JP5320455B2

JP5320455B2 - 基板処理装置及び基板処理方法

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Publication number: JP5320455B2
Application number: JP2011275299A
Authority: JP
Inventors: 嘉文天野; 治郎東島; 聡金子; 正巳飽本; 孝之戸島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JP2012099833A

Description

本発明は、基板の周縁部に対してエッチング又は洗浄などの処理を行うための基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。

半導体ウエハや液晶基板などの製造工程においては、基板に積層形成した各種膜の周縁部の剥離を防止するとともに基板と膜との密着性を向上させるために、基板の周縁部の膜をエッチング液で除去するエッチング処理を行っている。また、基板の周縁部に付着したパーティクルによって基板が汚染されてしまうのを防止するために、基板の周縁部のパーティクルを洗浄液で除去する洗浄処理を行っている。

これら基板の周縁部に対してエッチングや洗浄などの各種の処理を行うために、従来より、基板処理装置が用いられている。この従来の基板処理装置は、基板の周縁部上方にエッチング液や洗浄液などの処理液を供給するノズルを配設し、回転機構で基板を回転させながらノズルから処理液を基板の周縁部に向けて供給して、処理液で基板の周縁部を処理するように構成している（たとえば、特許文献１参照。）。

特開２００３−２０３９００号公報

ところが、処理する基板の大型化に伴って、処理時に基板に反りが生じてしまい、基板の周縁部の所定範囲を精度良く処理することが困難であった。

また、基板の周縁部を処理液で迅速に処理するためには、基板の周縁部に処理液を液盛りした状態で保持する必要があり、処理液が基板の周縁部よりも内側にまで流れ出てしまうことがあり、エッチングや洗浄などの処理を行う必要のない範囲まで処理されて、基板の処理不良が発生するおそれがあった。

そこで、本発明では、基板の周縁部に対してエッチング処理又は洗浄処理を行う基板処理装置において、基板の周縁部を処理するための周縁処理機構と、周縁処理機構に対して相対的に回転する基板を保持するための基板保持機構とを有し、周縁処理機構は、基板の周縁部に処理液を供給する処理液供給部と、処理液供給部よりも基板の周縁部に対して内側に隣設し、基板に向けてガスを噴出するガス噴出部と、基板の周縁部にリンス液を供給するリンス液供給部とを有し、前記ガス噴出部は、基板を挿通させたスリットの前記基板を挟んで反対側にそれぞれ形成し、前記スリットに、ガスを噴出するガス噴出口と噴出したガスを吸引するガス吸引口とを交互に格子点上に形成することにした。

また、前記スリットに、処理液供給部の処理液貯留室とリンス液供給部のリンス液貯留室とを兼用する１つの液貯留室を連通させることにした。

また、前記処理液貯留室に処理液供給口を基板の端部よりも外側に形成し、前記リンス液貯留室にリンス液供給口を基板の端部よりも内側に形成することにした。

また、本発明では、基板の周縁部に対してエッチング処理又は洗浄処理を行う基板処理方法において、基板の周縁部に配設した周縁処理機構に対して基板を相対的に回転させ、周縁処理機構に形成した処理液供給部から基板の周縁部に処理液を供給するとともに、処理液供給部よりも基板の周縁部に対して内側に隣設するとともに基板を挿通させたスリットの前記基板を挟んで反対側にそれぞれ形成しさらに前記スリットにガスを噴出するガス噴出口と噴出したガスを吸引するガス吸引口とを交互に格子点上に形成したガス噴出部から基板に向けてガスを噴出して、基板の周縁部処理を行い、その後、周縁処理機構に形成したリンス液供給部から基板の周縁部にリンス液を供給して、基板の周縁部のリンス処理を行うことにした。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、本発明では、基板の周縁部に周縁処理機構を配設し、周縁処理機構は、基板の周縁部に処理液を供給する処理液供給部と、基板に向けてガスを噴出するガス噴出部とを有し、ガス噴出部を処理液供給部よりも基板の周縁部に対して内側に隣設しているために、ガス噴出部から噴出するガスによって、基板の反りを矯正して基板の周縁部近傍を平坦に位置精度良く保持することができるので、基板の周縁部の所定範囲を精度良く処理することができる。

しかも、本発明では、周縁処理機構に基板の周縁部にリンス液を供給するリンス液供給部を処理液供給部とは別個に設けているために、基板の周縁部を処理液で処理した後に直ちにリンス液でリンス処理することができるので、基板の周縁部の処理を短時間で行うことができ、基板処理装置によるスループットを向上させることができる。

基板処理装置を示す平面図。同一部断面側面図。第１の周縁処理装置を示す平面図。同断面側面図。同動作説明図。第２の周縁処理装置を示す平面図。同断面側面図。同動作説明図。薬液処理装置を示す平面図。同断面側面図。処理液膜調整装置を示す平面図。同断面側面図。周縁処理機構を示す平面図。基板処理装置を示す平面図。周縁処理装置を示す平面図。同断面図。

以下に、本発明に係る基板処理装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、基板処理装置１は、ケーシング２の内部に基板（ここでは、半導体ウエハ（以下、「ウエハ３」という。））をターンテーブル４で吸引保持しながらモーター５で回転させる基板保持機構６を収容するとともに、この基板保持機構６で保持したウエハ３の周縁部に周縁処理機構７を配設している。なお、以下の基板処理装置１では、周縁処理機構７を固定する一方、基板保持機構６でウエハ３を回転するように構成しているが、本発明では周縁処理機構７がウエハ３に対して相対的に回転できる構造となっていればよく、ウエハ３を固定し、周縁処理機構７を回転可能に構成してもよい。

周縁処理機構７は、ウエハ３の周縁に第１の周縁処理装置８、第２の周縁処理装置９、薬液処理装置10、処理液膜調整装置11をウエハ３の回転中心を中心にして平面視で時計回りに円周方向に90度ずつずらして順に配設している。ここで、第１の周縁処理装置８は、ウエハ３の周縁部に洗浄液やエッチング液などの処理液を供給するように構成し、第２の周縁処理装置９は、ウエハ３の周縁部に純水やリンス用薬液などのリンス液を供給するように構成し、薬液処理装置10は、第１の周縁処理装置８で供給する処理液と同一又は異なる薬液（たとえば、イソプロピルアルコールなど）を供給するように構成し、処理液膜調整装置11は、ウエハ３の周縁部に空気や不活性ガスなどの処理液膜調整用ガスを供給するように構成している。なお、本発明では、周縁処理機構７に薬液処理装置10と処理液膜調整装置11のいずれか一方又は両方を設けない構成としてもよい。

以下に、第１の周縁処理装置８、第２の周縁処理装置９、薬液処理装置10、処理液膜調整装置11の具体的な構造について説明する。

まず、第１の周縁処理装置８の構造について説明すると、第１の周縁処理装置８は、図１及び図２に示すように、進退機構12の先端部に処理ヘッド13を取付けており、進退機構12によって処理ヘッド13を全体的にウエハ３の回転中心に向けてウエハ３の半径方向へ前進又は後退させることができるようになっている。

この処理ヘッド13は、図３〜図５に示すように、矩形箱型状のケーシング14の先端部（前端部）にウエハ３の厚みよりも広い上下幅のスリット15をウエハ３と平行に水平状に形成しており、ウエハ３との間にわずかな間隙（ここでは、約50μm。）を形成した状態でスリット15にウエハ３を挿通させることができ、しかも、その状態で基板保持機構６によってウエハ３を回転させることができ、また、進退機構12によって処理ヘッド13をスリット15の内部にウエハ３を挿通させた位置とウエハ３を挿通させない位置に進退させることができるようになっている。

また、処理ヘッド13には、ウエハ３の周縁部に洗浄液やエッチング液などの処理液を供給するための処理液供給部16とウエハ３に向けて空気や不活性ガスなどのガスを噴出するための第１のガス噴出部17とを隣り合わせた状態で設けており、処理ヘッド13の中央部に処理液供給部16を形成するとともに、処理液供給部16よりもウエハ３の周縁部に対して内側に第１のガス噴出部17を形成している。ここで、処理液供給部16及び第１のガス噴出部17は、それぞれ所定の上下幅を有してウエハ３を挿通可能な形状に形成しており、第１のガス噴出部17のウエハ３と対向する上下幅を処理液供給部16のウエハ３と対向する上下幅よりも狭くして、処理液供給部16と第１のガス噴出部17との間に上下幅が直角状に変化するエッジ部18を形成している。また、処理液供給部16は、表面を親水性素材でコーティングしており、一方、第１のガス噴出部17は、表面を撥水性素材でコーティングしている。

処理液供給部16は、処理ヘッド13の平面視中央部に処理ヘッド13の進退方向（ウエハ３の半径方向）へ向けて伸延させるとともにスリット15（第１のガス噴出部17）に連通させた処理液貯留室19を形成し、この処理液貯留室19の上下幅をスリット15よりも広い上下幅に形成している。このように、処理液貯留室19は、ウエハ３の表裏両面からの間隔を第１のガス噴出部17のスリット15におけるウエハ３の表裏両面からの間隔よりも断面視で直角状に急激に拡大して形成している。また、処理液貯留室19の上部には、処理液を供給するための処理液供給口20を形成し、処理液貯留室19の後部には、処理液を排出するための処理液排出口21を形成している。ここで、処理液供給口20は、ウエハ３の端部よりも外側に形成して、ウエハ３の表面に処理液が直接供給されないようにして、処理液の吐出力によってウエハ３がダメージを受けないようにし、また、処理液排出口21は、ウエハ３の表面よりも上方に形成して、供給された処理液が処理液貯留室19の内部で貯留するようにしている。なお、処理液供給口20は、処理液貯留室19に連通して形成していればよく、処理液貯留室19の上部に形成した場合に限られず、処理液貯留室19の下部に形成してもよい。また、処理液排出口21も、処理液貯留室19に連通していればよく、処理液貯留室19の上部に形成した場合に限られず、処理液貯留室19の下部に形成してもよい。さらに、処理液供給口20と処理液排出口21は、ウエハ３を挟んで反対側に対向させた位置にそれぞれ形成してもよく、また、処理液排出口21は、ウエハ３の端部よりも内側に形成してもよい。

また、処理液供給部16は、処理液供給口20に処理液供給源22を開閉バルブ23を介して連通連結する一方、処理液排出口21に吸引機24を連通連結している。

そして、処理液供給部16は、処理液供給源22から供給される処理液を処理液貯留室19に一時的に貯留し、処理液貯留室19において貯留した処理液にウエハ３の周縁部を浸漬させることでウエハ３の周縁部を処理液で周縁処理することができ、吸引機24によって処理液を処理液貯留室19から排出することができるようになっている。

一方、第１のガス噴出部17は、処理液貯留室19よりも狭い上下幅のスリット15にガスを噴出するガス噴射口25と噴出したガスを吸引するガス吸引口26とを交互に格子点上に上下にそれぞれ形成し、ガス噴射口25にガス供給源27を圧力制御弁28を介して連通連結するとともに、ガス吸引口26に吸引機29を圧力制御弁30を介して連通連結している。

そして、第１のガス噴出部17は、ガス供給源27から供給されるガスをガス噴射口25からウエハ３の表面（上面及び下面）に向けて噴出するとともに、噴出したガスを吸引機29によってガス吸引口26から外部に排出し、これにより、ウエハ３の周縁部近傍の反りを強制的に矯正するとともに、処理液貯留室19の所定位置（ここでは、スリット15の中央）にウエハ３を位置させて処理液による処理が良好に行えるようにしている。

次に、第２の周縁処理装置９の構造について説明すると、第２の周縁処理装置９は、図１及び図２に示すように、進退機構31の先端部に処理ヘッド32を取付けており、進退機構31によって処理ヘッド32を全体的にウエハ３の回転中心に向けてウエハ３の半径方向へ前進又は後退させることができるようになっている。

この処理ヘッド32は、図６〜図８に示すように、矩形箱型状のケーシング33の先端部（前端部）にウエハ３の厚みよりも広い上下幅のスリット34をウエハ３と平行に水平状に形成しており、ウエハ３との間にわずかな間隙（ここでは、約50μm。）を形成した状態でスリット34にウエハ３を挿通させることができ、しかも、その状態で基板保持機構６によってウエハ３を回転させることができ、また、進退機構31によって処理ヘッド32をスリット34の内部にウエハ３を挿通させた位置とウエハ３を挿通させない位置に進退させることができるようになっている。

また、処理ヘッド32には、ウエハ３の周縁部に純水やリンス用薬液などのリンス液を供給するためのリンス液供給部35とウエハ３に向けて空気や不活性ガスなどのガスを噴出するための第２のガス噴出部36とを隣り合わせた状態で設けており、処理ヘッド32の中央部にリンス液供給部35を形成するとともに、リンス液供給部35よりもウエハ３の周縁部に対して内側に第２のガス噴出部36を形成している。ここで、リンス液供給部35及び第２のガス噴出部36は、それぞれ所定の上下幅を有してウエハ３を挿通可能な形状に形成しており、第２のガス噴出部36のウエハ３と対向する上下幅をリンス液供給部35のウエハ３と対向する上下幅よりも狭くして、リンス液供給部35と第２のガス噴出部36との間に上下幅が直角状に変化するエッジ部37を形成している。また、リンス液供給部35は、表面を親水性素材でコーティングしており、一方、第２のガス噴出部36は、表面を撥水性素材でコーティングしている。

リンス液供給部35は、処理ヘッド32の平面視中央部に処理ヘッド32の進退方向（ウエハ３の半径方向）へ向けて伸延させるとともにスリット34（第２のガス噴出部36）に連通させたリンス液貯留室38を形成し、このリンス液貯留室38の上下幅をスリット34よりも広い上下幅に形成している。このように、リンス液貯留室38は、ウエハ３の表裏両面からの間隔を第２のガス噴出部36のスリット34におけるウエハ３の表裏両面からの間隔よりも断面視で直角状に急激に拡大して形成している。リンス液貯留室38は、先端部（ウエハ３の中心側）を処理液貯留室19の先端部（ウエハ３の中心側）よりもウエハ３の周端部に対して内側に伸延させて形成して、リンス液供給部35からウエハ３の周縁部に供給されるリンス液が処理液供給部16からウエハ３の周縁部に供給される処理液よりもウエハ３の周縁部に対して内側になるようにしている。このことにより、ウエハ３上の処理液をリンス液により確実にリンス処理できる。また、リンス液貯留室38の上部には、リンス液を供給するためのリンス液供給口39を形成し、リンス液貯留室38の後部には、リンス液を排出するためのリンス液排出口40を形成している。ここで、リンス液供給口39は、ウエハ３の端部よりも内側に形成して、ウエハ３の表面にリンス液が直接供給されるようにして、リンス液でウエハ３の表面を迅速にリンス処理できるようにし、また、リンス液排出口40は、ウエハ３の表面よりも上方に形成して、供給されたリンス液がリンス液貯留室38の内部で貯留するようにしている。なお、リンス液供給口39は、リンス液貯留室38に連通して形成していればよく、リンス液貯留室38の上部に形成した場合に限られず、リンス液貯留室38の下部に形成してもよい。また、リンス液排出口40も、リンス液貯留室38に連通していればよく、リンス液貯留室38の上部に形成した場合に限られず、リンス液貯留室38の下部に形成してもよい。さらに、リンス液供給口39とリンス液排出口40は、ウエハ３を挟んで反対側に対向させた位置にそれぞれ形成してもよい。

また、リンス液供給部35は、リンス液供給口39にリンス液供給源41を開閉バルブ42を介して連通連結する一方、リンス液排出口40に吸引機43を連通連結している。

そして、リンス液供給部35は、リンス液供給源41から供給されるリンス液をリンス液貯留室38に一時的に貯留し、リンス液貯留室38において貯留したリンス液にウエハ３の周縁部を浸漬させることでウエハ３の周縁部をリンス液でリンス処理することができ、吸引機43によってリンス液をリンス液貯留室38から排出することができるようになっている。

一方、第２のガス噴出部36は、リンス液貯留室38よりも狭い上下幅のスリット34にガスを噴出するガス噴射口44と噴出したガスを吸引するガス吸引口45とを交互に格子点上に上下にそれぞれ形成し、ガス噴射口44にガス供給源46を圧力制御弁47を介して連通連結するとともに、ガス吸引口45に吸引機48を圧力制御弁49を介して連通連結している。

そして、第２のガス噴出部36は、ガス供給源46から供給されるガスをガス噴射口44からウエハ３の表面（上面及び下面）に向けて噴出するとともに、噴出したガスを吸引機48によってガス吸引口45から外部に排出し、これにより、ウエハ３の周縁部近傍の反りを強制的に矯正するとともに、リンス液貯留室38の所定位置（ここでは、スリット34の中央）にウエハ３を位置させてリンス処理が良好に行えるようにしている。

次に、薬液処理装置10の構造について説明すると、薬液処理装置10は、図１及び図２に示すように、進退機構50の先端部に処理ヘッド51を取付けており、進退機構50によって処理ヘッド51を全体的にウエハ３の回転中心に向けてウエハ３の半径方向へ前進又は後退させることができるようになっている。

この処理ヘッド51は、図９及び図１０に示すように、矩形箱型状のケーシング52の先端部（前端部）にウエハ３の厚みよりも広い上下幅のスリット53をウエハ３と平行に水平状に形成しており、ウエハ３との間にわずかな間隙（ここでは、約50μm。）を形成した状態でスリット53にウエハ３を挿通させることができ、しかも、その状態で基板保持機構６によってウエハ３を回転させることができ、また、進退機構50によって処理ヘッド51をスリット53の内部にウエハ３を挿通させた位置とウエハ３を挿通させない位置に進退させることができるようになっている。

また、処理ヘッド51には、ウエハ３の周縁部に薬液を供給するための薬液供給部54とウエハ３に向けて空気や不活性ガスなどのガスを噴出するための第３のガス噴出部55とを隣り合わせた状態で設けており、処理ヘッド51の中央部に薬液供給部54を形成するとともに、薬液供給部54よりもウエハ３の周縁部に対して内側に第３のガス噴出部55を形成している。ここで、薬液供給部54及び第３のガス噴出部55は、それぞれ所定の上下幅を有してウエハ３を挿通可能な形状に形成しており、第３のガス噴出部55のウエハ３と対向する上下幅を薬液供給部54のウエハ３と対向する上下幅よりも狭くして、薬液供給部54と第３のガス噴出部55との間に上下幅が直角状に変化するエッジ部56を形成している。また、薬液供給部54は、表面を親水性素材でコーティングしており、一方、第３のガス噴出部55は、表面を撥水性素材でコーティングしている。

薬液供給部54は、処理ヘッド51の平面視中央部に処理ヘッド51の進退方向（ウエハ３の半径方向）へ向けて伸延させるとともにスリット53（第３のガス噴出部55）に連通させた薬液貯留室57を形成し、この薬液貯留室57の上下幅をスリット53よりも広い上下幅に形成している。このように、薬液貯留室57は、ウエハ３の表裏両面からの間隔を第３のガス噴出部55のスリット53におけるウエハ３の表裏両面からの間隔よりも断面視で直角状に急激に拡大して形成している。また、薬液貯留室57の上部には、薬液を供給するための薬液供給口58を形成し、薬液貯留室57の後部には、薬液を排出するための薬液排出口59を形成している。ここで、薬液供給口58は、ウエハ３の端部よりも外側に形成して、ウエハ３の表面に薬液が直接供給されないようにして、薬液の吐出力によってウエハ３がダメージを受けないようにし、また、薬液排出口59は、ウエハ３の表面よりも上方に形成して、供給された薬液が薬液貯留室57の内部で貯留するようにしている。なお、薬液供給口58は、薬液貯留室57に連通して形成していればよく、薬液貯留室57の上部に形成した場合に限られず、薬液貯留室57の下部に形成してもよい。また、薬液排出口59も、薬液貯留室57に連通していればよく、薬液貯留室57の上部に形成した場合に限られず、薬液貯留室57の下部に形成してもよい。さらに、薬液供給口58と薬液排出口59は、ウエハ３を挟んで反対側に対向させた位置にそれぞれ形成してもよく、また、薬液排出口59は、ウエハ３の端部よりも内側に形成してもよい。

また、薬液供給部54は、薬液供給口58に薬液供給源60を開閉バルブ61を介して連通連結する一方、薬液排出口59に吸引機62を連通連結している。

そして、薬液供給部54は、薬液供給源60から供給される薬液を薬液貯留室57に一時的に貯留し、薬液貯留室57において貯留した薬液にウエハ３の周縁部を浸漬させることでウエハ３の周縁部を薬液で薬液処理することができ、吸引機62によって薬液を薬液貯留室57から排出することができるようになっている。

一方、第３のガス噴出部55は、薬液貯留室57よりも狭い上下幅のスリット53にガスを噴出するガス噴射口63と噴出したガスを吸引するガス吸引口64とを交互に格子点上に上下にそれぞれ形成し、ガス噴射口63にガス供給源65を圧力制御弁66を介して連通連結するとともに、ガス吸引口64に吸引機67を圧力制御弁68を介して連通連結している。

そして、第３のガス噴出部55は、ガス供給源65から供給されるガスをガス噴射口63からウエハ３の表面（上面及び下面）に向けて噴出するとともに、噴出したガスを吸引機67によってガス吸引口64から外部に排出し、これにより、ウエハ３の周縁部近傍の反りを強制的に矯正するとともに、薬液貯留室57の所定位置（ここでは、スリット53の中央）にウエハ３を位置させて薬液による処理が良好に行えるようにしている。

次に、処理液膜調整装置11の構造について説明すると、処理液膜調整装置11は、図１に示すように、進退機構69の先端部に処理ヘッド70を取付けており、進退機構69によって処理ヘッド70を全体的にウエハ３の回転中心に向けてウエハ３の半径方向へ前進又は後退させることができるようになっている。

この処理ヘッド70は、図11及び図12に示すように、矩形箱型状のケーシング71の先端部（前端部）にウエハ３の厚みよりも広い上下幅のスリット72をウエハ３と平行に水平状に形成しており、ウエハ３との間にわずかな間隙（ここでは、約50μm。）を形成した状態でスリット72にウエハ３を挿通させることができ、しかも、その状態で基板保持機構６によってウエハ３を回転させることができ、また、進退機構69によって処理ヘッド70をスリット72の内部にウエハ３を挿通させた位置とウエハ３を挿通させない位置に進退させることができるようになっている。

また、処理ヘッド70には、ウエハ３の周縁部に付着した処理液に向けて空気や不活性ガスなどの処理液膜調整用ガスを噴射するための処理液膜調整部73とウエハ３に向けて空気や不活性ガスなどのガスを噴出するための第４のガス噴出部74とを隣り合わせた状態で設けており、処理ヘッド70の中央部に処理液膜調整部73を形成するとともに、処理液膜調整部73よりもウエハ３の周縁部に対して内側に第４のガス噴出部74を形成している。ここで、処理液膜調整部73及び第４のガス噴出部74は、それぞれ所定の上下幅を有してウエハ３を挿通可能な形状に形成しており、第４のガス噴出部74のウエハ３と対向する上下幅を処理液膜調整部73のウエハ３と対向する上下幅よりも狭くして、処理液膜調整部73と第４のガス噴出部74との間に上下幅が直角状に変化するエッジ部75を形成している。

処理液膜調整部73は、処理ヘッド70の平面視中央部に処理ヘッド70の進退方向（ウエハ３の半径方向）へ向けて伸延させるとともにスリット72（第４のガス噴出部74）に連通させた処理液膜調整室76を形成し、この処理液膜調整室76の上下幅をスリット72よりも広い上下幅に形成している。処理液膜調整室76の上部には、処理液膜調整用ガスを噴射するためのガス噴射口77をウエハ３の周縁部に対して内側から外側に向けて傾斜させた状態で形成し、処理液膜調整室76の後部には、処理液膜調整用ガスを排出するためのガス排出口78を形成している。

また、処理液膜調整部73は、ガス噴射口77にガス供給源79を開閉バルブ80を介して連通連結する一方、ガス排出口78に吸引機81を連通連結している。

そして、処理液膜調整部73は、ガス供給源79から供給される処理液膜調整用ガスを処理液膜調整室76のガス噴射口77から噴射するとともに、吸引機81によって処理液膜調整用ガスを処理液膜調整室76から排出するようにしており、ガス噴射口77からウエハ３の周縁部の内側から外側に向けて処理液膜調整用ガスを噴射することで、処理液供給部16からウエハ３の周縁部に供給された処理液の一部をウエハ３の周縁部から外方へ吹き飛ばし、ウエハ３の周縁部の処理液の膜形状を均一な厚み（たとえば、ウエハ３の回転を停止した状態でっも液膜を形成する厚み）の膜状に調整するようにしている。

一方、第４のガス噴出部74は、処理液膜調整室76よりも狭い上下幅のスリット72にガスを噴出するガス噴射口82と噴出したガスを吸引するガス吸引口83とを交互に格子点上に上下にそれぞれ形成し、ガス噴射口82にガス供給源84を圧力制御弁85を介して連通連結するとともに、ガス吸引口83に吸引機86を圧力制御弁87を介して連通連結している。

そして、第４のガス噴出部74は、ガス供給源84から供給されるガスをガス噴射口82からウエハ３の表面（上面及び下面）に向けて噴出するとともに、噴出したガスを吸引機86によってガス吸引口83から外部に排出し、これにより、ウエハ３の周縁部近傍の反りを強制的に矯正するとともに、処理液膜調整室76の所定位置（ここでは、スリット72の中央）にウエハ３を位置させて処理液膜調整用ガスによる調整処理が良好に行えるようにしている。

基板処理装置１は、以上に説明したように構成している。なお、上記基板処理装置１では、図１に示すように、周縁処理機構７の第１の周縁処理装置８と第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10と処理液膜調整装置11をウエハ３の半径方向に分離してウエハ３の回転中心に向けて進退可能に配設しているが、これに限られず、たとえば、図13に示す基板処理装置1'のように、周縁処理機構７の第１の周縁処理装置８と第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10と処理液膜調整装置11を隣接させて配設してもよい。周縁処理機構７の第１の周縁処理装置８と第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10と処理液膜調整装置11をウエハ３の回転中心に向けて進退可能に配設した場合には、各装置8〜11をウエハ３の周縁部において位置精度良く進退移動させることができ、ウエハ３の周縁部の所定範囲を位置精度良く処理することができる。また、周縁処理機構７の第１の周縁処理装置８と第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10と処理液膜調整装置11を隣接させて配設した場合には、周縁処理機構７をコンパクト化することができ、基板処理装置1'の小型化を図ることができる。

また、上記基板処理装置１では、各装置8〜11の進退機構12,31,50,69によって処理ヘッド13,32,51,70を進退移動可能に構成しているが、本発明では、周縁処理機構７がウエハ３に対して相対的に進退移動できる構造となっていればよく、ウエハ３を処理ヘッド13,32,51,70に向けて進退移動可能に構成してもよい。

また、上記基板処理装置１では、ケーシング14に処理液供給部16と第１のガス噴出部17とを一体的に形成した第１の周縁処理装置８と、ケーシング33にリンス液供給部35と第２のガス噴出部36とを一体的に形成した第２の周縁処理装置９とに分離して周縁処理機構７を構成しているが、図14〜図16に示す基板処理装置1"のように、処理液供給部16とガス噴出部17とリンス液供給部35とを一体的に形成した周縁処理装置88で周縁処理機構７を構成することもできる。

この周縁処理装置88は、図14〜図16に示すように、矩形箱型状のケーシング89の先端部（前端部）にウエハ３の厚みよりも広い上下幅のスリット90をウエハ３と平行に水平状に形成するとともに、ケーシング89の中央部に処理液供給部やリンス液供給部として機能する液供給部91を形成するとともに、液供給部91よりもウエハ３の周縁部に対して内側にガス噴出部92を形成し、液供給部91とガス噴出部92との間に上下幅が直角状に変化するエッジ部93を形成している。ここで、液供給部91は、ケーシング89の平面視中央部にウエハ３の半径方向へ向けて伸延させるとともにスリット90に連通させた液貯留室94を形成し、この液貯留室94の上部に処理液供給口20とリンス液供給口39を形成し、液貯留室94の後部に排出口95を形成している。なお、液供給部16は、処理液供給口20に処理液供給源22を開閉バルブ23を介して連通連結するとともに、リンス液供給口39にリンス液供給源41を開閉バルブ42を介して連通連結する一方、排出口95に吸引機96を連通連結している。また、ガス噴出部92は、スリット90にガス噴射口25とガス吸引口26とを交互に格子点上に上下にそれぞれ形成し、ガス噴射口25にガス供給源27を圧力制御弁28を介して連通連結するとともに、ガス吸引口26に吸引機29を圧力制御弁30を介して連通連結している。

また、上記基板処理装置１では、処理液膜調整装置11にも第４のガス噴出部74を設けているが、これに限られず、図14に示す基板処理装置1"のように、ウエハ３の上方に周縁部の内側から外側に向けて傾斜状に配置したノズル97の下端部にガス噴射口98を形成した処理液膜調整部99を用いることもできる。

次に、上記基板処理装置１を用いてウエハ３の周縁部を処理する基板処理方法について説明する。

まず、基板処理装置１は、基板保持機構６の上部の所定位置にウエハ３を載置し、基板保持機構６でウエハ３を吸引保持する。

次に、基板処理装置１は、周縁処理機構７の第１の周縁処理装置８と処理液膜調整装置11の処理ヘッド13,70を進退機構12,69によってウエハ３に向けて所定位置まで前進させ、ウエハ３との間にわずかな間隙を形成した状態で各処理ヘッド13,70のスリット15,72にウエハ３を挿通させる。

次に、基板処理装置１は、基板保持機構６でウエハ３を平面視で反時計周りに低速回転させ、処理液供給部16の処理液貯留室19に処理液供給源22から処理液を供給するとともに、第１のガス噴出部17のガス噴射口25からガスを噴出し、ガス吸引口26からガスを吸引する。そして、基板処理装置１では、処理液供給部16よりもウエハ３の周縁部に対して内側に隣設した第１のガス噴出部17によってウエハ３の表面に向けてガスを噴出することで、噴出するガスの圧力でウエハ３の周縁部近傍を押圧して、ウエハ３とスリット15との間隙を確保しながらウエハ３の周縁部近傍の反りを矯正し、ウエハ３の周縁部を平坦な状態にして処理液貯留室19にウエハ３を浸漬することでウエハ３の周縁部の所定範囲を精度良く処理できるようにしている。

このときに、図５に示すように、処理液は、処理液供給部16において、処理液供給口20から供給され、処理液貯留室19に一時的に貯留し、処理液排出口21からオーバーフローして排出される。ここで、処理液貯留室19に供給された処理液は、第１の周縁処理装置８とウエハ３との相対的な回転により作用する遠心力や処理液供給部16よりも第１のガス噴出部17の上下幅が狭いことにより作用する表面張力によって、第１のガス噴出部17への浸入がエッジ部18で阻害され、処理液貯留室19に一時的に貯留することになる。これにより、基板処理装置１では、処理液貯留室19に貯留した処理液にウエハ３の周縁部が浸漬し、ウエハ３の周縁部の所定範囲（エッジ部18よりも外側の範囲）だけを処理液で精度よく処理することができる。

また、基板処理装置１では、処理液供給部16よりもウエハ３の周縁部に対して内側に第１のガス噴出部17を隣設しているために、ガス噴射口25から噴出されるガスの圧力によって処理液貯留室19に貯留した処理液がウエハ３の内側に向けて流れ出るのを防止する効果も奏する。また、上下幅の異なる処理液貯留室19とスリット15との境界部分に形成されたエッジ部18に処理液とガスとの境界が形成されるために、基板処理装置１では、進退機構12で処理ヘッド13を進出又は後退させることで、処理液で処理するウエハ３の周縁部の範囲を調節することができるようにしている。なお、基板処理装置１では、処理液供給部16の表面を親水性素材で形成して処理液供給部16に処理液を満たしやすくする一方、第１のガス噴出部17を撥水性素材で形成して処理液供給部16から処理液が第１のガス噴出部17に流れ出るのを阻害している。

さらに、基板処理装置１は、処理液膜調整部73の処理液膜調整室76にガス供給源79から処理液膜調整用ガスをウエハ３の周縁部に供給するとともに、第４のガス噴出部74のガス噴射口82からガスを噴出し、ガス吸引口83からガスを吸引する。

このときに、処理液膜調整装置11は、第１の周縁処理装置8の処理液供給部16からウエハ３の周縁部に供給した処理液を処理液膜調整部73のガス噴射口77から噴射した処理液膜調整用ガスで分散させて処理液を均一な厚みの膜状に調整する。これにより、基板処理装置１では、均一な膜厚の膜状の処理液によってウエハ３の周縁部を均一に処理することができる。なお、処理液の液膜は、ウエハ３の回転を停止した状態でも処理液の液膜がくずれない厚みに調整する。

また、上述した処理液での処理と同様に、処理液膜調整装置11でも、第４のガス噴出部74から噴出されるガスの作用でウエハ３の周縁部の所定範囲に精度良く処理液膜調整用ガスを供給することができる。

次に、基板処理装置１は、第１の周縁処理装置８と処理液膜調整装置11の吸引機24,81で処理液貯留室19や処理液膜調整室76に残留した処理液や処理液膜調整用ガスを強制的に排出し、開閉バルブ23,80を閉じて処理液や処理液膜調整用ガスの供給を停止し、第１の周縁処理装置８と処理液膜調整装置11の処理ヘッド13,70を進退機構12,69によって所定位置まで後退させる。

次に、基板処理装置１は、周縁処理機構７の第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10の処理ヘッド32,51を進退機構31,50によってウエハ３に向けて所定位置まで前進させ、ウエハ３との間にわずかな間隙を形成した状態で各処理ヘッド32,51のスリット34,53にウエハ３を挿通させる。

次に、基板処理装置１は、基板保持機構６でウエハ３を平面視で時計周りに低速回転させ、リンス液供給部35のリンス液貯留室38にリンス液供給源41からリンス液としての純水を供給するとともに、第２のガス噴出部36のガス噴射口44からガスを噴出し、ガス吸引口45からガスを吸引する。これにより、上述した処理液での処理と同様に、リンス液でウエハ３の周縁部の所定範囲をリンス処理することができる。また、このときも、上述した処理液での処理と同様に、第２のガス噴出部36から噴出されるガスの作用でウエハ３の周縁部の所定範囲を精度良くリンス処理することができる。

上記基板処理装置１では、リンス液貯留室38の先端部(前端部)を処理液貯留室19の先端部(前端部)よりもウエハ３の周端部に対して内側に形成することで、先に処理液供給部16からウエハ３の周縁部に供給された処理液よりもウエハ３の周縁部に対して内側にリンス液供給部35からリンス液を供給するようにしている。

そのため、上記基板処理装置１では、ウエハ３の周縁部に供給された全ての処理液をリンス液でリンス処理することができ、処理液の残留を防止して、ウエハ３の周縁部を良好に処理することができる。

また、上記基板処理装置１では、薬液供給部54の薬液貯留室57に薬液供給源60から乾燥促進剤として機能するイソプロピルアルコールを供給するとともに、第３のガス噴出部55のガス噴射口63からガスを噴出し、ガス吸引口64からガスを吸引している。

そのため、上記基板処理装置１では、リンス処理後のウエハ３の周縁部をイソプロピルアルコールの揮発作用で乾燥を促進させることができ、乾燥処理に要する処理時間を短縮して、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。

また、上述した処理液での処理と同様に、薬液処理装置10でも、第３のガス噴出部55から噴出されるガスの作用でウエハ３の周縁部の所定範囲に精度良く薬液（ここでは、イソプロピルアルコール）を供給することができる。

次に、基板処理装置１は、第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10の吸引機43,62でリンス液貯留室38や薬液貯留室57に残留したリンス液や薬液を強制的に排出し、開閉バルブ42,61を閉じてリンス液や薬液の供給を停止し、基板保持機構６の回転を停止し、第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10の処理ヘッド32,51を進退機構31,50によって所定位置まで後退させる。なお、基板保持機構６の回転を停止せずに、第２の周縁処理装置９と薬液処理装置10の処理ヘッド32,51を後退させ、基板保持機構６によってウエハ３を高速で回転させて、ウエハ３の周縁部からリンス液や薬液を強制的に振り切ってウエハ３の周縁部を乾燥させてもよい。

以上に説明したようにして、基板処理装置１を用いてウエハ３の周縁部を処理することができる。なお、上記説明では、基板処理装置１の基板保持機構６によってウエハ３を反時計回りと時計回りとに反転させて回転させているが、これに限られず、たとえば、図13に示した基板処理装置1'では、ウエハ３を反時計回りに回転させて周縁処理とリンス処理とを行うことができる。

また、図14〜図16に示した基板処理装置1"では、処理液供給口20から処理液を供給してウエハ３の周縁部を処理した後に、周縁処理装置88をウエハ３の中心部へ向けて移動させ、リンス液供給口39からリンス液を供給してウエハ３の周縁部の処理液が付着した部分よりもさらにウエハ３の内側からウエハ３の周縁部をリンス処理することができる。

以上に説明したように、ウエハ３の周縁部に対してエッチング又は洗浄などの処理を行う上記基板処理装置１では、ウエハ３の周縁部を処理するための周縁処理機構７と、周縁処理機構７に対して相対的に回転するウエハ３を保持するための基板保持機構６とを設けるとともに、周縁処理機構７に、ウエハ３の周縁部に処理液を供給する処理液供給部16と、ウエハ３に向けてガスを噴出する第１のガス噴出部17と、ウエハ３の周縁部にリンス液を供給するリンス液供給部35を形成し、しかも、第１のガス噴出部17を処理液供給部16よりもウエハ３の周縁部に対して内側に隣設した構成としている。

そして、上記構成の基板処理装置１では、周縁処理機構７をウエハ３に対して相対的に回転させ、処理液供給部16からウエハ３の周縁部に処理液を供給するとともに、処理液供給部16よりもウエハ３の内側に隣設した第１のガス噴出部17からウエハ３に向けてガスを噴出して、ウエハ３の周縁部の処理を行い、その後、ウエハ３の周縁部にリンス液供給部35からリンス液を供給して、ウエハ３の周縁部をリンス処理するようにしている。

そのため、上記構成の基板処理装置１では、処理液供給部16よりもウエハ３の内側に隣設した第１のガス噴出部17から噴出するガスによって、ウエハ３の反りを矯正してウエハ３の周縁部近傍を平坦に位置精度良く保持することができ、これによって、ウエハ３の周縁部の所定範囲を精度良く処理することができる。

特に、上記構成の基板処理装置１では、第２のガス噴出部36をリンス液供給部35よりもウエハ３の周縁部に対して内側に隣設した場合には、第２のガス噴出部36から噴出するガスによって、ウエハ３の反りを矯正してウエハ３の周縁部近傍を平坦に位置精度良く保持することができ、これによって、ウエハ３の周縁部の所定範囲を精度良くリンス処理することができる。

また、上記構成の基板処理装置１では、処理液供給部16からウエハ３の周縁部に供給された処理液よりもウエハ３の周縁部に対して内側にリンス液供給部35からリンス液を供給するようにしているため、ウエハ３の周縁部に供給された全ての処理液をリンス液でリンス処理することができ、処理液の残留を防止して、ウエハ３の周縁部を良好に処理することができる。

１基板処理装置
３ウエハ
６基板保持機構
７周縁処理機構
15 スリット
16 処理液供給部
17 ガス噴出部
35 リンス液供給部

Claims

基板の周縁部に対してエッチング処理又は洗浄処理を行う基板処理装置において、
基板の周縁部を処理するための周縁処理機構と、周縁処理機構に対して相対的に回転する基板を保持するための基板保持機構とを有し、
周縁処理機構は、
基板の周縁部に処理液を供給する処理液供給部と、
処理液供給部よりも基板の周縁部に対して内側に隣設し、基板に向けてガスを噴出するガス噴出部と、
基板の周縁部にリンス液を供給するリンス液供給部と、
を有し、
前記ガス噴出部は、基板を挿通させたスリットの前記基板を挟んで反対側にそれぞれ形成し、前記スリットに、ガスを噴出するガス噴出口と噴出したガスを吸引するガス吸引口とを交互に格子点上に形成したことを特徴とする基板処理装置。
前記スリットに、処理液供給部の処理液貯留室とリンス液供給部のリンス液貯留室とを兼用する１つの液貯留室を連通させたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
前記処理液貯留室に処理液供給口を基板の端部よりも外側に形成し、前記リンス液貯留室にリンス液供給口を基板の端部よりも内側に形成したことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
基板の周縁部に対してエッチング処理又は洗浄処理を行う基板処理方法において、
基板の周縁部に配設した周縁処理機構に対して基板を相対的に回転させ、周縁処理機構に形成した処理液供給部から基板の周縁部に処理液を供給するとともに、処理液供給部よりも基板の周縁部に対して内側に隣設するとともに基板を挿通させたスリットの前記基板を挟んで反対側にそれぞれ形成しさらに前記スリットにガスを噴出するガス噴出口と噴出したガスを吸引するガス吸引口とを交互に格子点上に形成したガス噴出部から基板に向けてガスを噴出して、基板の周縁部処理を行い、その後、周縁処理機構に形成したリンス液供給部から基板の周縁部にリンス液を供給して、基板の周縁部のリンス処理を行うことを特徴とする基板処理方法。