JP4271267B2

JP4271267B2 - Substrate processing method

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Publication number: JP4271267B2
Application number: JP03051197A
Authority: JP
Inventors: 伊雄岡本
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: JPH10229062A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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）基板のような各種の基板に処理を施すための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程には、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成していく工程が含まれる。微細加工のためにはウエハ自体の表面およびウエハ表面に形成された薄膜の表面を清浄に保つ必要があるから、必要に応じてウエハの洗浄が行われる。たとえば、ウエハの表面上に形成された薄膜を研磨剤を用いて研磨した後には、研磨剤（スラリー）がウエハ表面に残留しているから、このスラリーを除去する必要がある。
【０００３】
上述のようなウエハの洗浄を行うための従来技術の概念的な構成は、図１１および図１２に示されている。すなわち、ウエハＷの端面が一対の端面支持ハンド２１０，２１１によって挟持されることにより、ウエハＷの支持が達成されている。そして、ウエハＷの上面は、円板状のベース部２１２とその下面に固設された洗浄用ブラシ２１３とからなるスクラブ洗浄部材２１４によってスクラブ洗浄される。すなわち、洗浄用ブラシ２１３の接触面２１８がウエハＷの上面に接触した状態で、スクラブ洗浄部材２１４が図示しない回転駆動機構によって回転され、かつ洗浄用ブラシ２１３のほぼ中心に配置されたノズル２２０から洗浄液が吐出されて、ウエハＷの上面がスクラブ洗浄される。また、ウエハＷの下面も同様に、円板状のベース部２１５とその上面に固設された洗浄用ブラシ２１６とからなるスクラブ洗浄部材２１７が、洗浄用ブラシ２１６の接触面２１９がウエハＷの下面に接触した状態で、図示しない回転駆動機構によって回転され、かつ洗浄用ブラシ２１６のほぼ中心に配置されたノズル２２１から洗浄液が吐出されて、ウエハＷの下面がスクラブ洗浄される。
【０００４】
なお、この構成において、端面支持ハンド２１０，２１１は、ウエハＷを保持しつつ、図１１に示すようにウエハＷの中心ＯＷが円軌道を描くように、ウエハＷを円運動させる。この結果、接触面２１８，２１９は、ウエハＷのほぼ全面に接触することとなるから、ウエハＷのほぼ全面をスクラブ洗浄できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウエハＷは、一般に、その表面全体が半導体装置の形成に用いられるわけではなく、図１３に示すように、周縁付近の上下面２３０および端面２３１を含む周縁部２３２を除く中央部２３３だけが半導体装置の形成に用いられる有効エリアである。したがって、ウエハの表面上に薄膜をパターン形成していくと、ウエハＷの中央部２３３と周縁部２３２とでは膜厚や膜硬などの膜質が異なってくる。そのため、本来なら、ウエハＷの中央部２３３の洗浄の仕方と周縁部２３２の洗浄の仕方とを変える必要がある。たとえば、用いられる洗浄液の種類や濃度を変えることにより、中央部２３３に残留しているスラリーを除去し、また、周縁部２３２に残留しているスラリーや不要な薄膜を除去する必要がある。
【０００６】
しかし、上記従来技術の構成では、エッチング処理によるウエハＷの薄膜に対するパターン形成において、ウエハＷの中央部の有効エリア内にのみ注意が払われているから、ウエハＷの周縁部２３２にエッチング不足領域が残ったままとなり、これが、不要な薄膜となる場合がある。
また、ウエハＷは一対の端面支持ハンド２１０，２１１によって挟持されるから、ウエハＷは、常時一定位置で保持される。このため、この保持位置周辺には、洗浄用ブラシ２１３，２１６が侵入することができないので、ウエハＷの周縁部２３２の全域を洗浄することが不可能となり、スラリーがウエハＷの周縁部２３２に残ってしまうことがある。
【０００７】
もしも、ウエハＷの周縁部２３２に不要な薄膜およびスラリーが残っていると、当該薄膜とスラリーとが反応し、その結果生成された物質がウエハＷの周縁部２３２に残る場合もある。
このように、上記従来技術の構成においては、ウエハＷの周縁部２３２に、不要な薄膜やスラリー、薄膜とスラリーとの反応生成物が残るという不具合がある。この場合、これらの物質はパーティクルとなるから、半導体装置の製造工程において歩留りの低下につながり、大きな問題となっていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、基板の周縁部を良好に洗浄できる基板処理方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、ＣＭＰ処理後の基板を回転しつつ、第１洗浄液供給ノズルから基板の中央部に第１の洗浄液を吐出して、上記基板の中央部を洗浄し、当該中央部に残っているスラリーを除去する中央部洗浄工程と、ＣＭＰ処理後の基板を回転しつつ、第２洗浄液供給ノズルから基板の周縁部に向けて第２の洗浄液を吐出して、上記基板の周縁部を洗浄し、当該周縁部に残っているスラリーおよび不要な薄膜を除去する周縁部洗浄工程とを含み、上記第１の洗浄液は、基板に形成されている薄膜を除去する能力を有していないアンモニアまたは純水であり、上記第２の洗浄液は、基板の周縁部に残っているスラリーおよび不要な薄膜を除去するためのエッチング液であり、上記薄膜は、酸化膜、アルミニウム膜、銅膜およびタングステン膜のうちのいずれか１つであることを特徴とする基板処理方法である。
この方法によれば、中央部洗浄工程で基板の中央部が洗浄され、周縁部洗浄工程においては、酸化膜、アルミニウム膜、銅膜およびタングステン膜のうちのいずれか１つである不要な薄膜がエッチング液によって除去されて、基板の周縁部が洗浄される。
この場合、上記エッチング液は、上記薄膜の種類に応じたものであることが好ましい。たとえば、請求項２に記載のように、上記薄膜が酸化膜である場合、上記エッチング液は弗酸を含むことが好ましい。また、請求項３に記載のように、上記薄膜がアルミニウム膜である場合には、上記エッチング液は、燐酸と酢酸と硝酸との混合液を含むことが好ましく、請求項４に記載のように、上記薄膜が銅膜である場合には、上記エッチング液は、硝酸と塩酸との混合液、または硝酸と弗酸との混合液を含むことが好ましい。さらに、請求項５記載のように、上記薄膜がタングステン膜である場合には、上記エッチング液は、酢酸と硝酸と弗酸との混合液、または硝酸と弗酸との混合液を含むことが好ましい。
このように、周縁部洗浄工程で基板の周縁部の膜質に応じたエッチング液を用いることによって、基板の周縁部の不要な薄膜を確実に除去することができる。
請求項６に記載の発明は、上記中央部洗浄工程と上記周縁部洗浄工程とは１つの処理室で行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法である。
この方法によれば、中央部洗浄工程においては、純水を含む第１の洗浄液によって、基板の中央部が洗浄され、周縁部処理工程においては、第２の洗浄液によって、基板の周縁部が洗浄される。
また、請求項７に記載のように、上記中央部洗浄工程と上記周縁部洗浄工程とは同時に行われてもよいし、請求項８に記載のように、上記中央部洗浄工程の後に、上記周縁部洗浄工程が行われてもよい。
中央部洗浄工程の後に周縁部洗浄工程が行われる場合、中央部洗浄工程で用いられる第１の洗浄液と、周縁部洗浄工程で用いられる第２の洗浄液とが互いに混ざり合って影響しあうことがなく、所期の目的に応じた液質の洗浄液によって基板の各部を洗浄できる。
しかも、基板の中央部が洗浄された後に、基板の周縁部が洗浄されるから、洗浄後の基板の中央部に、周縁部洗浄工程における処理に供された第２の洗浄液や基板周縁部から除去された異物の影響が及ぶことを防止できる。そのため、基板をより一層良好に洗浄することができる。
なお、請求項９に記載のように、基板の中央部と周縁部とを選択的に洗浄することにより基板を処理する方法である場合、たとえば、基板の中央部および周縁部に形成されている薄膜の膜質に応じた洗浄の仕方で各部を洗浄すれば、基板の中央部はもちろん、基板の周縁部をも良好に洗浄することができる。
請求項１０記載の発明は、上記中央部洗浄工程においては、第１洗浄液供給ノズルから基板の中央部に薬液を吐出した後に純水を吐出し、上記周縁部洗浄工程においては、第２洗浄液供給ノズルから基板の周縁部に向けてエッチング液を吐出した後に純水を吐出することを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の基板処理方法である。
この方法によれば、中央部洗浄工程においては、基板の中央部が薬液で洗浄された後に純水が供給されることにより、基板の中央部の薬液を純水で洗い流すことができ、周縁部洗浄工程においては、基板の周縁部がエッチング液で洗浄された後に純水が供給されることにより、基板の周縁部のエッチング液を純水で洗い流すことができる。したがって、清浄な基板を提供することができる。
また、上記第２の洗浄液が薄膜を除去するためのエッチング液である場合、請求項１１に記載のように、上記薄膜は、酸化膜、アルミニウム膜、胴膜およびタングステン膜のうちのいずれか１つであってもよい。
この場合、上記エッチング液は、上記薄膜の種類に応じたものであることが好ましい。たとえば、請求項１２に記載のように、上記薄膜が酸化膜である場合、上記エッチング液は弗酸を含むことが好ましい。また、請求項１３に記載のように、上記薄膜がアルミニウム膜である場合には、上記エッチング液は、燐酸と酢酸と硝酸との混合液を含むことが好ましく、請求項１４に記載のように、上記薄膜が銅膜である場合には、上記エッチング液は、硝酸と塩酸との混合液、または硝酸と弗酸との混合液を含むことが好ましい。さらに、請求項１５に記載のように、上記薄膜がタングステン膜である場合には、上記エッチング液は、酢酸と硝酸と弗酸との混合液、または硝酸と弗酸との混合液を含むことが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下では、本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、本発明の一実施形態の基板処理装置であるウエハ洗浄装置の構成を示す平面図である。また、図２は、図１のII-II 断面図であり、一部を省略し、かつ一部を概念的に示している。
【００２３】
この装置は、ウエハＷの表面に形成された薄膜を研磨するＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing) 処理が行われた後にウエハＷの表面に残っているスラリーおよび不要な薄膜を除去するためのもので、側壁１，２，３，４によって囲まれた平面視においてほぼ矩形の処理室５、および処理室５内においてウエハＷを水平に保持し、かつこの状態でウエハＷを回転させることができるウエハ保持装置（基板保持手段）６を備えている。
【００２４】
さらに、この装置は、ウエハ保持装置６により保持されたウエハＷの上面および下面の各中央部に残っているスラリーをスクラブして除去するための両面洗浄装置（中央部洗浄手段）９、およびウエハ保持装置６により保持されたウエハＷの周縁付近の上下面および端面を含む周縁部のみを選択的に洗浄するための周縁部洗浄ボックス（周縁部洗浄手段）３００を備えている。すなわち、周縁部洗浄ボックス３００によってウエハＷの周縁部に残っているスラリーや不要な薄膜を除去するようになっている。
【００２５】
ウエハ保持装置６は、処理室５の側壁２または４に対して直交する方向（以下「保持方向」という。）Ａに関して対向配置された一対の保持ハンド１０，３０を有している。保持ハンド１０，３０は、保持方向Ａに沿って移動可能なもので、ベース取付部１１，３１に取り付けられたベース部１２，３２と、ベース部１２，３２の上方に配置され、ウエハＷを保持するための各々３つの保持用ローラ（基板保持ピン）１３，３３とをそれぞれ有している。これらの保持用ローラ１３，３３は、ウエハＷの端面形状に対応した円周上に配置されている。ウエハＷは、保持用ローラ１３，３３の側面にその端面が当接した状態で保持される。
【００２６】
ベース取付部１１，３１には、保持方向Ａに沿って長く形成され、側壁２，４に形成された穴１４，３４を介して側壁２，４の外側まで延びたハンド軸１５，３５の一端が連結されている。ハンド軸１５，３５の他端には、側壁２，４の外側の取付板１６，３６上に固定されたシリンダ１７，３７のロッド１８，３８が連結板１９，３９を介して取り付けられている。ロッド１８，３８は、保持方向Ａに沿って突出したり引っ込んだりできるようになっている。この構成により、シリンダ１７，３７を駆動することによって、保持ハンド１０，３０を保持方向Ａに沿って互いに反対方向に進退させることができ、ウエハＷを保持用ローラ１３，３３の間で挾持したり、この挾持を解放したりすることができる。
【００２７】
なお、参照符号２０，４０は、保持ハンド１０，３０の移動とともに伸縮自在なベローズであり、両面洗浄装置９および周縁部洗浄ボックス３００において使用される第１の洗浄液および第２の洗浄液、ならびにその雰囲気が、ハンド軸１５，３５に影響を与えないようにするため、あるいは処理室５の外部に漏れるのを防ぐためのものである。また、シリンダ１７，３７のロッド１８，３８やハンド軸１５，３５から発生するパーティクルが処理室５の内部に侵入するのを防止するためのものでもある。
【００２８】
保持用ローラ１３，３３は、ウエハＷを保持した状態でウエハＷを回転させるべく、ベース部１２，３２に回転可能に設けられている。すなわち、保持用ローラ１３，３３は、ベース部１２，３２に鉛直軸まわりの回転が自在であるように支持されたローラ軸２１，４１に固定されている。
ウエハＷを回転させるために必要な駆動力は、保持用ローラ３３にのみ与えられるようになっている。すなわち、保持用ローラ３３のうち中央の保持用ローラ３３ｂには、側壁４の外側に設けられたモータ取付板４２に取り付けられたモータＭ1 の駆動力がベルト４３を介して伝達されるようになっている。さらに、中央の保持ローラ３３ｂに伝達されてきた駆動力は、ベルト４４，４５を介して他の２つの保持用ローラ３３ａ，３３ｃにも伝達されるようになっている。このように、この実施形態では、モータＭ１およびベルト４３がピン回転駆動部に対応している。
【００２９】
さらに詳述する。保持用ローラ３３ａのローラ軸４１ａは、図３に示すように、ベース部３２に形成された挿通穴４６ａを通ってベース部３２の下端部付近に形成された空間４７まで延ばされており、挿通穴４６ａに配置された２つの軸受４７ａ，４８ａを介してベース部３２に回転自在に支持されている。他の２つの保持用ローラ３３ｂ，３３ｃのローラ軸４１ｂ，４１ｃも同様に、挿通穴４６ｂ，４６ｃを通って空間４７まで延ばされ、かつ挿通穴４６ｂ，４６ｃに配置された２つの軸受４７ｂ，４８ｂ：４７ｃ，４８ｃを介してベース部３２に回転自在に支持されている。
【００３０】
中央のローラ軸４１ｂには、３つのプーリ４９ｂ，５０ｂ，５１ｂが取り付けられている。このうち、最上段のプーリ４９ｂとモータＭ１の駆動軸５２に取り付けられたプーリ５３（図２参照）との間に、ベルト４３が巻き掛けられている。そして、残りの２つのプーリ５０ｂ，５１ｂと他の２つのローラ軸４１ｃ，４１ａにそれぞれ取り付けられたプーリ５１ｃ，５１ａとの間に、ベルト４５，４４がそれぞれ巻き掛けられている。
【００３１】
以上の構成により、モータＭ１によって中央の保持用ローラ３３ｂが駆動されると、これに伴って他の２つの保持用ローラ３３ａ，３３ｃが駆動される。その結果、保持用ローラ１３，３３に保持されているウエハＷは回転を始める。このとき、保持用ローラ１３は、ウエハＷの回転につられて回転する。このようにして、ウエハＷは保持用ローラ１３，３３に保持された状態で回転方向Ｂに沿って回転する。この場合におけるウエハＷの回転速度は、たとえば約１０〜２０（回転／分）である。
【００３２】
図２に戻って、両面洗浄装置９は、ウエハ保持装置６により保持されたウエハＷの上方および下方に配置された上面洗浄部６０および下面洗浄部８０を備えている。上面洗浄部６０および下面洗浄部８０は、それぞれ、保持ハンド１０，３０に干渉しない位置に、ウエハＷの中心部から周縁部に至るウエハＷの表面領域を覆うように配置されている。
【００３３】
上面洗浄部６０および下面洗浄部８０は、ウエハＷに対向する側に取付面６１，８１を有するベース部６２，８２と、ベース部６２，８２に取り付けられた回転軸６３，８３とを有し、回転駆動部６４，８４により鉛直軸方向に沿う回転軸Ｏを中心に回転方向Ｃに沿って回転できるようにされている。
さらに、上面洗浄部６０および下面洗浄部８０は、それぞれ、昇降駆動部６５，８５によって上下方向に移動できるようになっている。これにより、ウエハ洗浄時においてはウエハＷを上面洗浄部６０および下面洗浄部８０で挟み込むことができ、また、ウエハ洗浄後においては、ウエハＷから上面洗浄部６０および下面洗浄部８０を離すことができるようになっている。
【００３４】
上面ベース部６２および下面ベース部８２の各取付面６１，８１には、洗浄用ブラシ（両面スクラブ手段）６６，８６が設けられている。洗浄用ブラシ６６，８６の中央付近には、ウエハＷに第１の洗浄液を供給するための第１洗浄液供給ノズル７，８がそれぞれ配置されている。第１の洗浄液は、フッ酸、硝酸、塩酸、リン酸、酢酸、アンモニアなどの薬液、および純水を含む。
【００３５】
第１洗浄液供給ノズル７，８には、洗浄用パイプ６７，８７が連結されている。洗浄用パイプ６７，８７は、回転軸６３，８３内に回転しないように挿通されており、その他端には、第１三方弁６８，８８を介して、図示しない薬液用タンクから薬液が導かれる薬液供給路６９，８９、および図示しない純水用タンクから純水が導かれる純水供給路７０，９０が接続されている。この構成により、第１三方弁６８，８８の切換えを制御することによって、洗浄用パイプ６７，８７に薬液および純水を選択的に供給でき、したがって第１洗浄液供給ノズル７，８から薬液および純水を選択的に吐出させることができる。
【００３６】
図４は、周縁部洗浄ボックス３００の構成およびこの周縁部洗浄ボックス３００に関連する構成を示す側面図である。周縁部洗浄ボックス３００は、昇降／水平移動機構（周縁洗浄移動手段）３０１によって上下方向に移動でき、また、ウエハＷに対して近接する方向と離反する方向とに移動できるようになっている。より具体的には、周縁部洗浄ボックス３００は、昇降／水平移動機構３０１に含まれる可動板３０２の上面に固定されたボックス支持板３０３によって支持されている。昇降／水平移動機構３０１は、基台３０４を備えている。基台３０４には、上方向に向けて延びた２本のガイド軸３０５の下端部が固定されている。
【００３７】
ガイド軸３０５は、可動板３０２の下面に固定されたボールブッシュ３０６をスライド自在に挿通し、かつ可動板３０２およびボックス支持板３０３にそれぞれ形成された穴（図示せず）を通ってボックス支持板３０３の上方まで延び、その上端部において連結板３０７によって連結されている。基台３０４には、ロッド３０８の先端を上向きにした状態のシリンダ３０９が設けられている。可動板３０２は、このシリンダ３０９のロッド３０８によって支持されている。この構成により、シリンダ３０９のロッド３０８が上下方向に進退すれば、周縁部洗浄ボックス３００が上下方向に移動することになる。
【００３８】
基台３０４には、ウエハＷに近接する方向およびウエハＷから離反する方向に沿って延びたボールねじ軸３１０が螺合している。ボールねじ軸３１０にはプーリ３１１が取り付けられており、このプーリ３１１とモータＭ２の駆動軸３１２に取り付けられたプーリ３１３との間にはベルト３１４が巻き掛けられている。この構成により、モータＭ２の駆動力がベルト３１４を介してボールねじ軸３１０に伝達されると、基台３０４はウエハＷに近接する方向およびウエハＷから離反する方向に移動し、これに伴って、周縁部洗浄ボックス３００は、ウエハＷに近接する方向とウエハＷから離反する方向とに移動する。このとき、連結板３０７は、図外のレールによってウエハＷに近接する方向およびウエハＷから離反する方向に沿って案内される。
【００３９】
周縁部洗浄ボックス３００のウエハＷに対向する対向面３００ａには、当該周縁部洗浄ボックス３００の長手方向に沿って凹部３２０が形成されており、この凹部３２０の上壁面３３０および下壁面３５０の間に、ウエハＷの周縁部を受け入れることができるようになっている。
凹部３２０の上壁面３３０および下壁面３５０には、ウエハＷの上面および下面の周縁部に第２の洗浄液を供給するための第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１が配設されている。第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１は、ＰＶＣ、ＰＶＤＦなどの樹脂で構成される。第２の洗浄液は、ウエハＷの周縁部に残っているスラリーを除去したり、不要な薄膜をエッチングするためのエッチング液、および純水を含む。エッチング液は、ウエハＷの周縁部に形成される薄膜の種類によって異なる種類のものが用いられる。具体的には、酸化膜（ＳｉＯ ₂ ）、アルミニウム膜（Ａｌ）、銅膜（Ｃｕ）およびタングステン膜（Ｗ）に対して、それぞれ、下記(1) 〜(4) 式の化学式で表したエッチング液が用いられる。
【００４０】
ＨＦ・・・・・・(1)
Ｈ ₃ ＰＯ ₄ ＋ＣＨ ₃ ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ ₃ ・・・・・・(2)
ＨＮＯ ₃ ＋ＨＣｌまたはＨＮＯ ₃ ＋ＨＦ・・・・・・(3)
ＣＨ ₃ ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ ₃ ＋ＨＦまたはＨＮＯ ₃ ＋ＨＦ・・・・・・(4)
第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１には、液吐出路３３２，３５２の一端が接続されている。液吐出路３３２，３５２の他端には、それぞれ、第２三方弁３３３，３５３を介して、図示しないエッチング液用タンクからエッチング液が供給されるエッチング液供給路３３４，３５４、および図示しない純水用タンクから純水が供給される純水供給路３３５，３５５が接続されている。この構成により、第２三方弁３３３，３５３の切換えを制御することにより、液吐出路３３２，３５２にエッチング液および純水を選択的に供給でき、したがって第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１からエッチング液および純水を選択的に吐出することができる。
【００４１】
また、凹部３２０の上壁面３３０および下壁面３５０には、ウエハＷの上面および下面の周縁部に窒素（Ｎ ₂ ）などの不活性ガスまたはエア（以下総称して「ガス」という。）を供給するためのＰＶＣやＰＶＤＦなどの樹脂で構成されたガス供給ノズル３３６，３５６が配設されている。ガス供給ノズル３３６，３５６には、図示しないガス用タンクにその一端が接続されたガス供給路３３７，３５７の他端が接続されている。ガス供給路３３７，３５７の途中部にはガス用弁３３８，３５８が介装されている。この構成により、ガス用弁３３８，３５８の開閉を制御することにより、ガスを必要に応じてガス供給ノズル３３６，３５６から吐出させることができる。
【００４２】
ガス供給ノズル３３６，３５６は、第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１に対してウエハＷの中心に近い側に、ガスがウエハＷの周縁部に向かって吐出されるような角度で、配置されている。この構成により、第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１からウエハＷの上面および下面の周縁部にそれぞれ供給された薬液および純水をガスの吐出圧によってウエハＷの外側に向けて吐き出すことができる。そのため、第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１から供給されたエッチング液がウエハＷの中心部に達することはない。これにより、半導体装置を作成するのに必要な薄膜が形成されたウエハＷの中央部（有効エリア）の当該薄膜がエッチングされるという不具合の発生が防止される。
【００４３】
なお、この実施形態では、ガス供給ノズル３３６，３５６、ガス供給路３３７，３５７、およびガス用弁３３８，３５８が、気体供給手段に対応している。
凹部３２０の奥には、排気口３６０が形成され、この排気口３６０にはＰＶＣやＰＶＤＦなどの樹脂で構成された排気管３６１が接続されている。排気管３６１には負圧源３６２が接続されており、この負圧源３６２によってウエハＷの周縁部の雰囲気が排気管３６１に吸引されるようになっている。すなわち、排気管３６１および負圧源３６２により排気手段が構成される。これにより、ガスの吐出圧によってウエハＷの外側に吐き出される薬液および純水は、排気口３６０を介して排気管３６１内に吸引される。
【００４４】
排気管３６１の途中部には、液溜まり部３６３が設けられている。液溜まり部３６３からは、ドレン排出路３６４が下方に向けて延びている。この構成により、排気管３６１に導かれてきた薬液および純水は液溜まり部３６３に溜まってドレン排出路３６４から排出され、気液分離が行われる。
図５は、このウエハ洗浄装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。このウエハ洗浄装置には、当該装置の制御中枢として機能するマイクロコンピュータなどで構成された制御部１００が備えられている。制御部１００は、ＲＯＭ１０１に格納された制御プログラムに従って、シリンダ１７，３７、モータＭ１、回転駆動部６４，８４、昇降駆動部６５，８５、および第１三方弁６８，８８を制御する。また、制御部１００は、シリンダ３０９、モータＭ２、第２三方弁３３３，３５３およびガス用弁３３８，３５８を制御する。
【００４５】
次に、このウエハ洗浄装置の洗浄動作について説明する。洗浄前においては、保持ハンド１０，３０はウエハＷを保持する保持位置から退避した待機位置で待機し、かつ上面洗浄部６０および下面洗浄部８０も互いにウエハＷから離れた状態で待機している。前工程であるＣＭＰ処理が終了し図示しない搬送アームによってウエハＷが搬送されてくると、制御部１００は、シリンダ１７，３７のロッド１８，３８を引っ込ませる。その結果、保持ハンド１０，３０は互いに近づく。これにより、ウエハＷがその端面において保持用ローラ１３，３３に保持される。その後、制御部１００は、回転駆動部６４，８４を駆動し、上面洗浄部６０および下面洗浄部８０を回転させる。これと同時に、制御部１００は、第１三方弁６８，８８を制御し、薬液供給路６９，８９と洗浄用パイプ６７，８７とを接続させる。その結果、第１洗浄液供給ノズル７，８から薬液がそれぞれウエハＷの上面および下面に供給される。
【００４６】
その後、制御部１００は、モータＭ１を駆動する。その結果、保持用ローラ３３が回転駆動される。これに伴って、ウエハＷが低速回転する。さらに、制御部１００は、昇降駆動部６５，８５を制御し、上面洗浄部６０および下面洗浄部８０を互いに近づく方向に移動させる。その結果、保持用ローラ１３，３３に保持されているウエハＷは、洗浄用ブラシ６６，８６によって挟み込まれ、洗浄用ブラシ６６，８６によりウエハＷの上面および下面が擦られる。これにより、ウエハＷの上面および下面が薬液が供給されつつ洗浄用ブラシ６６，８６によってスクラブ洗浄される。その結果、ウエハＷの上面および下面に残っていたスラリーが除去される。
【００４７】
所定の時間経過後、制御部１００は、昇降駆動部６５，８５を制御し、上面洗浄部６０および下面洗浄部８０を互いにウエハＷから離れる方向に移動させ、ウエハＷから洗浄用ブラシ６６，８６を離れさせる。その後、第１三方弁６８，８８を制御し、洗浄用パイプ６７，８７と純水供給路７０，９０とを接続させる。その結果、第１洗浄液供給ノズル７，８から純水がウエハＷの上面および下面に供給され、ウエハＷの上面および下面に残っている薬液等が洗い流される。
【００４８】
その後、制御部１００は、第１三方弁６８，８８を制御し、第１洗浄液供給ノズル７，８からの純水の吐出を停止させ、また、回転駆動部６４，８４の駆動を停止して上面洗浄部６０および下面洗浄部８０の回転を停止させる。さらに、モータＭ１の駆動を停止させ、ウエハＷの回転を停止させる。これにより、両面洗浄装置９におけるスクラブ洗浄処理が終了する。
【００４９】
スクラブ洗浄処理終了後、制御部１００は、周縁部洗浄ボックス３００によるウエハＷの周縁部の洗浄処理を実行する。
図６および図７は、この周縁部洗浄処理を説明するための図解図である。図６および図７において、上段側はウエハＷを側方から見たときの構成を示し、下段側はウエハＷを上方から見たときの構成を示している。
【００５０】
周縁部洗浄ボックス３００は、両面洗浄装置９によるスクラブ洗浄が行われている間、図６(a) に示すように、ウエハＷから水平方向に離れた位置であって、かつウエハＷの下方の待機位置で待機している。
両面洗浄装置９によるスクラブ洗浄処理が終了すると、制御部１００は、ロッド３０８が上方向に延びるように、シリンダ３０９を駆動する。その結果、周縁部洗浄ボックス３００は、上方向に移動する。シリンダ３０９の駆動は、周縁部洗浄ボックス３００の凹部３２０がウエハＷとほぼ同じ高さになるタイミングで停止される（図６(b) ）。その後、制御部１００は、モータＭ２を駆動し、周縁部洗浄ボックス３００をウエハＷに近接する方向に向けて移動させる。このモータＭ２の駆動は、周縁部洗浄ボックス３００の凹部３２０にウエハＷの周縁部が所定の距離だけ入り込んだタイミングで停止される（図６(c) ）。この場合、たとえば、ウエハＷのロットによって洗浄すべき周縁部の領域が異なる場合には、周縁部洗浄ボックス３００の移動量が各ウエハＷのロットに応じて調整される。これにより、周縁部洗浄前の準備が完了する。
【００５１】
その後、制御部１００は、モータＭ１を駆動し、ウエハＷの回転を開始させる（図７(a) ）。また、第２三方弁３３３，３５３を制御し、エッチング液供給路３３４，３５４を液吐出路３３２，３５２に接続させる。その結果、第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１からエッチング液が吐出される。その結果、ウエハＷの周縁部に残っていたスラリーが除去されたり、不要な薄膜がエッチングされる。
【００５２】
さらに、制御部１００は、エッチング液の吐出と同時に、ガス用弁３３８，３５８を開成させ、ガス供給ノズル３３６，３５６からガスを吐出させる。このガスの吐出圧によって、第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１から吐出されたエッチング液がウエハＷの中心部に飛び散るのが防止されるとともに、吐出後のエッチング液がウエハＷの外側に吐き出される。一方、ウエハＷの周縁部付近の雰囲気は排気管３６１によって吸引されている。したがって、ウエハＷの外側に吐き出されたエッチング液は、排気管３６１に吸引され、液溜まり部３６３にいったん溜まった後、ドレン排出路３６４を介して排出される。また、エッチング液雰囲気は負圧源３６２側へ排出される。
【００５３】
このエッチング処理が、所定のエッチング処理時間だけ、ウエハＷの全周域にわたって行われた後、制御部１００は、第２三方弁３３３，３５３を制御し、純水供給路３３５，３５５を液吐出路３３２，３５２に接続させる。その結果、第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１から純水が吐出され、ウエハＷの周縁部の表面上に残っているエッチング液が洗い流される。また、液吐出路３３２，３５２に残っているエッチング液も同時に洗い流される。
【００５４】
この純水洗浄処理が、所定の純水洗浄処理時間だけ、ウエハＷの全周域にわたって行われると、制御部１００は、モータＭ１を停止させてウエハＷの回転を停止させ、また、第２三方弁３３３，３５３を制御して第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１からの純水の吐出を停止させ、さらに、ガス用弁３３８，３５８を閉成させてガス供給ノズル３３６，３５６からのガスの吐出を停止させる（図７(b) ）。これにより、周縁部洗浄ボックス３００による周縁部洗浄処理が終了する。
【００５５】
周縁部洗浄処理終了後、制御部１００は、モータＭ２を駆動し、周縁部洗浄ボックス３００をウエハＷから離隔する方向に向けて移動させる（図７(c) ）。また、ロッド３０８が引っ込むようにシリンダ３０９を駆動し、周縁部洗浄ボックス３００を下降させる（図７(d) ）。これにより、周縁部洗浄ボックス３００は元の待機位置に戻される。
【００５６】
以上のように本実施形態によれば、ウエハＷの周縁部のみを選択的に洗浄できるようにしているから、ウエハＷの周縁部の膜質に応じた洗浄を行うことができる。したがって、ウエハＷの周縁部の不要な薄膜が残っている場合であっても、当該薄膜を確実に除去できる。また、ウエハＷの周縁部にスラリーが残っている場合であっても、当該スラリーを確実に除去できる。その結果、スラリーと薄膜との反応生成物が発生することもなくなる。そのため、ＣＭＰ処理後のウエハＷの全体を良好に洗浄できる。よって、高品質な半導体装置を提供できる。
【００５７】
しかも、ウエハＷの中央部を洗浄した後にウエハＷの周縁部を洗浄するようにし、かつウエハＷの周縁部に供給され処理に供されたエッチング液等をガスの吐出圧によってウエハＷの外側に吐き出すようにしているから、ウエハＷの周縁部に供給されたエッチング液等が洗浄済のウエハＷの中央部に飛び散ることはない。したがって、ウエハＷの表面の全体を良好に洗浄することができる。
【００５８】
本発明の実施の一形態の説明は以上のとおりであるが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば上記実施形態では、ウエハＷの中央部と周縁部とを１つの処理室５にて洗浄する場合を例にとって説明しているが、たとえばウエハＷの中央部を第１の処理室にて洗浄した後、別の第２の処理室にてウエハＷの周縁部を洗浄するようにしてもよい。この場合、ウエハＷの周縁部を洗浄するために、たとえば図８ないし図１０に示すようなカーテン式周縁部洗浄装置を採用してもよい。
【００５９】
図８は、カーテン式周縁部洗浄装置を側方から見た概念図であり、図９は、カーテン式周縁部洗浄装置を上方から見た概念図である。このカーテン式周縁部洗浄装置は、ウエハＷの下面の中央部を真空吸着してウエハＷを保持し、かつ回転させるバキュームチャック４００と、このバキュームチャック４００に保持されたウエハＷの上方および下方に配置された一対のマニホールド４０１と、排気口４０２を有し、バキュームチャック４００に保持されたウエハＷの端面に対向して排気口４０２が位置するように配置された排気管４０３とを備えている。
【００６０】
マニホールド４０１は、図１０に示すように、ウエハＷの端面の形状に対応した円環状のもので、ウエハＷに対向する一対の面４０１ａには、ともに複数の洗浄液供給ノズル４０４およびガス供給ノズル４０５が設けられている。洗浄液供給ノズル４０４からは、洗浄液供給路４０６を介して供給されるエッチング液および純水を選択的に吐出することができるようになっている。すなわち、ウエハＷの周縁部に上下方向からカーテン状にエッチング液および純水を選択的に供給することができるようになっている。また、ガス供給ノズル４０５からは、ガス供給路４０７を介して供給されるガスを吐出することができるようになっている。ガス供給ノズル４０５におけるガス吐出方向は、図８に示すように、ウエハＷの周縁部に向く方向とされている。これにより、洗浄液供給ノズル４０４からウエハＷの周縁部に供給されたエッチング液および純水をガスの吐出圧によってウエハＷの外側に向けて吐き出すことができるようになっている。
【００６１】
排気管４０３は、図９に示すように、ウエハＷの周囲に３つ備えられ、平面視においてウエハＷの端面形状に対応した円弧状のものである。各排気管４０３は、水平駆動部４０８によってウエハＷに近接する方向とウエハＷから離反する方向とに移動できるようになっている。この構成により、ウエハＷが搬送されてくる際に当該ウエハＷの邪魔にならないように排気管４０３を処理位置から退避させておくことができ、また処理時には排気管４０３をウエハＷ近傍の処理位置に配置させることができる。また、排気管４０３は図示しない負圧源に接続されており、ウエハＷの周縁部周辺の雰囲気を吸引するようになっている。
【００６２】
処理時には、ウエハＷはバキュームチャック４００に保持された状態で回転させられる。また、洗浄液供給ノズル４０４からエッチング液が吐出され、かつガス供給ノズル４０５からガスが吐出される。その結果、洗浄液供給ノズル４０４から吐出されるエッチング液によってウエハＷの周縁部に残っているスラリーや不要な薄膜が除去され、このときにウエハＷに供給されたエッチング液はガスの吐出圧によってウエハＷの外側に向けて吐き出される。この吐き出されたエッチング液は排気口４０２を介して排気管４０３に吸引され、機外に排出される。その後、洗浄液供給ノズル４０４から純水が吐出され、ウエハＷ表面上に残っているエッチング液が洗い流される。
【００６３】
このように、この構成によっても、ウエハＷの中央部と周縁部とを選択的に洗浄することができるから、上記実施形態と同様に、膜残り等の不具合を解消でき、ウエハＷの表面の全体を良好に洗浄できる。
また、上記実施形態では、図１から図７までに示すように、ウエハＷを６つの保持用ローラ１３，３３によって保持する構成を例にとって説明しているが、ウエハＷを保持すべき保持用ローラは少なくとも３つ以上あればよい。この場合、３つ以上の保持用ローラのうちいずれか１つに対してだけ駆動力を伝達するようにしてもよい。この構成によっても、ウエハＷを端面にて保持しつつ回転させることができる。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、ウエハＷの中央部と周縁部との洗浄を別タイミングで行うようにしているが、たとえばウエハＷの中央部および周縁部を同じ種類の液を用いてそれぞれ物理的および化学的に洗浄するというような場合には、上記洗浄を同時に行うようにしてもよい。
さらにまた、上記実施形態では、ＣＭＰ処理後のウエハＷの洗浄を行う場合を例にとって説明しているが、本発明は、ＣＭＰ処理後に限らずに、ウエハＷの中央部と周縁部とを選択的に洗浄する必要のある場合に広く適用することができる。
【００６５】
さらに、上記実施形態では、ウエハＷの洗浄が行われる場合について説明しているが、本発明は、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）基板など他の各種の基板の洗浄に対して広く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】本発明の一実施形態の基板処理装置であるウエハ洗浄装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のII-II 断面図であり、一部を省略し、かつ一部を概念的に示している。
【図３】保持用ローラの駆動機構を説明するための図である。
【図４】周縁部洗浄ボックスの構成を示す側面図である。
【図５】ウエハ洗浄装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】ウエハ周縁部洗浄処理を説明するための図解図である。
【図７】同じく、ウエハ周縁部洗浄処理を説明するための図解図である。
【図８】本発明の他の実施形態の基板処理装置であるウエハ洗浄装置の側方から見た構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態の基板処理装置であるウエハ洗浄装置の上方から見た構成を示す図である。
【図１０】マニホールドの構成を説明するための斜視図である。
【図１１】従来の装置の構成を上方から見た図である。
【図１２】従来の装置の構成を側方から見た図である。
【図１３】ウエハの中央部および周縁部を説明するための図である。
【符号の説明】
７，８第１洗浄液供給ノズル
３３１，３５１第２洗浄液供給ノズル
Ｗウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for processing various substrates such as semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, and PDP (plasma display panel) substrates.And methodsAbout.
[0002]
[Prior art]
The manufacturing process of a semiconductor device includes a process of forming a fine pattern by repeatedly performing processes such as film formation and etching on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”). Since the surface of the wafer itself and the surface of the thin film formed on the wafer surface must be kept clean for microfabrication, the wafer is cleaned as necessary. For example, after the thin film formed on the surface of the wafer is polished with an abrasive, the abrasive (slurry) remains on the wafer surface, and thus the slurry needs to be removed.
[0003]
A conceptual configuration of the prior art for cleaning the wafer as described above is shown in FIGS. That is, the wafer W is supported by the end surfaces of the wafer W being sandwiched between the pair of end surface support hands 210 and 211. Then, the upper surface of the wafer W is scrubbed and cleaned by a scrub cleaning member 214 including a disc-shaped base portion 212 and a cleaning brush 213 fixed to the lower surface of the base portion 212. That is, with the contact surface 218 of the cleaning brush 213 in contact with the upper surface of the wafer W, the scrub cleaning member 214 is rotated by a rotational drive mechanism (not shown) and from the nozzle 220 disposed at the substantially center of the cleaning brush 213. The cleaning liquid is discharged, and the upper surface of the wafer W is scrubbed. Similarly, on the lower surface of the wafer W, a scrub cleaning member 217 comprising a disk-shaped base portion 215 and a cleaning brush 216 fixed on the upper surface of the wafer W is used, and a contact surface 219 of the cleaning brush 216 is formed on the wafer W. While being in contact with the lower surface, the cleaning liquid is ejected from a nozzle 221 that is rotated by a rotation drive mechanism (not shown) and disposed at substantially the center of the cleaning brush 216, and the lower surface of the wafer W is scrubbed.
[0004]
In this configuration, the end surface support hands 210 and 211 hold the wafer W and move the wafer W in a circular motion so that the center OW of the wafer W forms a circular orbit as shown in FIG. As a result, the contact surfaces 218 and 219 come into contact with almost the entire surface of the wafer W, so that almost the entire surface of the wafer W can be scrubbed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the entire surface of the wafer W is not generally used for forming a semiconductor device. As shown in FIG. 13, only the central portion 233 excluding the peripheral portion 232 including the upper and lower surfaces 230 near the periphery and the end surface 231 is used. Is an effective area used for forming a semiconductor device. Therefore, when the thin film is patterned on the surface of the wafer, the film quality such as the film thickness and the film hardness is different between the central portion 233 and the peripheral portion 232 of the wafer W. Therefore, originally, it is necessary to change the method of cleaning the central portion 233 of the wafer W and the method of cleaning the peripheral portion 232. For example, it is necessary to remove the slurry remaining in the central portion 233 by changing the type and concentration of the cleaning liquid used, and to remove the slurry remaining in the peripheral portion 232 and unnecessary thin films.
[0006]
However, in the configuration of the above prior art, attention is paid only to the effective area in the central portion of the wafer W in the pattern formation for the thin film of the wafer W by the etching process. May remain, which may result in an unnecessary thin film.
Further, since the wafer W is sandwiched between the pair of end surface support hands 210 and 211, the wafer W is always held at a fixed position. For this reason, since the cleaning brushes 213 and 216 cannot enter the periphery of the holding position, it becomes impossible to clean the entire peripheral edge portion 232 of the wafer W, and the slurry enters the peripheral edge portion 232 of the wafer W. It may remain.
[0007]
If an unnecessary thin film and slurry remain on the peripheral edge 232 of the wafer W, the thin film and the slurry may react with each other, and the resulting material may remain on the peripheral edge 232 of the wafer W.
As described above, in the configuration of the above prior art, there is a problem that unnecessary thin film or slurry, or a reaction product of the thin film and slurry remains on the peripheral portion 232 of the wafer W. In this case, since these substances become particles, the yield in the manufacturing process of the semiconductor device is reduced, which is a serious problem.
[0008]
  Therefore, an object of the present invention is to solve the above technical problem and to clean the peripheral edge of the substrate satisfactorily.Substrate processing methodIs to provide.
[0021]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  In order to achieve the above object, the invention described in claim 1After CMP processingWhile rotating the substrate, the first cleaning liquid is discharged from the first cleaning liquid supply nozzle to the central portion of the substrate to clean the central portion of the substrate.And remove the slurry remaining in the center.A central cleaning process to perform,After CMP processingWhile rotating the substrate, the second cleaning liquid is discharged from the second cleaning liquid supply nozzle toward the peripheral portion of the substrate to clean the peripheral portion of the substrate.And remove the slurry and unnecessary thin film remaining on the periphery.The first cleaning liquid does not have the ability to remove the thin film formed on the substrate.Ammonia or pure waterAnd the second cleaning liquid remains on the peripheral edge of the substrate.Slurry andAn etching solution for removing an unnecessary thin film, wherein the thin film is any one of an oxide film, an aluminum film, a copper film, and a tungsten film.
  According to this method, the central portion of the substrate is cleaned in the central portion cleaning step, and in the peripheral portion cleaning step, an unnecessary thin film that is any one of an oxide film, an aluminum film, a copper film, and a tungsten film is formed. The peripheral portion of the substrate is cleaned by being removed by the etching solution.
  In this case, it is preferable that the etching solution corresponds to the type of the thin film. For example, when the thin film is an oxide film as described in claim 2, the etchant preferably contains hydrofluoric acid. Further, as described in claim 3, when the thin film is an aluminum film, the etching solution preferably contains a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid. When the thin film is a copper film, the etching solution preferably contains a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid. Further, in the case where the thin film is a tungsten film, the etching solution may contain a mixed solution of acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid, or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid. preferable.
  Thus, by using the etching solution according to the film quality of the peripheral portion of the substrate in the peripheral portion cleaning step, an unnecessary thin film on the peripheral portion of the substrate can be surely removed.
  The invention according to claim 6,UpThe center cleaning step and the peripheral edge cleaning step are performed in one processing chamber.Claim 1 to 5A substrate processing method.
  According to this method, the central portion of the substrate is cleaned by the first cleaning liquid containing pure water in the central portion cleaning step, and the peripheral portion of the substrate is cleaned by the second cleaning liquid in the peripheral portion processing step. Is done.
MaClaim7As described in the above, the center cleaning step and the peripheral edge cleaning step may be performed simultaneously,8As described above, the peripheral edge cleaning step may be performed after the central portion cleaning step.
  When the peripheral cleaning process is performed after the central cleaning process, the first cleaning liquid used in the central cleaning process and the second cleaning liquid used in the peripheral cleaning process may be mixed and affect each other. In addition, each part of the substrate can be cleaned with a liquid cleaning solution according to the intended purpose.
  And since the peripheral part of a board | substrate is wash | cleaned after the center part of a board | substrate is wash | cleaned, from the 2nd washing | cleaning liquid used for the process in a peripheral part cleaning process, or a board | substrate peripheral part to the center part of a board | substrate after washing | cleaning The influence of the removed foreign matter can be prevented. Therefore, the substrate can be cleaned even better.
  Claims9In the case of a method of processing a substrate by selectively cleaning the central portion and the peripheral portion of the substrate as described in, for example, according to the film quality of the thin film formed on the central portion and the peripheral portion of the substrate If each part is cleaned by the above cleaning method, not only the central part of the substrate but also the peripheral part of the substrate can be cleaned well.
  Claim10In the described invention, in the central portion cleaning step, pure water is discharged after discharging the chemical solution from the first cleaning liquid supply nozzle to the central portion of the substrate, and in the peripheral portion cleaning step, the substrate is discharged from the second cleaning liquid supply nozzle. The pure water is discharged after the etching solution is discharged toward the peripheral edge of the substrate.9The substrate processing method according to any one of the above.
  According to this method, in the central portion cleaning step, pure water is supplied after the central portion of the substrate is cleaned with the chemical solution, so that the chemical solution in the central portion of the substrate can be washed away with pure water, and the peripheral portion In the cleaning step, pure water is supplied after the peripheral portion of the substrate is cleaned with the etchant, whereby the etchant at the peripheral portion of the substrate can be washed away with pure water. Therefore, a clean substrate can be provided.
  When the second cleaning liquid is an etching liquid for removing the thin film,11As described above, the thin film may be any one of an oxide film, an aluminum film, a body film, and a tungsten film.
  In this case, it is preferable that the etching solution corresponds to the type of the thin film. For example, claims12As described above, when the thin film is an oxide film, the etchant preferably contains hydrofluoric acid. Claims13In the case where the thin film is an aluminum film, the etching solution preferably contains a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid.14As described above, when the thin film is a copper film, the etching solution preferably contains a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid. And claims15As described above, when the thin film is a tungsten film, the etching solution preferably contains a mixed solution of acetic acid, nitric acid, and hydrofluoric acid, or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.
[0022]
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 plan view showing a configuration of a wafer cleaning apparatus which is a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
[0023]
This apparatus is for removing slurry and unnecessary thin film remaining on the surface of the wafer W after CMP (Chemical Mechanical Polishing) processing for polishing the thin film formed on the surface of the wafer W is performed. A substantially rectangular processing chamber 5 surrounded by 1, 2, 3, 4 and a wafer holding device capable of horizontally holding the wafer W in the processing chamber 5 and rotating the wafer W in this state (Substrate holding means) 6 is provided.
[0024]
Furthermore, this apparatus includes a double-sided cleaning device (center cleaning means) 9 for scrubbing and removing the slurry remaining in the central portions of the upper and lower surfaces of the wafer W held by the wafer holding device 6, and the wafer. A peripheral edge cleaning box (peripheral edge cleaning means) 300 is provided for selectively cleaning only the peripheral edge including the upper and lower surfaces and the end surface near the periphery of the wafer W held by the holding device 6. In other words, the slurry and unnecessary thin film remaining on the peripheral edge of the wafer W are removed by the peripheral edge cleaning box 300.
[0025]
The wafer holding device 6 has a pair of holding hands 10 and 30 that are arranged to face each other in a direction (hereinafter referred to as “holding direction”) A orthogonal to the side wall 2 or 4 of the processing chamber 5. The holding hands 10 and 30 are movable in the holding direction A, and are arranged above the base portions 12 and 32 attached to the base attaching portions 11 and 31 and the base portions 12 and 32, respectively. Each has three holding rollers (substrate holding pins) 13 and 33 for holding. These holding rollers 13 and 33 are arranged on a circumference corresponding to the end face shape of the wafer W. The wafer W is held in a state where the end surfaces thereof are in contact with the side surfaces of the holding rollers 13 and 33.
[0026]
One end of a hand shaft 15, 35 that is long in the holding direction A and extends to the outside of the side walls 2, 4 through holes 14, 34 formed in the side walls 2, 4. Are connected. The rods 18 and 38 of the cylinders 17 and 37 fixed on the attachment plates 16 and 36 outside the side walls 2 and 4 are attached to the other ends of the hand shafts 15 and 35 via the connection plates 19 and 39. . The rods 18 and 38 can project or retract along the holding direction A. With this configuration, by driving the cylinders 17 and 37, the holding hands 10 and 30 can be advanced and retracted in the opposite directions along the holding direction A, and the wafer W is held between the holding rollers 13 and 33. Or release this possession.
[0027]
Reference numerals 20 and 40 are bellows which can be expanded and contracted with the movement of the holding hands 10 and 30, and the first and second cleaning liquids used in the double-sided cleaning device 9 and the peripheral edge cleaning box 300, and the same This is to prevent the atmosphere from affecting the hand shafts 15 and 35 or to prevent leakage to the outside of the processing chamber 5. Further, it is also for preventing particles generated from the rods 18 and 38 of the cylinders 17 and 37 and the hand shafts 15 and 35 from entering the inside of the processing chamber 5.
[0028]
The holding rollers 13 and 33 are rotatably provided on the base portions 12 and 32 in order to rotate the wafer W while holding the wafer W. That is, the holding rollers 13 and 33 are fixed to the roller shafts 21 and 41 supported by the base portions 12 and 32 so as to be rotatable around the vertical axis.
The driving force necessary for rotating the wafer W is applied only to the holding roller 33. In other words, the driving force of the motor M1 attached to the motor attachment plate 42 provided outside the side wall 4 is transmitted to the central holding roller 33b among the holding rollers 33 via the belt 43. ing. Further, the driving force transmitted to the central holding roller 33b is also transmitted to the other two holding rollers 33a and 33c via the belts 44 and 45. Thus, in this embodiment, the motor M1 and the belt 43 correspond to the pin rotation drive unit.
[0029]
Further details will be described. As shown in FIG. 3, the roller shaft 41a of the holding roller 33a extends through a through hole 46a formed in the base portion 32 to a space 47 formed near the lower end portion of the base portion 32. It is rotatably supported by the base portion 32 through two bearings 47a and 48a disposed in the insertion hole 46a. Similarly, the roller shafts 41b and 41c of the other two holding rollers 33b and 33c are extended to the space 47 through the insertion holes 46b and 46c, and are arranged in the insertion holes 46b and 46c. 48b: The base portion 32 is rotatably supported via 47c and 48c.
[0030]
Three pulleys 49b, 50b, 51b are attached to the central roller shaft 41b. Among these, the belt 43 is wound around the pulley 49b at the uppermost stage and a pulley 53 (see FIG. 2) attached to the drive shaft 52 of the motor M1. The belts 45 and 44 are respectively wound around the remaining two pulleys 50b and 51b and the pulleys 51c and 51a attached to the other two roller shafts 41c and 41a, respectively.
[0031]
With the above configuration, when the central holding roller 33b is driven by the motor M1, the other two holding rollers 33a and 33c are driven accordingly. As a result, the wafer W held by the holding rollers 13 and 33 starts to rotate. At this time, the holding roller 13 rotates as the wafer W rotates. In this manner, the wafer W rotates along the rotation direction B while being held by the holding rollers 13 and 33. In this case, the rotation speed of the wafer W is, for example, about 10 to 20 (rotations / minute).
[0032]
Returning to FIG. 2, the double-sided cleaning device 9 includes an upper surface cleaning unit 60 and a lower surface cleaning unit 80 disposed above and below the wafer W held by the wafer holding device 6. The upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 are arranged at positions where they do not interfere with the holding hands 10 and 30 so as to cover the surface area of the wafer W extending from the center portion to the peripheral portion of the wafer W.
[0033]
The upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 include base units 62 and 82 having mounting surfaces 61 and 81 on the side facing the wafer W, and rotating shafts 63 and 83 mounted on the base units 62 and 82. The rotation drive units 64 and 84 can rotate along the rotation direction C around the rotation axis O along the vertical axis direction.
Furthermore, the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 can be moved in the vertical direction by the elevation drive units 65 and 85, respectively. Thus, the wafer W can be sandwiched between the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 during the wafer cleaning, and the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 can be separated from the wafer W after the wafer cleaning. It can be done.
[0034]
The attachment surfaces 61 and 81 of the upper surface base portion 62 and the lower surface base portion 82 are provided with cleaning brushes (double-side scrub means) 66 and 86, respectively. Near the center of the cleaning brushes 66 and 86, first cleaning liquid supply nozzles 7 and 8 for supplying the first cleaning liquid to the wafer W are arranged, respectively. The first cleaning liquid contains a chemical liquid such as hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid, ammonia, and pure water.
[0035]
Cleaning pipes 67 and 87 are connected to the first cleaning liquid supply nozzles 7 and 8. The cleaning pipes 67 and 87 are inserted into the rotary shafts 63 and 83 so as not to rotate, and a chemical solution is guided to the other end from a chemical solution tank (not shown) via the first three-way valves 68 and 88. The chemical liquid supply paths 69 and 89 and pure water supply paths 70 and 90 through which pure water is guided from a pure water tank (not shown) are connected. With this configuration, by controlling the switching of the first three-way valves 68 and 88, the chemical solution and pure water can be selectively supplied to the cleaning pipes 67 and 87. Therefore, the chemical solution and pure water can be supplied from the first cleaning solution supply nozzles 7 and 8. Water can be selectively discharged.
[0036]
Figure4 is a side view showing a configuration of the peripheral edge cleaning box 300 and a configuration related to the peripheral edge cleaning box 300. FIG. The peripheral edge cleaning box 300 can be moved up and down by an elevating / horizontal moving mechanism (periphery cleaning moving means) 301 and can be moved in a direction approaching and separating from the wafer W. More specifically, the peripheral edge cleaning box 300 is supported by a box support plate 303 fixed to the upper surface of the movable plate 302 included in the lifting / horizontal movement mechanism 301. The elevating / horizontal moving mechanism 301 includes a base 304. Fixed to the base 304 are lower ends of two guide shafts 305 extending upward.
[0037]
The guide shaft 305 is slidably inserted into a ball bush 306 fixed to the lower surface of the movable plate 302, and passes through holes (not shown) formed in the movable plate 302 and the box support plate 303, respectively. It extends to above 303 and is connected by a connecting plate 307 at its upper end. The base 304 is provided with a cylinder 309 with the tip of the rod 308 facing upward. The movable plate 302 is supported by the rod 308 of the cylinder 309. With this configuration, when the rod 308 of the cylinder 309 moves back and forth in the vertical direction, the peripheral edge cleaning box 300 moves in the vertical direction.
[0038]
A ball screw shaft 310 extending in a direction close to the wafer W and a direction away from the wafer W is screwed to the base 304. A pulley 311 is attached to the ball screw shaft 310, and a belt 314 is wound between the pulley 311 and a pulley 313 attached to the drive shaft 312 of the motor M2. With this configuration, when the driving force of the motor M2 is transmitted to the ball screw shaft 310 via the belt 314, the base 304 moves in a direction close to the wafer W and in a direction away from the wafer W. The peripheral edge cleaning box 300 moves in a direction approaching the wafer W and a direction away from the wafer W. At this time, the connecting plate 307 is guided along a direction approaching the wafer W and a direction away from the wafer W by a rail (not shown).
[0039]
A concave portion 320 is formed along the longitudinal direction of the peripheral edge cleaning box 300 on the opposite surface 300 a of the peripheral edge cleaning box 300 facing the wafer W, and between the upper wall surface 330 and the lower wall surface 350 of the concave portion 320. In addition, the peripheral edge of the wafer W can be received.
On the upper wall surface 330 and the lower wall surface 350 of the recess 320, second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351 for supplying the second cleaning liquid to the peripheral portions of the upper surface and the lower surface of the wafer W are disposed. The second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351 are made of a resin such as PVC or PVDF. The second cleaning liquid includes an etching liquid for removing the slurry remaining on the peripheral edge of the wafer W and etching an unnecessary thin film, and pure water. Different types of etching solutions are used depending on the type of thin film formed on the peripheral edge of the wafer W. Specifically, oxide film(SiO ₂ )Aluminum film(Al), Copper film(Cu)And tungsten film(W)Respectively, (1) ~(Four) formulaAn etching solution represented by the chemical formula is used.
[0040]
HF ・・・・・・ (1)
H _Three PO _Four + CH _Three COOH + HNO _Three ・・・・・・ (2)
HNO _Three + HCl or HNO _Three + HF ・・・・・・ (3)
CH _Three COOH + HNO _Three + HF or HNO _Three + HF ······(Four)
One ends of liquid discharge paths 332 and 352 are connected to the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351. The other ends of the liquid discharge paths 332 and 352 are connected to etching liquid supply paths 334 and 354 to which an etching liquid is supplied from an etching liquid tank (not shown) via second three-way valves 333 and 353, respectively. Pure water supply paths 335 and 355 to which pure water is supplied from the water tank are connected. With this configuration, by controlling the switching of the second three-way valves 333 and 353, the etchant and pure water can be selectively supplied to the liquid discharge passages 332 and 352. Therefore, the etchant is supplied from the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351. And pure water can be selectively discharged.
[0041]
Further, the upper wall surface 330 and the lower wall surface 350 of the recess 320 are formed with nitrogen at the peripheral portions of the upper surface and the lower surface of the wafer W(N ₂ )Gas supply nozzles 336 and 356 made of a resin such as PVC or PVDF for supplying an inert gas or air (hereinafter collectively referred to as “gas”). The gas supply nozzles 336 and 356 are connected to the other ends of gas supply passages 337 and 357 each having one end connected to a gas tank (not shown). Gas valves 338 and 358 are interposed in the middle of the gas supply paths 337 and 357. With this configuration, the gas can be discharged from the gas supply nozzles 336 and 356 as necessary by controlling the opening and closing of the gas valves 338 and 358.
[0042]
The gas supply nozzles 336 and 356 are arranged on the side near the center of the wafer W with respect to the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351 and at an angle such that the gas is discharged toward the peripheral edge of the wafer W. . With this configuration, the chemical solution and pure water respectively supplied from the second cleaning solution supply nozzles 331 and 351 to the peripheral portions of the upper surface and the lower surface of the wafer W can be discharged toward the outside of the wafer W by the gas discharge pressure. Therefore, the etching liquid supplied from the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351 does not reach the center of the wafer W. This prevents the occurrence of a problem that the thin film in the central portion (effective area) of the wafer W on which the thin film necessary for producing the semiconductor device is formed is etched.
[0043]
In this embodiment, the gas supply nozzles 336 and 356, the gas supply paths 337 and 357, and the gas valves 338 and 358 correspond to the gas supply means.
An exhaust port 360 is formed at the back of the recess 320, and an exhaust pipe 361 made of a resin such as PVC or PVDF is connected to the exhaust port 360. A negative pressure source 362 is connected to the exhaust pipe 361, and the atmosphere at the periphery of the wafer W is sucked into the exhaust pipe 361 by the negative pressure source 362. That is, the exhaust pipe 361 and the negative pressure source 362 constitute exhaust means. Thereby, the chemical solution and pure water discharged to the outside of the wafer W by the gas discharge pressure are sucked into the exhaust pipe 361 through the exhaust port 360.
[0044]
A liquid reservoir 363 is provided in the middle of the exhaust pipe 361. A drain discharge path 364 extends downward from the liquid reservoir 363. With this configuration, the chemical solution and pure water guided to the exhaust pipe 361 are accumulated in the liquid reservoir 363 and discharged from the drain discharge path 364, and gas-liquid separation is performed.
FIG. 5 is a block diagram showing the main electrical configuration of the wafer cleaning apparatus. This wafer cleaning apparatus is provided with a control unit 100 composed of a microcomputer that functions as a control center of the apparatus. The control unit 100 controls the cylinders 17 and 37, the motor M1, the rotation drive units 64 and 84, the lift drive units 65 and 85, and the first three-way valves 68 and 88 according to a control program stored in the ROM 101. The control unit 100 also controls the cylinder 309, the motor M2, the second three-way valves 333 and 353, and the gas valves 338 and 358.
[0045]
Next, the cleaning operation of this wafer cleaning apparatus will be described. Prior to cleaning, the holding hands 10 and 30 stand by in a standby position retracted from the holding position for holding the wafer W, and the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 are also in a state of being separated from the wafer W. . When the CMP process as the previous process is completed and the wafer W is transferred by a transfer arm (not shown), the control unit 100 retracts the rods 18 and 38 of the cylinders 17 and 37. As a result, the holding hands 10 and 30 approach each other. As a result, the wafer W is held by the holding rollers 13 and 33 at its end face. Thereafter, the control unit 100 drives the rotation driving units 64 and 84 to rotate the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80. At the same time, the control unit 100 controls the first three-way valves 68 and 88 to connect the chemical solution supply channels 69 and 89 and the cleaning pipes 67 and 87. As a result, the chemical liquid is supplied from the first cleaning liquid supply nozzles 7 and 8 to the upper surface and the lower surface of the wafer W, respectively.
[0046]
Thereafter, the control unit 100 drives the motor M1. As a result, the holding roller 33 is rotationally driven. Along with this, the wafer W rotates at a low speed. Furthermore, the control part 100 controls the raising / lowering drive parts 65 and 85, and moves the upper surface washing | cleaning part 60 and the lower surface washing | cleaning part 80 in the direction which mutually approaches. As a result, the wafer W held by the holding rollers 13 and 33 is sandwiched by the cleaning brushes 66 and 86, and the upper and lower surfaces of the wafer W are rubbed by the cleaning brushes 66 and 86. Thus, the upper and lower surfaces of the wafer W are scrubbed by the cleaning brushes 66 and 86 while the chemical solution is supplied. As a result, the slurry remaining on the upper and lower surfaces of the wafer W is removed.
[0047]
After a predetermined time has elapsed, the control unit 100 controls the elevating drive units 65 and 85 to move the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 away from the wafer W, so that the cleaning brushes 66 and 86 are removed from the wafer W. To leave. Thereafter, the first three-way valves 68 and 88 are controlled to connect the cleaning pipes 67 and 87 and the pure water supply passages 70 and 90. As a result, pure water is supplied from the first cleaning liquid supply nozzles 7 and 8 to the upper and lower surfaces of the wafer W, and the chemicals remaining on the upper and lower surfaces of the wafer W are washed away.
[0048]
Thereafter, the control unit 100 controls the first three-way valves 68 and 88 to stop the discharge of pure water from the first cleaning liquid supply nozzles 7 and 8, and also stops the driving of the rotation driving units 64 and 84. The rotation of the upper surface cleaning unit 60 and the lower surface cleaning unit 80 is stopped. Further, the driving of the motor M1 is stopped, and the rotation of the wafer W is stopped. Thereby, the scrub cleaning process in the double-sided cleaning device 9 is completed.
[0049]
After the scrub cleaning process is completed, the control unit 100 executes the peripheral edge cleaning process of the wafer W by the peripheral edge cleaning box 300.
6 and 7 are illustrative views for explaining this peripheral edge cleaning process. 6 and 7, the upper side shows the configuration when the wafer W is viewed from the side, and the lower side shows the configuration when the wafer W is viewed from above.
[0050]
While the scrub cleaning by the double-sided cleaning apparatus 9 is being performed, the peripheral edge cleaning box 300 is located at a position horizontally away from the wafer W and below the wafer W, as shown in FIG. Waiting at the standby position.
When the scrub cleaning process by the double-sided cleaning device 9 is completed, the control unit 100 drives the cylinder 309 so that the rod 308 extends upward. As a result, the peripheral edge cleaning box 300 moves upward. The driving of the cylinder 309 is stopped at the timing when the concave portion 320 of the peripheral edge cleaning box 300 becomes almost the same height as the wafer W (FIG. 6B). Thereafter, the control unit 100 drives the motor M <b> 2 to move the peripheral edge cleaning box 300 in the direction approaching the wafer W. The driving of the motor M2 is stopped when the peripheral edge of the wafer W enters the recess 320 of the peripheral edge cleaning box 300 by a predetermined distance (FIG. 6C). In this case, for example, when the peripheral area to be cleaned differs depending on the lot of wafers W, the movement amount of the peripheral edge cleaning box 300 is adjusted according to the lot of each wafer W. Thereby, the preparation before the peripheral part cleaning is completed.
[0051]
Thereafter, the control unit 100 drives the motor M1 to start the rotation of the wafer W (FIG. 7 (a)). Further, the second three-way valves 333 and 353 are controlled to connect the etching liquid supply paths 334 and 354 to the liquid discharge paths 332 and 352. As a result, the etching liquid is discharged from the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351. As a result, the slurry remaining on the peripheral edge of the wafer W is removed, or unnecessary thin films are etched.
[0052]
Further, the control unit 100 opens the gas valves 338 and 358 simultaneously with the discharge of the etching solution, and discharges the gas from the gas supply nozzles 336 and 356. The discharge pressure of this gas prevents the etching liquid discharged from the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351 from scattering to the center of the wafer W, and discharges the discharged etching liquid to the outside of the wafer W. On the other hand, the atmosphere near the peripheral edge of the wafer W is sucked by the exhaust pipe 361. Therefore, the etching solution spouted to the outside of the wafer W is sucked into the exhaust pipe 361, temporarily accumulated in the liquid reservoir 363, and then discharged through the drain discharge path 364. Further, the etching solution atmosphere is discharged to the negative pressure source 362 side.
[0053]
After this etching process is performed over the entire circumference of the wafer W for a predetermined etching process time, the control unit 100 controls the second three-way valves 333 and 353 to discharge the pure water supply paths 335 and 355 through the liquid. Connect to paths 332 and 352. As a result, pure water is discharged from the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351, and the etching liquid remaining on the peripheral surface of the wafer W is washed away. Further, the etching liquid remaining in the liquid discharge paths 332 and 352 is also washed away.
[0054]
When this pure water cleaning process is performed over the entire circumference of the wafer W for a predetermined pure water cleaning time, the control unit 100 stops the rotation of the wafer W by stopping the motor M1, and the second The three-way valves 333 and 353 are controlled to stop the discharge of pure water from the second cleaning liquid supply nozzles 331 and 351, and the gas valves 338 and 358 are closed to supply gas from the gas supply nozzles 336 and 356. Discharging is stopped (FIG. 7 (b)). Thereby, the peripheral edge cleaning process by the peripheral edge cleaning box 300 is completed.
[0055]
After the peripheral edge cleaning process is completed, the control unit 100 drives the motor M2 to move the peripheral edge cleaning box 300 in the direction away from the wafer W (FIG. 7 (c)). Further, the cylinder 309 is driven so that the rod 308 is retracted, and the peripheral edge cleaning box 300 is lowered (FIG. 7 (d)). As a result, the peripheral edge cleaning box 300 is returned to the original standby position.
[0056]
As described above, according to the present embodiment, since only the peripheral portion of the wafer W can be selectively cleaned, cleaning according to the film quality of the peripheral portion of the wafer W can be performed. Therefore, even if an unnecessary thin film on the peripheral portion of the wafer W remains, the thin film can be reliably removed. Even if the slurry remains on the peripheral edge of the wafer W, the slurry can be reliably removed. As a result, a reaction product between the slurry and the thin film is not generated. Therefore, the entire wafer W after the CMP process can be cleaned satisfactorily. Therefore, a high-quality semiconductor device can be provided.
[0057]
In addition, after cleaning the central portion of the wafer W, the peripheral portion of the wafer W is cleaned, and the etching solution supplied to the peripheral portion of the wafer W and used for processing is moved outside the wafer W by gas discharge pressure. Since the discharge is performed, the etching solution or the like supplied to the peripheral portion of the wafer W does not scatter to the central portion of the cleaned wafer W. Therefore, the entire surface of the wafer W can be cleaned well.
[0058]
The description of one embodiment of the present invention is as described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the central portion and the peripheral portion of the wafer W are cleaned in one processing chamber 5 has been described as an example. For example, the central portion of the wafer W is cleaned in the first processing chamber. After that, the peripheral portion of the wafer W may be cleaned in another second processing chamber. In this case, in order to clean the peripheral portion of the wafer W, for example, a curtain-type peripheral portion cleaning apparatus as shown in FIGS. 8 to 10 may be employed.
[0059]
FIG. 8 is a conceptual diagram of the curtain-type peripheral edge cleaning device as viewed from the side, and FIG. 9 is a conceptual diagram of the curtain-type peripheral edge cleaning device as viewed from above. This curtain-type peripheral edge cleaning apparatus vacuum-sucks the central portion of the lower surface of the wafer W to hold and rotate the wafer W, and above and below the wafer W held on the vacuum chuck 400. A pair of manifolds 401 arranged and an exhaust port 402 are provided, and an exhaust pipe 403 is disposed so that the exhaust port 402 is positioned so as to face the end surface of the wafer W held by the vacuum chuck 400. .
[0060]
As shown in FIG. 10, the manifold 401 has an annular shape corresponding to the shape of the end surface of the wafer W, and a plurality of cleaning liquid supply nozzles 404 and gas supply nozzles 405 are provided on a pair of surfaces 401 a facing the wafer W. Is provided. From the cleaning liquid supply nozzle 404, the etching liquid and pure water supplied through the cleaning liquid supply path 406 can be selectively discharged. That is, the etchant and pure water can be selectively supplied to the peripheral edge of the wafer W from above and below in the form of a curtain. The gas supply nozzle 405 can discharge the gas supplied through the gas supply path 407. The gas discharge direction in the gas supply nozzle 405 is a direction toward the peripheral edge of the wafer W as shown in FIG. As a result, the etching liquid and pure water supplied from the cleaning liquid supply nozzle 404 to the peripheral edge of the wafer W can be discharged toward the outside of the wafer W by the gas discharge pressure.
[0061]
As shown in FIG. 9, three exhaust pipes 403 are provided around the wafer W, and have an arc shape corresponding to the end face shape of the wafer W in a plan view. Each exhaust pipe 403 can be moved in a direction close to the wafer W and a direction away from the wafer W by a horizontal driving unit 408. With this configuration, the exhaust pipe 403 can be retracted from the processing position so as not to interfere with the wafer W when the wafer W is transferred, and the exhaust pipe 403 is disposed near the wafer W during processing. Can be arranged. The exhaust pipe 403 is connected to a negative pressure source (not shown) so as to suck the atmosphere around the periphery of the wafer W.
[0062]
During processing, the wafer W is rotated while being held by the vacuum chuck 400. Further, the etching liquid is discharged from the cleaning liquid supply nozzle 404 and the gas is discharged from the gas supply nozzle 405. As a result, the slurry and unnecessary thin film remaining on the peripheral edge of the wafer W are removed by the etching liquid discharged from the cleaning liquid supply nozzle 404, and the etching liquid supplied to the wafer W at this time is removed from the wafer by the gas discharge pressure. It is exhaled toward the outside of W. The discharged etchant is sucked into the exhaust pipe 403 through the exhaust port 402 and discharged outside the apparatus. Thereafter, pure water is discharged from the cleaning liquid supply nozzle 404, and the etching liquid remaining on the surface of the wafer W is washed away.
[0063]
As described above, even with this configuration, the central portion and the peripheral portion of the wafer W can be selectively cleaned, so that defects such as film residue can be eliminated and the surface of the wafer W can be eliminated. The whole can be washed well.
In the above embodiment, as shown in FIGS. 1 to 7, the configuration in which the wafer W is held by the six holding rollers 13 and 33 is described as an example. However, for holding, the wafer W should be held. There may be at least three or more rollers. In this case, the driving force may be transmitted only to any one of the three or more holding rollers. Also with this configuration, the wafer W can be rotated while being held at the end face.
[0064]
Further, in the above-described embodiment, the central portion and the peripheral portion of the wafer W are cleaned at different timings. For example, the central portion and the peripheral portion of the wafer W are respectively physically and In the case of chemical cleaning, the above cleaning may be performed simultaneously.
Furthermore, in the above embodiment, the case where the wafer W after the CMP process is cleaned has been described as an example. However, the present invention is not limited to the process after the CMP process, and the center part and the peripheral part of the wafer W are selected. It can be widely applied when it is necessary to clean.
[0065]
Furthermore, although the case where the wafer W is cleaned has been described in the above embodiment, the present invention cleans various other substrates such as a glass substrate for a liquid crystal display device and a plasma display panel (PDP) substrate. Can be widely applied to.
In addition, various design changes can be made within the scope described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a wafer cleaning apparatus which is a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, with some omitted and conceptually illustrated.
FIG. 3 is a diagram for explaining a driving mechanism of a holding roller.
FIG. 4 is a side view showing a configuration of a peripheral edge cleaning box.
FIG. 5 is a block diagram showing a main electrical configuration of the wafer cleaning apparatus.
FIG. 6 is an illustrative view for explaining wafer peripheral edge cleaning processing;
FIG. 7 is an illustrative view for explaining wafer peripheral portion cleaning processing in the same manner.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration viewed from the side of a wafer cleaning apparatus which is a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration viewed from above of a wafer cleaning apparatus which is a substrate processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view for explaining the configuration of a manifold.
FIG. 11 is a view of the configuration of a conventional apparatus as viewed from above.
FIG. 12 is a side view of the configuration of a conventional apparatus.
FIG. 13 is a view for explaining a central portion and a peripheral portion of a wafer.
[Explanation of symbols]
7, 8 First cleaning liquid supply nozzle
331, 351 Second cleaning liquid supply nozzle
W  Wafer

Claims

While rotating the substrate after the CMP process , the first cleaning liquid is discharged from the first cleaning liquid supply nozzle to the central portion of the substrate to clean the central portion of the substrate, and the slurry remaining in the central portion is removed . A central cleaning process;
While rotating the substrate after the CMP process , the second cleaning liquid is discharged from the second cleaning liquid supply nozzle toward the peripheral portion of the substrate, the peripheral portion of the substrate is cleaned , and the slurry remaining in the peripheral portion and Including a peripheral edge cleaning step for removing unnecessary thin films ,
The first cleaning liquid is ammonia or pure water that does not have the ability to remove the thin film formed on the substrate,
The second cleaning liquid is an etching liquid for removing slurry and unnecessary thin film remaining on the peripheral edge of the substrate,
The substrate processing method, wherein the thin film is any one of an oxide film, an aluminum film, a copper film, and a tungsten film.

2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the thin film is an oxide film, and the etching solution contains hydrofluoric acid.

2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the thin film is an aluminum film, and the etching solution contains a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid.

The substrate processing method according to claim 1, wherein the thin film is a copper film, and the etching solution includes a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.

2. The substrate processing method according to claim 1, wherein the thin film is a tungsten film, and the etching solution includes a mixed solution of acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid, or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.

The substrate processing method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the upper Symbol central washing step and the peripheral edge cleaning process takes place in one processing chamber.

The substrate processing method according to claim 6, wherein the central portion cleaning step and the peripheral portion cleaning step are performed simultaneously.

The substrate processing method according to claim 6 , wherein the peripheral edge cleaning step is performed after the central portion cleaning step.

The substrate processing method, substrate processing method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that a method of processing a substrate by selectively cleaning the central portion of the substrate and the peripheral portion.

In the central part cleaning step, after the chemical liquid is discharged from the first cleaning liquid supply nozzle to the central part of the substrate, pure water is discharged,
In the periphery cleaning step, the substrate processing according to any one of 6 to claim, characterized in that for discharging the pure water after ejecting the etching liquid toward the second cleaning liquid supply nozzle to the periphery of the substrate 9 Method.

The thin film is an oxide film, an aluminum film, a substrate processing method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that any one of a copper film and a tungsten film.

The thin film is an oxide film,
The substrate processing method according to claim 11 , wherein the etching solution contains hydrofluoric acid.

The thin film is an aluminum film,
The substrate processing method according to claim 11 , wherein the etching solution contains a mixed solution of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid.

The thin film is a copper film,
12. The substrate processing method according to claim 11 , wherein the etching solution includes a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.

The thin film is a tungsten film,
12. The substrate processing method according to claim 11 , wherein the etching solution includes a mixed solution of acetic acid, nitric acid and hydrofluoric acid, or a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid.