【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図解的な断面図である。この基板処理装置は、ウエハＷの裏面に形成された薄膜とウエハＷの表面の周縁部および端面に形成されている薄膜を同時に除去することができるものである。この基板処理装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持し、この保持したウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転する周縁部保持チャック２２１を処理カップ（図示せず）の中に備えている。
【００１６】
周縁部保持チャック２２１は、回転駆動機構としてのモータ２２２の駆動軸に結合されて回転されるようになっている。モータ２２２の駆動軸は、中空軸とされていて、その内部には、純水またはエッチング液を供給することができる裏面リンスノズル２２３が挿通されている。この裏面リンスノズル２２３は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの裏面（下面）中央に近接した位置に吐出口を有しており、この吐出口からウエハＷの裏面中央に向けて純水またはエッチング液を供給する中心軸ノズルの形態を有している。裏面リンスノズル２２３には、純水供給源に接続された純水供給バルブ２０１またはエッチング液供給源に接続されたエッチング液供給バルブ２０２を介して、純水またはエッチング液が所要のタイミングで供給されるようになっている。
【００１７】
周縁部保持チャック２２１の側方には、先端にエッジリンスノズル２２５が取り付けられた揺動アーム２３２を揺動させるための揺動駆動機構２３３が設けられている。揺動アーム２３２が揺動駆動機構２３３によって水平に揺動されることにより、周縁部保持チャック２２１の上方において、エッジリンスノズル２２５は、水平面に沿う円弧軌道に従って移動する。これにより、エッジリンスノズル２２５は、周縁部保持チャック２２１の側方のホームポジションと、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの表面（上面）に純水またはエッチング液を供給する処理位置との間で変位することができる。ウエハＷの表面の周縁部の不要な薄膜を除去するときには、薄膜を残しておくべき中央領域と当該薄膜を除去すべき周縁領域との境界位置にエッチング液を供給できるように、エッジリンスノズル２２５の位置が定められる。
【００１８】
エッジリンスノズル２２５には、純水供給源に接続された純水供給バルブ２０３またはエッチング液供給源に接続されたエッチング液供給バルブ２０４を介して、純水またはエッチング液が所要のタイミングで供給されるようになっている。
揺動駆動機構２３３は、揺動アーム２３２が上端に固定された回転昇降軸２３４と、この回転昇降軸２３４を昇降自在に保持するとともに、モータ２３５からの回転力がタイミングベルト２３６などを介して与えられる回転保持筒２３７と、この回転保持筒２３７を昇降させる昇降駆動機構２４０とを有している。昇降駆動機構２４０は、リンク機構２４１と、このリンク機構２４１に駆動力を与えるモータ２４２とを有する。
【００１９】
モータ２４２によってリンク機構２４１を駆動すれば、回転昇降軸２３４が昇降して、エッジリンスノズル２２５を周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷに対して昇降させることができ、そのウエハＷとの距離を調節できる。
また、モータ２３５を正転／逆転駆動することによって、回転昇降軸２３４が鉛直軸まわりに回転するから、揺動アーム２３２を水平方向に揺動させることができる。
【００２０】
周縁部保持チャック２２１の上方には、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの中央に向かって純水またはエッチング液を供給することができるノズル機構を下面中央付近に備えた円板状の遮断板２５０が水平に設けられている。この遮断板２５０は、ウエハＷの上面に対向し、そのほぼ全域を被うことができる大きさに形成されていて、昇降駆動機構２６０に結合されたアーム２７０の先端付近に、鉛直軸まわりの回転が可能であるように取り付けられている。
【００２１】
昇降駆動機構２６０は、支持筒２６１と、この支持筒２６１に昇降自在に保持された中空の昇降軸２６２と、この昇降軸２６２を昇降させるためのボールねじ機構２６３とを備えている。ボールねじ機構２６３のねじ軸２６３ｂに結合されたモータ２６３ｃを正転／逆転させることにより、昇降軸２６２が昇降し、この昇降軸２６２の先端部に取り付けられたアーム２７０が昇降する。２６７は、純水やエッチング液の侵入を防ぐためのベローズである。
【００２２】
昇降軸２６２には、回転軸２７１が挿通されている。この回転軸２７１は、昇降軸２６２の上端および下端にそれぞれ配置された軸受け２７２，２７３によって回転自在に保持されている。回転軸２７１の下端は、カップリング２７４を介して、モータ２７５の回転軸に結合されている。また、回転軸２７１の上端には、プーリー２７６が固定されていて、このプーリー２７６には、アーム２７０の内部空間に配置されたタイミングベルト２７７が巻き掛けられている。このタイミングベルト２７７は、遮断板２５０の回転軸２５１に固定されたプーリー２５２にも巻き掛けられている。したがって、モータ２７５を回転駆動すれば、この回転は、回転軸２７１およびタイミングベルト２７７などを介して遮断板２５０に伝達され、この遮断板２５０が鉛直軸まわりに回転（自転）することになる。このようにして、遮断板２５０のための回転駆動機構が構成されている。
【００２３】
純水またはエッチング液をウエハＷに供給するときには、遮断板２５０は停止状態とされて、図示の上方位置にある。そして、純水またはエッチング液による処理後のウエハＷを乾燥させるときには、昇降駆動機構２６０がアーム２７０を下降させることによって、遮断板２５０は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの表面（上面）に近接させられて、そのほぼ全域を非接触状態で被う。これとともに、モータ２７５が付勢されて、遮断板２５０は、ウエハＷの近傍において、周縁部保持チャック２２１とほぼ同じ速さで、この周縁部保持チャック２２１と同じ方向に回転させられる。この状態で、遮断板２５０の中央付近から窒素ガスがウエハＷと遮断板２５０との間の制限された空間に供給される。このようにして、周縁部保持チャック２２１の回転による水切りと並行して、ウエハＷの表面付近を窒素雰囲気とすることにより、ウエハＷの表面を効率的に乾燥させることができる。また、遮断板２５０が周縁部保持チャック２２１と同期回転されることにより、処理室内の気流の乱れが防がれる。
【００２４】
図２は、周縁部保持チャック２２１に関連する構成の詳細を説明するための断面図であり、図３は、周縁部保持チャック２２１を駆動するための駆動機構の構成を説明するための断面図である。なお、図２において、右半分の部分については、モータ２２２で回転される回転部分を実線で表し、回転しない固定部分を二点鎖線で表してある。
周縁部保持チャック２２１は、円板状の上カバー２８１と、同じく円板状の下カバー２８２とを備え、これらは重ね合わせられて、周縁部に設けられたボルト２８３や内方に設けられたボルト２８４などを用いて互いに固定されている。
【００２５】
上カバー２８１および下カバー２８２の各中央部には、挿通孔が形成されており、この挿通孔には、裏面リンスノズル２２３が貫通している。すなわち、裏面リンスノズル２２３は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの中央（回転中心）に近接した位置に吐出口２２６ａを有する吐出部２２６と、この吐出部２２６が上端に取り付けられる管部２２７とを有している。吐出部２２６の上面は、周囲に向かって下降する円錐面をなしており、その頂点に対応する位置に吐出口２２６ａが設けられている。吐出部２２６の上部は、外方に張り出していて、純水またはエッチング液が上カバー２８１の中央の挿通孔に入り込むことを防いでいる。管部２２７は、保持筒２２８により保持された状態で、モータ２２２の中空駆動軸２３０を挿通している。
【００２６】
モータ２２２の駆動軸２３０の内壁には、保持筒２２８との間に、樹脂製の保護管２２９が配置されている。駆動軸２３０の上部には、保護管２２９の外方に配置された回転筒２３１がボルト２８８によって固定されている。この回転筒２３１の上端は、下カバー２８２の中央の挿通孔を通って、上カバー２８１の下面に当接していて、ボルト２８５により、上カバー２８１に固定されている。２８６は、処理液（純水またはエッチング液）の侵入を防止するためのカバーである。回転筒２３１と保護管２２９とは、埋め込みボルト２８７により、相対回転しないように固定されている。２８９は、モータ２２２の本体（非回転部分）である。
【００２７】
ケース２９０は、モータ２２２の本体２８９を覆っているとともに、ボルト３０３などにより、本体２８９に固定されている。このケース２９０の上方部において、回転筒２３１に対向する位置には、この回転筒２３１の周面に摺接する３個のリップシール５１，５２，５３が、回転筒２３１の軸方向に沿って、配列されている。また、下カバー２８２とケース２９０の上部との間には、下カバー２８２に固定された第１摺動部材３０１と、ケース２９０の上部に固定された第２摺動部材３０２とを摺接させる形態のシール３００が介装されており、これにより、シール３００よりも内側の機構部への処理液の侵入を防止している。
【００２８】
リップシール５１，５２，５３は、回転筒２３１の全周に接触していて、回転筒２３１の周面との間に環状の空間５４，５５，５６をそれぞれ形成している。回転筒２３１の肉厚部には、上下方向（軸線方向）に沿って延びるエア通路５７が形成されており、このエア通路５７は、回転筒２３１の半径方向に延びた貫通孔５８を介して、リップシール５１の環状の空間５４と連通している。この連通状態は、回転筒２３１がいずれの回転位置にあっても保持される。
【００２９】
リップシール５２，５３に関しても、リップシール５１に対応する構成と同様な構成が設けられている。すなわち、回転筒２３１の肉厚部には、リップシール５２，５３に対応したエア通路（図示せず）が周方向の位置を異ならせて形成されている。これらのエア通路は、リップシール５２，５３にそれぞれ対応した高さ位置において半径方向に延びた２つの貫通孔（図示せず）を介して、リップシール５２，５３の環状空間５５，５６とそれぞれ連通している。
【００３０】
リップシール５１，５２，５３は、環状空間５４，５５，５６にエアを供給するためのエア供給管６４，６５，６６に結合されている。エア供給管６４，６５，６６には、エア供給バルブ６１，６２，６３がそれぞれ介装されており、エア供給源からの圧縮エアを必要に応じて供給できるようになっている。
一方、回転筒２３１において、下カバー２８２に対向する位置には、半径方向に延びた貫通孔５９が形成されている。この貫通孔５９は、回転筒２３１のエア通路５７と、下カバー２８２に形成されたエア通路７１とを連通させる。このエア通路７１は、エアシリンダ８１（図４参照）へと結合されている。
【００３１】
リップシール５２，５３に対応した上述のエア通路に関しても同様の構成となっていて、これらのエア通路は、下カバー２８２に形成されたエア通路７２，７３（図４参照）に連通している。エア通路７１，７２，７３は、ほぼ等角度間隔で放射状に形成されて、エアシリンダ８１，８２，８３にそれぞれ結合されている。
周縁部保持チャック２２１の周縁部には、上カバー２８１および下カバー２８２を透視した構成を示す図４に最もよく表れているように、円周方向に間隔を開けて、ほぼ等角度間隔で複数個（この実施形態では３個）の挟持部材３１１，３１２，３１３が配置されている。
【００３２】
図５に拡大して示すように、挟持部材３１１〜３１３は、板状のベース部３２０上に、ウエハＷの周縁部の下面を点接触で支持する支持部３２１と、ウエハＷの周端面に当接してウエハＷを挟持するための一対の円柱状挟持ピン３２Ａ，３２Ｂとを備えている。
挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０の下面には、支持部３２１の直下に、丸軸３２３（図２参照）が一体的に設けられており、この丸軸３２３は、上カバー２８１および下カバー２８２に回転自在に取り付けられている。これにより、挟持部材３１１〜３１３は、支持部３２１の中心を通る鉛直軸線３２１ａまわりに回転自在となっている。
【００３３】
挟持部材３１１〜３１３を丸軸３２３を中心として回転させることにより、ウエハＷの周端面に対して挟持ピン３２Ａ，３２Ｂが近接／離反する。これにより、挟持部材３１１〜３１３は、図６(a)(b)(c)に示すように、ウエハＷの周端面に一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの一方３２Ａが当接してウエハＷを挟持する第１挟持位置（図６(a)）と、ウエハＷの周端面に他方の挟持ピン３２Ｂが当接してウエハＷを挟持する第２挟持位置（図６(b)）と、一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの両方をウエハＷの周端面から退避させた退避位置（図６(c)）とを選択的にとることができる。未処理のウエハＷを当該基板処理装置に搬入して周縁部保持チャック２２１に保持させるときや、処理済みのウエハＷを周縁部保持チャック２２１から搬出するときには、図６(c)に示す退避位置が選択される。
【００３４】
挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０の下面に形成された丸軸３２３には、上カバー２８１と下カバー２８２との間の収容空間３１０内において、平面視においてほぼＬ字形のレバー３３１が固定されている。このレバー３３１の一端は、リンク３３２の一端に回動自在に連結されていて、このリンク３３２の他端は、レバー３３３の自由端に回動自在に連結されている。レバー３３３の基端部は、下カバー２８２を回転自在な状態で貫通した回動軸３３５（図２参照）に固定されている。これらのレバー３３１，３３３およびリンク３３２などからなるリンク機構３３０は、上下のカバー２８１，２８２間の収容空間３１０内に収容されている。この収容空間３１０内には、挟持部材３１１〜３１３に対応して、上記のリンク機構３３０が３個収容されている。
【００３５】
この３つのリンク機構３３０における各リンク３３２には、挟持部材３１１〜３１３をそれぞれ駆動するためのエアシリンダ８１，８２，８３が結合されている。具体的には、リンク３３２の途中部には、側方に延びるレバー８４，８５，８６が固定されていて、このレバー８４，８５，８６が、エアシリンダ８１，８２，８３のロッド８１ａ，８２ａ，８３ａにコイルばね８７，８８，８９を介してそれぞれ結合されている。
【００３６】
エアシリンダ８１，８２，８３は、エア通路７１，７２，７３からの圧縮空気によって駆動される複動型のシリンダであり、ロッド８１ａ，８２ａ，８３ａを、各ストローク範囲の任意の位置で停止して保持することができる。
エアシリンダ８１，８２，８３は、ロッド８１ａ，８２ａ，８３ａがリンク３３２の長手方向に沿ってストローク変位するように配置されている。したがって、エアシリンダ８１，８２，８３を駆動することによって、リンク３３２の長手方向変位を引き起こすことができ、この長手方向変位がリンク機構３３０の働きによって、挟持部材３１１〜３１３の回動運動に変換される。
【００３７】
したがって、ロッド８１ａ，８２ａ，８３ａのストローク位置を制御することによって、挟持部材３１１〜３１３をそれぞれ図６(a)(b)(c)に示す第１挟持位置、第２挟持位置または退避位置に制御することができる。このようにして、駆動源としてのエアシリンダ８１，８２，８３と、このエアシリンダ８１，８２，８３の駆動力を挟持部材３１１〜３１３に伝達するリンク機構３３０とによって、挟持部材駆動機構が構成されている。
【００３８】
この実施形態では、周縁部保持チャック２２１を等速回転しているときに、挟持部材３１１〜３１３の位置が第１挟持位置と第２挟持位置とで切り換えられる。すなわち、ウエハＷの周端面を挟持する挟持ピン３２Ａ，３２Ｂが切り換えられる。
周縁部保持チャック２２１が等速回転しているときには、挟持ピン３２Ａ，３２Ｂによる挟持を解除しても、ウエハＷが周縁部保持チャック２２１に介して相対回転することがない。したがって、ウエハＷを支持部３２１上で滑動させることなく、その周端面における挟持位置を変更することができる。これにより、ウエハＷの周端面の全域に対してエッチング液等による処理を施すことができ、かつ、支持部３２１の摩耗を回避できる。
【００３９】
エアシリンダ８１，８２，８３を同時に駆動して、３つの挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えを一斉に（すなわち、同時に）行うと、３つの挟持部材３１１〜３１３の挟持が一斉に解除されることによってウエハＷの保持が不安定になるおそれがあるので、タイミングをずらして３つの挟持部材３１１〜３１３が駆動され、３つの挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えのタイミングがずらされるようになっている。
【００４０】
図７は、遮断板２５０の近傍の構成を示す断面図である。タイミングベルト２７７からの駆動力が与えられるプーリー２５２は、中空の回転軸２５１に固定されている。回転軸２５１は、一対の軸受け２５３などを介してホルダ部２５４に回転自在に保持された外筒２５５と、この外筒２５５に内嵌された内筒２５６とからなる。ホルダ部２５４は、アーム２７０に固定され、その下面から垂下している。
【００４１】
内筒２５６の下端部は、外筒２５５よりも下方に張り出していて、外筒２５５の外方に広がるフランジ２５７を形成している。このフランジ２５７に、遮断板２５０が、ボルト２５８を用いて固定されている。この遮断板２５０の中央には、内筒２５６の内部空間と連通する開口２５９が形成されている。
アーム２７０の上面には、内筒２５６の薄肉にされた上端部を全周に渡って非接触状態で覆うとともに、中央に貫通孔３６１が形成された取り付けブロック３６０が固定されている。この取り付けブロック３６０には、側面から貫通孔３６１まで貫通するガス通路３６２が形成されており、また、その上面には、貫通孔３６１との間に段部３６３が形成されている。ガス通路３６２には、管継ぎ手３６４により、窒素ガス供給管３６５が接続されている。この窒素ガス供給管３６５には、窒素ガス供給源から、窒素ガス供給バルブ３６６を介して、所要のタイミングで窒素ガスが供給される。
【００４２】
一方、内筒２５６には、処理液供給ノズル３７０が、内筒２５６とは非接触状態で挿通している。より具体的には、処理液供給ノズル３７０は、内筒２５６を挿通する管部３７１と、この管部３７１の上端部に形成されたフランジ部３７２と、このフランジ部３７２の下面に形成された段部３７３と、フランジ部３７２の上面に形成された純水パイプ取り付け部３７４とを有している。そして、段部３７３を取り付けブロック３６０の段部３６３に嵌合させて内筒２５６に対する位置合わせが行われた状態で、ボルト３７５によってフランジ部３７２を取り付けブロック３６０の上面に固定することによって、その取り付けが達成されるようになっている。管部３７１の下端は、遮断板２５０の中央の開口２５９のやや上方に位置していて、周縁部保持チャック２２１に保持された状態のウエハＷの中心に向かって処理液（純水またはエッチング液）を供給できるようになっている。
【００４３】
純水パイプ取り付け部３７４には、純水供給パイプ３７８の一端部が取り付けられている。この純水供給パイプ３７８には、純水供給源からの純水を純水供給バルブ３７９を介して供給することができ、エッチング液供給源からのエッチング液をエッチング液供給バルブ３８０を介して供給できるようになっている。
窒素ガス供給管３６５からの窒素ガスは、取り付けブロック３６０のガス通路３６２から、内筒２５６と処理液供給ノズル３７０の管部３７１との間に形成されたガス通路３８１に導かれ、さらに、遮断板２５０の中央の開口２５９からウエハＷの表面に向かって吹き出される。
【００４４】
図８は、上記の基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。マイクロコンピュータなどを含む制御装置４００は、周縁部保持チャック２２１を回転駆動するためのモータ２２２、および周縁部保持チャック２２１に組み込まれたエアシリンダ８１，８２，８３への圧縮エアの供給を切り換えるエア供給バルブ６１，６２，６３を制御する。さらに、制御装置４００は、エッジリンスノズル２２５の水平移動のためのモータ２３５、エッジリンスノズル２２５の昇降のためのモータ２４２、エッジリンスノズル２２５への純水供給のための純水供給バルブ２０３、およびエッジリンスノズル２２５へのエッチング液供給のためのエッチング液供給バルブ２０４を制御する。また、制御装置４００は、遮断板２５０を昇降させるためにボールねじ機構２６３のモータ２６３ｃを制御し、遮断板２５０の回転駆動のためにモータ２７５を制御する。また、制御装置４００は、処理液供給ノズル３７０への純水の供給を純水供給バルブ３７９の開閉により制御し、処理液供給ノズル３７０へのエッチング液の供給をエッチング液供給バルブ３８０の開閉により制御する。さらに、制御装置４００は、窒素ガス供給バルブ３６６の開閉により、ウエハＷへの窒素ガスの供給を制御する。また、制御装置４００は、純水供給バルブ２０１およびエッチング液供給バルブ２０２を開閉制御して、裏面リンスノズル２２３への純水およびエッチング液の供給を制御する。
【００４５】
ウエハ処理プロセスの一例を示せば、次のとおりである。
すなわち、まず、ウエハＷの表面周縁部および端面の不要薄膜を除去するためのベベルエッチング工程が行われる。これと同時に、あるいは、これに前後して、ウエハＷの裏面の不要薄膜のエッチングが行われてもよい。また、このベベルエッチング工程の後、ウエハＷの表面（上面）および裏面（下面）をエッチング液で洗浄する両面洗浄工程が行われてもよい。次いで、ウエハＷの表裏面を純水で洗浄する水洗工程が行われる。そして、最後に、ウエハＷのとくに表面を乾燥させるための乾燥工程が行われる。
【００４６】
ベベルエッチング工程では、制御装置４００は、モータ２２２を付勢して周縁部保持チャック２２１を回転駆動し、これに保持されたウエハＷを回転させる。一方、制御装置４００は、モータ２３５およびモータ２４２を制御することにより、エッジリンスノズル２２５を、ウエハＷから所定の高さにおいて、ウエハＷの周縁部に向けて処理液を吐出する位置へと導く。エッジリンスノズル２２５が適切に配置された後、制御装置４００は、エッチング液供給バルブ２０４を開成してエッジリンスノズル２２５からエッチング液を吐出させる。これと同時に、あるいはこの直前に、制御装置４００は、純水供給バルブ３７９，２０１を開成して、ウエハＷの表裏面の中央に純水を供給させる。
【００４７】
このようにして、ウエハＷの表面の中央領域が、エッチング液のミストの付着による腐食から保護される。
なお、ウエハＷの裏面の不要薄膜を除去する場合には、純水供給バルブ２０１は閉成状態として、エッチング液供給バルブ２０２を開成し、裏面リンスノズル２２３からエッチング液をウエハＷの裏面中央に向けて吐出させればよい。
また、ベベルエッチング工程の後に両面洗浄工程を行う場合、この両面洗浄工程では、制御装置４００は、モータ２２２を付勢して周縁部保持チャック２２１を回転駆動し、これに保持されたウエハＷを回転させる。この状態で、制御装置４００は、エッチング液供給バルブ３８０，２０２を開成させる。これにより、ウエハＷの表裏面には、各中央からエッチング液が供給され、このエッチング液が遠心力によってウエハＷの表裏面の全域へと広がることになる。こうして、両面洗浄処理が達成される。なお、このとき、バルブ２９７，２０３，２０４，３７９，３６６，２０１は、閉成状態とされる。また、遮断板２５０は、ウエハＷから離間した上方位置（図１に示す位置）にある。
【００４８】
ここで、ベベルエッチング工程についてさらに説明すると、エッジリンスノズル２２５から一定時間に渡ってエッチング液が供給されると、制御装置４００は、エア供給バルブ６１，６２，６３を、タイミングをずらして制御することによって、エアシリンダ８１，８２，８３を、タイミングをずらして駆動する。これにより、挟持部材３１１〜３１３において、ウエハＷの周端面に当接している挟持ピン３２Ａ，３２Ｂが切り換えられる。
【００４９】
この挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換え期間中、制御装置４００は、モータ２２２を等速回転状態に保持して、周縁部保持チャック２２１を等速回転させる。これにより、基板保持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えの過程でウエハＷの挟持が一時的に解除されても、周縁部保持チャック２２１に対するウエハＷの相対回転が生じない。したがって、挟持部材３１１〜３１３の支持部３２１上におけるウエハＷの滑動を生じさせることなく、ウエハＷの周端面の挟持位置を変更できる。こうして、ウエハＷの端面の全域にエッチング液による処理を施すことができる。しかも、支持部３２１の摩耗に伴う発塵の問題はない。また、支持部３２１が摩耗しないから、ウエハＷを周縁部保持チャック２２１上で一定高さに保持することができるので、プロセスの安定化を図ることができ、ウエハＷに対する処理を良好に行うことができる。
【００５０】
続く水洗工程では、制御装置４００は、エッチング液供給バルブ２０４を閉じてエッジリンスノズル２２５からのエッチング液を停止させるとともに、モータ２３５およびモータ２４２を駆動して、エッジリンスノズル２２５を周縁部保持チャック２２１の側方に退避させる。
そして、制御装置４００は、純水供給バルブ３７９，２０１を開成状態として、ウエハＷの表裏面の中央に純水を供給する。
【００５１】
こうして水洗工程が終了すると、純水供給バルブ３７９，２０１が閉じられ、制御装置４００は、モータ２６３ｃを駆動して遮断板２５０をウエハＷの近傍の高さまで下降させるとともに、モータ２７５を駆動して遮断板２５０を周縁部保持チャック２２１の回転方向と同方向に高速回転させる。このとき、制御装置４００は、モータ２２２を制御することによって周縁部保持チャック２２１を高速回転させ、その回転と遮断板２５０の回転とをほぼ同期させる。さらに、制御装置４００は、窒素ガス供給バルブ３６６を開成して、遮断板２５０とウエハＷとの間の制限された空間に窒素ガスを充満させる。
【００５２】
このようにして、ウエハＷの高速回転による水切り乾燥が、窒素ガスで満たされた酸素の少ない空間で効率的に行われる。この場合に、遮断板２５０がウエハＷとほぼ同期して回転させられることにより、処理室内における気流の乱れを防止でき、ウエハＷの処理を良好に行うことができる。
図９は、この発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この図９において、上述の図１〜図８に示された各部に対応する部分には、それらの図の場合と同一の参照符号を付して示す。
【００５３】
この実施形態では、周縁部保持チャック２２１に関連して、この周縁部保持チャック２２１に保持されて回転されているウエハＷの裏面（下面）の周縁部に向けて処理液（主としてエッチング液）を供給する処理液供給ノズル３０が設けられている。この処理液供給ノズル３０によってウエハＷの裏面の周縁部に供給された処理液は、遠心力を受けて、ウエハＷの周端面へと導かれ、この周端面を回り込んで、ウエハＷの上面の周縁部に至る。このとき、遮断板２５０の中央からは窒素ガスが噴き出され、これにより、ウエハＷと遮断板２５０との間には、ウエハＷの外方に向かう気流が生じている。
【００５４】
したがって、ウエハＷの上面の周縁部の処理に寄与した後の処理液は、窒素ガスの吹きつけ力および遠心力を受けてウエハＷの外方へと排除されることになる。
こうして、ウエハＷの上面の周縁部を所望の処理幅で選択的に処理することができる。ウエハＷの中央部への純水の供給は必ずしも必要ではないから、純水の供給に起因してウエハＷ上のデバイス領域に悪影響が及ぶことがない。
【００５５】
ウエハＷの上面の周縁部を処理している過程で、周縁部保持チャック２２１を等速回転状態として、挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えが行われる。これにより、ウエハＷの周端面における挟持位置を変更できるから、ウエハＷの周端面の全域を等しく良好に処理することができる。
挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えは、周縁部保持チャック２２１の等速回転期間中に行われるので、支持部３２１の摩耗が生じることはない。よって、発塵の問題やウエハＷの保持高さの変動の問題が生じることがない。
【００５６】
ウエハＷの上面の周縁部における処理幅は、処理液供給ノズル３０からの処理液供給量、周縁部保持チャック２２１の回転速度、窒素ガスの供給流量、遮断板２５０とウエハＷとの間隔などのファクターを調整することによって規定される。なかでも、遮断板２５０とウエハＷとの間隔は重要なファクターであるが、この実施形態によれば、ウエハＷの保持高さに変動が生じないから、ウエハＷの上面の周縁部を安定した処理幅で処理することができる。
【００５７】
以上、この発明の２つの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、挟持部材３１１〜３１３は、ベース部３２０に一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂおよび支持部３２１が固定されていて、支持部３２１と挟持ピン３２Ａ，３２Ｂとがベース部３２０を介して結合されているが、支持部３２１と挟持ピン３２Ａ，３２Ｂとは必ずしも結合されている必要はない。たとえば、挟持部材３１１〜３１２の支持部３２１を無くして、周縁部保持チャック２２１の上面の別の位置に固定された支持部によってウエハＷの周縁部を支持することとしてもよい。
【００５８】
また、一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂを互いに結合することも必ずしも必要ではなく、たとえば、周縁部保持チャック２２１の回転半径方向に沿ってそれぞれ移動可能に設けられた一対のピンを、上記回転半径方向に沿って、個別に駆動したり、連動して駆動したりすることによって、ウエハＷの周端面を挟持するピンを切り換えるようにしてもよい。
さらに、上記の実施形態では、３個の挟持部材３１１〜３１３に対して個別にエアシリンダ８１，８２，８３が設けられていて、各挟持部材３１１〜３１３を個別に作動させることができるようになっているが、たとえば、挟持部材３１１〜３１３に対応した３つのリンク機構３３０をリンクさせて、挟持部材３１１〜３１３を連動させるようにしてもよい。具体的には、周縁部保持チャック２１１の中央付近に、ドーナツ状または円板状の連結部材を、周縁部保持チャック２１１の回転軸線まわりに回転自在に設けるとともに、３つのリンク機構３３０の回動軸３３５にそれぞれレバーを固定し、この３つのレバーを連結部材に結合すればよい。この場合には、３つのリンク機構３３０のいずれか１つに対してエアシリンダ等の駆動源を結合しておけば、３つの挟持部材３１１〜３１３を連動させることができる。
【００５９】
また、上記の実施形態では、３つの支持部３２１でウエハＷの周縁部の下面を支持し、３組の挟持ピン３２Ａ，３２ＢでウエハＷの周縁部を挟持する構成について説明したが、ウエハＷの周縁部の下面を４点以上で支持してもよく、また、４組以上の挟持ピンでウエハＷの周縁部を挟持してもよい。ウエハＷの周縁部の下面の支持点数と挟持ピンの組数とは必ずしも一致する必要はない。
また、上記の実施形態では、遮断板２５０をウエハＷとともに回転させることとしたが、遮断板２５０は回転させなくてもよい。すなわち、遮断板２５０は必ずしも回転可能なものである必要はない。
【００６０】
さらに、上述の実施形態では、半導体ウエハに対してエッチング液を用いた処理を施すための装置を例にとったが、この発明は、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板などの他の被処理基板（特に、ほぼ円形の場合）に対して周縁部エッチング処理を施すための装置にも適用することができる。
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図解的な断面図である。
【図２】周縁部保持チャックに関連する構成の詳細を説明するための断面図である。
【図３】周縁部保持チャックを駆動するための駆動機構の構成を説明するための断面図である。
【図４】周縁部保持チャックの内部構造を説明するための透視平面図である。
【図５】挟持部材の構造を説明するための拡大斜視図である。
【図６】挟持部材の第１挟持位置、第２挟持位置および退避位置を説明するための平面図である。
【図７】遮断板の近傍の構成を示す断面図である。
【図８】上記の基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図１０】基板挟持部材の従来例を簡略化して示す正面図である。
【符号の説明】
３０処理液供給ノズル
２０１純水供給バルブ
２０２エッチング液供給バルブ
２０３純水供給バルブ
２０４エッチング液供給バルブ
２２１周縁部保持チャック
２２２モータ
２２３裏面リンスノズル
２２５エッジリンスノズル
２２６吐出部
２２６ａ吐出口
２４２モータ
２５０遮断板
２５１回転軸
３１１〜３１３位置規制用挟持部材
３１４押し付け用挟持部材
３２０ベース部
３２１支持部
３２Ａ，３２Ｂ挟持ピン
３２３丸軸
５１〜５３リップシール
５４〜５６環状空間
５７エア通路
５８貫通孔
５９貫通孔
６１〜６３エア供給バルブ
６４〜６６エア供給管
７１〜７３エア通路
８１〜８３エアシリンダ
３６５窒素ガス供給管
３６６窒素ガス供給バルブ
３７０処理液供給ノズル
３７８純水供給パイプ
３７９純水供給バルブ
３８０エッチング液供給バルブ
３８１ガス通路
４００制御装置
Ｗウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to various substrates to be processed such as semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices and glass substrates for PDP (plasma display panels), optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomask substrates. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing processing with a processing solution such as an etching solution.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device, a metal thin film such as a copper thin film is formed over the entire surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) and the peripheral end surface (in some cases, the back surface). In some cases, unnecessary portions are removed by etching. For example, since the copper thin film for forming the wiring only needs to be formed in the element formation region on the front surface of the wafer, the peripheral portion of the front surface of the wafer (for example, a portion having a width of about 5 mm from the peripheral edge of the wafer), the back surface and the peripheral The copper thin film formed on the end face is not necessary. Moreover, copper or copper ions on the back surface and the peripheral surface contaminate the hand of the substrate transfer robot provided in the substrate processing apparatus, and this contamination is transferred to another substrate held by the hand. Cause problems.
[0003]
A substrate processing apparatus for etching away the copper thin film at the peripheral edge and peripheral edge of the wafer is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-104171.
In one substrate processing apparatus disclosed in this publication, the wafer is held and rotated by a vacuum chucking spin chuck and processed toward the peripheral portion in order to process the peripheral end face of the wafer over the entire circumference. Etching solution is supplied. However, in this configuration, since the back surface of the wafer cannot be processed, it is necessary to transfer the wafer to another chamber and perform the processing on the back surface of the wafer afterwards.
[0004]
Therefore, in another substrate processing apparatus disclosed in the above publication, the wafer is rotated by a sandwiching spin chuck that sandwiches the peripheral end surface of the wafer with a plurality of substrate sandwiching members, so that the front surface, the peripheral portion, and the back surface of the wafer are rotated. Is achieved in one chamber. In this substrate processing apparatus, in order to realize processing over the entire peripheral portion of the wafer, the holding by the substrate holding member is released or relaxed during the rotation of the spin chuck, thereby the wafer holding position by the substrate holding member. The structure which shifts to the circumferential direction is employ | adopted.
[0005]
FIG. 10 is a front view showing a simplified configuration of the substrate clamping member. A plate-like arm 2 is fixed horizontally to the upper end of the support shaft 1. In the arm 2, a support protrusion 3 is provided on the rotation axis of the support shaft 1 to support the peripheral edge of the back surface (lower surface) of the wafer W. In the arm 2, the support 2 is shifted from the rotation axis of the support shaft 1. Abutment pins 4 that abut on the peripheral end surface of the wafer W are provided upright. By rotating the support shaft 1 around its axis, the contact pins 4 can be pressed against the peripheral end surface of the wafer W, or the pressing force can be released. By arranging a plurality of such substrate clamping members at different positions in the circumferential direction of the wafer, the wafer W can be clamped, or the clamping can be released or relaxed.
[0006]
However, by driving only one of the plurality of substrate clamping members, the wafer W is clamped or the clamping is released or relaxed even if the remaining substrate clamping members are fixed. be able to.
When the holding of the wafer W by the substrate holding member is temporarily released or relaxed during the rotation of the spin chuck, particularly at the time of acceleration or deceleration, the wafer W slides on the support protrusion 3 and is relative to the spin chuck. Rotate to. Thereby, the holding position of the wafer W by the substrate holding member changes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as the wafer W slides on the support protrusion 3, the support protrusion 3 is worn. As a result, dust generation occurs and the processing quality of the wafer W deteriorates, and the support height of the wafer W varies.
For example, an etching solution may be supplied from the back surface of the wafer W, and the surface peripheral portion of the wafer W may be processed by an etching solution that circulates from the peripheral end surface of the wafer W to the top surface. In this configuration, in order to further control the amount of the etching solution, a shielding plate that covers almost the entire surface of the wafer W is disposed very close to the upper surface of the wafer W, and an inert gas is directed from the central region toward the peripheral region. (Nitrogen gas, etc.) may be ejected.
[0008]
In such a case, if the support height of the wafer W varies, the amount of etching solution wraps around, the processing width of the peripheral edge of the surface of the wafer W may be incorrect, and good processing may not be performed. .
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and prevent the generation of dust or fluctuation of the substrate holding position due to wear, and thus a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of processing a substrate satisfactorily. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention described in claim 1 for achieving the above object is a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate (W), and supports the substrate by contacting one surface of the substrate. At least three sets of substrate holding members (311, 312, 312) capable of holding at least three substrate support members (321) and a pair of pins (32A, 32B) by switching to and contacting the peripheral end surfaces of the substrates. 313), a rotation driving means (222) for rotating the substrate holding mechanism, and a peripheral end face of the substrate during a period in which the substrate holding mechanism is rotated at a constant speed by the rotation driving means. Abut Each set of substrate clamping members The pair of pins Shift the timing between pairs A substrate processing apparatus comprising control means (400) for controlling operations of the at least three sets of substrate clamping members so as to be switched. In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
[0010]
Switching between each pair of pins in the at least three sets of substrate clamping members But the pair Is done at different timings So When switching pins Also Substrate holding stability Can secure .
According to the present invention, while the substrate holding mechanism is rotating at a constant speed, the pair of pins are switched to change the holding position of the substrate. If the substrate is rotating at a constant speed, relative rotation of the substrate with respect to the substrate holding mechanism does not occur, so that the substrate does not slide on the substrate support member. Therefore, there is no problem of dust generation or fluctuation of the substrate holding position due to wear of the substrate support member, and the substrate can be processed satisfactorily.
[0011]
The invention described in claim 2 further includes a processing liquid supply mechanism (225, 30) for supplying a processing liquid to a peripheral portion of the substrate held by the substrate holding mechanism. Device.
With this configuration, processing of the peripheral portion of the substrate (preferably selective processing of the peripheral portion) can be performed. For example, by supplying an etching solution to the peripheral portion of the substrate, a bevel etching process for selectively removing the thin film on the peripheral portion of the substrate can be performed.
[0012]
The invention described in claim 3 further includes a blocking plate (250) that can be disposed facing the surface of the substrate held by the substrate holding mechanism in the vicinity of the surface opposite to the substrate support member. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is a substrate processing apparatus.
According to this configuration, by arranging the blocking plate in the vicinity of the substrate surface, the processing width of the peripheral portion of the substrate can be controlled, the adhesion of the processing liquid splash to the substrate surface can be prevented, Space can be limited.
[0013]
In this case, since the substrate holding position does not vary due to the wear of the substrate support member, the variation in the distance between the substrate and the shielding plate can be prevented. Therefore, the action of the blocking plate can be effectively exhibited, and the substrate processing can be performed satisfactorily.
According to the fourth aspect of the present invention, at least three substrate support members (321) that contact the one surface of the substrate (W) to support the substrate and a pair of pins (32A, 32B) are switched to the peripheral end surface of the substrate. A step of providing a substrate holding mechanism having at least three sets of substrate clamping members (311, 312, 313) capable of being brought into contact with each other, a step of rotating the substrate holding mechanism, and a substrate holding mechanism The process liquid is supplied to the held substrate, and the substrate is held in contact with the substrate held by the substrate holding mechanism during a period in which the substrate holding mechanism is rotated at a constant speed. Each set of substrate clamping members A pair of pins Shift the timing between pairs And a switching process.
[0014]
By this method, the same effect as that of the invention of claim 1 can be achieved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This substrate processing apparatus can simultaneously remove the thin film formed on the back surface of the wafer W and the thin film formed on the peripheral edge and the end surface of the front surface of the wafer W. This substrate processing apparatus includes a peripheral edge holding chuck 221 in a processing cup (not shown) that holds the wafer W substantially horizontally and rotates around a vertical axis passing through the substantially center of the held wafer W. .
[0016]
The peripheral edge holding chuck 221 is coupled to a drive shaft of a motor 222 as a rotation drive mechanism and is rotated. The drive shaft of the motor 222 is a hollow shaft, and a back surface rinsing nozzle 223 capable of supplying pure water or an etching solution is inserted in the inside thereof. The back surface rinsing nozzle 223 has a discharge port at a position close to the center of the back surface (lower surface) of the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221. It has the form of a central axis nozzle that supplies water or an etchant. Pure water or etching liquid is supplied to the back surface rinsing nozzle 223 at a required timing via the pure water supply valve 201 connected to the pure water supply source or the etching liquid supply valve 202 connected to the etching liquid supply source. It has become so.
[0017]
A swing drive mechanism 233 for swinging a swing arm 232 having an edge rinse nozzle 225 attached to the tip is provided on the side of the peripheral edge holding chuck 221. When the swing arm 232 is swinged horizontally by the swing drive mechanism 233, the edge rinse nozzle 225 moves along the circular arc track along the horizontal plane above the peripheral edge holding chuck 221. Accordingly, the edge rinse nozzle 225 has a home position on the side of the peripheral edge holding chuck 221 and a processing position for supplying pure water or an etching solution to the surface (upper surface) of the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221. Can be displaced between. When removing an unnecessary thin film on the peripheral portion of the surface of the wafer W, an edge rinse nozzle 225 is provided so that the etching solution can be supplied to the boundary position between the central region where the thin film should be left and the peripheral region where the thin film is to be removed. The position of is determined.
[0018]
The edge rinse nozzle 225 is supplied with pure water or etching liquid at a required timing via the pure water supply valve 203 connected to the pure water supply source or the etching liquid supply valve 204 connected to the etching liquid supply source. It has become so.
The swing drive mechanism 233 includes a rotary lift shaft 234 having a swing arm 232 fixed to the upper end, and holds the rotary lift shaft 234 so as to be movable up and down. A rotational force from the motor 235 is transmitted via a timing belt 236 and the like. A rotation holding cylinder 237 is provided, and an elevating drive mechanism 240 that moves the rotation holding cylinder 237 up and down. The elevating drive mechanism 240 includes a link mechanism 241 and a motor 242 that applies a driving force to the link mechanism 241.
[0019]
When the link mechanism 241 is driven by the motor 242, the rotary elevating shaft 234 is raised and lowered, and the edge rinse nozzle 225 can be raised and lowered with respect to the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221. You can adjust the distance.
Further, by rotating the motor 235 forward / reversely, the rotary elevating shaft 234 rotates around the vertical axis, so that the swing arm 232 can be swung horizontally.
[0020]
Above the peripheral edge holding chuck 221, a disk-shaped nozzle mechanism provided near the center of the lower surface is provided with a nozzle mechanism capable of supplying pure water or etching liquid toward the center of the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221. A blocking plate 250 is provided horizontally. The blocking plate 250 is formed to have a size so as to face the upper surface of the wafer W and cover almost the entire area of the blocking plate 250, and around the vertical axis in the vicinity of the tip of the arm 270 coupled to the lifting drive mechanism 260. It is mounted so that it can rotate.
[0021]
The elevating drive mechanism 260 includes a support cylinder 261, a hollow elevating shaft 262 that is held up and down by the support cylinder 261, and a ball screw mechanism 263 for elevating the elevating shaft 262. When the motor 263c coupled to the screw shaft 263b of the ball screw mechanism 263 is rotated forward / reversely, the lifting shaft 262 moves up and down, and the arm 270 attached to the tip of the lifting shaft 262 moves up and down. Reference numeral 267 denotes a bellows for preventing entry of pure water or an etching solution.
[0022]
A rotary shaft 271 is inserted through the lifting shaft 262. The rotary shaft 271 is rotatably held by bearings 272 and 273 arranged at the upper and lower ends of the elevating shaft 262, respectively. The lower end of the rotating shaft 271 is coupled to the rotating shaft of the motor 275 via the coupling 274. A pulley 276 is fixed to the upper end of the rotating shaft 271, and a timing belt 277 disposed in the internal space of the arm 270 is wound around the pulley 276. The timing belt 277 is also wound around a pulley 252 fixed to the rotating shaft 251 of the blocking plate 250. Therefore, if the motor 275 is driven to rotate, this rotation is transmitted to the blocking plate 250 via the rotating shaft 271 and the timing belt 277, and the blocking plate 250 rotates (rotates) around the vertical axis. In this way, the rotational drive mechanism for the blocking plate 250 is configured.
[0023]
When pure water or etching solution is supplied to the wafer W, the blocking plate 250 is stopped and is in the upper position shown in the figure. When the wafer W after being treated with pure water or an etching solution is dried, the lifting drive mechanism 260 lowers the arm 270, so that the blocking plate 250 is placed on the surface of the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221 ( It is made close to the top surface and covers almost the entire area in a non-contact state. At the same time, the motor 275 is energized, and the blocking plate 250 is rotated in the same direction as the peripheral edge holding chuck 221 at the same speed as the peripheral edge holding chuck 221 in the vicinity of the wafer W. In this state, nitrogen gas is supplied from the vicinity of the center of the shielding plate 250 to a limited space between the wafer W and the shielding plate 250. In this way, the surface of the wafer W can be efficiently dried by making the vicinity of the surface of the wafer W a nitrogen atmosphere in parallel with draining by rotation of the peripheral edge holding chuck 221. In addition, since the blocking plate 250 is rotated in synchronization with the peripheral edge holding chuck 221, turbulence of the air flow in the processing chamber is prevented.
[0024]
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining details of the configuration related to the peripheral edge holding chuck 221, and FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a drive mechanism for driving the peripheral edge holding chuck 221. It is. In FIG. 2, in the right half portion, a rotating portion rotated by the motor 222 is represented by a solid line, and a non-rotating fixed portion is represented by a two-dot chain line.
The peripheral edge holding chuck 221 includes a disk-shaped upper cover 281 and a disk-shaped lower cover 282, which are overlapped and provided on a bolt 283 provided on the peripheral edge or inward. They are fixed to each other using bolts 284 or the like.
[0025]
An insertion hole is formed in each central portion of the upper cover 281 and the lower cover 282, and a back surface rinse nozzle 223 passes through the insertion hole. That is, the back surface rinsing nozzle 223 includes a discharge unit 226 having a discharge port 226a at a position close to the center (rotation center) of the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221, and a tube to which the discharge unit 226 is attached at the upper end. Part 227. The upper surface of the discharge part 226 forms a conical surface that descends toward the periphery, and a discharge port 226a is provided at a position corresponding to the apex thereof. The upper part of the discharge part 226 protrudes outward to prevent pure water or etching liquid from entering the central insertion hole of the upper cover 281. The tube portion 227 is inserted through the hollow drive shaft 230 of the motor 222 while being held by the holding cylinder 228.
[0026]
A resin protective tube 229 is arranged between the inner wall of the drive shaft 230 of the motor 222 and the holding cylinder 228. A rotating cylinder 231 disposed outside the protective tube 229 is fixed to the upper portion of the drive shaft 230 with a bolt 288. The upper end of the rotating cylinder 231 is in contact with the lower surface of the upper cover 281 through the central insertion hole of the lower cover 282, and is fixed to the upper cover 281 with a bolt 285. Reference numeral 286 denotes a cover for preventing the processing liquid (pure water or etching liquid) from entering. The rotating cylinder 231 and the protective tube 229 are fixed by an embedded bolt 287 so as not to rotate relative to each other. Reference numeral 289 denotes a main body (non-rotating portion) of the motor 222.
[0027]
The case 290 covers the main body 289 of the motor 222 and is fixed to the main body 289 by a bolt 303 or the like. Three lip seals 51, 52, 53 that are in sliding contact with the peripheral surface of the rotary cylinder 231 are positioned along the axial direction of the rotary cylinder 231 at a position facing the rotary cylinder 231 in the upper portion of the case 290. It is arranged. In addition, the first sliding member 301 fixed to the lower cover 282 and the second sliding member 302 fixed to the upper portion of the case 290 are brought into sliding contact between the lower cover 282 and the upper portion of the case 290. The seal 300 having the form is interposed, thereby preventing the processing liquid from entering the mechanism portion inside the seal 300.
[0028]
The lip seals 51, 52, 53 are in contact with the entire circumference of the rotating cylinder 231, and annular spaces 54, 55, 56 are formed between the lip seals 51, 52, 53 and the peripheral surface of the rotating cylinder 231, respectively. An air passage 57 extending in the vertical direction (axial direction) is formed in the thick portion of the rotating cylinder 231, and the air passage 57 is interposed through a through hole 58 extending in the radial direction of the rotating cylinder 231. The lip seal 51 communicates with the annular space 54. This communication state is maintained regardless of the rotation position of the rotating cylinder 231.
[0029]
The lip seals 52 and 53 have the same configuration as that corresponding to the lip seal 51. That is, air passages (not shown) corresponding to the lip seals 52 and 53 are formed in the thick portion of the rotary cylinder 231 at different circumferential positions. These air passages are respectively connected to the annular spaces 55 and 56 of the lip seals 52 and 53 through two through holes (not shown) extending in the radial direction at heights corresponding to the lip seals 52 and 53, respectively. Communicate.
[0030]
The lip seals 51, 52, 53 are coupled to air supply pipes 64, 65, 66 for supplying air to the annular spaces 54, 55, 56. Air supply valves 61, 62, and 63 are interposed in the air supply pipes 64, 65, and 66, respectively, so that compressed air from an air supply source can be supplied as necessary.
On the other hand, a through hole 59 extending in the radial direction is formed in the rotary cylinder 231 at a position facing the lower cover 282. The through hole 59 allows the air passage 57 of the rotating cylinder 231 to communicate with the air passage 71 formed in the lower cover 282. The air passage 71 is coupled to an air cylinder 81 (see FIG. 4).
[0031]
The air passages corresponding to the lip seals 52 and 53 have the same structure, and these air passages communicate with air passages 72 and 73 (see FIG. 4) formed in the lower cover 282. . The air passages 71, 72, 73 are formed radially at substantially equal angular intervals and are coupled to the air cylinders 81, 82, 83, respectively.
As best shown in FIG. 4 showing the configuration of the upper cover 281 and the lower cover 282 seen through, the peripheral edge of the peripheral edge holding chuck 221 has a plurality of circumferentially spaced intervals at substantially equal angular intervals. Individual (three in this embodiment) clamping members 311, 312, 313 are arranged.
[0032]
As shown in an enlarged view in FIG. 5, the clamping members 311 to 313 are provided on the plate-like base portion 320, a support portion 321 that supports the lower surface of the peripheral portion of the wafer W by point contact, and a peripheral end surface of the wafer W. A pair of cylindrical clamping pins 32A and 32B for abutting and clamping the wafer W are provided.
A round shaft 323 (see FIG. 2) is integrally provided immediately below the support portion 321 on the lower surface of the base portion 320 of the clamping members 311 to 313. The round shaft 323 includes an upper cover 281 and a lower cover. 282 is rotatably attached. Thereby, the clamping members 311 to 313 are rotatable around a vertical axis 321 a passing through the center of the support portion 321.
[0033]
By rotating the holding members 311 to 313 around the round shaft 323, the holding pins 32 </ b> A and 32 </ b> B approach / separate from the peripheral end surface of the wafer W. As a result, the clamping members 311 to 313 hold the wafer W by contacting one of the pair of clamping pins 32A and 32B with the peripheral end surface of the wafer W as shown in FIGS. 6 (a), 6 (b), and 6 (c). A first holding position (FIG. 6A), a second holding position (FIG. 6B) in which the other holding pin 32B comes into contact with the peripheral end surface of the wafer W to hold the wafer W, and a pair of holding positions. The retracted position (FIG. 6C) where both the pins 32A and 32B are retracted from the peripheral end surface of the wafer W can be selectively taken. When the unprocessed wafer W is loaded into the substrate processing apparatus and held by the peripheral edge holding chuck 221, or when the processed wafer W is unloaded from the peripheral edge holding chuck 221, the retracted position shown in FIG. Is selected.
[0034]
A substantially L-shaped lever 331 in plan view is fixed to the round shaft 323 formed on the lower surface of the base portion 320 of the clamping members 311 to 313 in the accommodation space 310 between the upper cover 281 and the lower cover 282. ing. One end of the lever 331 is rotatably connected to one end of the link 332, and the other end of the link 332 is rotatably connected to the free end of the lever 333. The base end portion of the lever 333 is fixed to a rotating shaft 335 (see FIG. 2) that penetrates the lower cover 282 in a rotatable state. The link mechanism 330 including the levers 331 and 333 and the link 332 is accommodated in the accommodation space 310 between the upper and lower covers 281 and 282. In the accommodation space 310, three link mechanisms 330 are accommodated corresponding to the clamping members 311 to 313.
[0035]
Air cylinders 81, 82, 83 for driving the clamping members 311 to 313 are coupled to the links 332 in the three link mechanisms 330. Specifically, levers 84, 85, 86 extending laterally are fixed to the middle part of the link 332, and these levers 84, 85, 86 are rods 81 a, 82 a of the air cylinders 81, 82, 83. , 83a are coupled via coil springs 87, 88, 89, respectively.
[0036]
The air cylinders 81, 82, and 83 are double-acting cylinders that are driven by compressed air from the air passages 71, 72, and 73, and stop the rods 81a, 82a, and 83a at arbitrary positions in each stroke range. Can be held.
The air cylinders 81, 82, 83 are arranged such that the rods 81 a, 82 a, 83 a are displaced in the stroke along the longitudinal direction of the link 332. Accordingly, the longitudinal displacement of the link 332 can be caused by driving the air cylinders 81, 82, and 83, and the longitudinal displacement is converted into the rotational motion of the holding members 311 to 313 by the function of the link mechanism 330. Is done.
[0037]
Therefore, by controlling the stroke positions of the rods 81a, 82a, 83a, the holding members 311 to 313 are moved to the first holding position, the second holding position, or the retracted position shown in FIGS. 6 (a), (b), and (c), respectively. Can be controlled. In this manner, the clamping member driving mechanism is configured by the air cylinders 81, 82, and 83 as the driving source and the link mechanism 330 that transmits the driving force of the air cylinders 81, 82, and 83 to the clamping members 311 to 313. Has been.
[0038]
In this embodiment, when the peripheral edge holding chuck 221 rotates at a constant speed, the positions of the clamping members 311 to 313 are switched between the first clamping position and the second clamping position. That is, the holding pins 32A and 32B that hold the peripheral end surface of the wafer W are switched.
When the peripheral edge holding chuck 221 rotates at a constant speed, the wafer W does not rotate relative to the peripheral edge holding chuck 221 even if the holding by the holding pins 32A and 32B is released. Therefore, it is possible to change the holding position on the peripheral end surface without sliding the wafer W on the support portion 321. As a result, the entire region of the peripheral end surface of the wafer W can be treated with an etching solution or the like, and wear of the support portion 321 can be avoided.
[0039]
The air cylinders 81, 82, and 83 are simultaneously driven to simultaneously switch the clamping pins 32 </ b> A and 32 </ b> B in the three clamping members 311 to 313. In other words, since the holding of the wafer W may become unstable by releasing the holding of the three holding members 311 to 313 all at once, the three holding members 311 to 313 are driven at different timings. Switching between pinching pins 32A and 32B in the three pinching members 311 to 313 of timing But Stagger Has come to be .
[0040]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the blocking plate 250. The pulley 252 to which the driving force from the timing belt 277 is applied is fixed to the hollow rotating shaft 251. The rotating shaft 251 includes an outer cylinder 255 that is rotatably held by the holder portion 254 via a pair of bearings 253 and the like, and an inner cylinder 256 that is fitted in the outer cylinder 255. The holder part 254 is fixed to the arm 270 and hangs down from the lower surface thereof.
[0041]
The lower end portion of the inner cylinder 256 projects downward from the outer cylinder 255 and forms a flange 257 that extends outward of the outer cylinder 255. A blocking plate 250 is fixed to the flange 257 using bolts 258. An opening 259 that communicates with the internal space of the inner cylinder 256 is formed at the center of the blocking plate 250.
On the upper surface of the arm 270, a mounting block 360 is fixed which covers the thinned upper end portion of the inner cylinder 256 in a non-contact state over the entire circumference and has a through hole 361 formed in the center. A gas passage 362 that penetrates from the side surface to the through hole 361 is formed in the mounting block 360, and a step portion 363 is formed on the upper surface between the gas passage 362 and the through hole 361. A nitrogen gas supply pipe 365 is connected to the gas passage 362 by a pipe joint 364. Nitrogen gas is supplied to the nitrogen gas supply pipe 365 from the nitrogen gas supply source through the nitrogen gas supply valve 366 at a required timing.
[0042]
On the other hand, the processing liquid supply nozzle 370 is inserted into the inner cylinder 256 in a non-contact state with the inner cylinder 256. More specifically, the processing liquid supply nozzle 370 is formed on a pipe part 371 that passes through the inner cylinder 256, a flange part 372 formed on the upper end part of the pipe part 371, and a lower surface of the flange part 372. It has a stepped portion 373 and a pure water pipe attaching portion 374 formed on the upper surface of the flange portion 372. Then, with the step 373 fitted to the step 363 of the mounting block 360 and aligned with the inner cylinder 256, the flange 372 is fixed to the upper surface of the mounting block 360 by the bolt 375. Installation is to be achieved. The lower end of the tube portion 371 is located slightly above the central opening 259 of the blocking plate 250 and is directed toward the center of the wafer W held by the peripheral edge holding chuck 221 (pure water or etching solution). ) Can be supplied.
[0043]
One end of a pure water supply pipe 378 is attached to the pure water pipe attachment portion 374. The pure water supply pipe 378 can be supplied with pure water from a pure water supply source via a pure water supply valve 379, and supply an etchant from an etchant supply source via an etchant supply valve 380. It can be done.
Nitrogen gas from the nitrogen gas supply pipe 365 is led from the gas passage 362 of the mounting block 360 to a gas passage 381 formed between the inner cylinder 256 and the pipe portion 371 of the processing liquid supply nozzle 370, and further cut off. The air is blown out from the central opening 259 of the plate 250 toward the surface of the wafer W.
[0044]
FIG. 8 is a block diagram for explaining the configuration of the control system of the substrate processing apparatus. The control device 400 including a microcomputer or the like is an air that switches supply of compressed air to a motor 222 for rotationally driving the peripheral edge holding chuck 221 and air cylinders 81, 82, and 83 incorporated in the peripheral edge holding chuck 221. The supply valves 61, 62 and 63 are controlled. Further, the control device 400 includes a motor 235 for horizontally moving the edge rinse nozzle 225, a motor 242 for raising and lowering the edge rinse nozzle 225, a pure water supply valve 203 for supplying pure water to the edge rinse nozzle 225, And the etching liquid supply valve 204 for supplying the etching liquid to the edge rinse nozzle 225 is controlled. Further, the control device 400 controls the motor 263c of the ball screw mechanism 263 in order to move the shield plate 250 up and down, and controls the motor 275 to drive the shield plate 250 to rotate. Further, the control device 400 controls the supply of pure water to the processing liquid supply nozzle 370 by opening and closing the pure water supply valve 379, and supplies the etching liquid to the processing liquid supply nozzle 370 by opening and closing the etching liquid supply valve 380. Control. Further, the control device 400 controls the supply of nitrogen gas to the wafer W by opening and closing the nitrogen gas supply valve 366. In addition, the control device 400 controls opening and closing of the pure water supply valve 201 and the etching solution supply valve 202 to control the supply of pure water and the etching solution to the back surface rinse nozzle 223.
[0045]
An example of the wafer processing process is as follows.
That is, first, a bevel etching process for removing unnecessary thin films on the peripheral edge portion and the end face of the wafer W is performed. At the same time or before or after this, the unnecessary thin film on the back surface of the wafer W may be etched. Further, after this bevel etching step, a double-sided cleaning step of cleaning the front surface (upper surface) and the rear surface (lower surface) of the wafer W with an etching solution may be performed. Next, a water washing process for washing the front and back surfaces of the wafer W with pure water is performed. Finally, a drying process for drying the surface of the wafer W is performed.
[0046]
In the bevel etching process, the control device 400 energizes the motor 222 to rotationally drive the peripheral edge holding chuck 221 to rotate the wafer W held thereon. On the other hand, the control device 400 controls the motor 235 and the motor 242 to guide the edge rinse nozzle 225 from the wafer W to a position where the processing liquid is discharged toward the peripheral edge of the wafer W at a predetermined height. . After the edge rinse nozzle 225 is properly disposed, the control device 400 opens the etchant supply valve 204 and discharges the etchant from the edge rinse nozzle 225. At the same time or just before this, the control device 400 opens the pure water supply valves 379 and 201 to supply pure water to the center of the front and back surfaces of the wafer W.
[0047]
In this way, the central area of the surface of the wafer W is protected from corrosion due to the adhesion of the mist of the etchant.
When removing the unnecessary thin film on the back surface of the wafer W, the pure water supply valve 201 is closed, the etching solution supply valve 202 is opened, and the etching solution is supplied from the back surface rinsing nozzle 223 to the center of the back surface of the wafer W. What is necessary is just to make it discharge toward.
Further, when performing a double-sided cleaning process after the bevel etching process, in this double-sided cleaning process, the control device 400 urges the motor 222 to rotate and drive the peripheral edge holding chuck 221, and the wafer W held by the controller 222 is driven. Rotate. In this state, the control device 400 opens the etching solution supply valves 380 and 202. As a result, the etchant is supplied to the front and back surfaces of the wafer W from each center, and this etchant spreads over the entire front and back surfaces of the wafer W by centrifugal force. Thus, the double-sided cleaning process is achieved. At this time, the valves 297, 203, 204, 379, 366, and 201 are closed. In addition, the blocking plate 250 is at an upper position (position shown in FIG. 1) separated from the wafer W.
[0048]
Here, the bevel etching process will be further described. When the etchant is supplied from the edge rinse nozzle 225 for a certain period of time, the control device 400 causes the air supply valves 61, 62, and 63 to be turned , Ta The air cylinders 81, 82, 83 are controlled by shifting the imming. , Ta Drive by shifting the imming. Thereby, in the clamping members 311 to 313, the clamping pins 32A and 32B that are in contact with the peripheral end surface of the wafer W are switched.
[0049]
During the switching period of the pinching pins 32A and 32B, the control device 400 holds the motor 222 in a constant speed rotation state and rotates the peripheral edge holding chuck 221 at a constant speed. Thus, even when the holding of the wafer W is temporarily released in the process of switching the substrate holding pins 32A and 32B, the wafer W does not rotate relative to the peripheral edge holding chuck 221. Therefore, the clamping position of the peripheral end surface of the wafer W can be changed without causing the wafer W to slide on the support portion 321 of the clamping members 311 to 313. In this way, the entire area of the end surface of the wafer W can be processed with the etching solution. In addition, there is no problem of dust generation due to wear of the support portion 321. In addition, since the support portion 321 is not worn, the wafer W can be held at a constant height on the peripheral edge holding chuck 221, so that the process can be stabilized and the wafer W can be processed satisfactorily. Can do.
[0050]
In the subsequent water washing step, the control device 400 closes the etching solution supply valve 204 to stop the etching solution from the edge rinse nozzle 225 and drives the motor 235 and the motor 242 to hold the edge rinse nozzle 225 in the peripheral edge holding chuck. Retract to the side of 221.
Then, the control device 400 opens the pure water supply valves 379 and 201 to supply pure water to the center of the front and back surfaces of the wafer W.
[0051]
When the water washing process is thus completed, the pure water supply valves 379 and 201 are closed, and the control device 400 drives the motor 263c to lower the blocking plate 250 to a height near the wafer W and drives the motor 275. The blocking plate 250 is rotated at a high speed in the same direction as the rotation direction of the peripheral edge holding chuck 221. At this time, the control device 400 controls the motor 222 to rotate the peripheral edge holding chuck 221 at a high speed, and synchronizes the rotation with the rotation of the blocking plate 250. Further, the control device 400 opens the nitrogen gas supply valve 366 and fills the limited space between the shielding plate 250 and the wafer W with nitrogen gas.
[0052]
In this manner, draining and drying by high-speed rotation of the wafer W is efficiently performed in a space with little oxygen filled with nitrogen gas. In this case, the shielding plate 250 is rotated almost in synchronism with the wafer W, whereby the turbulence of the air flow in the processing chamber can be prevented and the wafer W can be processed satisfactorily.
FIG. 9 is an illustrative view for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 9, portions corresponding to the respective portions shown in FIGS. 1 to 8 described above are denoted by the same reference numerals as those in the drawings.
[0053]
In this embodiment, in relation to the peripheral edge holding chuck 221, a processing liquid (mainly etching liquid) is directed toward the peripheral edge of the back surface (lower surface) of the wafer W held and rotated by the peripheral edge holding chuck 221. A treatment liquid supply nozzle 30 is provided. The processing liquid supplied to the peripheral edge portion of the back surface of the wafer W by the processing liquid supply nozzle 30 receives a centrifugal force and is guided to the peripheral end surface of the wafer W. To the periphery. At this time, nitrogen gas is blown out from the center of the shielding plate 250, thereby generating an air flow toward the outside of the wafer W between the wafer W and the shielding plate 250.
[0054]
Therefore, the processing liquid that has contributed to the processing of the peripheral edge portion of the upper surface of the wafer W is removed to the outside of the wafer W due to the blowing force and centrifugal force of nitrogen gas.
Thus, the peripheral portion of the upper surface of the wafer W can be selectively processed with a desired processing width. Since the supply of pure water to the central portion of the wafer W is not always necessary, the device region on the wafer W is not adversely affected by the supply of pure water.
[0055]
In the process of processing the peripheral edge on the upper surface of the wafer W, the peripheral holding chuck 221 is rotated at a constant speed, and the pinching pins 32A and 32B in the clamping members 311 to 313 are switched. Thereby, since the holding position on the peripheral end surface of the wafer W can be changed, the entire region of the peripheral end surface of the wafer W can be processed equally well.
Since the switching of the clamping pins 32A and 32B in the clamping members 311 to 313 is performed during the constant speed rotation period of the peripheral edge holding chuck 221, the support portion 321 is not worn. Therefore, the problem of dust generation and the problem of fluctuation of the holding height of the wafer W do not occur.
[0056]
The processing width at the peripheral edge of the upper surface of the wafer W includes the processing liquid supply amount from the processing liquid supply nozzle 30, the rotational speed of the peripheral edge holding chuck 221, the supply flow rate of nitrogen gas, and the distance between the shielding plate 250 and the wafer W. It is defined by adjusting the factor. In particular, the distance between the shielding plate 250 and the wafer W is an important factor. However, according to this embodiment, since the holding height of the wafer W does not vary, the peripheral edge of the upper surface of the wafer W is stabilized. It is possible to process with the processing width.
[0057]
As mentioned above, although two embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above embodiment, the sandwiching members 311 to 313 have a pair of sandwiching pins 32A and 32B and a support portion 321 fixed to the base portion 320, and the support portion 321 and the sandwiching pins 32A and 32B are the base portion 320. However, the support portion 321 and the pinching pins 32A and 32B do not necessarily have to be connected. For example, the support part 321 of the clamping members 311 to 312 may be eliminated, and the peripheral part of the wafer W may be supported by a support part fixed to another position on the upper surface of the peripheral part holding chuck 221.
[0058]
Further, it is not always necessary to couple the pair of sandwiching pins 32A and 32B to each other. For example, a pair of pins provided so as to be movable along the rotational radius direction of the peripheral edge holding chuck 221 is connected to the rotational radial direction. The pins that pinch the peripheral end surface of the wafer W may be switched by driving individually or in conjunction with each other.
Further, in the above embodiment, the air cylinders 81, 82, and 83 are individually provided for the three clamping members 311 to 313 so that the clamping members 311 to 313 can be individually operated. However, for example, the three link mechanisms 330 corresponding to the sandwiching members 311 to 313 may be linked so that the sandwiching members 311 to 313 are interlocked. Specifically, a donut-shaped or disc-shaped connecting member is provided near the center of the peripheral edge holding chuck 211 so as to be rotatable around the rotation axis of the peripheral edge holding chuck 211 and the three link mechanisms 330 are rotated. The levers may be fixed to the shaft 335, and the three levers may be coupled to the connecting member. In this case, if a driving source such as an air cylinder is coupled to any one of the three link mechanisms 330, the three clamping members 311 to 313 can be interlocked.
[0059]
In the above-described embodiment, the configuration in which the lower surface of the peripheral portion of the wafer W is supported by the three support portions 321 and the peripheral portion of the wafer W is sandwiched by the three pairs of sandwiching pins 32A and 32B has been described. The periphery of the wafer W may be supported at four or more points, or the periphery of the wafer W may be clamped by four or more clamping pins. The number of supporting points on the lower surface of the peripheral edge of the wafer W and the number of sets of pinching pins do not necessarily need to match.
In the above embodiment, the blocking plate 250 is rotated together with the wafer W. However, the blocking plate 250 may not be rotated. That is, the blocking plate 250 is not necessarily rotatable.
[0060]
Furthermore, in the above-described embodiment, the apparatus for performing the processing using the etching liquid on the semiconductor wafer is taken as an example, but the present invention includes a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a plasma display panel, The present invention can also be applied to an apparatus for performing a peripheral edge etching process on another substrate to be processed (especially in the case of a substantially circular shape) such as a glass substrate for a photomask.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining details of a configuration related to a peripheral edge holding chuck.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a drive mechanism for driving a peripheral edge holding chuck.
FIG. 4 is a perspective plan view for explaining an internal structure of a peripheral edge holding chuck.
FIG. 5 is an enlarged perspective view for explaining the structure of the holding member.
FIG. 6 is a plan view for explaining a first clamping position, a second clamping position, and a retracted position of a clamping member.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of a blocking plate.
FIG. 8 is a block diagram for explaining a configuration of a control system of the substrate processing apparatus.
FIG. 9 is an illustrative view for explaining the configuration of a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a front view schematically showing a conventional example of a substrate holding member.
[Explanation of symbols]
30 Treatment liquid supply nozzle
201 Pure water supply valve
202 Etching solution supply valve
203 Pure water supply valve
204 Etching solution supply valve
221 Edge holding chuck
222 motor
223 Backside rinse nozzle
225 Edge rinse nozzle
226 Discharge part
226a Discharge port
242 motor
250 Barrier plate
251 axis of rotation
311 to 313 Position regulating clamping member
314 Holding member for pressing
320 Base part
321 support part
32A, 32B clamping pin
323 round shaft
51-53 Lip seal
54-56 annular space
57 Air passage
58 Through hole
59 Through hole
61-63 Air supply valve
64-66 Air supply pipe
71-73 Air passage
81-83 Air cylinder
365 Nitrogen gas supply pipe
366 Nitrogen gas supply valve
370 Treatment liquid supply nozzle
378 Pure water supply pipe
379 Pure water supply valve
380 Etching solution supply valve
381 Gas passage
400 Controller
W wafer

Claims

A substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing liquid to the substrate,
At least three substrate support members that contact the one surface of the substrate to support the substrate, and at least three sets of substrate holding members that can switch and contact the pair of pins to the peripheral end surface of the substrate to hold the substrate A substrate holding mechanism,
Rotation driving means for rotating the substrate holding mechanism;
During the period in which the substrate holding mechanism is rotated at a constant speed by the rotation driving means, the pair of pins of each pair of substrate holding members that are in contact with the peripheral end surface of the substrate are switched at a timing shifted between the pairs. And a control means for controlling the operation of the three sets of substrate clamping members.

The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a processing liquid supply mechanism that supplies a processing liquid to a peripheral portion of the substrate held by the substrate holding mechanism.

3. The substrate according to claim 1, further comprising a blocking plate that can be disposed opposite to the surface of the substrate held by the substrate holding mechanism in the vicinity of the surface opposite to the substrate support member. Processing equipment.

At least three substrate support members that contact the one surface of the substrate to support the substrate, and at least three sets of substrate holding members that can switch and contact the pair of pins to the peripheral end surface of the substrate to hold the substrate Providing a substrate holding mechanism having,
Rotating the substrate holding mechanism;
Supplying a processing liquid to the substrate held by the substrate holding mechanism;
A step of switching a pair of pins of each pair of substrate holding members that are in contact with the substrate held by the substrate holding mechanism while shifting the timing between the pairs during a period in which the substrate holding mechanism is rotated at a constant speed. And a substrate processing method.