JP4172760B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板などの基板を処理液を用いて処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体プロセスは、高度化および微細化しており、また、新しいデバイス構造（たとえば、半導体基板の表面に大きな段差が設けられた構造）や新しい材料に対応することが必要になっている。これにともなって、洗浄液やエッチング液などの処理液を用いた処理は、ますます高性能かつ多種類のものが要求されるようになってきている。
【０００３】
半導体プロセスにおいて必要となる処理液を用いた処理としては、たとえば、以下のようなものがある。
▲１▼半導体装置の製造工程において、ドライエッチング、アッシング、成膜などのドライ雰囲気で行われる処理にともなって発生し、強固に半導体基板に付着した異物（ゴミ）を、高い除去率で除去するための洗浄（たとえば、下記特許文献１参照）。
▲２▼半導体ウエハの周縁部（ベベル部）や裏面に付着した金属汚染、またはこれらの領域に付着した不必要な膜の除去のための洗浄またはエッチング（たとえば、下記特許文献２参照）。
▲３▼高精度で均一なエッチング（たとえば、下記特許文献３参照）。
▲４▼熱処理、成膜等の直前に行う精密で高い清浄度を得る洗浄（たとえば、下記特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−６９４２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１０６２６号公報（第１図）
【特許文献３】
特開２００２−１００５９８号公報
【特許文献４】
特開２０００−１３３６２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の基板処理装置は、上記▲１▼〜▲４▼のいずれかの処理を行うために機能が特化されており、１台の装置でこれらの処理のうち２つ以上の処理を行うことができなかった。
このため、処理液を用いた複数種類の基板処理のために、機能の異なる複数の基板処理装置を用意しなければならず、設備投資の増大、および生産性の低下を招いていた。
【０００６】
また、１つの処理チャンバで上述のような様々な種類の処理を行おうとすると、使用する処理液（薬液など）の種類が増えるなど理由で限界があり、また、それぞれの処理の品質を上げることができなかった。
そこで、この発明の目的は、設備投資を少なくできる基板処理装置を提供することである。
この発明の他の目的は、生産性が高い基板処理装置を提供することである。
【０００７】
この発明のさらに他の目的は、多機能かつ高品質な処理を実現できる基板処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ローディングステーション（１９）により、内部に基板を搬入および搬出する基板処理装置であって、基板（Ｗ）の一方表面に処理液を供給して当該基板を枚葉処理する片面処理を施すための片面処理チャンバ（１２ａ，１２ｄ）と、基板の両面に対して処理液としてのエッチング液を供給して当該基板を枚葉処理する両面処理を施すための両面処理チャンバ（１２ｂ，１２ｃ）と、上記片面処理チャンバおよび上記両面処理チャンバに対して基板の搬入および搬出をする搬入／搬出ロボット（１３）とを備え、上記片面処理チャンバは、ほぼ水平に保持された基板において、上記一方表面をなす下面に向けて処理液としてのエッチング液を吐出して、当該基板をベベルエッチングするためのベベルエッチング処理チャンバ（１２ａ，１２ｄ）を含み、上記搬入／搬出ロボットを取り囲むように、第１ないし第４処理チャンバ（１２ａ〜１２ｄ）が配置されており、上記搬入／搬出ロボットと、上記ローディングステーションに配置され、基板を収容するためのカセット（Ｃ）との間で、基板を搬送するための搬送路（１５）が、上記第１処理チャンバと上記第４処理チャンバとの間を通るように設けられており、上記搬送路に沿う方向に関して、上記第１および第４処理チャンバが、上記第２および第３処理チャンバに比して、上記ローディングステーションに近い側に配置されており、上記第１および第４処理チャンバは、上記片面処理チャンバであり、上記第２および第３処理チャンバは、上記両面処理チャンバであることを特徴とする基板処理装置（１，１００）である。
基板処理装置（７５，１００）は、基板の一方表面に処理液を供給して当該基板を枚葉処理する片面処理を施すための片面処理チャンバと、基板の両面に対して処理液としてのエッチング液を供給して当該基板を枚葉処理する両面処理を施すための両面処理チャンバと、上記片面処理チャンバおよび上記両面処理チャンバに対して、基板の搬入および搬出をする搬入／搬出ロボットとを備え、上記片面処理チャンバは、上記基板の上記一方表面を物理洗浄するための物理洗浄処理チャンバ（１２ａ，１２ｄ）を含んでもよい。
基板処理装置（１００）は、基板の一方表面または他方表面に処理液を供給して当該基板を枚葉処理する片面処理を施すための片面処理チャンバと、基板の両面に対して処理液としてのエッチング液を供給して当該基板を枚葉処理する両面処理を施すための両面処理チャンバと、上記片面処理チャンバおよび上記両面処理チャンバに対して、基板の搬入および搬出をする搬入／搬出ロボットとを備え、上記片面処理チャンバは、上記基板の上記一方表面を物理洗浄するための物理洗浄処理チャンバ（１２ｄ）と、ほぼ水平に保持された基板において上記他方表面をなす下面に向けて処理液としてのエッチング液を吐出して、当該基板をベベルエッチングするためのベベルエッチング処理チャンバ（１２ａ）とを含んでもよい。
【０００９】
この発明によれば、片面処理チャンバで基板の片面処理を行い、両面処理チャンバで基板の両面処理を行うことができる。すなわち、１台の基板処理装置で、処理液を用いた種類の異なる処理を行うことができる。したがって、片面処理のための基板処理装置と両面処理のための基板処理装置とを別々に用意する必要はないので、設備投資を低減できる。
また、片面処理チャンバで片面処理が施された基板を、搬入／搬出ロボットにより両面処理チャンバに移して両面処理を施したり、両面処理チャンバで両面処理が施された基板を、搬入／搬出ロボットにより片面処理チャンバに移して片面処理を施したりすることができる。このため、片面処理と両面処理とを、１台の基板処理装置内で連続して実施することができるから、生産性を高くすることができる。
【００１０】
さらに、片面処理と両面処理とは、別々のチャンバ、すなわち、片面処理チャンバと両面処理チャンバとで、それぞれ行われる。すなわち、片面チャンバおよび両面処理チャンバは、それぞれ片面処理および両面処理という技術的に近似した処理用に特化されているので、各々のチャンバで行われる処理を高品質なものとすることができる。すなわち、この基板処理装置によれば、多機能かつ高品質な処理を実現できる。
【００１１】
片面処理チャンバは、単一種類の片面処理を行うためのものであってもよく、複数種類の片面処理を行うためのものであってもよい。同様に、両面処理チャンバは、単一種類の両面処理を行うためのものであってもよく、複数種類の両面処理を行うためのものであってもよい。
片面処理チャンバは、１つのみ設けられていてもよく、複数個設けられていてもよい。片面処理チャンバが複数個設けられている場合は、それぞれの片面処理チャンバで行われる処理は、同じ種類のものであってもよく、互いに異なる種類のものであってもよい。同様に、両面処理チャンバも１つのみ設けられていてもよく、複数個設けられていてもよい。両面処理チャンバが複数個設けられている場合は、それぞれの両面処理チャンバで行われる処理は、同じ種類のものであってもよく、互いに異なる種類のものであってもよい。
【００１２】
両面処理チャンバで行われる処理は、エッチング液による処理に加えて、たとえば、基板の両面に洗浄液を供給して洗浄する洗浄処理であってもよい。エッチング液による処理は、たとえば、基板の両面にエッチング液を供給して基板表面に形成された不要な膜の一部または全部を除去するエッチング処理であってもよい。両面処理チャンバを特定の処理を行うためのものに特化することにより、たとえば、高精度で均一なエッチングや、精密で高い清浄度を得る洗浄を実現できる。
【００１３】
請求項２記載のように、請求項１記載の基板処理装置で処理を施すべき上記基板において上記一方表面とは反対側の表面であって、当該表面の周縁部がベベルエッチングされるべき表面には、金属酸化物の膜が形成されていてもよい。
物理洗浄処理チャンバを備えた上記基板処理装置で処理を施すべき上記基板において上記一方表面に、酸化膜またはポリシリコン膜が形成されていてもよい。
物理洗浄処理チャンバおよびベベルエッチング処理チャンバを備えた上記基板処理装置で処理を施すべき上記基板において上記一方表面には、ドライエッチングが施され、または、化学蒸着法もしくはスパッタ法による成膜が施されていてもよい。
ベベルエッチング処理チャンバは、たとえば、請求項３記載のように、基板をほぼ水平に保持する基板保持部（３０）と、この基板保持部に保持された基板をほぼ水平な面内で回転させる回転駆動機構（２５）と、上記基板保持部に保持された基板の下面に向けて処理液としてのエッチング液を吐出する処理液ノズル（３５）とを有する片面液処理ユニット（２０ａ，２０ｄ）を備えたものであってもよい。
この場合、たとえば、基板保持部に保持され回転駆動機構により回転されている基板の下面ほぼ中央部に、処理液ノズルからエッチング液を吐出してベベルエッチング処理またはベベル洗浄処理を行うことができる。この場合、エッチング液は、遠心力により、基板の下面に沿って外方に向かって拡がるように流れ、基板の周縁部で一部基板の上面周縁部に回り込み、たとえば、基板の上面周縁部に形成された不要な膜や汚染物質がエッチングにより除去される。
【００１４】
また、物理洗浄処理チャンバは、たとえば、基板を保持する基板保持部（８４）と、この基板保持部に保持された基板の一方表面に処理液を吐出する処理液ノズル（８６，８７）と、上記基板保持部に保持された基板の上記一方表面をスクラブすることが可能なブラシ（９５）とを有するブラシスクラブユニット（７６ａ，７６ｄ）を備えたものであってもよい。
この構成によれば、いわゆるブラシスクラブ洗浄を実施することができる。これにより、基板表面に強固に付着した異物を、処理液の化学的な作用およびブラシの物理的な作用により除去できる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、上記ローディングステーションと上記搬入／搬出ロボットとの間で基板を搬送して受け渡しする搬送ロボット（５，６）をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置である。
この発明によれば、ローディングステーションと片面処理チャンバおよび両面処理チャンバ近傍との間の基板の搬送と、片面処理チャンバおよび両面処理チャンバに対する基板の搬入／搬出とは、それぞれ、搬送ロボットと搬入／搬出ロボットとで分担されて実施される。したがって、基板の片面処理および／または両面処理に対して、基板の搬送および搬入／搬出が律速になることはないので、生産性を高くすることができる。
【００１６】
搬入／搬出ロボットは、水平面内方向には移動しないものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
この基板処理装置１は、処理対象の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを基板処理装置１に対して搬入および搬出するためのローディングステーション１９と、ウエハＷの表面を、処理液を用いて処理するための第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄと、ローディングステーション１９と第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄとの間でウエハＷを搬送するためのインデクサロボット６および補助搬送ロボット５を備えている。
【００１８】
ローディングステーション１９は、水平方向に沿って直線状に配列された複数（この実施形態では３つ）のカセットステージ１６を備えており、各カセットステージ１６の上には、複数枚のウエハＷを収容することができるカセットＣを１個ずつ載置することができる。カセットステージ１６が並べられた方向に沿って、第１搬送路１４が設けられており、インデクサロボット６はこの第１搬送路１４に沿って移動可能に設けられている。
【００１９】
一方、第１搬送路１４に直交する水平方向に沿って直線状に延びるように第２搬送路１５が設けられている。この第２搬送路１５は、この実施形態では、第１搬送路１４のほぼ中間位置から延びている。補助搬送ロボット５は、この第２搬送路１５に沿って移動可能に設けられている。インデクサロボット６は、カセットステージ１６に載置されたカセットＣにアクセスしてウエハＷの出し入れを行うことができるとともに、補助搬送ロボット５との間でウエハＷの受け渡しが可能である。
【００２０】
第２搬送路１５の第１搬送路１４側とは反対側には、水平方向には移動しない搬入／搬出ロボット（主搬送ロボット）１３が配置されている。搬入／搬出ロボット１３は、伸縮自在のアーム（たとえば、多関節アーム）によりウエハＷの受け渡しを行うものであり、また、鉛直軸線まわりの回転および昇降が可能である。これにより、搬入／搬出ロボット１３は、補助搬送ロボット５との間のウエハＷの受け渡し、ならびに第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄに対するウエハＷの搬入および搬出が可能である。
【００２１】
第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄは、搬入／搬出ロボット１３を取り囲むように配置されている。第２搬送路１５は、第１処理チャンバ１２ａと第４処理チャンバ１２ｄとの間を通るように設けられている。
第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄは、いずれも長方形の１つの角部を切り欠いて得られる５角形の平面形状を有しており、この５角形の斜辺に対応する部分には、シャッタ１０が備えられた隔壁１７ａ〜１７ｄが設けられている。隔壁１７ａ〜１７ｄは、搬入／搬出ロボット１３が配置された方向に向けられている。隔壁１７ａ〜１７ｄのシャッタ１０は、通常は閉じられており、搬入／搬出ロボット１３により、第１ないし第４処理室１２ａ〜１２ｄに対してウエハＷを搬入および搬出するときに開かれる。
【００２２】
第１搬送路１４と第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄとの間には、第１および第４流体バルブ室１１ａ，１１ｄがそれぞれ配置されている。また、第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃの第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄ側とは反対側には、第２および第３流体バルブ室１１ｂ，１１ｃが、それぞれ配置されている。第１ないし第４流体バルブ室１１ａ〜１１ｄには、それぞれ、第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄ等で用いられる処理液やガスの流れを制御するためのバルブが配置されている。
【００２３】
第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄ内には、ウエハＷの片面に薬液を供給して処理する片面薬液処理ユニット２０ａ，２０ｄが備えられている。第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃ内には、ウエハＷの両面に薬液を供給して処理する両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃが備えられている。
図２は、片面薬液処理ユニット２０ａ，２０ｄの共通の構成を示す図解的な断面図である。片面薬液処理ユニット２０ａ，２０ｄは、ウエハＷをほぼ水平に保持してウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転するスピンチャック３０と、スピンチャック３０に近接して対向可能な遮断部４２とを備えている。
【００２４】
スピンチャック３０は、円板状でほぼ水平に配されたスピンベース２２と、スピンベース２２の中心下部に鉛直方向に沿って取り付けられた回転軸２３とを含んでいる。スピンベース２２の上面２２ａはほぼ水平な面となっており、上面２２ａの周縁部には複数のチャックピン２４が周方向に間隔をあけて立設されている。チャックピン２４は、ウエハＷの下面周縁部を支持する支持部２４ａと、この支持部２４ａよりもスピンベース２２の半径方向外方側において鉛直に立ち上がり、ウエハＷの端面（周面）に当接し、他のチャックピン２４と協働してウエハＷを挟持する挟持部２４ｂとを有している。
【００２５】
回転軸２３には、回転軸２３をその軸のまわりに回転させる回転駆動機構２５が結合されている。以上の構成により、回転駆動機構２５により、スピンチャック３０に保持されたウエハＷを回転させることが可能である。
回転軸２３は管状であり、回転軸２３の内部には、処理液配管２６が挿通されている。処理液配管２６の内部は処理液供給路３３となっている。処理液配管２６の上端は、スピンベース２２の上面２２ａからわずかに突出しており、処理液供給路３３に連通した開口を有して処理液を吐出する下ノズル３５となっている。下ノズル３５の先端には、回転半径方向外方側へと張り出した鍔部が形成されている。
【００２６】
処理液配管２６には、エッチング液などの薬液が収容された薬液供給源および純水などの洗浄液が収容された洗浄液供給源から、薬液と洗浄液とを切り換えて導入可能である。これにより、下ノズル３５からスピンチャック３０に保持されたウエハＷの下面中心部に向けて、薬液または洗浄液を吐出可能である。
回転軸２３の内壁と処理液配管２６との間の空間は、ガス供給路１８となっている。下ノズル３５の鍔部とスピンベース２２との間には、ガス供給路１８と連通した間隙が設けられており、この間隙はガス吐出口１８ａとなっている。ガス供給路１８には、窒素ガスなどの不活性ガス供給源から不活性ガスを導入できるようになっている。これにより、ガス吐出口１８ａから不活性ガスを吐出して、スピンチャック３０に保持されたウエハＷとスピンベース２２と間の空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【００２７】
遮断部４２は、スピンベース２２とほぼ同じ径を有する円板状の遮断板２７を備えている。遮断板２７は、離間して対向配置された２枚の円板２７ａ，２７ｂを含んでいる。円板２７ｂの周縁部からは、リング部２７ｃが円板２７ｂにほぼ垂直に突設されており、リング部２７ｃにより円板２７ａと円板２７ｂとの間がそれらの周縁部で塞がれている。
遮断板２７の中心上部には、スピンチャック３０の回転軸線と同軸のほぼ鉛直軸線に沿う回転軸２８が取り付けられている。回転軸２８は、管状の外回転管２８ａと、外回転管２８ａの内部に外回転管２８ａの内壁と間隔をあけて配された内回転管２８ｂとを備えている。外回転管２８ａは円板２７ａの上面中心部に接合されており、内回転管２８ｂは円板２７ｂの上面中心部に接合されている。
【００２８】
外回転管２８ａの内壁と内回転管２８ｂとの間の空間は、第１ガス供給路３７となっている。円板２７ａと円板２７ｂとの間の空間は、第１ガス供給路３７に連通した第２ガス供給路３８となっている。円板２７ｂには、円板２７ｂの厚さ方向に貫通し、第２ガス供給路３８に連通した第３ガス供給路３９が形成されている。第３ガス供給路３９は、円板２７ｂの下面で開口したガス吐出口３９ａと連通している。
【００２９】
内回転管２８ｂの内部には、処理液配管３１が挿通されている。処理液配管３１の内部は、洗浄液を流すための洗浄液供給路３２となっている。処理液配管３１の下端は、洗浄液供給路３２に連通した開口を有する上ノズル３４となっている。洗浄液供給路３２には、図示しない洗浄液供給源から、洗浄液を導入できるようになっている。
内回転管２８ｂと洗浄液配管３１との間の空間は、ガス供給路４３となっており、ガス供給路４３の下端はガス吐出口４３ａとなっている。第１ガス供給路３７およびガス供給路４３には、窒素などの不活性ガスが収容された不活性ガス供給源から、不活性ガスを導入できるようになっている。これにより、ガス吐出口３９ａ，４３ａから不活性ガスを吐出して、遮断板２７とスピンチャック３０に保持されたウエハＷとの間の空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。ガス吐出口３９ａから不活性ガスが吐出されることにより、ウエハＷ上面周縁部近傍も良好に不活性ガス雰囲気（低酸素分圧状態）にすることができる。
【００３０】
回転軸２８には、回転軸２８をその軸のまわりに回転させる回転駆動機構２９が結合されている。回転駆動機構２９により、遮断板２７を、たとえば、スピンベース２２と同一方向に同じ回転数で同期回転させることが可能である。また、回転軸２８には、回転軸２８をその軸に沿う方向に昇降することができる昇降機構４０が結合されている。昇降機構４０により、遮断板２７を、スピンチャック３０に保持されたウエハＷに対して近接した近接位置と、スピンチャック３０の上方に退避した退避位置との間で移動させることができる。
【００３１】
回転駆動機構２５，２９および昇降機構４０の動作や、不活性ガス、薬液、および洗浄液の供給およびその停止は制御部４１により制御されるようになっている。
図３は、両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃの共通の構成を示す図解的な断面図である。両面洗浄ユニット２０ｂ，２０ｃは、ウエハＷをほぼ水平に保持してウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転するスピンチャック４５と、スピンチャック４５に近接して対向可能な遮断部４６とを備えている。
【００３２】
スピンチャック４５は、円板状でほぼ水平に配されたスピンベース４７と、スピンベース４７の中心下部に鉛直方向に沿って取り付けられた回転軸４８とを含んでいる。スピンベース４７の上面４７ａはほぼ水平な面となっており、上面４７ａの周縁部には複数のチャックピン４９が周方向に間隔をあけて立設されている。チャックピン４９の高さ方向のほぼ中間部において、スピンベース４７の中心側の側面は、スピンベース４７の中心側に向かって下がるように傾斜した傾斜部４９ａが形成されている。複数のチャックピン４９は、互いに協働してこの傾斜面４９ａの上端部近傍でウエハＷの周面を挟持できるようになっている。
【００３３】
回転軸４８には、回転軸４８をその軸のまわりに回転させる回転駆動機構５０が結合されている。以上の構成により、回転駆動機構５０により、スピンチャック４５に保持されたウエハＷを回転させることが可能である。
回転軸４８は管状であり、回転軸４８の内部には、処理液配管５１が挿通されている。処理液配管５１の内部は処理液供給路５２となっている。処理液配管５１の上端は、スピンベース４７の上面４７ａとほぼ同一平面上にあり、処理液供給路５２に連通した開口を有して処理液を吐出する下ノズル５３となっている。
【００３４】
処理液供給路５２には、下方から、薬液供給源に収容されたエッチング液などの薬液と、洗浄液供給源に収容された純水などの洗浄液とを切り換えて導入可能である。これにより、下ノズル５３からスピンチャック４５に保持されたウエハＷの下面中心部に向けて、薬液または洗浄液を吐出可能である。
回転軸４８の内壁面と処理液配管５１との間の空間は、ガス供給路７１となっており、ガス供給路７１の上端はガス吐出口７１ａとなっている。ガス供給路７１には、回転軸４８の下方から窒素ガスなどの不活性ガスを導入できるようになっている。これにより、ガス吐出口７１ａから不活性ガスを吐出し、スピンチャック４５に保持されたウエハＷとスピンベース４７との間の空間を不活性ガス雰囲気にすることができる。
【００３５】
遮断部４６は、スピンベース４７とほぼ同じ径を有する円板状の遮断板５４を備えている。遮断板５４の中心上部には、ほぼ鉛直軸線に沿う回転軸５５が取り付けられている。回転軸５５には、回転軸５５にほぼ垂直な方向に張り出した２つのフランジ５８，５９が、上下方向に離間して設けられている。
回転軸５５は、支持アーム５７の内部から下方に突出するように配されている。支持アーム５７には、回転軸５５とほぼ相補的な形状の軸穴５６が形成されており、回転軸５５は軸穴５６の内壁面との間にわずかな間隙ができるように、軸穴５６中に緩く嵌め込まれている。
【００３６】
支持アーム５７内には、軸穴５６に連通した気体流路６０ａ〜６０ｄが形成されており、気体流路６０ａ〜６０ｄには、加圧された窒素ガスまたは空気などの気体軸受け用ガスを送り込むことができるようになっている。気体軸受け用ガスが、回転軸５５と軸穴５６の内壁面との間の間隙に送り込まれることにより、回転軸５５が、支持アーム５７に非接触で支持される。これにより、回転軸５５の軸受け部分の摩耗により塵埃が発生するということがなく、塵埃によるウエハＷの汚染を防止できる。
【００３７】
また、回転軸５５にフランジ５８，５９が設けられていることにより、気体軸受け用ガスの導入を停止しても、回転軸５５が支持アーム５７から抜け落ちることはない。
フランジ５８とフランジ５９との間において、回転軸５５の周面には、複数個の永久磁石６１が、回転軸５５の軸まわりに所定の角度ごとに極性が反転するようにリング状に固定されている。また、支持アーム５７内には、これらの永久磁石６１に対向するように、複数個のコイル６２が固定されている。永久磁石６１とコイル６２とによりモータ６３が構成されており、モータ６３の回転駆動力で回転軸に固定された遮断板５４を、たとえば、スピンベース４７と同一方向に同じ回転数で同期回転させることが可能である。
【００３８】
回転軸５５は管状であり、回転軸５５の内部には、不活性ガス配管６４が挿通されている。不活性ガス配管６４の下端は、遮断板５４の下面よりわずかに高い位置にあり、開口して上ノズル６５となっている。不活性ガス配管６４には、窒素ガスなどの不活性ガスを導入可能である。これにより、上ノズル６４から不活性ガスを吐出して、遮断板５４とスピンチャック４５に保持されたウエハＷとの間の空間を不活性ガス雰囲気にすることが可能である。
【００３９】
支持アーム５７には、昇降機構６８が結合されている。昇降機構６８により、遮断板５４を、スピンチャック４５に保持されたウエハＷに対して近接した近接位置と、スピンチャック４５の上方に退避した退避位置との間で移動させることができる。
スピンチャック４５に保持されたウエハＷと遮断板５４との間には、処理液配管６６を配置することができるようになっている。処理液配管６６は、遮断部４６の側方に配置されほぼ鉛直方向に沿う鉛直部６６ａと、鉛直部６６ａの下端からほぼ水平方向に沿って延びる水平部６６ｂと、水平部６６ｂの鉛直部６６ａ側とは反対側の端部から鉛直方向下方に短く延びる吐出部６６ｃとを含んでいる。吐出部６６ｃの下端は開口して、処理液ノズル６７となっている。
【００４０】
処理液配管６６内には、エッチング液などの薬液と、純水などの洗浄液とを切り換えて導入可能であり、処理液ノズル６７から薬液または洗浄液を吐出可能である。
水平部６６ｂの長さは、スピンベース４７や遮断板５４の半径より大きい。鉛直部６６ａには、鉛直部６６ａをその軸のまわりに回動させることができる回動駆動機構６９が結合されていて、吐出部６６ｃを鉛直部６６ａの軸を中心とした円周上に沿って移動させることができるようになっている。このとき、吐出部６６ｃは、スピンチャック４５に保持されたウエハＷの回転軸上にのるようになっている。これにより、処理液ノズル６７を、スピンチャック４５に保持されたウエハＷの中心部に対向された処理位置と、スピンチャック４５に対向しない退避位置との間で移動可能である。
【００４１】
回転駆動機構５０、モータ６３、回動駆動機構６９、および昇降機構６８の動作や、不活性ガス、気体軸受け用ガス、薬液、および洗浄液の供給およびその停止は、制御部７０により制御される。
次に、一方表面に金属酸化物の膜が形成されたウエハＷをベベルエッチングおよび両面洗浄する場合を例として、図１の基板処理装置１を用いたウエハＷの処理方法について説明する。片面薬液処理ユニット２０ａ，２０ｄにおいて、薬液供給源には、対象とされる金属酸化物を選択的に除去するのに適したエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には純水が収容されているものとする。両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃにおいて、薬液供給源には、ライトエッチング用のエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には、純水が収容されているものとする。
【００４２】
先ず、別途用意された成膜装置により、一方表面に金属酸化物の膜が形成されたウエハＷが収容されたカセットＣが、カセットステージ１６の上に載置される。
次に、インデクサロボット６により、カセットＣから１枚のウエハＷが取り出され、補助搬送ロボット５に渡される。補助搬送ロボット５はこのウエハＷを搬入／搬出ロボット１３に渡し、搬入／搬出ロボット１３はこのウエハＷを第１処理チャンバ１２ａに搬入する。同様にして、カセットＣからウエハＷが１枚取り出されて、第４処理チャンバ１２ｄに搬入される。
【００４３】
図２を参照して、ウエハＷは、遮断板２７が退避位置にある状態で、第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄ内にそれぞれ搬入され、金属酸化物の膜が形成された面を上にして、チャックピン２４によりスピンチャック３０上にほぼ水平に保持される。続いて、制御部４１の制御により、昇降機構４０が制御されて、遮断板２７が近接位置にされ、ガス吐出口１８ａ，３９ａ，４３ａから不活性ガスが吐出されて、スピンベース２２と遮断板２７との間の空間が、不活性ガス雰囲気にされる。そして、制御部４１により回転駆動機構２５，２９が制御されて、スピンチャック３０に保持されたウエハＷおよび遮断板２７が回転される。
【００４４】
次に、制御部４１の制御により、下ノズル３５からエッチング液が吐出される。エッチング液は、ウエハＷ下面中心部に当たり、ウエハＷの回転に伴う遠心力によって、ウエハＷ下面に沿って外方へ拡がっていき、ウエハＷ周縁部で側方へと振り切られる。エッチング液はウエハＷ表面に対する濡れ性を有しているため、ウエハＷ周縁部において、エッチング液の一部はウエハＷの上面へと回り込む。これにより、ウエハＷ上面周縁部の金属酸化物の膜がエッチング（ベベルエッチング）されて除去される。
【００４５】
一定時間、ウエハWのベベルエッチング処理が継続された後、制御部４１の制御により、下ノズル３５から吐出される処理液がエッチング液から純水に切り換えられる。下ノズル３５から吐出された純水は、ウエハＷ下面に沿ってウエハＷ中心部から外側に拡がるように流れる。ウエハＷ周縁部に達した純水は、ウエハＷ表面に対する濡れ性により、ウエハＷ上面周縁部に回り込む。これにより、ウエハＷ表面に残っていたエッチング液が洗い流される。
【００４６】
下ノズル３５から純水を吐出してウエハＷを洗浄する際、上ノズル３４から洗浄液を同時に吐出することとしてもよい。
一定時間、純水によるウエハＷの洗浄が継続された後、制御部４１の制御により、ウエハWへの純水の供給が停止される。続いて、制御部４１により回転駆動機構２５，２９が制御されて、スピンチャック３０および遮断板２７が所定時間高速回転される。これにより、ウエハＷは振り切り乾燥される。
【００４７】
その後、制御部４１により回転駆動機構２５，２９が制御されて、スピンチャック３０および遮断板２７の回転が停止され、ガス吐出口１８ａ，３９ａ，４３ａからの不活性ガスの吐出が停止される。そして、制御部４１により昇降機構４０が制御されて、遮断板２７が退避位置にされる。
この状態で、搬入／搬出ロボット１３により、ウエハＷが、第１処理チャンバ１２ａから搬出され、第２処理チャンバ１２ｂまたは第３処理チャンバ１２ｃに搬入される。同様に、搬入／搬出ロボット１３により、ウエハＷが、第４処理チャンバ１２ｄから搬出され、第３処理チャンバ１２ｃまたは第２処理チャンバ１２ｂに搬入される。
【００４８】
次に、第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃにおいて、ウエハＷの両面洗浄が行われる。
図３を参照して、ウエハＷの第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃ内への搬入は、遮断板５４および処理液ノズル６７が退避位置にある状態で行われる。ウエハＷは、チャックピン４９によりスピンチャック４５にほぼ水平に保持される。続いて、制御部７０の制御により、昇降機構６８が制御されて遮断板５４が近接位置にされ、回動駆動機構６９が制御されて、処理液ノズル６７が処理位置にされる。また、制御部７０の制御により、ガス吐出口７１ａおよび上ノズル６５から不活性ガスが吐出されて、スピンベース４７と遮断板５４との間の空間が不活性ガス雰囲気にされる。
【００４９】
続いて、制御部７０の制御により、気体流路６０ａ〜６０ｄに気体軸受け用ガスが導入されて、回転軸５５が支持アーム５７に非接触で保持されるようにされる。この状態で、制御部７０により回転駆動機構５０およびモータ６３が制御されて、スピンチャック４５に保持されたウエハＷおよび遮断板５４が回転される。
次に、制御部７０の制御により、下ノズル５３および処理液ノズル６７からエッチング液が吐出される。エッチング液は、ウエハＷ下面および上面の中心部に当たり、ウエハＷの回転に伴う遠心力によって、ウエハＷの下面および上面に沿って外方へ拡がっていき、ウエハＷ周縁部で側方へと振り切られる。これにより、ウエハＷの下面および上面はライトエッチングされ、精密かつ高い清浄度に両面洗浄される。
【００５０】
一定時間、ウエハWのライトエッチング処理が継続された後、制御部７０の制御により、下ノズル５３および処理液ノズル６７から吐出される処理液が、エッチング液から純水に切り換えられる。下ノズル５３および処理液ノズル６７から吐出された純水は、ウエハＷ下面および上面に沿ってウエハＷ中心部から外側に拡がるように流れる。これにより、ウエハＷ表面に残っていたエッチング液は洗い流される。
【００５１】
一定時間、純水によるウエハＷの洗浄が継続された後、ウエハWへの純水の供給が停止される。続いて、制御部７０により回転駆動機構５０が制御されて、スピンチャック４５が所定時間高速回転される。これにより、ウエハＷは振り切り乾燥される。続いて、制御部７０により回転駆動機構５０およびモータ６３が制御されて、スピンチャック４５および遮断板５４の回転が停止され、さらに、ガス吐出口７１ａおよび上ノズル６５からの不活性ガスの吐出が停止される。
【００５２】
その後、制御部７０により、昇降機構６８および回動駆動機構６９が制御されて、遮断板５４および処理液ノズル６７が退避位置にされる。この状態で、搬入／搬出ロボット１３により、ウエハＷが、第２処理チャンバ１２ｂから搬出され、補助搬送ロボット５に受け渡される（図１参照）。ウエハＷは、さらに、補助搬送ロボット５からインデクサロボット６に受け渡されて、インデクサロボット６によりカセットＣに収容される。同様にして、ウエハＷは、搬入／搬出ロボット１３により、第３処理チャンバ１２ｃから搬出され、補助搬送ロボット５およびインデクサロボット６を介してカセットＣに収容される。
【００５３】
以上で、ウエハＷのベベルエッチングおよび両面洗浄が終了する。以上の処理を経たウエハＷは、さらに、別途用意された成膜装置、熱処理装置などのドライ雰囲気で処理を行うための装置に搬入されて、成膜処理や熱処理が施される。両面洗浄の工程により、精密かつ高い清浄度に洗浄されたウエハＷは、このような成膜処理や熱処理に適した表面状態を有している。
以上のように、この基板処理装置１によれば、従来は別々の装置により実施されていたウエハＷのベベルエッチング処理と精密かつ高い清浄度の両面洗浄とを１台の装置で連続して行うことができる。これにより、装置のための設備投資を低減し、かつ、生産性を高くすることができる。
【００５４】
また、ローディングステーション１９と第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄ近傍との間のウエハＷの搬送と、第１ないし第４処理チャンバ１２ａ〜１２ｄに対するウエハＷの搬入／搬出とは、それぞれ、インデクサロボット６および補助搬送ロボット５と搬入／搬出ロボット１３とで分担されて実施される。したがって、第１ないし第４処理室１２ａ〜１２ｄにおけるウエハＷの処理に対して、ウエハＷの搬送および搬入／搬出が律速になることはないので、このような効果によっても生産性を高くすることができる。
【００５５】
さらに、ウエハＷのベベルエッチング処理と両面洗浄とは、専用に設けられた別々の処理チャンバで行われるので、それぞれ、高品質な処理を実現できる。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。図１の基板処理装置１の構成要素に対応する構成要素には、図４に図１の場合と同一符号を付して説明を省略する。
この基板処理装置７５は、第１ないし第４の処理チャンバ１２ａ〜１２ｄを備えている。第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃ内には、第１の実施形態の基板処理装置１と同様に、両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃが配置されているが、第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄには、ウエハＷの一方表面をブラシでスクラブして（擦って）洗浄する片面ブラシスクラブユニット７６ａ，７６ｄが配置されている。
【００５６】
図５は、片面ブラシスクラブユニット７６ａ，７６ｄの共通の構成を示す図解的な断面図である。片面ブラシスクラブユニット７６ａ，７６ｂは、ウエハＷを保持して回転させる基板回転保持機構７７と、ウエハＷ表面に処理液を供給する処理液供給部７８と、ウエハＷの表面を洗浄する洗浄機構７９とを備えている。基板回転保持機構７７は、ほぼ鉛直方向に沿う円筒状の周壁を有するカップ８０と、ウエハＷをほぼ水平に吸引保持する真空吸着式のスピンチャック８１とを含んでいる。スピンチャック８１は、モータ８２の回転軸８３の上端に、ウエハＷを真空吸着保持するスピンベース８４が一体に取り付けられてなる。回転軸８３は、カップ８０の底を貫通するように配設されている。モータ８２を駆動することにより、スピンベース８４をほぼ鉛直軸線に沿う回転軸Ｐ１のまわりに回転することができる。これにより、ウエハＷが回転軸Ｐ１のまわりに回転されるようになっている。
【００５７】
スピンチャック８１の代わりに、片面薬液処理ユニット２０ａ，２０ｄのスピンチャック３０や両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃのスピンチャック４５と同様のスピンチャックが備えられていてもよい。この場合、チャックピンにより、ウエハＷの下面をスピンベース８４にほとんど接触させることなく、ウエハＷを保持できる。
カップ８０の底の周縁部には、洗浄液を排出するための排出口８０ａが設けられている。カップ８０には、カップ８０を昇降する昇降駆動機構８５が結合されている。カップ８０を昇降させることにより、スピンベース８４が、カップ８０の上端より高くなるようにしたり、カップ８０内に配された状態にすることができる。
【００５８】
処理液供給部７８は、ウエハＷの上面に向けて純水を吐出する純水ノズル８６と、薬液などを調合した洗浄液を吐出する洗浄液ノズル８７とを含んでいる。純水ノズル８６および洗浄液ノズル８７は、カップ８０の周縁部上端に設けられている。純水ノズル８６には、純水配管８８が接続されており、純水配管８８内には純水供給源から純水を導入できるようになっている。これにより、純水ノズル８６から純水を吐出できる。
【００５９】
洗浄液ノズル８７には、洗浄液配管８９を介して液調合ユニット９０が接続されている。液調合ユニット９０は、複数種類の薬液を調合したり、薬液の原液を純水で希釈したりして、洗浄液を調製できる。薬液調合ユニット９０から、洗浄液配管８９内に洗浄液を導入して、洗浄液ノズル８７から洗浄液を吐出することが可能である。
純水ノズル８６および洗浄液ノズル８７は、スピンベース８４に保持されたウエハＷの回転中心近傍を指向している。このため、ウエハＷがスピンベース８４に保持されて回転しているときに、純水ノズル８６または洗浄液ノズル８７から純水または洗浄液が吐出されると、これらの純水または洗浄液は、遠心力によってウエハＷの表面に沿って拡がり、ウエハＷ表面全体にむらなく供給される。
【００６０】
洗浄機構７９は、カップ８０の側方に配されたほぼ鉛直軸線に沿う回動軸９１と、回動軸９１の上端からほぼ水平方向に延びるブラシ支持アーム９２と、ブラシ支持アーム９２の回動軸９１側とは反対側の端部からほぼ鉛直軸線に沿って下方に延びるブラシ支持軸９３とを備えている。
回動軸９１には、回動駆動機構９４が結合されており、ブラシ支持アーム９２を、回動軸９１の軸Ｐ２のまわりに回動可能となっている。ブラシ支持軸９３の下端には、円柱状の基部の一端に樹脂などからなる多数の線材が垂設されてなるブラシ９５が、線材側を下方に向けられて、ブラシ支持軸９３に着脱自在に取り付けられている。ブラシ支持軸９３の内部には、ブラシ回転機構９７が設けられており、ブラシ９５をその基部の中心軸にほぼ沿った回転軸Ｐ３のまわりに回転させることができるようになっている。
【００６１】
回動軸９１は、昇降機構９６によって昇降可能に構成されているとともに、回動駆動機構９４によって回動軸９１軸Ｐ２のまわりに回動可能に構成されている。これにより、ブラシ９５を、スピンベース８４に保持されたウエハＷの上面に接触させたり、スピンベース８４の上方に退避させたりすることができるとともに、ブラシ９５をスピンベース８４に保持されたウエハＷに対向する対向位置に配したり、この対向位置から側方に退避した退避位置に配したりすることができる。
【００６２】
カップ８０の側方には、複数種類のブラシ９５が収容されブラシ９５を洗浄することができる待機ポット（図示せず）が配されていて、ブラシ９５は退避位置でこの待機ポットに対向するようになっている。
モータ８２、昇降機構８５，９６、回動駆動機構９４、およびブラシ回転機構９７の動作や、洗浄液および純水の供給およびその停止は、制御部９８により制御される。
【００６３】
次に、一方表面に不要になった酸化膜やポリシリコン膜が形成されているウエハＷについて、これらの酸化膜またはポリシリコン膜を完全に除去した後、このウエハＷの上記一方表面または他方表面をブラシスクラブ洗浄する場合を例として、図４の基板処理装置７５を用いたウエハＷの第１の処理方法について説明する。
両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃにおいて、薬液供給源には、酸化膜またはポリシリコン膜を選択的に除去するのに適したエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には純水が収容されているものとする。
【００６４】
先ず、別途用意された成膜装置により、一方表面に酸化膜やポリシリコン膜が形成されたウエハＷ、または、これらの膜が形成された後、さらに、別途用意された熱処理装置により熱処理が施されたウエハＷがカセットＣに収容され、このカセットＣが、カセットステージ１６の上に載置される。
次に、インデクサロボット６により、カセットＣからウエハＷが１枚取り出され、補助搬送ロボット５に渡される。補助搬送ロボット５は、このウエハＷを搬入／搬出ロボット１３に渡し、搬入／搬出ロボット１３はこのウエハＷを第２処理チャンバ１２ｂに搬入する。同様にして、カセットＣからウエハＷが１枚取り出されて、第３処理チャンバ１２ｃに搬入される。
【００６５】
第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃでは、図１の基板処理装置１を用いたウエハＷの処理方法における両面洗浄と同様の手順による処理が行われる。エッチング液により、ウエハＷの表面に形成された酸化膜またはポリシリコン膜は、完全に除去される。しかし、この状態のウエハＷは、エッチングに伴って発生した異物（ゴミ）が強固に付着した状態となっている。
そこで、次に、このような異物を除去するために、第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄにおいて、ウエハＷのブラシスクラブ洗浄が行われる。ウエハＷは、搬入／搬出ロボット１３により、第２処理チャンバ１２ｂから搬出されて第１処理チャンバ１２ａに搬入され、同様に、第３処理チャンバ１２ｃから搬出されて第４処理チャンバ１２ｄに搬入される。
【００６６】
図５を参照して、ウエハＷの第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄへの搬入は、ブラシ９５が退避位置にあり、スピンベース８４がカップ８０の上端より高い位置にある状態で行われる。ウエハＷは、スピンベース８４により回転軸Ｐ１がほぼウエハＷの中心を通るような状態で保持される。ウエハＷは、ブラシスクラブする面が上に向けられた状態で保持される。その後、制御部９８により昇降機構８５が制御されて、カップ８０が上昇され、スピンベース８４がカップ８０内に収容された状態にされる。
【００６７】
続いて、制御部９８によりモータ８２が制御されて、スピンベース８４に保持されたウエハＷが、回転軸Ｐ１のまわりに回転されるとともに、洗浄液ノズル８７から洗浄液がウエハＷ上に吐出される。洗浄液は、ウエハＷ上面の中心部に当たり、ウエハＷの上面に沿って外側へと拡がり、ウエハＷの周縁部から側方へと振り切られて、カップ８０に回収され、さらに、排出口８０ａから排出されて廃棄される。
【００６８】
次に、制御部９８により回動駆動機構９４が制御されて、ブラシ９５が対向位置にされる。ブラシ９５は、ウエハＷの中心部に対向するようにされる。さらに、制御部９８により昇降機構９６が制御されて、回動軸９１が下降され、ブラシ９５の下端（線材の先端）がスピンベース８４に保持されたウエハＷの表面に接触するようにされる。
この状態で、制御部９８によりブラシ回転機構９７が制御されて、ブラシ９５が回転軸Ｐ３のまわりに回転されるとともに、回動駆動機構９４が制御されて、ブラシ支持アーム９２が回動軸９１の軸Ｐ２のまわりに回動される。これにより、ブラシ９５が自転しながら、回転するウエハＷの中心部から外周部に向かって円弧状に走査される。その結果、ブラシ９５がウエハ上面の全面に擦りつけられて、ウエハＷの上面が洗浄される。洗浄液の化学的な作用とブラシ９５の物理的な作用とにより、ウエハＷ表面に強固に付着した異物は、ウエハＷ表面から離され、洗浄液とともに洗い流される。
【００６９】
制御部９８により、ブラシ支持アーム９２の回動は、ブラシ９５がウエハＷ周縁部まで移動すると停止されるように制御される。
その後、制御部９８により、ブラシ回転機構９７が制御されてブラシ９５の回転軸Ｐ３まわりの回転が停止される。そして、制御部９８により昇降機構９６が制御されて、ブラシ９５の下端（線材の先端）がカップ８０の上端より高くなるようにされ、さらに、回動駆動機構９４が制御されて、ブラシ支持アーム９２が回動軸の軸Ｐ２のまわりに回動されてブラシ９５が退避位置にされる。そして、ブラシ９５がブラシ支持軸９３から外されて待機ポットに収容され、別のブラシ９５がブラシ支持軸９３に取り付けられる。
【００７０】
また、制御部９８の制御により、洗浄液ノズル８７からの洗浄液の吐出が停止され、純水ノズル８６から純水が吐出される。純水も、洗浄液と同様に、ウエハＷ上面の中心部に当たり、ウエハＷの上面に沿って外側へと拡がり、ウエハＷの周縁部から側方へと振り切られて、カップ８０に回収され、さらに、排出口８０ａから排出されて廃棄される。
次に、制御部９８により回動駆動機構９４が制御されて、ブラシ９５が対向位置にされる。ブラシ９５は、ウエハＷの中心部に対向するようにされる。さらに、制御部９８により昇降機構９６が制御されて、回動軸９１が下降され、ブラシ９５の下端（線材の先端）がスピンベース８４に保持されたウエハＷの表面に接触するようにされる。
【００７１】
この状態で、制御部９８によりブラシ回転機構９７が制御されて、ブラシ９５が回転軸Ｐ３のまわりに回転されるとともに、回動駆動機構９４が制御されて、ブラシ支持アーム９２が回動軸の軸Ｐ２のまわりに回動される。これにより、ブラシ９５が自転しながら、回転するウエハＷの表面の中心部から外周部に向かって円弧状に走査される。その結果、ブラシ９５がウエハＷ上面の前面に擦りつけられ、ウエハＷの上面が洗浄される。これにより、ウエハＷ表面に残っていた洗浄液や異物は、純水とともに洗い流される。
【００７２】
ブラシ支持アーム９２の回動は、ブラシ９５がウエハＷ周縁部まで移動すると停止されるように制御される。
その後、制御部９８によりブラシ回転機構９７が制御されて、ブラシ９５の回転軸Ｐ３まわりの回転が停止され、昇降機構９６および回動駆動機構９４が制御されて、ブラシ９５が退避位置にされる。また、制御部９８の制御により、純水ノズル８６からの純水の吐出が停止され、モータ８２が制御されてスピンベース８４に保持されたウエハＷの回転が停止される。そして、制御部９８により昇降機構８５が制御されて、スピンベース８４がカップ８０の上端より高くなるようにカップ８０が下降される。
【００７３】
この状態で、搬入／搬出ロボット１３により、第１処理チャンバ１２ａからウエハＷが搬出され、補助搬送ロボット５に受け渡される（図４参照）。ウエハＷは、さらに、補助搬送ロボット５からインデクサロボット６に受け渡されて、インデクサロボット６によりカセットＣに収容される。同様にして、ウエハＷは、搬入／搬出ロボット１３により、第４処理チャンバ１２ｄから搬出され、補助搬送ロボット５およびインデクサロボット６を介してカセットＣに収容される。
【００７４】
以上で、ウエハＷ表面に形成された不要な酸化膜またはポリシリコン膜の完全除去、および片面ブラシスクラブ洗浄が終了する。以上の処理を経たウエハＷは、さらに、他の処理装置へ搬入されて所定の処理が施される。
以上のように、この基板処理装置７５によれば、従来は別々の装置により実施されていたウエハＷ表面形成された不要な膜の完全除去と片面ブラシスクラブ洗浄とを、１台の装置で連続して行うことができる。これにより、装置のための設備投資を低減し、かつ、生産性を高くすることができる。
【００７５】
また、ウエハＷ表面に形成された不要な膜の完全除去と片面ブラシスクラブ洗浄とは、専用に設けられた別々の処理チャンバで行われるので、それぞれ、高品質な処理を実現できる。
次に、ドライエッチングや、化学蒸着法またはスパッタ法による成膜が施されたウエハＷについて、これらの処理に伴う異物を除去した後、ウエハＷに形成された酸化膜をエッチングし洗浄する場合を例として、図４の基板処理装置７５を用いたウエハＷの第２の処理方法について説明する。
【００７６】
両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃにおいて、薬液供給源には、対象とされる酸化膜を選択的に溶解するのに適したエッチング液が収容されているものとし、洗浄液供給源には、純水が収容されているものとする。
先ず、別途用意されたドライエッチング装置や化学蒸着法またはスパッタ法による成膜装置により、ドライエッチングまたは成膜が施されたウエハＷがカセットＣに収容され、このカセットＣが、カセットステージ１６の上に載置される。これらのウエハＷは、ドライエッチングや化学蒸着法またはスパッタ法による成膜に伴って発生した異物が、表面に強固に付着した状態となっている。
【００７７】
次に、インデクサロボット６により、カセットＣからウエハＷが１枚取り出され、補助搬送ロボット５に受け渡しされる。補助搬送ロボット５は、このウエハＷを第１処理チャンバ１２ａに搬入する。同様にして、カセットＣからウエハＷが１枚取り出されて、第４処理チャンバ１２ｄに搬入される。ウエハＷは、ブラシスクラブ洗浄する面が上に向けられて、スピンベース８４に保持される。
第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄにおいて、上述の基板処理装置７５を用いた第１の処理方法の場合と同様のブラシスクラブ洗浄が行われる。これにより、ウエハＷの裏面に強固に付着した異物が除去される。
【００７８】
次に、ウエハＷに付着した金属汚染物を除去するために、第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃにおいて、ウエハＷの両面洗浄が行われる。ウエハＷは、搬入／搬出ロボット１３により、第１処理チャンバ１２ａから搬出されて、第２処理チャンバ１２ｂまたは第３処理チャンバ１２ｃに搬入され、第４処理チャンバ１２ｄから搬出されて、第３処理チャンバ１２ｃまたは第２処理チャンバ１２ｂに搬入される。
【００７９】
第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃにおいては、上述の基板処理装置７５を用いた第１の処理方法の場合と同様の両面処理が行われる。この際、ウエハＷの下面および上面に、薬液供給源からエッチング液が供給されて、ウエハＷ表面の酸化膜が精密かつ均一にエッチングされた後、ウエハＷの下面および上面に純水が供給されて、ウエハＷ表面のエッチング液が除去される。
その後、ウエハＷは、搬入／搬出ロボット１３により、第２処理チャンバ１２ｂから搬出され、補助搬送ロボット５およびインデクサロボット６を介して、カセットＣに収容される（図４参照）。同様にして、ウエハＷは、搬入／搬出ロボット１３により、第３処理チャンバ１２ｃから搬出され、補助搬送ロボット５およびインデクサロボット６を介して、カセットＣに収容される。
【００８０】
以上のように、この基板処理装置７５によれば、上述の基板処理装置７５を用いた第１の処理方法の場合と異なり、先にウエハＷに片面処理（ブラシスクラブ洗浄）を施した後、両面処理（酸化膜の除去）を施すことも可能である。
また、従来は別々の装置により実施されていたウエハＷのブラシスクラブ洗浄と酸化膜の除去とを１台の装置で連続して行うことができる。これにより、装置のための設備投資を低減し、かつ、生産性を高くすることができる。
【００８１】
また、ウエハＷの片面ブラシスクラブ洗浄と酸化膜の除去は、専用に設けられた別々の処理チャンバで行われるので、それぞれ、高品質な処理を実現できる。図６は、本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。図１の基板処理装置１および図４の基板処理装置７５の構成要素に対応する構成要素には、図４に図１および図４の場合と同一符号を付して説明を省略する。この基板処理装置１００は、第１処理チャンバ１２ａ内に、片面薬液処理ユニット２０ａが配されおり、第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃ内に、両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃが配されており、第４処理チャンバ１２ｄ内に、片面ブラシスクラブユニット７６ｄが配されている。
【００８２】
このように、第１および第２の実施形態の基板処理装置１，７５の場合とは異なり、片面処理を行うための第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄには、それぞれ異なる種類の片面処理を行うためのユニットが配されている。
この基板処理装置１００によれば、第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃにおいて、ウエハＷの両面処理（ライトエッチング、酸化膜等の除去など）を行うことができ、第１処理チャンバ１２ａにおいて、ベベルエッチング等のウエハＷの片面薬液処理を行うことができ、第４処理チャンバ１２ｄにおいて、ウエハＷの片面ブラシスクラブ洗浄を行うことができる。したがって、第１および第２の実施形態の基板処理装置１，７５を用いたウエハＷの処理方法と同様の処理方法を実施できる。
【００８３】
同じ種類の片面処理（ベベルエッチングやブラシスクラブ洗浄など）は、同時に１枚しか行うことができないが、片面処理が律速にならない場合（両面処理と比べて短時間で実施できる場合）は、生産性を大きく下げることなく、片面処理および両面処理を連続して実施できる。
さらに、この基板処理装置１００によれば、異なる種類の片面処理、すなわち、片面薬液処理と片面ブラシスクラブ洗浄とを連続して実施できる。以下、このような処理を行う方法について説明する。片面薬液処理ユニット２０ｄにおいて、薬液供給源には、メタル汚染物を選択的に除去するのに適したエッチング液が収容されているものとする。
【００８４】
先ず、別途用意されたドライエッチング装置や化学蒸着法またはスパッタ法による成膜装置により、ドライエッチングまたは成膜が施されたウエハＷがカセットＣに収容され、このカセットＣが、カセットステージ１６の上に載置される。これらのウエハＷは、ドライエッチングや化学蒸着法またはスパッタ法による成膜に伴って発生した異物が、表面に強固に付着した状態となっている。
次に、インデクサロボット６により、カセットＣからウエハＷが１枚取り出され、補助搬送ロボット５に渡される。補助搬送ロボット５はこのウエハＷを搬入／搬出ロボット１３に渡し、搬入／搬出ロボット１３はこのウエハＷを第４処理チャンバ１２ｄに搬入する。第４処理チャンバ１２ｄにおいて、上述の基板処理装置７５を用いた第１および第２の処理方法の場合と同様のブラシスクラブ洗浄が行われる。これにより、ウエハＷの表面に強固に付着した異物が除去される。
【００８５】
続いて、搬入／搬出ロボット１３により、ウエハＷは、第４処理チャンバ１２ｄから搬出され第１処理チャンバ１２ａに搬入される。第１処理チャンバ１２ａにおいて、スピンチャック３０により保持および回転されているウエハＷの下面（たとえば、ドライエッチングまたは成膜が施された側とは反対側の面）にエッチング液が供給されて、メタル汚染物が除去される（図２参照）。
本発明の実施形態の説明は以上の通りであるが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、他の形態でも実施できる。たとえば、物理的な洗浄を伴う片面処理のためのユニットとしては、片面ブラシスクラブユニット７６ａ，７６ｄ以外に、ウエハＷ表面に薬液の液滴を噴射して処理する二流体ノズルスプレーや、ウエハＷを洗浄液で洗浄する際に超音波振動を併用するメガソニック洗浄を行うためのものであってもよい。
【００８６】
片面薬液処理ユニット２０ａ，２０ｄや両面処理ユニット２０ｂ，２０ｃにおいて、複数種類の薬液を切り換えて（または同時に）、ウエハＷに向けて吐出できるように構成されていてもよい。
第１ないし第３の実施形態の基板処理装置１，７５，１００では、いずれも、片面処理を行うための処理チャンバ（第１および第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄ）と両面処理を行うための処理チャンバ（第２および第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃ）とは、２つずつ設けられている。しかし、本発明は、このような場合に限定されるものではなく、片面処理を行うための処理チャンバの数、および両面処理を行うための処理チャンバの数を任意に設定することができ、これらの処理チャンバの配置を任意に設計することができる。
【００８７】
基板処理装置１，７５，１００は、いずれも、片面処理と両面処理とを連続して実施するように使用する必要はなく、片面処理のみまたは両面処理のみを施すように使用してもよい。たとえば、カセットＣから取り出されたウエハＷは、第２または第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃにおいて両面処理が施された後、第１または第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄに搬入されることなく、カセットＣに戻されてもよい。また、カセットＣから取り出されたウエハＷは、第１または第４処理チャンバ１２ａ，１２ｄにおいて片面処理が施された後、第２または第３処理チャンバ１２ｂ，１２ｃに搬入されることなく、カセットＣに戻されてもよい。
【００８８】
また、補助搬送ロボット５に代えて、載置台（受け渡し台）を含む受け渡し部が備えられていてもよい。すなわち、ウエハＷは、インデクサロボット６（搬入／搬出ロボット１３）により、受け渡し部の載置台に載置され、搬入／搬出ロボット１３（インデクサロボット６）により載置台上のウエハＷが受け取られるようにしてもよい。さらに、補助搬送ロボット５を廃して、インデクサロボット６と搬入／搬出ロボット１３との間で、直接ウエハＷが受け渡しされるようにしてもよい。
【００８９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【図２】片面薬液処理ユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図３】両面処理ユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【図５】片面ブラシスクラブユニットの構成を示す図解的な断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置の図解的な平面図である。
【符号の説明】
１，７５，１００ 基板処理装置
５ 補助搬送ロボット
６ インデクサロボット
１３ 搬入／搬出ロボット
１２ａ〜１２ｄ 第１〜第４処理チャンバ
１９ ローディングステーション
２０ａ，２０ｄ 片面薬液処理ユニット
２５ 回転駆動機構
３０，４５，８１ スピンチャック
３５ 下ノズル
４１，７０，９８ 制御部
７６ａ，７６ｄ 片面ブラシスクラブユニット
８４ スピンベース
８６ 純水ノズル
８７ 洗浄液ノズル
９５ ブラシ
Ｃ カセット
Ｗ ウエハ

Claims (4)

1. ローディングステーションにより、内部に基板を搬入および搬出する基板処理装置であって、
   基板の一方表面に処理液を供給して当該基板を枚葉処理する片面処理を施すための片面処理チャンバと、
   基板の両面に対して処理液としてのエッチング液を供給して当該基板を枚葉処理する両面処理を施すための両面処理チャンバと、
   上記片面処理チャンバおよび上記両面処理チャンバに対して基板の搬入および搬出をする搬入／搬出ロボットとを備え、
   上記片面処理チャンバは、ほぼ水平に保持された基板において、上記一方表面をなす下面に向けて処理液としてのエッチング液を吐出して、当該基板をベベルエッチングするためのベベルエッチング処理チャンバを含み、
   上記搬入／搬出ロボットを取り囲むように、第１ないし第４処理チャンバが配置されており、
   上記搬入／搬出ロボットと、上記ローディングステーションに配置され、基板を収容するためのカセットとの間で、基板を搬送するための搬送路が、上記第１処理チャンバと上記第４処理チャンバとの間を通るように設けられており、
   上記搬送路に沿う方向に関して、上記第１および第４処理チャンバが、上記第２および第３処理チャンバに比して、上記ローディングステーションに近い側に配置されており、
   上記第１および第４処理チャンバは、上記片面処理チャンバであり、上記第２および第３処理チャンバは、上記両面処理チャンバであることを特徴とする基板処理装置。
2. 処理を施すべき上記基板において上記一方表面とは反対側の表面であって、当該表面の周縁部がベベルエッチングされるべき表面に、金属酸化物の膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 上記ベベルエッチング処理チャンバが、
   基板をほぼ水平に保持する基板保持部と、
   この基板保持部に保持された基板をほぼ水平な面内で回転させる回転駆動機構と、
   上記基板保持部に保持された基板の下面に向けて処理液としてのエッチング液を吐出する処理液ノズルとを有する片面液処理ユニットを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 上記ローディングステーションと上記搬入／搬出ロボットとの間で基板を搬送して受け渡しする搬送ロボットをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。

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