JPH10229062A

JPH10229062A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH10229062A
Application number: JP9030511A
Authority: JP
Inventors: Tadao Okamoto; 伊雄岡本
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-08-25
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: JP4271267B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハの中央部はもちろん、ウエハの周縁部を
も良好に洗浄できる基板処理装置を提供する。【解決手段】ウエハＷの中央部を洗浄するための両面洗
浄装置９、およびウエハＷの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300 を備えるようにし
た。【効果】ウエハの中央部とウエハの周縁部とを選択的に
洗浄できるから、ウエハの周縁部の膜残りやスラリー残
りなどの発生を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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２１８，２１
９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
装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達成するための請求項１記載の基板処理装置は、基
板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段に保持
された基板の中央部に第１の洗浄液を供給する第１洗浄
液供給手段を有し、上記基板の中央部を洗浄する中央部
洗浄手段と、上記基板保持手段に保持された基板の周縁
部に第２の洗浄液を供給する第２洗浄液供給手段を有
し、上記基板の周縁部に沿って上記基板に対して相対的
に移動し、上記基板の周縁部を洗浄する周縁部洗浄手段
とを備えたことを特徴とする基板処理装置である。

【００１０】本発明によれば、中央部洗浄手段および周
縁部洗浄手段によって基板の中央部と周縁部とを選択的
に洗浄できるから、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。なお、上記中央部洗
浄手段は、基板の周縁部をも洗浄するものであってもよ
い。要は、周縁部洗浄手段によって基板の周縁部のみを
選択的に洗浄できればよい。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記基板保持手段
は、基板の端面に当接して基板を保持するための少なく
とも３本の基板保持ピンと、これらの基板保持ピンのう
ち少なくとも１本の基板保持ピンを回転させるためのピ
ン回転駆動部とを含むものであることを特徴とする請求
項１に記載の基板処理装置である。本発明によれば、基
板は、その端面にて保持され、かつその状態で回転させ
られる。したがって、たとえば周縁部洗浄手段を基板保
持ピンに干渉しない位置に固定しておけば、回転してい
る基板の周縁部のすべてを確実に洗浄することができ
る。すなわち、未洗浄領域をなくすことができる。その
ため、基板を一層良好に洗浄することができる。

【００１２】請求項３記載の発明は、上記基板の両面を
スクラブして洗浄するための両面スクラブ手段を含むも
のであることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の基板処理装置である。本発明によれば、基板の両面
の各中央部を１工程で洗浄できるから、基板の両面を別
工程でスクラブ洗浄する場合よりも工程数を削減でき
る。よって、処理タクトの短縮を図ることができる。

【００１３】請求項４記載の発明は、上記周縁部洗浄手
段を、上記基板保持手段に保持された基板の中心に対し
て接近または離隔するように移動させるための周縁洗浄
移動手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の基板処理装置である。本発
明によれば、周縁部洗浄手段を基板に対して接近または
離隔するように移動させることができるから、基板の周
縁部の洗浄領域を容易に調節することができる。よっ
て、第２の洗浄液を用いて洗浄すべき領域が基板ごとに
異なる場合でも、基板の周縁部の洗浄を良好に行うこと
ができる。また、基板を基板保持手段に対して受渡しす
る場合において、基板と周縁部洗浄手段との干渉を避け
るためには、周縁部洗浄手段が基板に対して退避するこ
とが有効となる。

【００１４】請求項５記載の発明は、上記周縁部洗浄手
段は、上記基板保持手段に保持された基板の周縁部に向
けて気体を供給する気体供給手段をさらに含み、上記周
縁部洗浄手段の第２洗浄液供給手段は、この気体供給手
段によって気体が供給される位置よりも基板の中心に対
してさらに外側の基板の周縁部に、上記第２の洗浄液を
供給するものであることを特徴とする請求項１ないし請
求項４のいずれかに記載の基板処理装置である。

【００１５】本発明によれば、基板の周縁部に供給され
て処理に供された後の第２の洗浄液を気体の供給圧によ
って基板の外側に吐き出すことができる。したがって、
第２の洗浄液を基板の中央部に誤って飛び散ることを防
止できる。そのため、基板の周縁部のみを効率的に洗浄
することができる。よって、基板の周縁部をより一層良
好に洗浄することができる。

【００１６】なお、この場合、上記基板の周縁部付近の
雰囲気を排気するための排気手段をさらに含むようにす
れば、気体の供給圧によって基板の外側に吐き出される
第２の洗浄液を吸引できるから、基板の周縁部をさらに
効率的に洗浄することができる。請求項６記載の発明
は、上記中央部洗浄手段による洗浄が終了した後に、上
記周縁部洗浄手段による洗浄を行わせる制御手段をさら
に含むことを特徴とする請求項1 ないし請求項５のいず
れかに記載の基板処理装置である。

【００１７】本発明によれば、基板の中央部と周縁部と
を別のタイミングで洗浄するようにしているから、各洗
浄時に用いられる第１の洗浄液と第２の洗浄液とが互い
に混ざり合って影響しあうことはない。したがって、所
期の目的に応じた液質の洗浄液によって各部を洗浄でき
る。しかも、基板の中央部が洗浄された後、基板の周縁
部が洗浄され、また、周縁部に供給され処理に供された
第２の洗浄液や周縁部から除去された異物は気体の供給
圧によって基板の外側に吐き出されるから、洗浄後の基
板の中央部に、処理に供された第２の洗浄液や周縁部か
ら除去された異物の影響が及ぶのを防止できる。そのた
め、基板をより一層良好に洗浄することができる。

【００１８】請求項７記載の発明は、上記第２の洗浄液
は、エッチング液を含むことを特徴とする請求項１ない
し請求項６のいずれかに記載の基板処理装置である。本
発明によれば、周縁部洗浄手段において用いられる第２
の洗浄液として、エッチング液を用るので、基板の周縁
部の不要な薄膜（エッチング不足領域）を確実にエッチ
ングすることができる。よって、基板全体を良好に洗浄
することができるから、高品質な基板を提供できる。

【００１９】請求項８記載の発明は、上記第２の洗浄液
は、純水を含むことを特徴とする請求項７に記載の基板
処理装置である。本発明によれば、基板の周縁部に純水
を供給することができるから、たとえば基板の周縁部に
エッチング液を供給して洗浄した後、純水を供給すれ
ば、基板の周縁部に残っているエッチング液を洗い流す
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。

【００２０】請求項９記載の発明は、上記第２洗浄液供
給手段は、エッチング液が供給されるエッチング液供給
路と、純水が供給される純水供給路と、上記エッチング
液供給路と上記純水供給路とが選択的に接続され、上記
基板の周縁部に向けてエッチング液および純水を吐出す
るための液吐出路とを含むものであることを特徴とする
請求項７に記載の基板処理装置である。

【００２１】本発明によれば、エッチング液と同じ経路
を通って純水が基板の周縁部の同じ箇所に供給されるか
ら、液吐出路内のエッチング液や基板の周縁部に付着し
たエッチング液をさらに効率良く洗い流すことができ
る。よって、一層清浄な基板を提供できる。

【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 Polishin
g) 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１
０，３０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１
４，３４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１５，３
５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１
０，３０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１
２，３２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２
１，４１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４
６ａ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，４１
ａ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６
５，８５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６
６，８６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６
７，８７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】なお、この実施形態では、第１洗浄液供給
ノズル７，８、洗浄用パイプ６７，８７、第１三方弁６
８，８８、薬液供給路６９，８９、純水供給路７０，９
０が、第１洗浄液供給手段に対応している。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３
０１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３
０７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３
１３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３
００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３
５０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３３
１，３５１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) H3PO4 ＋CH3COOH ＋HNO3 ‥‥(2) HNO3＋HCl または HNO3 ＋HF ‥‥(3) CH3COOH ＋HNO3＋HF または HNO3 ＋HF ‥‥(4) 第２洗浄液供給ノズル３３１，３５１には、液吐出路３
３２，３５２の一端が接続されている。液吐出路３３
２，３５２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(N2)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３３８，３
５８が介装されている。この構成により、ガス用弁３３
８，３５８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３６
１内に吸引される。

【００４４】排気管３６１の途中部には、液溜まり部３
６３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１０，３
０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６
６，８６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６
８，８８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３３１，３５
１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３３
１，３５１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３３２，３５
２に接続させる。その結果、第２洗浄液供給ノズル３３
１，３５１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３
０９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４０
５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４０
３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】

６ウエハ保持装置（基板保持手段）７，８第１ノズル９両面洗浄装置（中央部洗浄手段）１３，３３保持用ローラ（基板保持ピン）４３，４４，４５ベルト６０上面洗浄部８０下面洗浄部６６，８６洗浄用ブラシ１００制御部３００周縁部洗浄ボックス（周縁部洗浄手段）３０１昇降／水平移動機構（周縁洗浄移動手段）３３１，３５１第２洗浄液供給ノズル３３２，３５２液吐出路３３３，３５３第２三方弁３３４，３５４エッチング液供給路３３５，３５５純水供給路３３６，３５６ガス供給ノズル３６１排気管３６２負圧源Ｍ１，Ｍ２モータＷウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段に保持された基板の中央部に第１の洗
浄液を供給する第１洗浄液供給手段を有し、上記基板の
中央部を洗浄する中央部洗浄手段と、上記基板保持手段に保持された基板の周縁部に第２の洗
浄液を供給する第２洗浄液供給手段を有し、上記基板の
周縁部に沿って上記基板に対して相対的に移動し、上記
基板の周縁部を洗浄する周縁部洗浄手段とを備えたこと
を特徴とする基板処理装置。
【請求項２】上記基板保持手段は、基板の端面に当接し
て基板を保持するための少なくとも３本の基板保持ピン
と、これらの基板保持ピンのうち少なくとも１本の基板
保持ピンを回転させるためのピン回転駆動部とを含むも
のであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装
置。
【請求項３】上記中央部洗浄手段は、上記基板の両面を
スクラブして洗浄するための両面スクラブ手段をさらに
含むものであることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の基板処理装置。
【請求項４】上記周縁部洗浄手段を、上記基板保持手段
に保持された基板の中心に対して接近または離隔するよ
うに移動させるための周縁洗浄移動手段をさらに含むこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の基板処理装置。
【請求項５】上記周縁部洗浄手段は、上記基板保持手段に保持された基板の周縁部に向けて気
体を供給する気体供給手段をさらに含み、上記周縁部洗浄手段の第２洗浄液供給手段は、この気体
供給手段によって気体が供給される位置よりも基板の中
心に対してさらに外側の基板の周縁部に、上記第２の洗
浄液を供給するものであることを特徴とする請求項１な
いし請求項４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】上記中央部洗浄手段による洗浄が終了した
後に、上記周縁部洗浄手段による洗浄を行わせる制御手
段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】上記第２の洗浄液は、エッチング液を含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに
記載の基板処理装置。
【請求項８】上記第２の洗浄液は、純水を含むことを特
徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】上記第２洗浄液供給手段は、エッチング液
が供給されるエッチング液供給路と、純水が供給される
純水供給路と、上記エッチング液供給路と上記純水供給
路とが選択的に接続され、上記基板の周縁部に向けてエ
ッチング液および純水を吐出するための液吐出路とを含
むものであることを特徴とする請求項８に記載の基板処
理装置。