JP3862522B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体基板、液晶表示装置のガラス基板等(以下、単に基板と称する)に対してメッキ処理を施した後の洗浄処理を行なう基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
昨今、半導体製造分野においては、配線用の金属膜をメッキ処理によって基板の表面に被着することも行なわれている。このようにして形成された金属膜のうち、外周部については基板の搬送時に剥離して相互汚染を生じる原因となるので、メッキ処理後にエッチング液によりエッチングして除去するようになっている。
【0003】
例えば、銅メッキにより銅膜を被着する場合には、厚さ0.1μm程度の銅シード層を基板の表面に被着した後、その上に銅メッキ処理で厚さ1.0μm程度の銅膜を被着する。そして、周縁部から4mm程度の銅膜をエッチングして除去する。このとき排液であるエッチング液は銅イオンを含んでいるので、リンスに使用されたリンス液と混合されて排液処理設備に送られる。そして、ここで処理されて廃棄されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
例えば、基板1枚あたりに1リットルのエッチング液を使用したとすると、1000枚の基板を処理するには1000リットルもの大量のエッチング液が消費されることになってエッチング液などに無駄が多いという問題がある。また、エッチングした後、リンスとして純水を供給するが、この排水中にも銅イオンが含まれることになるので、エッチング液と純水の排液を設備側にまで送るために専用の長い配管を必要とする。つまり、排液の処理が大がかりで複雑になるという問題がある。
【0005】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置内に金属イオンを除去する回収ユニットを内蔵することにより、簡易な構成で排液処理を行ってエッチング液などの処理液の無駄を抑制することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、基板に対してメッキ処理に係る処理を施す基板処理装置において、基板に対してメッキ処理を施すメッキ処理ユニットと、メッキ処理が施された基板に対して洗浄処理を施す洗浄処理ユニットと、前記メッキ処理ユニットから排出される、メッキ液を純水で希釈した希釈水中の金属イオンを除去するとともに、前記洗浄処理ユニットから排出されるリンス液中の金属イオンを除去する共通の回収ユニットと、を備えていることを特徴とするものである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理装置において、前記メッキ処理ユニットおよび前記洗浄処理ユニットの少なくともいずれかは複数であることを特徴とするものである。
【0010】
【作用】
請求項1に記載の発明によれば、メッキ処理ユニットと洗浄処理ユニットとに対して、共通の回収ユニットとすることができる。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、メッキ処理ユニットおよび洗浄処理ユニットの少なくともいずれかを複数とすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図1はこの発明の一実施例に係り、メッキ処理ユニットの概略構成を示した縦断面図である。
【0015】
<メッキ処理ユニット>
本発明における基板処理装置に相当するメッキ処理ユニット1は、基板Wに対してメッキ処理を施すものである。基板Wは、図示しないシード層が形成された処理面Wsを下方に向けてスピンベース3によって水平姿勢となるように保持される。このスピンベース3は、平面視環状を呈するマスク部材5と、このマスク部材5の上部に連結された3本(図示の関係上2本だけを示す)の支柱7と、これら3本の支柱7が連結された中空の回転軸9とを備えている。
【0016】
回転軸9は、図1に示すような高さの待機位置と、この待機位置よりも下方に位置する処理位置とにわたって図示しない昇降機構により昇降駆動される。また、図示しない回転駆動機構によって鉛直軸回りに回転駆動される。
【0017】
マスク部材5は、内周側上部に、下向きに傾斜した当接面と、内周側の位置で中心に向かって突出した内周凸部と、この内周凸部の上面に形成された凹部と、この凹部とマスク部材5の外周面とに連通した複数本の流路5aとを備えている。
【0018】
マスク部材5の内周側には、処理面Ws側に形成されているシード層に当接して負電圧を印加するためのカソード電極11が取り付けられている。このカソード電極11は、シード層に確実に当接するように、内周側が僅かに上方に向けて傾斜するように成形されているとともに、内周側が櫛形に形成されている。
【0019】
マスク部材5の内周側凹部には弾性を有するシール部材13が装着されている。このシール部材13は、メッキ液が基板Wの周縁部に達することを防止するものであり、基板Wの処理面Wsのうち周辺部のみに当接するように平面視環状に形成されている。
【0020】
スピンベース3の内部には、基板Wの非処理面にあたる裏面周辺部を押圧する押圧部材15が配備されている。この押圧部材15は、回転軸9に沿って昇降可能および回転自在に構成されており、スピンベース3内に搬入された基板Wをマスク部材5に対して押圧して基板Wを挟持する。
【0021】
押圧部材15は、円板状の当接部材17と、この回転中心部に立設された回転軸19とを備えている。回転軸19には、流路19aが形成されている。また、当接部材17は、その外周面上部が外方に突出した鍔部17aを備えるとともに、この鍔部17aの外周面は下方に向けられて当接面が形成されている。当接部材17の下面周辺部には、下方に突出した環状の押圧部が形成されている。また、当接部材17には、押圧部の外周面に開口した流路19aが形成されている。押圧部材15の流路19aには、回転軸19の流路19aを通して、例えば、窒素やドライエアーが供給される。
【0022】
押圧部材15は、図示しない回転機構によって、上述したスピンベース3と同様に鉛直軸回りに回転可能に構成されているとともに、図示しない昇降機構によってスピンベース3に対して昇降するようになっている。
【0023】
スピンベース3の下方には、基板Wの直径よりも小径のメッキ槽21が備えられ、このメッキ槽21を囲うように回収槽23が配備されている。メッキ槽21の底面には開口部21aが形成されており、その周囲には正電圧を印加するためのアノード電極25が配設されている。このアノード電極25は、例えば、外観形状が環状になっている。回収槽23からメッキ槽21の開口部21aには配管27が連通接続されており、配管27に取り付けられたポンプ29によって回収槽23のメッキ液Lがメッキ槽21の上方に向けて供給される。
【0024】
回収槽23のさらに外側には、メッキ槽21と回収槽23よりも周縁部が高い排液槽31が配備されている。この排液槽31は、その底面の一部位に一個の排液口33が形成されているとともに、中心を挟んでその反対側に、純水を排液槽31に供給するための注水口35が形成されている。排液口33には、図示しない導電率測定器が取り付けられており、その導電率変化によりシール部材13の漏れを判断するようになっている。
【0025】
排液槽31の排液口33は、回収ユニット37に連通している。回収ユニット37は、排液口33に貯留する、メッキ液を含む純水(以下、希釈水と称する)を取り込むためのポンプ39と、希釈水から金属イオンを除去する第1イオン交換塔41と、金属イオン濃度センサ43と、第2イオン交換塔45とを備えている。
【0026】
第1イオン交換塔41と第2イオン交換塔45は、金属イオンを吸着するイオン交換樹脂が内蔵されている。イオン交換樹脂としては、例えば、重金属イオンに強い親和性を示すイミノ酢酸キレート樹脂がある。また、これらを直列的に配置してあるのは、イオン交換樹脂には吸着の限界があり、一定量の金属イオンを吸着してイオン交換能力が破綻したときの安全性を担保するためである。金属イオン濃度センサ43は、吸光度、導電率、試験紙などによる金属イオン濃度の検出を行って、第1/第2イオン交換塔41,45の吸着限界を検知する。
【0027】
なお、上記安全性の理由により二つの第1イオン交換塔41,45を直列的に配置しているが、安全を見込んで吸着限界よりも早めに交換するのであれば、一つのイオン交換塔だけを配備するようにしてもよい。また、より安全を見込むため、3つ以上のイオン交換塔を直列に配備してもよい。
【0028】
このように構成されているメッキ処理ユニットにおける動作について説明する。なお、既に純水が供給されて、排液槽31内には所要レベルの純水が貯留された状態にあり、貯留されている純水に対して排水口33に向かう流れが与えられているものとする。
【0029】
まず、図1に示す待機位置にスピンベース3が位置している状態で、図示しない基板搬送機構がスピンベース3内に基板Wを搬入する。このとき、基板Wは、その処理面Wsが下向きの姿勢である。スピンベース1内に基板Wが搬入されると、基板Wをマスク部材5に向けて下降させ、基板Wをカソード電極11及びシール部材13の上に載置する。
【0030】
次に、押圧部材15を基板Wの非処理面に向けて下降させ、当接部材17の押圧部が基板Wの非処理面に当接するまで下降させるとともに、一定圧力で基板Wを押圧するように付勢する。
【0031】
さらに、図示しない気体供給源から気体(例えば、窒素)の供給を開始する。このようにして供給された気体は、回転軸19及び当接部材17の流路19aを通り、基板Wの周縁部に達する。その気体は、電極11と、マスク部材5の凹部とを経て、マスク部材5の流路5aを通って排液槽31に排出される。
【0032】
そして、スピンベース3を回転させつつ基板Wごと処理位置にまで下降させるとともに、ポンプ29を作動させてメッキ槽21のメッキ液Lを循環させる。さらに、カソード電極11とアノード電極25とに所定時間通電してメッキ処理を行う。このときメッキ液Lは、メッキ槽21から溢れて回収槽23に回収される。
【0033】
本実施例のように構成されたメッキ処理ユニットでは、上記のようなメッキ処理中にメッキ液Lが処理面Wsを伝ってシール部材13より基板Wの周縁側に浸入しようとしても、気体の流れによるセルフクリーニングにより、メッキ液Lが流路5aから排出される。したがって、メッキ液Lが基板Wの周縁部を伝って非処理面側にまで浸入することが阻止され、マスク部材13から漏れ出たメッキ液Lが基板Wの周縁部及び非処理面を汚染することを防止できる。その結果、順次に搬入される基板W間で起きる相互汚染を防止できる。
【0034】
上記のようにして気体に乗せられて排出されたメッキ液Lは、ミストとなって排液槽31に排出される。シール部材13に漏れがない場合には、導電率がほぼ一定であるので、警報が発せられることなくメッキ処理が終了する。しかしながら、シール部材13からメッキ液が漏れた場合には、流路5aから気体とともにメッキ液が排液槽31に排出される。すると、導電率が急激に大きくなるので警報を発する。その結果、警報を知ったオペレータが装置を停止させるか、図示しない制御部が処理を自動的に停止させることにより、継続的に基板が汚染されることが防止できる。
【0035】
このようにしてシール部材13からの漏れが検出されると、メッキ液Lが純水に混ざった希釈水が排液口33から排出され、ポンプ39によって回収ユニット37に取り込まれる。そして、第1イオン交換塔41と第2イオン交換塔45とを通って金属イオンが吸着されて除去される。
【0036】
したがって、回収ユニット37から排出される排液は、極微量の金属イオンを含むだけの水となっているので、その排液を一般の排水に廃棄することができる。また、回収ユニット37による排液処理は、メッキ処理ユニット1だけを考慮すればよいので簡易な構成で排液処理が可能となる。
【0037】
なお、本実施例では、基板Wの処理面Wsを下方に向けた、いわゆるフェイスダウンの装置を例に採って説明したが、本発明はその逆のフェイスアップの装置であっても適用できる。
【0038】
<洗浄処理ユニット>
図2はこの発明の一実施例に係り、図2は洗浄処理ユニットの概略構成を示した縦断面図である。
【0039】
本発明における基板処理装置に相当する洗浄処理ユニット51は、基板Wに対して洗浄処理を施す。具体的には、金属膜Mが剥離して相互汚染の原因になるのを防止するために、基板Wの表面に被着された金属膜Mのうちの外周部だけを除去するエッチング処理と、このエッチング処理後に金属膜Mを含む基板Wを洗浄する洗浄処理とを含んでいる。
【0040】
基板Wは、金属膜Mが被着された面を上方に向けて、水平姿勢でスピンチャック53に吸着支持される。このスピンベース53は、図示しない回転手段によって、鉛直軸周りに回転駆動される。なお、吸着により基板Wを保持するスピンチャック53に代えて、基板Wの端縁を当接支持する機械式のチャックを採用してもよい。
【0041】
スピンチャック53の周囲には、飛散防止カップ55が配備されている。この飛散防止カップ55は、図示しない昇降手段により、図中に実線で示す下降位置と、図中に二点鎖線で示す上昇位置とにわたって移動される。内側の内周カップ57は、その外側の外周カップ59よりも上縁が低くなっている。これらの内周カップ57、外周カップ59は、ともに上部に傾斜面を備えており、基板Wから周囲に飛散したエッチング液やリンス液を下方に向けて案内する。
【0042】
内周カップ57の上方には、エッチング液を基板Wの外周部に供給するためのエッチングノズル61が配備されている。このエッチングノズル61には、エッチング液供給部63からエッチング液が供給される。
【0043】
スピンチャック53の上方には、基板Wの回転中心付近から外周部に向けて純水をリンス液として供給するリンスノズル65が配備されている。また、スピンチャック53の下方には、バックリンスノズル67が配備されている。リンスノズル65は、金属膜Mに対するエッチング処理が終了した後、基板Wの表面を洗浄するためのものであり、バックリンスノズル67は、基板Wの裏面に付着したエッチング液等を洗い流す。
【0044】
内周カップ57の底面には、排液口57aが形成されている。この排液口57aは、回収ユニット37(構成は上記の<メッキ処理ユニット>のものと同じ)に連通接続されている。したがって、リンスノズル65やバックリンスノズル67から供給されたリンス液は回収され、金属イオンを除去されて一般の排水に廃棄される。
【0045】
外周カップ59の底面には、排液口59aが設けられている。この排液口59aには、本発明の回収ユニットに相当する再生ユニット69が連通接続されている。再生ユニット69は、上述した回収ユニット37の構成に加えて、さらに、パーティクル除去用のフィルタを備えたようなものである。つまり、上流側から、ポンプ71と、第1イオン交換塔73と、金属イオン濃度センサ75と、第2イオン交換塔77と、フィルタ79とを備えている。
【0046】
再生ユニット69は、エッチング液を回収して金属イオンを除去するとともに、その中からパーティクルを除去する。このようにして処理されたエッチング液は、温度調節ユニット81で温度が調節された上でエッチング液供給部63に戻され、そこで濃度が調節されて再利用されることになる。
【0047】
次に、上述した構成の装置の動作について説明する。なお、飛散防止カップ55は、図2に実線で示すように下降位置にあるものとする。
【0048】
まず、図示しない回転手段を駆動し、基板Wを一定の回転速度で回転させる。次いで、エッチング液供給部63からエッチング液を供給して、エッチングノズル61からエッチング液を基板Wの外周部に向けて供給する。これにより基板Wに被着されている金属膜Mの外周部がエッチングされて除去される。このとき基板Wから飛散したエッチング液は、外周カップ59によって回収されて再生ユニット69に送られる。再生ユニット69で再生されたエッチング液は、濃度調整されて再び利用されることになる。
【0049】
このように上記洗浄処理ユニット51によると、ここから排出されるエッチング液を再生ユニット69が処理して金属イオンを除去するので、エッチング液の再利用が可能となって浪費を抑制できる。
【0050】
次に、図示しない昇降手段により飛散防止カップ55が図2中に二点鎖線で示す上昇位置にまで移動される。そして、リンスノズル65とバックリンスノズル67からリンス液を供給して、基板Wの表裏面を洗浄する。これにより基板Wの表裏面に付着しているエッチング液や液滴が洗い流される。
【0051】
このときリンス液は回収ユニット37によって回収されて処理される。したがって、このユニットから排出される排液には極微量の金属イオンしか含まない状態にされているので、一般の排水に廃棄することができる。
【0052】
上述した構成によるとエッチング液は再利用可能であり、リンス液は一般の排水に廃棄可能となる。また、エッチング液とリンス液の処理は、洗浄処理ユニット51のものだけを考慮すればよいので簡易な構成ですむ。
【0053】
なお、本発明は、上記実施例装置のようにエッチング処理と洗浄処理を両方とも行える構成である必要はなく、いずれか一方だけを処理できる構成であっても適用できる。
【0054】
また、洗浄処理ユニット51は、上述した枚葉処理に限らず、バッチ処理であってもよい。
【0055】
<基板処理装置>
図3はこの発明の一実施例に係り、図3は上述したメッキ処理ユニット1と洗浄処理ユニット51とを備えた基板処理装置である。
【0056】
この基板処理装置91は、一例として6台のメッキ処理ユニット1と、4台の洗浄処理ユニット51とを備えている。基板Wは、カセット93に複数枚積層収納された状態で載置部95にセットされる。載置部95に隣接するように、基板Wをカセット93から取り出すための搬送部97が配備されている。この搬送部97とともに平面視Tの字状となるように搬送路99が配備されているとともに、この搬送路99を移動可能な搬送ユニット101が設けられている。搬送路99を挟むように、隣接配置された3台のメッキ処理ユニット1が対向して配設され、同様に隣接配置された2台の洗浄処理ユニット51が対向して配備されている。
【0057】
搬送ユニット101は、基板Wを搬送部97との間で受け渡したり、メッキや洗浄処理前の基板Wをメッキ処理ユニット1や洗浄処理ユニット51に対して搬入したりする第1アーム101aと、メッキや洗浄処理後の基板Wをメッキ処理ユニット1や洗浄処理ユニット51から取り出す第2アーム101bとを上下に配備している。
【0058】
上記の各メッキ処理ユニット1からの希釈水と、各洗浄処理ユニット51からのリンス液は共通の回収ユニット37(図1または図2参照)によって処理され、一般の排水に廃棄される。また、各洗浄処理ユニット51からのエッチング液は、共通の再生ユニット69(図2参照)により処理されて再利用されることになる。したがって、上述した各実施例における効果に加えて、回収ユニット37及び再生ユニット69の共有化による基板処理装置91内部のスペース効率を高めることができる。
【0059】
このように構成された装置では、カセット93から未処理の基板Wが搬送部97により取り出され、搬送ユニット101によってメッキ処理ユニット1に搬送される。ここでメッキ処理を施された基板Wは、搬送ユニット101によって洗浄処理ユニット51に搬送される。洗浄処理を施された基板Wは、搬送ユニット101及び搬送部97を介してカセット97に搬送される。
【0060】
なお、本発明は、上述した構成に限定されるものではなく、メッキ処理ユニット1だけを複数台備えた構成や、洗浄処理ユニット51だけを複数台備えた構成であってもよい。
【0061】
また、載置台95と、搬送部97と、搬送路99と、搬送ユニット101の構成も上述した構成に限定されるものではない。
【0062】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に記載の発明によれば、排液に含まれている金属イオンを回収ユニットが除去することによって、排液が再利用可能あるいは一般の排水に排液可能になる。排液処理は、装置自身だけを考慮すればよいので簡易な構成で排液処理が可能となり、エッチング液などの処理液を再利用することにより処理液の浪費を抑制できる。
【0063】
また、メッキ処理ユニットから排出されるメッキ液を含んだ排液を回収ユニットが処理して金属イオンを除去するので、排液を一般の排水に廃棄することができる。
【0064】
また、洗浄処理ユニットから排出されるエッチング液やリンス液を回収ユニットが処理して金属イオンを除去するので、エッチング液の再利用が可能となって浪費を抑制できる。また、リンス液を一般の排水に廃棄することができて排液処理が容易にできる。
【0065】
また、メッキ処理ユニットから排出されるメッキ液を含んだ排液と、洗浄処理ユニットから排出されるエッチング液とリンス液とを共通の回収ユニットが処理して金属イオンを除去するので、回収ユニットの共有化によって装置内のスペース効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】メッキ処理ユニットの概略構成を示した縦断面図である。
【図2】洗浄処理ユニットの概略構成を示した縦断面図である。
【図3】メッキ処理ユニットと洗浄処理ユニットとを備えた基板処理装置の概略構成を示した平面図である。
【符号の説明】
W … 基板
Ws … 処理面
1 … メッキ処理ユニット(基板処理装置)
3 … スピンベース
5 … マスク部材
11 … カソード電極
13 … シール部材
15 … 押圧部材
21 … メッキ槽
37 … 回収ユニット
41,73 … 第1イオン交換塔
43,75 … 金属イオン濃度センサ
45,77 … 第2イオン交換塔
51 … 洗浄処理ユニット(基板処理装置)
53 … スピンチャック
55 … 飛散防止カップ
61 … エッチングノズル
69 … 再生ユニット(回収ユニット)
91 … 基板処理装置
95 … 載置部
97 … 搬送部
99 … 搬送路
101 … 搬送ユニット
Claims (2)
- 基板に対してメッキ処理に係る処理を施す基板処理装置において、
基板に対してメッキ処理を施すメッキ処理ユニットと、
メッキ処理が施された基板に対して洗浄処理を施す洗浄処理ユニットと、
前記メッキ処理ユニットから排出される、メッキ液を純水で希釈した希釈水中の金属イオンを除去するとともに、前記洗浄処理ユニットから排出されるリンス液中の金属イオンを除去する共通の回収ユニットと、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
前記メッキ処理ユニットおよび前記洗浄処理ユニットの少なくともいずれかは複数であることを特徴とする基板処理装置。
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