(57)【要約】基板処理装置は、基板保持機構（１４）の回転速度に応じて変化する保持力で基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（１４）と、基板保持機構（１４）を回転させて基板保持機構（１４）により保持された基板（Ｗ）を回転させる基板回転機構（２２）と、基板保持機構（１４）により保持された基板（Ｗ）の任意の位置に処理液を供給する処理液供給機構（１２，１５，１９）とを備えている。
2007523463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持力をその回転速度に応じて変化させつつ該基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構を回転させて前記基板保持機構により保持された基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板保持機構により保持された基板の任意の位置に処理液を供給する処理液供給機構と、
を備えた、基板処理装置。
【請求項２】
前記基板回転機構の回転速度と該基板保持機構に保持された前記基板の回転速度とを相対的に変化させる駆動機構を更に備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板の外周部を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構が取り付けられ、前記基板の少なくとも一面に対向するベース部と、
前記ベース部の中央部に設けられた回転軸と、
前記基板に薬液と第１の洗浄液とを選択的に供給可能な第１の液供給ノズルと、
前記第１のノズルに供給する薬液と第１の洗浄液とを切り替える切替機構と、
前記基板保持機構の内壁面と前記ベース部の上面に第２の洗浄液を供給可能な第２の液供給ノズルと、
前記基板と前記ベース部との間の空間にガスを供給可能なガス供給ノズルと、
前記第１の液供給ノズル、前記第２の液供給ノズル、及び前記ガス供給ノズルを有し、前記回転軸の内部に配置されたノズル構成体と、
を備えた、基板処理装置。
【請求項４】
前記第１の液供給ノズルは、前記第１の洗浄液により前記第１の液供給ノズルと前記ノズル構成体の外表面及びその近傍を洗浄できるように構成されている、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第１の液供給ノズルに接続された第１のラインと、
前記第２の液供給ノズルに接続された第２のラインと、
前記第１のラインと前記第２のラインの内部に残留する液を排出する液排出機構と、
を更に備えた、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記回転軸とノズル構成体との間の間隙にパージガスを供給可能なパージガス供給ラインを更に備えた、請求項３記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板保持機構の外壁面に第３の洗浄液を供給する第３の液供給ノズルを更に備えた、請求項３記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板保持機構の外周部に設けられ、該基板保持機構を囲む上下動可能な飛散防止カップを更に備えた、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
前記基板保持機構の回転速度と前記基板の回転速度とを相対的に変化させつつ、回転する基板の任意の位置に基板処理液を供給して基板を処理する、基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板保持機構の回転速度と前記基板の回転速度とを相対的に変化させる工程では、
前記基板保持機構の回転速度を加速又は減速して該基板保持機構の回転速度と前記基板の回転速度とを相対的に変化させる、請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記基板保持機構の回転速度と前記基板の回転速度とを相対的に変化させる工程では、
前記基板保持機構の回転速度を加速又は減速すると同時に又はそれ以降に前記基板処理液の供給を停止する、請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記基板保持機構の回転速度と前記基板の回転速度とを相対的に変化させる工程では、
該基板保持機構の回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度へと変化させ、
該基板保持機構の回転速度を第２の回転速度から第１の回転速度に戻す、請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
前記処理液の供給後に、前記基板を第１の高回転速度で回転させ、
第１の高回転速度で回転する基板の少なくとも一面に洗浄液を供給し、該基板に付着した前記処理液を洗浄し、
前記基板の少なくとも一面を前記洗浄液で覆った状態で前記基板保持機構及び前記基板回転機構の少なくとも１つに付着した薬液を除去する、基板処理方法。
【請求項１４】
前記第１の高回転速度は１０００〜３０００ｒｐｍの範囲である、請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
更に、前記基板を第２の高回転速度で回転させて前記洗浄液を除去し前記基板を乾燥させる、請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記基板を第２の高回転速度で回転させる工程では、任意の時間前記基板を前記第１の高回転速度と略同一の高回転速度で回転させる、請求項１５に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
回転する基板に洗浄液を供給して前記基板保持機構を洗浄する、基板処理方法。
【請求項１８】
前記基板保持機構を回転させる工程では、前記洗浄液を供給しながら前記基板保持機構を３００ｒｐｍよりも低い回転速度で回転させる、請求項１７に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
前記処理液の供給後に、前記基板を第１の高回転速度で回転させ、
第１の高回転速度で回転する基板の少なくとも一面に洗浄液を供給し、該基板に付着した前記処理液を洗浄し、
前記基板の少なくとも一面を前記洗浄液で覆った状態で前記基板保持機構及び前記基板回転機構の少なくとも１つに付着した薬液を除去し、
回転する基板に洗浄液を供給して前記基板保持機構を洗浄し、
任意の時間前記基板を第１の高回転速度と略同一の第２の回転速度で回転させ、前記洗浄液を除去し前記基板を回転させる、基板処理方法。
【請求項２０】
前記洗浄液として、純水、脱気水、ガス溶存水を用いる、請求項１３乃至請求項１９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記処理液の供給工程では、前記処理液を基板の外周部に供給することで、該基板の外周部に形成された膜を除去する、請求項９乃至請求項２０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
前記除去される膜は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ、Ｍｏのうちのいずれか一つを含む膜、又はＣｕ、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ、Ｍｏのうちのいずれか一つを含む膜を複数積層した膜である、請求項２１に記載の基板処理方法。
【請求項２３】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
第１の液供給ノズルから薬液を前記基板に供給し、
前記第１の液供給ノズルから供給される液体を洗浄液に切替え、
前記洗浄液を前記基板に供給し、
前記第１の液供給ノズル及びその近傍に洗浄液を供給して該第１の液供給ノズル及びその近傍を洗浄し、
前記基板保持機構を回転させ前記基板に付着する液を除去して乾燥する、基板処理方法。
【請求項２４】
更に、前記洗浄液の供給を停止し、
前記停止後、前記基板の乾燥前に前記第１の液供給ノズルと該第１の液供給ノズルに接続されたライン内に残留する液を排出する、請求項２３に記載の基板処理方法。
【請求項２５】
更に、前記基板の乾燥前に第２の液供給ノズルから洗浄液を供給し、前記基板保持機構の内壁面と、該基板保持機構が取り付けられたベース部の上面とを洗浄する、請求項２３に記載の基板処理方法。
【請求項２６】
更に、前記基板の乾燥の際に、前記基板と、該基板保持機構が取り付けられたベース部との間の空間にガス供給ノズルからガスを供給する、請求項２３に記載の基板処理方法。
【請求項２７】
更に、前記第１の液供給ノズル及びその近傍の洗浄において、前記ガス供給ノズルから前記基板と前記ベース部との間の空間にガスを供給する、請求項２６に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び方法に関し、特に、基板に処理液を供給しながら半導体ウエハ等の回転している基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板を基板保持回転機構で保持した状態で回転させ、該基板（半導体ウエハ等）の表裏面や端面に洗浄液やエッチング液等の薬液（以下、「基板処理液」という。）を供給する基板処理装置がある。この基板処理装置の基板保持回転機構は複数個の基板保持機構を有し、基板の外周部を把持することで基板を保持している。ところが、このような基板保持回転機構で保持され回転している基板に基板処理液を供給しても、基板保持機構が基板に当接する部分、即ち、基板保持機構で保持された部分には基板処理液が供給されない。従って、従来の基板処理装置は、基板のその部分が基板処理液で処理（洗浄又はエッチング）されないという問題があった。
【０００３】
そのため、従来、複数の基板保持機構で基板を保持し、処理工程の途中で基板を交替で保持することで、基板保持機構による保持部分に処理残りが生じないようにした基板処理装置があった。すなわち、複数の基板保持機構で該基板を保持する一方で、他の基板保持機構が交替で該基板を離脱する。しかしながら、この基板処理装置は、機構が複雑で、基板処理の工程で煩雑な処理が必要となる。
【０００４】
また、従来、例えば基板の裏面を吸着等することによって基板を保持し、該基板を回転させながら基板の端面に基板処理液を供給する工程を含む第１処理工程と、基板の端面を保持し、該基板を回転させながら基板の裏面に基板処理液を供給する工程を含む第２処理工程とを行う基板処理装置があった。
【０００５】
一方、従来の基板処理装置では、基板の薬液処理工程、洗浄液による洗浄工程、乾燥工程といった一連の工程を経る処理を行っていたが、薬液処理工程において基板や基板保持回転機構等に付着した薬液が、基板の表面に跳ね返って付着したり、該薬液がミスト状になって基板上の膜に付着したりすることで、基板が薬液によって汚染されてしまうおそれがある。そのため、薬液処理工程を行う装置と洗浄工程や乾燥工程を行う装置とを分けてそのような汚染を防ぐ必要があった。すなわち、従来、枚葉式基板処理装置で薬液処理、純水洗浄、乾燥といった一連の処理を行う場合、基板乾燥時に薬液が基板上への跳ね返ったり、基板乾燥時に薬液がミストとなって基板上の膜に悪影響を与えないように、基板処理を行う装置と基板の乾燥を行う装置を分けていた。
【０００６】
しかしながら、基板の端面を処理するための機構と基板の裏面を処理するための機構とを基板処理装置内で分けたり、薬液処理工程を行う装置と洗浄工程、乾燥工程を行う装置を基板処理装置内で分けたりすると、基板処理装置のフットプリントが増加するという問題や、基板処理のスループットが低下するという問題があった。従って、搬送時間増加によるフットプリント増加やスループット低下を防ぐため、上記処理を１つの装置で実施することが望まれている。
【０００７】
また、薬液処理、純水洗浄、乾燥といった一連の処理を１つの装置で実施するものもあるが、この基板処理装置は構造が複雑である上、基板乾燥時に薬液が基板上への跳ね返ることを十分に防止することができない。また、該装置は薬液がミストとなって基板上の膜に悪影響を及ぼすことを充分に防止することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、基板の基板保持部分に処理残りが発生することがなく、洗浄工程や乾燥工程で基板に薬液が付着して汚染されることがない基板処理装置及び方法を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、薬液処理、純水洗浄、乾燥といった一連の処理を１つの装置で行い、基板処理液の跳ね返りや薬液の雰囲気、ミストによる基板の汚染を防止することができる基板処理装置及び方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、基板を保持する基板保持力をその回転速度に応じて変化させつつ該基板を保持する基板保持機構と、上記基板保持機構を回転させて上記基板保持機構により保持された基板を回転させる基板回転機構と、上記基板保持機構により保持された基板の任意の位置に処理液を供給する処理液供給機構とを備えた基板処理装置が提供される。
【００１１】
上記基板処理装置は、基板を保持する基板保持力をその回転速度に応じて変化させる基板保持機構を具備するので、基板保持機構の回転速度を設定することで任意の基板保持力を得ることができ、目的とする保持力で基板を保持できる。
【００１２】
上記基板処理装置は、上記基板回転機構の回転速度と該基板保持機構に保持された上記基板の回転速度とを相対的に変化させる駆動機構を更に備えていてもよい。これにより、基板の基板保持機構で保持される保持位置を変えることができ、基板に処理残りの部分が発生することを防げる。また、基板を回転させた状態で基板の保持位置を移動させることができるので、基板処理の工程が増えることなく保持部分に処理残りが発生することを防げる。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、基板の外周部を保持する基板保持機構と、上記基板保持機構が取り付けられ、上記基板の少なくとも一面に対向するベース部と、上記ベース部の中央部に設けられた回転軸と、上記基板に薬液と第１の洗浄液とを選択的に供給可能な第１の液供給ノズルと、上記第１のノズルに供給する薬液と第１の洗浄液とを切り替える切替機構と、上記基板保持機構の内壁面と上記ベース部の上面に第２の洗浄液を供給可能な第２の液供給ノズルと、上記基板と上記ベース部との間の空間にガスを供給可能なガス供給ノズルと、上記第１の液供給ノズル、上記第２の液供給ノズル、及び上記ガス供給ノズルを有し、上記回転軸の内部に配置されたノズル構成体とを備えた基板処理装置が提供される。
【００１４】
これらのノズルを適宜操作して、薬液、洗浄液、ガスの供給又は停止を行うことにより、基板乾燥時に薬液が基板上に跳ね返ったり、ミストとなって基板上の膜に悪影響を与えることがない。
【００１５】
上記第１の液供給ノズルは、上記第１の洗浄液により上記第１の液供給ノズルと上記ノズル構成体の外表面及びその近傍を洗浄できるように構成されていてもよい。これにより、上記第１の液供給ノズルと上記ノズル構成体の外表面及びその近傍を洗浄できるので、この部分から付着する薬液が飛散し、基板上の膜に悪影響を与えることを防止できる。
【００１６】
上記基板処理装置は、上記第１の液供給ノズルに接続された第１のラインと、上記第２の液供給ノズルに接続された第２のラインと、上記第１のラインと上記第２のラインの内部に残留する液を排出する液排出機構とを更に備えていてもよい。これにより、乾燥時に基板とベース部との間に負圧が形成されても、液排出機構により、ノズルや該ノズルに接続されたライン内の液がノズルから飛出すことが防止される。従って、基板上に液やミストが付着し基板の膜に悪影響を与えることがない。
【００１７】
上記基板処理装置は、上記回転軸とノズル構成体との間の間隙にパージガスを供給可能なパージガス供給ラインを更に備えていてもよい。これにより、回転軸内に液やミストが進入することがない。
【００１８】
上記基板処理装置は、上記基板保持機構の外壁面に第３の洗浄液を供給する第３の液供給ノズルを更に備えていてもよい。第３の液供給ノズルは、上述した効果をより効果的に発揮することができる。
【００１９】
上記基板処理装置は、上記基板保持機構の外周部に設けられ、該基板保持機構を囲む上下動可能な飛散防止カップを更に備えていてもよい。これにより、飛散防止カップの内壁面もノズル構成体のノズルから供給され基板上面を伝わって流れる洗浄液で洗浄することができるから、飛散防止カップで跳ね返った洗浄液やミストにより基板が汚染されることがない。
【００２０】
本発明の第３の態様によれば、基板保持機構により基板を保持し、上記基板保持機構を基板回転機構により回転させて上記基板を回転させ、上記基板保持機構の回転速度と上記基板の回転速度とを相対的に変化させつつ、回転する基板の任意の位置に基板処理液を供給して基板を処理する基板処理方法が提供される。基板保持機構の回転速度を加速又は減速して該基板保持機構の回転速度と上記基板の回転速度とを相対的に変化させてもよい。
【００２１】
これにより、基板保持機構が基板を保持する部分を変えることができる。従って、基板保持機構が基板を保持する部分では基板が処理されないことが防止される。また、基板を処理液で処理しつつ基板保持機構が基板を保持する部分を変えることができる。従って、付加的な工程なしに、保持部分で基板が処理されないことが防止される。
【００２２】
上記基板保持機構の回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度へと変化させ、該基板保持機構の回転速度を第２の回転速度から第１の回転速度に戻してもよい。これにより、速やかに基板を基板保持回転機構と同じ回転速度に戻すことができる。
【００２３】
上記基板保持機構の回転速度を加速又は減速すると同時に又はそれ以降に上記基板処理液の供給を停止してもよい。これにより、基板保持機構が基板を保持する部分における摩擦力を大きくできる。従って、基板の回転速度を基板保持機構と同じ回転速度により速やかに戻すことができる。
【００２４】
本発明の第４の態様によれば、基板保持機構により基板を保持し、上記基板保持機構を基板回転機構により回転させて上記基板を回転させ、回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、上記処理液の供給後に、上記基板を第１の高回転速度で回転させ、第１の高回転速度で回転する基板の少なくとも一面に洗浄液を供給し、該基板に付着した上記処理液を洗浄し、上記基板の少なくとも一面を上記洗浄液で覆った状態で上記基板保持機構及び上記基板回転機構の少なくとも１つに付着した薬液を除去する基板処理方法が提供される。上記第１の高回転速度は１０００〜３０００ｒｐｍの範囲とすることができる。
【００２５】
この場合には、基板保持機構から薬液が飛散しても、該薬液が基板に付着することが防止される。また、基板保持機構から薬液が飛散し跳ねた際にミストになってこれが基板の表面や裏面に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００２６】
上記基板を第２の高回転速度で回転させて上記洗浄液を除去し上記基板を乾燥させてもよい。この場合において、任意の時間上記基板を上記第１の高回転速度と略同一の高回転速度で回転させてもよい。洗浄工程で基板保持機構が高速で回転するので、該基板保持機構に付着した薬液が確実に除去される。また、洗浄工程で基板保持機構に付着した薬液を確実に除去できるので、該薬液が乾燥工程で基板に付着して基板の汚染を引き起こすことが防止される。
【００２７】
本発明の第５の態様によれば、基板保持機構により基板を保持し、上記基板保持機構を基板回転機構により回転させて上記基板を回転させ、回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、回転する基板に洗浄液を供給して上記基板保持機構を洗浄する基板処理方法が提供される。上記洗浄液を供給しながら上記基板保持機構を３００ｒｐｍよりも低い回転速度で回転させてもよい。これにより、基板を洗浄するときに基板保持機構に付着した薬液を洗浄することができる。
【００２８】
本発明の第６の態様によれば、基板保持機構により基板を保持し、上記基板保持機構を基板回転機構により回転させて上記基板を回転させ、回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、上記処理液の供給後に、上記基板を第１の高回転速度で回転させ、第１の高回転速度で回転する基板の少なくとも一面に洗浄液を供給し、該基板に付着した上記処理液を洗浄し、上記基板の少なくとも一面を上記洗浄液で覆った状態で上記基板保持機構及び上記基板回転機構の少なくとも１つに付着した薬液を除去し、回転する基板に洗浄液を供給して上記基板保持機構を洗浄し、任意の時間上記基板を第１の高回転速度と略同一の第２の回転速度で回転させ、上記洗浄液を除去し上記基板を回転させる基板処理方法が提供される。上記洗浄液として、純水、脱気水、ガス溶存水を用いてもよい。
【００２９】
これにより、基板保持機構が高速で回転されるので、基板保持機構に付着した薬液を基板の洗浄工程で確実に除去することができる。薬液が基板保持機構から基板上に飛散しても、薬液が基板に付着することが防止される。また、基板保持機構から飛散した薬液が跳ねた際にミストになってこれが基板の表面や裏面に悪影響を及ぼすことが防止される。また、基板保持機構の洗浄工程によって、基板保持機構に付着した薬液を確実に除去することができる。それに加えて、基板の洗浄工程及び基板保持機構の洗浄工程において基板保持機構に付着した薬液が確実に除去される。従って、乾燥工程において基板に薬液が付着することが防止され、基板の汚染が防止される。
【００３０】
上記処理液を基板の外周部に供給することで、該基板の外周部に形成された膜を除去してもよい。上記除去される膜を、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ、Ｍｏのうちのいずれか一つを含む膜、又はＣｕ、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ、Ｍｏのうちのいずれか一つを含む膜を複数積層した膜としてもよい。これにより、基板の膜を処理する途中で、基板保持機構が基板を保持する部分を移動させることができる。従って、基板の外周部に形成された膜を、処理残りの部分を生じさせずに除去することができる。また、膜を除去する処理の途中で基板の保持部を移動させることができるので、付加的な工程なしに、保持部分で基板が処理されないことが防止される。
【００３１】
本発明の第７の態様によれば、基板保持機構により基板を保持し、上記基板保持機構を基板回転機構により回転させて上記基板を回転させ、回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、第１の液供給ノズルから薬液を上記基板に供給し、上記第１の液供給ノズルから供給される液体を洗浄液に切替え、上記洗浄液を上記基板に供給し、上記第１の液供給ノズル及びその近傍に洗浄液を供給して該第１の液供給ノズル及びその近傍を洗浄し、上記基板保持機構を回転させ上記基板に付着する液を除去して乾燥する基板処理方法が提供される。
【００３２】
これにより、乾燥工程において薬液が基板上へ跳ね返ることが防止される。また、薬液のミストが基板上の膜上に悪影響を与えることが防止される。また、第１の液供給ノズル及び第１の液供給ノズルの近傍を洗浄することができるので、第１の液供給ノズル及び第１の液供給ノズルの近傍に残留する液やそのミストにより基板上の膜に悪影響を与えることがない。
【００３３】
上記洗浄液の供給を停止し、上記停止後、上記基板の乾燥前に上記第１の液供給ノズルと該第１の液供給ノズルに接続されたライン内に残留する液を排出してもよい。これにより、乾燥工程において基板とベース部との間に負圧が形成されても、液排出機構により、ノズルや該ノズルに接続されたライン内の液がノズルから飛出すことが防止される。従って、基板上に液やミストが付着し基板の膜に悪影響を与えることがない。
【００３４】
また、上記基板の乾燥前に第２の液供給ノズルから洗浄液を供給し、上記基板保持機構の内壁面と、該基板保持機構が取り付けられたベース部の上面とを洗浄してもよい。これにより、基板保持機構の内面とベース部の上面とを洗浄することができるので、基板の膜への悪影響をより効果的に防止することができる。
【００３５】
上記基板の乾燥の際に、上記基板と、該基板保持機構が取り付けられたベース部との間の空間にガス供給ノズルからガスを供給してもよい。これにより、ミスト等が該空間に進入できなくなり、ミストが悪影響を与えることが防止される。このガスにより基板の下面中央部にある液を吹き飛ばすことができる。従って、ガスは、スピン乾燥時に振りきりにくい基板の下面中央を乾燥する補助の作用を奏する。
【００３６】
上記第１の液供給ノズル及びその近傍の洗浄において、上記ガス供給ノズルから上記基板と上記ベース部との間の空間にガスを供給してもよい。ガスにより液が該空間に侵入することが防止されるので、乾燥工程においてガスを効果的に供給することができる。
【００３７】
本発明の上述した目的ならびにその他の目的及び効果は、本発明の好ましい実施形態を一例として図示した添付図面と照らし合わせれば、以下に述べる説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る基板処理装置の実施形態について、図１から図１６を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１６において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３９】
図１に本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す。図１に示すように、この基板処理装置１は、処理対象である半導体ウエハ等の基板Ｗを回転させる基板回転機構としての回転軸２２と、回転軸２２の上端部から水平方向外側に放射状に延伸して設けられた複数個のベース部１７と、ベース部１７の先端部に設けられた基板保持機構１４とで構成される基板保持回転機構２０を具備している。ベース部１７及び基板保持機構１４は、複数組（少なくとも３組）設けられており、複数個の基板保持機構１４の中央部に基板Ｗが保持される。
【００４０】
基板処理装置１は、回転軸２２に取り付けられた駆動装置を有している。基板保持回転機構２０は、基板保持機構１４により基板Ｗを保持した状態で回転軸２２を中心に基板Ｗを回転させる。駆動装置は、基板保持回転機構２０を任意の加速度で加速／減速させ、目的とする回転速度で回転軸２２を回転させる。例えば、Ｓｉ基板に積層された熱酸化膜、Ｃｕスパッタ膜及び熱酸化膜上に積層されたＣｕめっき膜を有するＳｉ基板を用いてもよい。熱酸化膜は１０００Åの厚さでもよい。Ｔａ−Ｎ膜は３００Åの厚さでもよい。Ｃｕスパッタ膜は１５００Åの厚さでもよい。なお、熱酸化膜はＳｉ基板の表面と裏面の両面に積層され、それ以外の膜は、Ｓｉ基板の表面にのみ積層されている。
【００４１】
基板処理装置１は、基板保持回転機構２０の内側中央部付近に配置されたノズル構造体５を備えている。ノズル構造体５は、基板保持機構１４に保持された基板Ｗの裏面側に向かって開口したノズル１５と、略水平方向に向かって開口したノズル１６とを有する。ノズル構造体５は、回転軸２２とは別に構成されており、回転軸２２が回転しても回転することはない。ノズル１５は基板Ｗの裏面に基板処理液を供給し、ノズル１６は、略扇形状に基板処理液を噴出しベース部１７の上面や基板保持機構１４の内側（回転軸２２側）の面に基板処理液を供給する。
【００４２】
また、ノズル１５には、基板洗浄液を供給する薬液ライン３１，３２と、他の薬液を供給する薬液ライン３３とが接続されており、これら薬液ライン３１，３２，３３に設けたバルブ３１ａ，３２ａ，３３ａをそれぞれ開閉することで、ノズル１５から供給される基板処理液の種類を切り替えることができる。このようにして、バルブ３１ａ，３２ａ，３３ａは、ノズル１５に供給される基板処理液を切り替えるための切替装置として作用する。また、ノズル１６には基板洗浄液を供給する液供給ライン３４が接続されており、この液供給ライン３４にはバルブ３４ａが設けられている。ここで、基板洗浄液としては、一般にＤＩＷ（純水）又はガス溶存水が使用されるが、他の薬液を使用して洗浄を行う場合もある。
【００４３】
基板処理装置１はまた、基板保持回転機構２０を洗浄液で洗浄する基板保持回転機構２０の外側に設置されたノズル１８を備えている。このノズル１８は、その先端部から略扇形状に噴射された洗浄液を、基板保持機構１４の外側（回転軸２２と反対側）の面とベース部１７の外側の面に供給することでこれらの面を洗浄する。なお、ノズル１８には、バルブ３７ａを取り付けた洗浄液ライン３７が接続されている。
【００４４】
基板処理装置１は更に、基板保持回転機構２０の上方に設置されたノズル１１及び１２を備えている。ノズル１１は基板Ｗの表面に洗浄液を供給し、ノズル１２は基板Ｗの表面に薬液を供給する。ノズル１１はバルブ３５ａが設けられた液供給ライン３５に接続されている。ノズル１２はバルブ３６ａが設けられた液供給ライン３６に接続されている。これらノズル１１と１２とから供給される洗浄液及び薬液の流量はそれぞれ、バルブ３５ａと３６ａの開度を調整することで多段階に切り替えることができる。
【００４５】
基板処理装置１には、基板Ｗに供給された基板処理液が飛散するのを防止する飛散防止カップ１３が設置されている。飛散防止カップ１３は基板保持回転機構２０を囲むように設置されている。飛散防止カップ１３は上下方向に移動し、図１に示す位置、即ち基板保持機構１４と略同じ高さの位置にあるときは、主にその傾斜部１３ａで基板保持回転機構２０及び基板Ｗから飛散する基板処理液を受け止める。
【００４６】
図１に示すように、基板処理装置１は、飛散防止カップ１３の外側に設置されたアーム部２３を備えている。アーム部２３は揺動及び上下動自在に構成されている。このアーム部２３の先端部に、基板Ｗに基板処理液を供給するエッジノズル１９が取り付けられている。アーム部２３は、エッジノズル１９を所望の位置に移動させることができ、例えば、エッジノズル１９を基板Ｗの上部に位置させて基板Ｗの任意の場所に基板処理液を供給したり、エッジノズル１９を飛散防止カップ１３の外側に待避させたりすることができる。なお、エッジノズル１９には、バルブ３８ａを取り付けた液供給ライン３８が接続されている。
【００４７】
また、回転軸２２はＮ２バルブ３９ａが設けられたＮ２ガス供給ライン３９に接続されている。基板Ｗの処理中は、Ｎ２バルブ３９ａを開いてＮ２ガス供給ライン３９からＮ２ガスを供給することで、基板Ｗの処理中に、基板洗浄液や薬液等の基板処理液が回転軸２２内に入り込むのを防いでいる。
【００４８】
以下、基板保持機構１４の構成について詳細に説明する。図２Ａ及び図２Ｂは基板保持機構１４の１つを示す部分拡大図で、図２Ａは基板保持機構１４の平面図であり、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ部分概略断面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように基板保持機構１４は、本体部２５上部の回転軸２２側に形成された水平面２５ａ及び、基板Ｗを載置する水平面２５ａ上に設置された凸部２５ｃを有する本体部２５を備えている。また、本体部２５には、互いに所定の間隔をおいて対面する一対の側板部２５ｂ，２５ｂが形成され、これら側板部２５ｂ，２５ｂの間に支軸２９が水平に掛け渡され、この支軸２９が爪部２７に挿通されており、爪部２７は支軸２９を中心として回動自在に取り付けられている。
【００４９】
爪部２７の支軸２９が挿通された位置は、爪部２７の支軸２９よりも下側に位置する下部２７ａの質量が、爪部２７の支軸２９よりも上側に位置する上部２７ｂの質量よりも大きくなる位置となっている。基板保持回転機構２０が回転する際、基板保持機構１４が図２Ａに示すＢ方向に回転し、この回転速度が加速していくと、爪部２７に遠心力が働き、爪部２７は支軸２９を中心として図３Ａに示す方向、即ち、爪部２７の上部２７ｂに設けられた押え部２８が基板Ｗの上面に当接する方向に回動する。そして、図３Ｂに示すように、凸部２５ｃに載置された基板Ｗを、押え部２８が凸部２５ｃの上側から挟み込んでこれを保持する。
【００５０】
押え部２８が基板Ｗを押え込む力、即ち基板保持機構１４が基板Ｗを保持する保持力は、基板保持回転機構２０の回転速度によって決まり、基板保持回転機構２０の回転速度が大きくなるほど基板保持機構１４の保持力が大きくなる。従って、基板保持回転機構２０の回転速度を加速するに従って、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分に生じる静止摩擦力又は最大摩擦力又は動摩擦力等の摩擦力が増加することとなる。
【００５１】
次に、基板保持機構１４で保持された基板Ｗを保持する保持位置を移動させる方法について説明する。まず、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基板保持機構１４の凸部２５ｃに基板Ｗを載置し、その状態で基板保持機構１４を回転させる。基板保持機構１４の回転速度を上げていくと、爪部２７は次第に図３Ａの矢印Ｃに示した方向に回動し始め、図３Ｂに示すように、押え部２８が基板Ｗを基板Ｗの上側から押え込むことで、押え部２８と凸部２５ｃとで基板Ｗが保持される。このとき基板保持機構１４で保持された基板Ｗは、基板保持機構１４と一体となって回転する。更に基板保持機構１４の回転速度を上げていくと、基板保持機構１４が基板Ｗを保持する保持力が増加する。ここで、所望の保持力になるまで基板保持機構１４の回転速度を上げた後、基板保持機構１４の回転速度（これを、以下「初期回転速度」という）を一定に保つ。
【００５２】
初期回転速度からの基板保持機構１４の回転速度の変化の例を図４Ａから図４Ｃ、図５Ａ及び図５Ｂに示す。まず、図４Ａに示すように、初期回転速度Ｎ０（図４Ａの場合、３５０ｒｐｍ）で回転する基板保持機構１４の回転速度を、基板Ｗに生じる慣性力が、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分に生じる静止摩擦力（最大摩擦力）よりも大きな値となるような加速度α１（図４Ａでは１０００ｒｐｍ／ｓ）で加速させて、基板保持機構１４の回転速度Ｎ１（図４Ａでは４００ｒｐｍ）に加速することで、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分にすべりを生じさせて、押え部２８が基板Ｗを保持している保持位置を移動させる。このとき、基板保持機構１４に対する基板Ｗの相対回転速度が変化し、基板Ｗは、基板保持機構１４に対して相対的に移動を始める。その後、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分に生じる動摩擦力によって、次第に基板Ｗの基板保持機構１４に対する相対回転速度が減速してゆき、所定時間経過後には、再び基板Ｗの回転速度と基板保持機構１４の回転速度は同じ回転速度Ｎ１になり、基板Ｗは当初の保持位置と異なる位置で保持された状態で、基板保持機構１４と一体に回転する。
【００５３】
また、一方で図５Ａに示すように、初期回転速度ｎ０（図５Ａの場合４００ｒｐｍ）で回転する基板保持機構１４の回転速度を、基板Ｗに生じる慣性力が、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分に生じる静止摩擦力（最大摩擦力）よりも大きな値となるような加速度β１（図５Ａでは−１０００ｒｐｍ／ｓ）で減速させて、回転速度ｎ１（図５Ａでは３５０ｒｐｍ）にすることで、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分にすべりが生じて、押え部２８が基板Ｗを保持している保持位置が、前記した加速度α１で回転速度を加速させた場合とは逆の方向に移動する。この場合も、基板保持機構１４に対して相対的に移動を始めた基板Ｗは、その後、押え部２８及び凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分に生じる動摩擦力によって、次第に基板保持機構１４に対する相対速度が減速していく。所定時間経過後には、基板Ｗと基板保持機構１４の回転速度は同じ回転速度ｎ１になり、基板Ｗは当初の保持位置と異なる位置で保持された状態で、基板保持機構１４と一体に回転する。
【００５４】
また、基板保持機構１４の回転速度を変化させた後、基板Ｗの回転速度が基板保持機構１４と同じ回転速度に達するのに時間がかかる場合は、基板保持機構１４の回転速度は次のように制御してもよい。図４Ｂ、図５Ｂに示すように、加速度α１及び加速度β１で基板保持機構１４の回転速度を回転速度Ｎ１又は回転速度ｎ１に加速又は減速させる。回転速度Ｎ１又は回転速度ｎ１を一定に保って所定の時間（保持時間Ｔ１とする）回転させた後、再び基板保持機構１４の回転速度を加速度α２（図４Ｂの場合−１００ｒｐｍ／ｓ）又は加速度β２（図５Ｂの場合１００ｒｐｍ／ｓ）で減速又は加速させて、初期回転速度Ｎ０又はｎ０に等しい回転速度Ｎ２又はｎ２にする。このように、一度、加速又は減速させた基板保持機構１４の回転速度を、その後、減速又は加速させて初期回転速度に一致させ、あるいは近づけることで、より早く基板Ｗの回転速度を基板保持機構１４と同じ回転速度にすることができる。
【００５５】
また、特に基板保持機構１４の回転速度を加速させた際には、基板Ｗに押え部２８と凸部２５ｃとの当接部分に生じる摩擦力（動摩擦力）がかかっても、基板Ｗの相対回転速度が減速していく場合もある。このときには、図４Ｃに示すように、基板保持機構１４の回転速度を初期回転速度Ｎ０から加速度α１で加速させた後、すぐに加速度α２で減速させて、初期回転速度Ｎ０以下の回転速度Ｎ１で一定に保つことで、速やかに基板Ｗの回転速度を基板保持機構１４の回転速度と同じ回転速度にすることができる。
【００５６】
また、基板Ｗの回転速度と基板保持機構１４の回転速度とが異なることで、基板保持機構１４による保持位置がずれているときに、基板保持機構１４の凸部２５ｃや押え部２８と基板Ｗとの接触部分に基板処理液が入り込むと、押え部２８や凸部２５ｃと基板Ｗとの当接部分に生じる摩擦力が小さくなってしまう場合がある。そこで、速やかに基板Ｗを基板保持機構１４と同じ回転速度にするためには、所定のタイミングにおいて、ノズル１５，１６，１１，１２等からの基板処理液の供給を停止すればよい。例えば、基板保持機構１４の回転速度を加速させると同時に、ノズル１５から基板Ｗの裏面への基板処理液の供給を停止すれば、基板保持機構１４の回転速度に対する基板Ｗの回転速度が変化するときに凸部２５ｃや押え部２８と基板Ｗとの接触部分に基板処理液が入り込まないので、この接触部分における摩擦力を大きくすることができる。その結果、基板保持機構１４の回転速度と基板Ｗの回転速度を速やかに同じ回転速度にすることができる。基板処理液の供給の停止は、必ずしも基板保持機構１４の回転速度を加速させるのと同時でなくともよい。基板保持機構１４の回転速度を加速させた後、それ以降においてノズル１５から基板Ｗの裏面への基板処理液の供給を停止してもよい。
【００５７】
なお、基板保持機構１４の回転速度に対する基板Ｗの相対回転速度を変化させる方法は上記に限られるのではなく、例えば、基板保持回転機構２０の初期回転速度が低い場合は、押え部２８が基板Ｗに当接せずに、基板Ｗが押え部２８で保持されていない状態で回転するが、この場合には、基板Ｗの裏面に、ノズル１５から基板処理液を供給することで、供給された処理液が基板Ｗに対する抵抗となり、基板保持機構１４の回転速度に対する基板Ｗの相対回転速度を変化させることができる。また、ノズル１５から基板Ｗの裏面に供給する基板処理液の流量及び流速を大きくして、基板Ｗを持ち上げて、凸部２５ｃと基板Ｗの間に隙間を作ることで、基板保持機構１４の回転速度に対する基板Ｗの相対回転速度を低くすることもできる。
【００５８】
以上のような、初期回転速度Ｎ０又はｎ０、初期回転速度Ｎ０又はｎ０から加速度α１又はβ１で変化させた後の回転速度Ｎ１又はｎ１、回転速度Ｎ１又はｎ１の保持時間である保持時間Ｔ１や、回転速度Ｎ１又はｎ１から加速度α２又はβ２で変化させた後の回転速度Ｎ２又はｎ２、回転速度Ｎ２又はｎ２の保持時間である保持時間Ｔ２等の条件により定まる基板保持機構１４の回転動作や、基板処理液の供給を停止させるタイミングや、基板Ｗに形成される膜種や、基板Ｗの処理条件等に応じて、基板保持機構１４で基板Ｗを保持する保持位置が移動する移動量についてのデータベースを構築すれば、このデータベースを用いることで、所望の移動量を得るために必要な回転動作を割り出すことができ、その条件で基板保持機構１４を回転させて基板Ｗを処理することができる。
【００５９】
また、図１に示すように、基板処理装置１はノッチ／オリエンテーションフラットセンサー２１を備えてもよい。ノッチ／オリエンテーションフラットセンサー２１は、基板Ｗの処理中に、基板Ｗのノッチ／オリエンテーションフラット位置の移動有無、及びその移動量を計測することもできる。また、基板処理の工程中に、基板保持位置の所望の移動量が得られなかった場合には、予め設定された回数だけ上記した基板保持機構１４の回転速度を変化させる動作を繰り返し、その後、所望の移動量が得られたかどうかの判定をする作業を繰り返すこともできる。更に、警報機（図示せず）を設けて、上記判定の結果所望の移動量が得られなかった場合には、警報を発するように構成することもできる。
【００６０】
上述したように、基板保持機構１４の回転速度に対する基板Ｗの相対的な回転速度を変化させることで、基板保持機構１４が基板Ｗを保持する保持位置を移動させ、またその保持位置の移動量を所望の移動量に設定することができる。
【００６１】
次に、上述した基板処理装置１を用いた基板処理の工程例を説明する。この例では、基板Ｗの洗浄とベベル部分（エッジ部及びその近傍）のエッチングを行う場合について、図６に示すフローチャートと、図１、図６乃至図９とを用いて説明する。
【００６２】
まず、基板処理装置１の飛散防止カップ１３を、図７に示す位置まで下降させて、その状態で、ロボットハンド（図示せず）等で基板Ｗを搬送して基板保持機構１４の中央部に落とし込む。これにより基板Ｗを凸部２５ｃ上に載置する（ＳＴＥＰ１）。
【００６３】
飛散防止カップ１３を上昇させて、図１に示す位置に移動する（ＳＴＥＰ２）。
【００６４】
基板保持回転機構２０を回転させて、基板保持機構１４及びその上に載置された基板Ｗを初期速度３５０ｒｐｍで回転させる。このとき、初期速度に達するまでの基板保持回転機構２０の加速度を、４００ｒｐｍ／ｓに設定する。この加速度では、基板Ｗの自重により基板Ｗと凸部２５ｃとの間に生じる静止摩擦力（最大摩擦力）の方が、基板Ｗに生じる慣性力よりも大きいので、基板保持機構１４による基板Ｗの保持部分が基板保持機構１４からすべることはなく、基板Ｗの回転速度は基板保持機構１４の回転速度に対して相対的に変化しない。そして、基板Ｗが回転速度３５０ｒｐｍで回転している状態で、ノズル１２から基板Ｗの表面に薬液として硫酸を供給し、また、ノズル１５から基板Ｗの裏面に薬液として硫酸と過酸化水素水の混合液を供給して、基板処理を行う（ＳＴＥＰ３）。
【００６５】
同じく基板Ｗが回転速度３５０ｒｐｍで回転している状態で、アーム部２３を上方に移動し、エッジノズル１９を飛散防止カップ１３よりも高い位置に移動させた後、アーム部２３の軸を回転させて基板Ｗの上部にエッジノズル１９を移動させる。更に、エッジノズル１９を基板Ｗの上面から２ｃｍ程度の高さに移動させ、図８に示す状態にする。この位置で、エッジノズル１９から薬液として過酸化水素水を基板Ｗの外周部に供給する。詳細にはその供給位置は、基板Ｗの端部（外周端部）から内側に３ｍｍ以内の位置とし、これにより、基板Ｗの端部より内側３ｍｍまでの部分を、ノズル１２から供給される硫酸と、エッジノズル１９から供給される過酸化水素水との混合液で処理することで、この部分に形成されたＣｕ膜をエッチングする（ＳＴＥＰ４）。なお、この状態では、基板Ｗの、基板保持機構１４で保持された保持部分には処理液が供給されないため、この保持部分のエッチング処理は行われない。
【００６６】
ノズル１２で供給する硫酸と、エッジノズル１９で供給する過酸化水素水との混合液を所定の時間供給した後、基板保持機構１４による基板Ｗの保持位置を移動させるため、これら薬液を供給し続けた状態で、基板保持機構１４の回転速度を４００ｒｐｍに上げる。このとき、基板保持機構１４の回転速度の加速度は１０００ｒｐｍ／ｓとする。この動作によって基板保持機構１４が基板Ｗを保持する保持部分にすべりが生じて、当初に基板保持機構１４で基板Ｗを保持していた保持位置が移動するので、基板処理液は基板Ｗの全表面及び全側面に供給されることとなる。なお、基板Ｗの回転速度は、所定時間経過後に基板保持機構１４の回転速度と同じ回転速度である４００ｒｐｍまで上昇し、再び基板Ｗは基板保持機構１４と一体に回転する（ＳＴＥＰ５）。
【００６７】
更に基板Ｗに所定の時間薬液を供給した後、ノズル１２からの薬液の供給を停止し、ノズル１１から洗浄液であるＤＩＷを基板Ｗに供給すると共に、ノズル１５から、硫酸と過酸化水素水の混合液に代えて、洗浄液であるＤＩＷを供給する。また、アーム部２３を上下動及び揺動させることにより、エッジノズル１９を飛散防止カップ１３の外部まで移動させ、図１に示す位置に待避させる（ＳＴＥＰ６）。
【００６８】
そして、飛散防止カップ１３を下降させて、図９に示す位置に移動させる（ＳＴＥＰ７）。このとき、基板Ｗや基板保持機構１４に付着した基板処理液が、飛散防止カップ１３に飛んでその内壁部で跳ねが生じることを少なくするために、基板保持回転機構２０の回転速度は１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍ程度とすることが望ましい。
【００６９】
飛散防止カップ１３の移動が完了した後、ノズル１８からＤＩＷを供給し、基板保持機構１４の外側面、及びベース部１７の外側面を洗浄する。また、ノズル１６からＤＩＷを供給し、ベース部１７の上面、及び基板保持機構１４の回転軸２２側の面（内側面）を洗浄する。また、ノズル１５に接続された薬液ライン３１からのＤＩＷの供給を停止し、薬液ライン３２からＤＩＷの供給を行う。薬液ライン３２からＤＩＷを供給する流量及び流速は、ＤＩＷが基板Ｗの裏面に到達しない程度の流量、流速とし、これによりノズル１５、ノズル１６自体をＤＩＷで洗浄する（ＳＴＥＰ８）。
【００７０】
上記の洗浄処理を所定時間行った後、飛散防止カップ１３を再び図１に示す位置まで上昇させる（ＳＴＥＰ９）。
【００７１】
そして、ノズル１１，１５，１６，１８からのＤＩＷの供給を停止し、基板保持回転機構２０の回転速度を２０００ｒｐｍに上げて基板Ｗのスピン乾燥を行う。このとき、回転速度が２０００ｒｐｍに達するまでの基板保持機構１４の回転速度の加速度を４００ｒｐｍ／ｓとし、この加速度では基板保持機構１４による基板Ｗの保持部分に基板保持機構１４からのすべりが生じないので、基板Ｗの回転速度は、基板保持機構１４の回転速度に対して相対的に変化することはない。また、ＳＴＥＰ８で供給したＤＩＷにより、飛散防止カップ１３の内壁や、基板保持回転機構２０はすでに洗浄されているため、基板Ｗは、薬液の影響のない状態でスピン乾燥される（ＳＴＥＰ１０）。
【００７２】
所定の時間スピン乾燥を行った後、基板保持回転機構２０の回転を止めて基板Ｗの回転を停止させ、基板Ｗの処理を終了する。このとき、基板保持回転機構２０を停止させるまでの基板保持回転機構２０の加速度は−４００ｒｐｍ／ｓとし、この加速度では基板保持機構１４による基板Ｗの保持部分に基板保持機構１４からのすべりが生じないので、基板Ｗの回転速度は、基板保持機構１４の回転速度に対して相対的に変化することはない。基板Ｗの回転が停止したら、飛散防止カップ１３を図７に示す位置まで下降させ、ロボットハンドで基板Ｗを取り出す（ＳＴＥＰ１１）。
【００７３】
上記一連の工程により、基板Ｗ上面の外周端部から内側３ｍｍまでの部分と、基板Ｗの側面とに形成されたＣｕ膜のエッチングと、基板Ｗの裏面の洗浄とを行うことができる。また、基板Ｗの表面に供給した硫酸により、基板Ｗの表面に形成されたＣｕ膜の表面に薄く存在するＣｕ酸化膜を除去することができる。なお、このＣｕ酸化膜の除去が不要な場合は、ＳＴＥＰ３で、ノズル１２から硫酸を供給する工程に代えて、ノズル１１からＤＩＷを供給し、ＳＴＥＰ４で、エッジノズル１９から過酸化水素水を供給する代わりに硫酸と過酸化水素水の混合液を供給してもよい。
【００７４】
なお、上記した基板Ｗの外周部に形成された除去される不必要な膜はＣｕ膜に限定されない。例えば本発明では、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｗ−ＰやＣｏ−Ｗ−Ｂ等のＣｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ及びＭｏのうちのいずれか１つを含む膜、又はこれらのうちのいずれか１つを含む膜を複数積層した膜であってもよい。
【００７５】
次に、基板処理装置１を用いた基板処理の他の工程を説明する。ここでは、基板Ｗの洗浄とベベル部分（エッジ部及びその近傍）のエッチングを行う場合について、図１０に示すフローチャートと、図１、図７乃至図９とを用いて説明する。
【００７６】
まず、基板処理装置１の飛散防止カップ１３を図７に示す位置まで下降させて、その状態で、ロボットハンド（図示せず）等で基板Ｗを搬送して基板保持機構１４の中央部に落とし込む。これにより基板Ｗを基板保持機構１４の凸部２５ｃ上に載置する（ＳＴＥＰ１）。
【００７７】
飛散防止カップ１３を上昇させて、図１に示す位置に移動する（ＳＴＥＰ２）。
【００７８】
基板保持回転機構２０を回転させて、基板保持機構１４及びその上に載置された基板Ｗを初期速度３５０ｒｐｍで回転させる。このとき、初期速度に達するまでの基板保持回転機構２０の加速度を、４００ｒｐｍ／ｓに設定する。この加速度では、基板Ｗの自重により基板Ｗと凸部２５ｃとの間に生じる静止摩擦力（最大摩擦力）の方が、基板Ｗに生じる慣性力よりも大きいので、基板保持機構１４による基板Ｗの保持部分が基板保持機構１４からすべることがなく、基板Ｗの回転速度は、基板保持機構１４の回転速度に対して相対的に変化することはない。そして、基板Ｗが回転速度３５０ｒｐｍで回転している状態で、ノズル１２から基板Ｗの表面に薬液として硫酸を供給し、また、ノズル１５から基板Ｗの裏面に薬液として硫酸と過酸化水素水の混合液を供給して基板処理を行う（ＳＴＥＰ３）。
【００７９】
基板Ｗが回転速度３５０ｒｐｍで回転している状態で、アーム部２３を上方に移動し、エッジノズル１９を飛散防止カップ１３よりも高い位置に移動させた後、アーム部２３の軸を回転させて基板Ｗの上部にエッジノズル１９を移動させる。更に、エッジノズル１９を基板Ｗの上面から２ｃｍ程度の高さに移動させ、図８に示す状態にする。この位置で、エッジノズル１９から薬液として過酸化水素水を基板Ｗの外周部に供給する。その供給位置は、詳細には、基板Ｗの端部（外周端部）から内側に３ｍｍ以内の位置とし、これにより、基板Ｗの端部より内側３ｍｍまでの部分を、ノズル１２から供給される硫酸と、エッジノズル１９から供給される過酸化水素水との混合液で処理することで、この部分に形成されたＣｕ膜をエッチングする（ＳＴＥＰ４）。なおこの状態では、基板Ｗの、基板保持機構１４で保持された保持部分には処理液が供給されないため、この保持部分のエッチング処理は行われない。
【００８０】
ノズル１２で供給する硫酸と、エッジノズル１９で供給する過酸化水素水との混合液を所定の時間供給した後、基板保持機構１４による基板Ｗの保持位置を移動させるため、これら薬液を供給し続けた状態で、基板保持機構１４の回転速度を４００ｒｐｍに上げる。このとき、基板保持機構１４の回転速度の加速度は１０００ｒｐｍ／ｓとする。この動作によって基板保持機構１４が基板Ｗを保持する保持部分にすべりが生じて、当初に基板保持機構１４で基板Ｗを保持していた保持位置が移動するので、基板処理液は基板Ｗの全表裏面及び全側面に供給されることとなる。なお、基板Ｗの回転速度は、所定時間経過後に基板保持機構１４の回転速度と同じ回転速度である４００ｒｐｍまで上昇し、再び基板Ｗは基板保持機構１４と一体に回転する（ＳＴＥＰ５）。
【００８１】
基板Ｗに所定の時間薬液を供給した後、ノズル１１から洗浄液であるＤＩＷの供給を開始し、その後、ノズル１２からの薬液の供給を停止する。ここでは、基板Ｗの表面が露出した状態になることを防止するため、ノズル１１から洗浄液であるＤＩＷの供給を開始した後で、ノズル１２からの薬液の供給を停止することが望ましい。一方、ノズル１５から、硫酸と過酸化水素水の混合液に代えて、洗浄液であるＤＩＷを供給する。また、アーム部２３を上下動及び揺動させることにより、エッジノズル１９を飛散防止カップ１３の外部まで移動させ、図１に示す位置に待避させる（ＳＴＥＰ６）。
【００８２】
基板Ｗの表面及び裏面にノズル１１及び１５から所定の時間ＤＩＷを供給し、基板Ｗの表裏面に付着した薬液をそれぞれ洗浄する。また、ノズル１６からＤＩＷを供給し、ベース部１７の上面、及び基板保持機構１４の回転軸２２側の面（内側面）を洗浄する。更に、ノズル１５に接続された薬液ライン３１からのＤＩＷの供給を停止し、薬液ライン３２からＤＩＷの供給を行う。この薬液ライン３２からＤＩＷを供給する流量及び流速は、ＤＩＷが基板Ｗの裏面に到達しない程度の流量、流速とし、これによりノズル１５及び１６自体をＤＩＷで洗浄する（ＳＴＥＰ７）。
【００８３】
基板Ｗの表面及び裏面にＤＩＷを供給している状態で、基板保持回転機構２０の回転速度を２０００ｒｐｍに上げる（ＳＴＥＰ８−１）。これにより基板保持機構１４に付着した薬液を振り飛ばして除去することができる。このとき、基板Ｗの表面及び裏面にはそれぞれノズル１１及びノズル１５からＤＩＷが供給されていることで、該基板Ｗの表裏面はＤＩＷによって覆われており、基板保持機構１４から基板Ｗに振り飛ばされた薬液が基板Ｗに向かって跳ねても、これが基板Ｗの表面及び裏面に付着することを防止できる。また、基板保持機構１４から飛散した薬液が飛散防止カップ１３等に当たって跳ね返った際にこれがミスト状になって基板Ｗの表面や裏面に悪影響を及ぼすことを防止できる。なおここでは、基板保持回転機構２０の回転速度は、後述するスピン乾燥工程における基板保持回転機構２０の回転速度と等しい回転速度である２０００ｒｐｍとした。このように、洗浄工程において、任意の時間スピン乾燥工程と同程度の高い回転速度で基板保持回転機構２０を回転させることによって、基板保持機構１４に付着した薬液を確実に振り飛ばして除去することができる。
【００８４】
基板Ｗの表面及び裏面にＤＩＷを供給している状態で、基板保持回転機構２０の回転速度を５０ｒｐｍに落とす（ＳＴＥＰ８−２）。この回転速度では、基板Ｗに供給されたＤＩＷが基板保持機構１４を伝って流れるため、基板保持機構１４に付着した薬液をＤＩＷによって洗浄して落とすことができる。
【００８５】
ＳＴＥＰ８−１とＳＴＥＰ８−２の工程は、いずれか片方のみを行ってもよいし両方を行っても良い。ＳＴＥＰ８−１とＳＴＥＰ８−２の工程の両方を行う場合はその順序は上記に限定されず、ＳＴＥＰ８−２の工程をＳＴＥＰ８−１の工程より先に行ってもよい。
【００８６】
次に、基板保持回転機構２０の回転速度を１００ｒｐｍと加速し、その後飛散防止カップ１３を図９に示す位置に移動させる（ＳＴＥＰ９）。このとき、基板Ｗや基板保持機構１４に付着した基板処理液が、飛散防止カップ１３に飛んでその内壁部で跳ねが生じることを少なくするために、基板保持回転機構２０の回転速度は１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍ程度とすることが望ましい。飛散防止カップ１３が図９に示す位置にあると、飛散防止カップ１３の内壁上部で、基板Ｗや基板保持機構１４から飛んだＤＩＷを飛散防止カップ１３が受け止める。このとき、適切な基板Ｗの回転速度やＤＩＷの流量を設定することで、飛散防止カップ１３の上部内壁で受け止められたＤＩＷが飛散防止カップ１３の内壁の下方に流れて行き、飛散防止カップ１３の内壁を洗浄することができる。
【００８７】
所定の時間ＤＩＷによる洗浄を行った後、飛散防止カップ１３を図１に示す位置に移動させる（ＳＴＥＰ１０）。
【００８８】
そして、ノズル１１，１５，１６からのＤＩＷの供給を停止し、基板保持回転機構２０の回転速度を２０００ｒｐｍに上げてスピン乾燥を行う（ＳＴＥＰ１１）。このとき、ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ９で供給したＤＩＷにより、飛散防止カップ１３の内壁や基板保持回転機構２０はすでに洗浄されているため、基板Ｗは、薬液の影響のない状態でスピン乾燥される。
【００８９】
所定の時間スピン乾燥を行った後、基板保持回転機構２０の回転を止めて基板Ｗの回転を停止させ、基板Ｗの処理を終了する。基板Ｗの回転が停止したら、飛散防止カップ１３を図７に示す位置まで下降させ、ロボットハンドで基板Ｗを取り出す（ＳＴＥＰ１２）。
【００９０】
上記一連の工程により、基板Ｗ上面の外周端部から内側３ｍｍまでの部分と、基板Ｗの側面とに形成されたＣｕ膜のエッチングと、基板Ｗの裏面の洗浄とを行うことができる。また、基板Ｗの表面に供給した硫酸により、Ｃｕ膜の表面に薄く存在するＣｕ酸化膜を除去することができる。なお、このＣｕ酸化膜の除去が不要な場合は、ＳＴＥＰ３で、ノズル１２から硫酸を供給する工程に代えて、ノズル１１からＤＩＷを供給し、ＳＴＥＰ４で、エッジノズル１９から過酸化水素水を供給する代わりに硫酸と過酸化水素水の混合液を供給してもよい。
【００９１】
なお、基板Ｗの外周部に形成された除去される不必要な膜はＣｕ膜に限定されない。例えば本発明では、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｗ−ＰやＣｏ−Ｗ−Ｂ等のＣｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ及びＭｏのうちのいずれか１つを含む膜、又はこれらのうちのいずれか１つを含む膜を複数積層した膜であってもよい。
【００９２】
上記した工程によれば、ＳＴＥＰ８−１の洗浄工程において、基板Ｗの表面及び裏面にＤＩＷを供給してこれを覆いながら基板保持機構１４を高速で回転させるので、基板保持機構１４に付着した薬液を確実に振り落とすことができ、且つ基板Ｗの表裏面が薬液で汚染されることを防止できる。これにより、ＳＴＥＰ１１のスピン乾燥の工程では、基板保持機構１４に付着した薬液は既に落とされているため、基板Ｗが薬液で汚染されるおそれがなくなる。よって、基板Ｗの洗浄工程と乾燥工程とを同一の装置で行うことが可能となり、基板処理装置のフットプリントの増加を防止できると共に、基板処理装置のスループットを増加させることができる。なお、上記した洗浄液としては、純水、脱気水、ガス溶存水等を用いるとよい。
【００９３】
図１１は本発明の第２の実施形態における基板処理装置１０１の側面図、図１２は図１１に示す基板処理装置１０１の基板保持機構（基板保持チャック）１１４とベース部（チャック保持ベース）１１７を示す平面図である。基板処理装置１０１には、円板状のベース部１１７、ベース部１１７の外周近傍（ベース部１１７の外周から所定寸法内側）に半導体ウエハ等の基板Ｗを保持する基板保持機構１１４を３個以上（図１２では４個）、及びベース部１１７の中央部に設置された回転軸１２２が配置されている。ベース部１１７は、駆動機構（図示せず）により回転軸１２２を中心に基板Ｗを基板保持機構１１４によって保持した状態で回転できるようになっている。ベース部１１７は、基板Ｗよりやや大きく該基板Ｗの下面全面を被うようになっている。これにより、高速回転により基板Ｗの乾燥を行う際、基板Ｗから振り切られた液がベース部１１７に跳ね返り基板Ｗの下面に付着するのを抑制できるようになっている。
【００９４】
基板処理装置１０１は、バルブＶ１が設置され薬液ラインＬ１に接続された薬液供給ノズル１１２と、バルブＶ２が設置され純水ラインＬ２に接続された洗浄液供給ノズル１１１を備えている。バルブＶ１を開いて薬液供給ノズル１１２に薬液１５１を供給することにより、基板Ｗの上面に薬液供給ノズル１１２から薬液１５１が供給されるようになっており、バルブＶ２を開いて洗浄液供給ノズル１１１に純水（ＤＩＷ）１５２を供給することにより、基板Ｗの上面に純水１５２が供給されるようになっている。
【００９５】
基板処理装置１０１はまた、回転軸１２２を貫通するノズル構造体１０５を備え、該ノズル構造体１０５は基板Ｗの下方に位置するベース部１１７の中央部に配置されている。ノズル構造体１０５は、ノズル１１５，１１６，１７０を具備する。ノズル１１５にはバルブＶ３が設置された薬液ラインＬ３、バルブＶ５が設置された純水ラインＬ５、及びバルブＶ４が設置された排水ラインＬ４に接続されている。それぞれ薬液１５３、純水１５４が薬液ラインＬ３及び純水ラインＬ５を介してノズル１１５に供給できるようになっている。ノズル１１６はバルブＶ６が設置された純水ラインＬ６、及びバルブＶ７が設置された排水ラインＬ７に接続されている。純水１５６は純水ラインＬ６を介してノズル１１６に供給されるようになっている。排水ラインＬ７は排水配管１５４に接続されている。ノズル１７０はバルブＶ８が設置されたガスラインＬ８に接続されている。Ｎ２ガス１５８はガスラインＬ８を介してノズル１７０に供給されるようになっている。回転軸１２２とノズル構造体１０５の間の間隙１６１はバルブＶ９が設置されたパージガス供給ラインＬ９に接続されている。Ｎ２ガス１５９はパージガス供給ラインＬ９を介してパージガスとして間隙１６１に供給されるようになっている。
【００９６】
また、基板保持機構１１４とベース部１１７を囲むように配置された飛散防止カップ１１３が配置され、該飛散防止カップ１１３の上端部にはノズル１１８が取り付けられている。該ノズル１１８は、バルブＶ１０が設置された純水ラインＬ１０に接続されている。該ノズル１１８には純水ラインＬ１０を介して純水１６０が供給されるようになっている。
【００９７】
ノズル１１５にはバルブＶ３及びＶ５により薬液１５３及び純水１５４を切り替えて供給することにより、該ノズル１１５から薬液１５３及び純水１５４を基板Ｗの下面に切り替えて供給できるようになっている。液体（主に純水１５４）は基板Ｗに到達しない流量でノズル１１５から供給される。また、なお、液が基板Ｗに到達しない流量とは、該液がノズル１１５から基板Ｗに直接吹き付けることなく、あるいはノズル１１５から溢れ出される程度の単位時間当りの流量を言う。これにより、液がノズル構造体１０５の上面に伝わって流れることができるようになり、ノズル構造体１０５（ノズル１１５及びその近傍）を洗浄することができる。更に、ノズル１１５はバルブＶ４を介して排水配管１５５とも接続されており、バルブＶ３及びＶ５を閉じ、バルブＶ４のみを開くことで、ノズル１１５及び該ノズル１１５に接続されたライン内に残留する液を排水配管１５５へ排出できる。
【００９８】
本実施形態では、ノズル１１５に接続されたライン（薬液ラインＬ３、純水ラインＬ５、排水ラインＬ４）内とノズル構造体１０５を洗浄することを特徴としている。そのためまずバルブＶ３を開いて薬液ラインＬ３を通して薬液１５３をノズル１１５に供給し、該ノズル１１５から薬液１５３を基板Ｗに供給し、次にノズル１１５に接続されたライン内の液を抜くためバルブＶ３を閉じ、バルブＶ４を開とする。これによりノズル１１５に接続されたライン内の薬液１５３は速やかに排水配管１５５に排出できる。次にバルブＶ４を開いたままバルブＶ５を開く。これにより、純水ラインＬ５と薬液ラインＬ３の分岐点Ｐから排水ラインＬ４へと純水１５４が流すことができ、ライン内を洗浄することができる。更にバルブＶ５を開いたままバルブＶ４を閉じることで、純水ラインＬ５と薬液ラインＬ３の分岐点Ｐからノズル１１５へ純水１５４を流すことができ、該ライン内を洗浄することができる。
【００９９】
ここで、ノズル１１５から出る純水１５４を基板Ｗの下面に到達しない流量で供給することで、ノズル１１５，１１６，１７０を具備するノズル構造体１０５を洗浄することができる。先に純水ラインＬ５と薬液ラインＬ３の分岐点Ｐを洗浄しておくことが重要であり、分岐点Ｐの洗浄を行わない場合、ノズル１１５からは僅かな薬液１５３を含む純水１５４が供給され続けることになる。
【０１００】
また、基板Ｗをスピン乾燥させる前に、ノズル１１５につながるバルブＶ４のみを開いておくことで、ノズル１１５及びそれに接続されるライン内の液を排水配管１５５を通して排出できる。スピン乾燥などの高速回転時に基板Ｗとベース部１１７の間が負圧になって、ノズル１１５及びそれに接続されているライン内の液が飛出すことなく、良好に基板Ｗを乾燥することができる。逆に、ノズル１１５，１１６，１７０を有するノズル構造体１０５に薬液が残留しているとスピン乾燥時に基板Ｗとベース部１１７の間が負圧になり、薬液が飛散し基板に付着する問題が発生することがある。
【０１０１】
ノズル１１６からは液をスプレー状に供給することができ、バルブＶ７を閉じ、バルブＶ６を開くことにより、純水ラインＬ６を通してノズル１１６に純水１５６を供給する。従って、純水１５６を該ノズル１１６から基板Ｗの下面、ベース部１１７上面及び基板保持機構１１４内壁面に供給してこれらの面を洗浄することができる。ノズル構造体１０５の洗浄とノズル１１６によるベース部１１７及び基板保持機構１１４内壁面の洗浄により基板Ｗの下面を被う部材の全てを洗浄することができる。更にスピン乾燥前にバルブＶ７のみを開くことでノズル１１６に接続されたラインの液を排水ラインＬ７を通して排水配管１５７へ排水することができる。これにより、先にノズル１１５で述べたように、スピン乾燥などの処理中に基板Ｗとベース部１１７の間が負圧になっても、ノズル１１５、及びノズル１１６に接続されたライン内の液がノズル１１５から飛出すことがなく良好に基板を乾燥することができる。
【０１０２】
ノズル１７０からはガスラインＬ８及びバルブＶ８を通してＮ２ガス１５８を供給することができ、これにより基板Ｗとベース部１１７の間の空間を高圧で好ましくは（スピン乾燥時にも）外部より高い圧力に保つようにＮ２ガス１５８で満たすことができる。これにより基板Ｗの下面とベース部１１７との間に薬液やミストが入り込むことを抑制することができる。また、このＮ２ガスにより基板Ｗの下面中央部にある液を吹き飛ばすことができ、それはスピン乾燥時液を振りきりにくい基板Ｗ下面中央の乾燥補助の効果を持つ。Ｎ２ガスは主に基板乾燥時に供給することで薬液やミストが入り込むことを抑制したり、基板の乾燥の補助の効果が得られるが、Ｎ２ガスを供給するノズル１７０を含む部材を洗浄液で洗う際、液がノズル１７０に入り込む可能性がある。そのため、ノズル１１５，１１６，１７０を具備するノズル構造体１０５を洗浄する際、又はノズル１１５により基板Ｗの裏面の薬液処理中やノズル１１６により、基板Ｗの下面を被う部材の全てを純水で洗浄する際等、ノズル１７０に液が入り込まない程度のＮ２ガス流量を供給することで、乾燥時にノズル１７０から入り込んだ液が吹き出して乾燥行程に悪影響を与えることを防ぐ。
【０１０３】
基板Ｗの洗浄液としては、一般的に純水（ＤＩＷ）又はガス溶存水が使用されるが、洗浄の目的に応じて薬液の使用もあり得る。基板Ｗの下面に供給するガスとしては、Ｎ２ガスや、乾燥空気などが挙げられるが、これに限定するものではなく、例えば各種不活性ガスでもよい。
【０１０４】
図１１において、飛散防止カップ１１３は基板Ｗを処理する薬液が飛散することを防止する受けとなり、図１１における位置では主に飛散防止カップ１１３の傾斜部１１３ａに基板処理液である薬液や洗浄液を受ける。図１３は飛散防止カップ１１３を飛散防止カップ１１３の内壁洗浄位置に移動した場合を示す。この位置にある飛散防止カップ１１３は、洗浄液をその上部で受ける。図１３における位置で適切な基板回転速度、洗浄液流量を設定することで、飛散防止カップ１１３の上部内壁に受けた洗浄液が下方に流れて行き、飛散防止カップ１１３の内壁を洗浄することができる。ノズル１１８はバルブＶ１０及び純水ラインＬ１０を通して純水１６０を供給することで、該純水１６０をスプレー状に噴射するノズルであり、基板保持機構１１４の外壁と基板Ｗとベース部１１７の側面に純水１６０を供給してこれらの面を洗浄することができる。
【０１０５】
図１４は基板Ｗを基板処理装置１０１に受渡しする時の飛散防止カップ１１３の位置を示す。図１４において、飛散防止カップ１１３の位置ではロボット等による基板Ｗの基板処理装置１０１への出し入れが行なわれる。回転軸１２２とノズル構造体１０５の間の間隙１６１には基板Ｗの処理中常にバルブＶ９を開いてパージ用のＮ２ガスを供給しており、液やミストが回転軸１２２内に入り込まないようにしている。
【０１０６】
上記構成の基板処理装置において、処理する基板Ｗとして半導体ウエハを用いる例を下記に説明する。ベアＳｉ表面を上向きにした半導体ウエハ上で以下のステップ１〜ステップ９の処理が行われる。
【０１０７】
飛散防止カップ１１３を図１４に示す位置、即ち基板保持機構１１４が飛散防止カップ１１３の上端部より上方に所定量突出するような位置に移動する。この状態で基板処理装置１０１がロボットハンド等で搬送された基板Ｗを受け取り、基板保持機構１１４で基板Ｗの外周を保持する（ＳＴＥＰ１）。
【０１０８】
飛散防止カップ１１３を図１１に示す位置、即ち飛散防止カップ１１３の上端が基板保持機構１１４の上端より所定量上になるように、飛散防止カップ１１３を上昇させる（ＳＴＥＰ２）。
【０１０９】
ベース部１１７、基板保持機構１１４及び基板Ｗを約５００ｒｐｍで回転させる。バルブＶ１を開いて薬液ラインＬ１を通して薬液供給ノズル１１２に薬液１５１として弗化水素酸を供給し、該薬液供給ノズル１１２から基板Ｗの上面に薬液１５１を供給する。バルブＶ３を開いてノズル１１５に薬液１５３として弗化水素酸を供給し、該ノズル１１５から基板Ｗの下面に薬液１５３を供給する（ＳＴＥＰ３）。
【０１１０】
薬液供給ノズル１１２から所定時間薬液１５１として弗化水素酸を供給した後、バルブＶ１を閉じて薬液１５１の供給を停止する。基板Ｗの面を露出させないため、バルブＶ１を閉じるよりバルブＶ２を開くのを早くし、洗浄液供給ノズル１１１から純水を供給するのを薬液供給ノズル１１２からの薬液停止より早くし、純水１５２と薬液１５１が同時に基板Ｗの上面に供給されている時間を持たせるとよい。バルブＶ６を開いてノズル１１６から純水１５６を供給する。バルブＶ３を閉じてノズル１１５からの薬液１５３の供給を停止し、バルブＶ４を開いてノズル１１５に接続されているライン内の液を排水配管１５５に排出する（ＳＴＥＰ４）。
【０１１１】
所定の時間基板Ｗの上面、下面に洗浄液供給ノズル１１１から純水１５２、ノズル１１６から純水１５６をそれぞれ供給して、基板Ｗの上下面に残留する薬液を洗浄する。このとき、ノズル１１６から純水１５６を供給して、ベース部１１７の上面及び基板保機構１１４の内壁面を洗浄することも行う。上記基板Ｗの上下面に残留する薬液を洗浄している際に、バルブＶ４を閉じた後、バルブＶ５を開いてノズル１１５から純水１５４を供給する。ノズル１１５から純水１５４を供給する流量は純水１５４が基板Ｗの下面に到達しない程度の量とし、これによりノズル１１５，１１６，１７０を有するノズル構造体１０５を洗浄する。バルブＶ８を開いてノズル１７０にＮ２ガスを供給することにより、乾燥時までガスを吹き付け、ノズル１７０に純水が入り込むのを防ぐ（ＳＴＥＰ５）。
【０１１２】
ベース部１１７、基板保持機構１１４及び基板Ｗの回転速度を１００ｒｐｍに落とした後、飛散防止カップ１１３を図１３に示す位置に移動する。この移動により飛散防止カップ１１３の内壁に基板Ｗを伝わった純水を供給し、飛散防止カップ１１３の内壁は純水によって洗浄することができる。バルブＶ１０を開き、基板保持機構１１４の外壁面及びベース部１１７の側面を洗浄する（ＳＴＥＰ６）。ベース部１１７及び基板保持機構１１４の回転速度は飛散防止カップ１１３の内壁での跳ねを少なくするため、１００〜３００ｐｍ程度が好ましい。
【０１１３】
所定の時間洗浄を行った後、飛散防止カップ１１３を図１１の位置に移動する（ＳＴＥＰ７）。
【０１１４】
バルブＶ２を閉じ洗浄液供給ノズル１１１への純水１５２の供給を停止し、バルブＶ５及びバルブＶ６を閉じノズル１１５及び１１６への純水の供給を停止した後、１秒間バルブＶ４及びＶ７を開いて、ノズル１１５，１１６、及びそれに接続されたライン内の液を排水配管１５５、排水配管１５７に排出する（ＳＴＥＰ８）。これによりノズル１１５，１１６，１７０を有するノズル構造体１０５付近の液を最小限にすることができる。
【０１１５】
バルブＶ４及びＶ７を閉じた後、ベース部１１７、基板保持機構１１４及び基板Ｗの回転を加速し２０００ｒｐｍで所定の時間回転させる（ＳＴＥＰ９）。この動作により基板Ｗに付着した液は遠心力で振りきられ基板Ｗを好適に乾燥させることができる。
【０１１６】
特にＳＴＥＰ９での基板Ｗの下面の保護及びミストの進入抑制により、基板Ｗの下面を好適に処理できる。基板Ｗの下面はベース部１１７により保護されているため周囲からの液の跳ね返りを抑えることができる。基板Ｗとベース部１１７の間の空間はＮ２ガスを供給しているため、周囲からのミストの進入を抑えることができる。基板の下面に相対するベース部１１７やノズル１１５，１１６，１７０を有するノズル構造体１０５は洗浄されており、ノズル１１５及び１１６とそれに接続された両ライン内の液は排出されているため、基板Ｗの加速や減速により液が巻きあがることもない。また、ＳＴＥＰ５〜８においてノズル１７０内に処理液がたまらないようにガスを供給していたため、乾燥時に効果的にガスを供給することができる。
【０１１７】
基板保持機構１１４の内壁面及び外壁面、飛散防止カップ１１３の内壁面も洗浄されているため、たとえ薬液が飛散防止カップ１１３の内壁に跳ね散っても、薬液のミストが飛散防止カップ１１３の内壁に発生することがない。それらの効果により基板Ｗの下面にウォータマークや薬液の残留、雰囲気による影響なくベアＳｉ基板Ｗを処理することができる。
【０１１８】
図１５は、本発明にかかる基板処理装置を組み込んだＣｕめっき装置５０を示す平面図である。このＣｕめっき装置５０は、図１５に示すように、基板カセット５１１，５１２，５１３，５１４と、基板搬送ロボット５２１，５２２と、洗浄槽５３１，５３２と、めっき槽５４１，５４２，５４３，５４４と、基板置き台５５とを備えている。洗浄槽５３１，５３２はそれぞれ本発明にかかる基板処理装置を備えている。また、洗浄槽５３−１，５３−２には洗浄薬液供給装置５６が接続され、めっき槽５４１，５４２，５４３，５４４にはめっき薬液供給装置５７が接続されている。また、Ｃｕめっき装置５０は、表示部５９及び制御部５８を備え、制御部５８からの制御信号がＣｕめっき装置５０の各部に送られるようになっている。
【０１１９】
このＣｕめっき装置５０では、制御部５８から送られる制御信号に基づいて、基板搬送ロボット５２１が、基板カセット５１１〜５１４のいずれかから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取り出して基板置き台５５上に載置する。基板置き台５５上に載置された基板Ｗは、基板搬送ロボット５２２によってめっき槽５４１〜５４４に順次送られて、めっき槽５４１〜５４４内で基板Ｗの表面にＣｕめっきが施される。その後、基板Ｗは、基板搬送ロボット５２２によって、洗浄槽５３１，５３２に送られて、洗浄槽５３１，５３２内で洗浄及びエッチング処理が基板Ｗの表面に施される。なお、めっき槽５４１〜５４４で用いられるめっき液は、めっき薬液供給装置５７から供給され、洗浄槽５３１，５３２で用いられる洗浄液は、洗浄薬液供給装置５６から供給される。
【０１２０】
このＣｕめっき装置５０は、洗浄薬液供給装置５６やめっき薬液供給装置５７や、測定装置等の付帯装置（図示せず）を、制御部５８から出される制御信号で制御している。制御部５８は、入力レシピに従った操作を行うように洗浄薬液供給装置５６やめっき薬液供給装置５７等の各装置に制御信号を送る。この制御信号により、めっき液供給ライン６０や洗浄液供給ライン６１等に設けたバルブ（図示せず）類をそれぞれ開閉したり、モータ（図示せず）を駆動する。また、流量計等を設け、この場合、この流量計からの信号を制御部５８に入力して、流量検出値が予め設定された設定値と合致するようにフィードバック制御を行うことや、流量検出値が予め設定された許容値の範囲外である場合や流量計から異常信号が出された場合は、装置を停止させることも可能である。なお、洗浄薬液供給装置５６、めっき薬液供給装置５７、制御部５８、表示部５９等はＣｕめっき装置５０に組み込んでもよい。
【０１２１】
図１６は、本発明にかかる基板処理装置を組み込んだ無電解めっき装置７０を示す平面図である。図１６に示すようにこの無電解めっき装置７０は、基板カセット７１１，７１２，７１３，７１４と、基板搬送ロボット７２１，７２２と、洗浄槽７３と、ロール洗浄機７６と、無電解めっき槽７４１，７４２と、前処理槽７７と、シード塗布槽７８と、基板置き台７５とを備えている。洗浄槽７３は本発明にかかる基板処理装置を備えている。また、洗浄槽７３，及びロール洗浄機７６には洗浄薬液供給装置８２が接続され、無電解めっき槽７４１，７４２、前処理槽７７、シード塗布槽７８には薬液供給装置８３が接続されている。また、無電解めっき装置７０は表示部７９及び制御部８４を備え、制御部８４からの制御信号が無電解めっき装置７０の各部に送られるようになっている。
【０１２２】
この無電解めっき装置７０は、制御部８４から送られる制御信号に基づいて、基板搬送ロボット７２１が、基板カセット７１１〜７１４のいずれかから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取り出して基板置き台７５上に載置する。基板置き台７５上に載置された基板Ｗは、基板搬送ロボット７２２によって前処理槽７７に送られ、前処理槽７７で基板Ｗに前処理が施されると共に、基板Ｗはシード塗布槽７８に送られて基板の表面にシード層が形成され、その後、無電解めっき槽７４１，７４２に搬送されて、基板Ｗの表面にめっき層が形成される。めっき層が形成された基板Ｗは、洗浄槽７３に送られ、その洗浄及びエッチング処理が基板Ｗの表面に施される。
【０１２３】
例えば、洗浄槽７３での基板処理装置における処理を図１を参照して説明すると、ノズル１２から基板Ｗの表面に薬液として硫酸が供給され、ノズル１５から基板Ｗの裏面に硫酸と過酸化水素水の混合液が供給される。更に、エッジノズル１９から基板Ｗのエッジ部分に過酸化水素水が供給されることで、この過酸化水素水とノズル１２から供給された硫酸との混合液により基板Ｗのエッジ部分がエッチング処理される。また、ノズル１１から基板Ｗの表面にＤＩＷを供給し、ノズル１５から基板Ｗの裏面に硫酸と過酸化水素水の混合液を供給し、エッジノズル１９から基板Ｗのエッジ部分に硫酸と過酸化水素水の混合液を供給してもよい。
【０１２４】
これらの処理が終了した後、ノズル１１及び１５から基板Ｗの表面及び裏面にＤＩＷが供給されて基板Ｗの洗浄がそれぞれ行われる。その後、基板Ｗはロール洗浄機７６へ送られる。なお、無電解めっき槽７４１，７４２で用いられるめっき液、前処理槽７７で用いられる前処理液、シード塗布槽７８で用いられるシード塗布液は、薬液供給装置８３から供給され、洗浄槽７３及びロール洗浄機７６で用いられる洗浄液は、洗浄薬液供給装置８２から供給される。
【０１２５】
この無電解めっき装置７０は、洗浄薬液供給装置８２や薬液供給装置８３や、測定装置等の付帯装置（図示せず）を、制御部８４から出される制御信号で制御している。制御部８４は、入力レシピに従った操作を行うように洗浄薬液供給装置８２や薬液供給装置８３等の各装置に制御信号を送る。この制御信号により、薬液供給ライン８０や洗浄液供給ライン８１等に設けたバルブ類（図示せず）をそれぞれ開閉したり、モータ（図示せず）を駆動する。また、流量計等を設けて、この流量計からの信号を制御部８４に入力して、流量検出値が予め設定された設定値と合致するようにフィードバック制御を行うことや、流量検出値が予め設定された許容値の範囲外である場合や流量計から異常信号が出された場合は、装置を停止させることも可能である。なお、洗浄薬液供給装置８２、薬液供給装置８３、制御部８４、表示部７９等は無電解めっき装置７０に組み込んでもよい。
【０１２６】
なお、上記各実施形態で説明した基板処理装置で行われる基板処理は、上述したものに限られるものではなく、例えば、基板処理装置のノズル等の設置位置及び、これらから供給される洗浄液や薬液の種類や供給するタイミング等を変更することで、基板Ｗの種類に応じた処理を行うように構成することができる。なお直接明細書及び図面に記載のないいずれの形状、構造、材質であっても、上述した本願発明の作用及び効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【０１２７】
本発明の好ましい実施形態について図示及び説明したが、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び改変が可能であることは容易に理解できよう。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、基板に処理液を供給しながら半導体ウエハ等の回転している基板を処理する基板処理装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示す基板処理装置の基板保持機構を示す部分平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ部分概略断面図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、図２Ｂの基板保持機構の動作説明断面図である。
【図４】図４Ａから図４Ｃは、図１に示す基板処理装置の基板保持機構の回転速度の変化の例を示すグラフである。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、図１に示す基板処理装置の基板保持機構の回転速度の変化の例を示すグラフである。
【図６】図６は、図１に示す基板処理装置における処理工程の例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示す基板処理装置の動作を示す概略図である。
【図８】図８は、図１に示す基板処理装置の動作を示す概略図である。
【図９】図９は、図１に示す基板処理装置の動作を示す概略図である。
【図１０】図１０は、図１に示す基板処理装置における他の処理工程の例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置の側面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す基板処理装置の基板保持チャックとチャック保持ベースを示す平面図である。
【図１３】図１３は、図１１に示す基板処理装置の動作を示す概略図である。
【図１４】図１４は、図１１に示す基板処理装置の動作を示す概略図である。
【図１５】図１５は、本発明に係る基板処理装置を組み込んだＣｕめっき装置を示す平面図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る基板処理装置を組み込んだ無電解めっき装置を示す平面図である。
【図１】
2007523463.tif 000003
【図２Ａ】
2007523463.tif 000004
【図２Ｂ】
2007523463.tif 000005
【図３Ａ】
2007523463.tif 000006
【図３Ｂ】
2007523463.tif 000007
【図４】
2007523463.tif 000008
【図５】
2007523463.tif 000009
【図６】
2007523463.tif 000010
【図７】
2007523463.tif 000011
【図８】
2007523463.tif 000012
【図９】
2007523463.tif 000013
【図１０】
2007523463.tif 000014
【図１１】
2007523463.tif 000015
【図１２】
2007523463.tif 000016
【図１３】
2007523463.tif 000017
【図１４】
2007523463.tif 000018
【図１５】
2007523463.tif 000019
【図１６】
2007523463.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月6日(2005.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その回転による遠心力により生ずる基板保持力で基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構を回転させて前記基板保持機構により保持された基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構の回転速度を変化させて前記基板回転機構によって基板を保持する基板保持力を変化させる駆動機構と、
前記基板保持機構により保持された基板の任意の位置に処理液を供給する処理液供給機構と、
を備えた、基板処理装置。
【請求項２】
基板の外周部を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構が取り付けられ、前記基板の少なくとも一面に対向するベース部と、
前記ベース部の中央部に設けられた回転軸と、
前記基板に薬液と第１の洗浄液とを選択的に供給可能な第１の液供給ノズルと、
前記第１のノズルに供給する薬液と第１の洗浄液とを切り替える切替機構と、
前記基板保持機構の内壁面と前記ベース部の上面に第２の洗浄液を供給可能な第２の液供給ノズルと、
前記基板と前記ベース部との間の空間にガスを供給可能なガス供給ノズルと、
前記第１の液供給ノズル、前記第２の液供給ノズル、及び前記ガス供給ノズルを有し、前記回転軸の内部に配置されたノズル構成体と、
前記回転軸とノズル構成体との間の間隙にパージガスを供給可能なパージガス供給ラインと、
を備えた、基板処理装置。
【請求項３】
前記第１の液供給ノズルは、前記第１の洗浄液により前記第１の液供給ノズルと前記ノズル構成体の外表面及びその近傍を洗浄できるように構成されている、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１の液供給ノズルに接続された第１のラインと、
前記第２の液供給ノズルに接続された第２のラインと、
前記第１のラインと前記第２のラインの内部に残留する液を排出する液排出機構と、
を更に備えた、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板保持機構の外壁面に第３の洗浄液を供給する第３の液供給ノズルを更に備えた、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板保持機構の外周部に設けられ、該基板保持機構を囲む上下動可能な飛散防止カップを更に備えた、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板保持機構の回転による遠心力により生ずる基板保持力で前記基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
前記基板回転機構の回転速度を変化させて前記基板回転機構によって基板を保持する基板保持力を変化させ、
前記基板回転機構の回転速度を変化させつつ、回転する基板の任意の位置に基板処理液を供給して基板を処理する、基板処理方法。
【請求項８】
前記基板保持機構の回転速度を変化させる工程では、
前記基板保持機構の回転速度を加速又は減速して該基板保持機構の回転速度と前記基板の回転速度とを相対的に変化させる、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記基板保持機構の回転速度を変化させる工程では、
前記基板保持機構の回転速度を加速又は減速すると同時に又はそれ以降に前記基板処理液の供給を停止する、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記基板保持機構の回転速度を変化させる工程では、
該基板保持機構の回転速度を第１の回転速度から第２の回転速度へと変化させ、
該基板保持機構の回転速度を第２の回転速度から第１の回転速度に戻す、請求項７に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
前記処理液の供給後に、前記基板を第１の高回転速度で回転させ、
第１の高回転速度で回転する基板の少なくとも一面に洗浄液を供給し、該基板に付着した前記処理液を洗浄し、
前記基板の少なくとも一面を前記洗浄液で覆った状態で前記基板保持機構及び前記基板回転機構の少なくとも１つに付着した薬液を除去する、基板処理方法。
【請求項１２】
前記第１の高回転速度は１０００〜３０００ｒｐｍの範囲である、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
更に、前記基板を第２の高回転速度で回転させて前記洗浄液を除去し前記基板を乾燥させる、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記基板を第２の高回転速度で回転させる工程では、任意の時間前記基板を前記第１の高回転速度と略同一の高回転速度で回転させる、請求項１３に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
回転する基板に洗浄液を供給して前記基板保持機構を洗浄する、基板処理方法。
【請求項１６】
前記基板保持機構を回転させる工程では、前記洗浄液を供給しながら前記基板保持機構を３００ｒｐｍよりも低い回転速度で回転させる、請求項１５に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
前記処理液の供給後に、前記基板を第１の高回転速度で回転させ、
第１の高回転速度で回転する基板の少なくとも一面に洗浄液を供給し、該基板に付着した前記処理液を洗浄し、
前記基板の少なくとも一面を前記洗浄液で覆った状態で前記基板保持機構及び前記基板回転機構の少なくとも１つに付着した薬液を除去し、
回転する基板に洗浄液を供給して前記基板保持機構を洗浄し、
任意の時間前記基板を第１の高回転速度と略同一の第２の回転速度で回転させ、前記洗浄液を除去し前記基板を回転させる、基板処理方法。
【請求項１８】
前記洗浄液として、純水、脱気水、ガス溶存水を用いる、請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記処理液の供給工程では、前記処理液を基板の外周部に供給することで、該基板の外周部に形成された膜を除去する、請求項７乃至請求項１８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記除去される膜は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ、Ｍｏのうちのいずれか一つを含む膜、又はＣｕ、Ｃｏ、Ｃｏ合金、Ｔａ、Ｔａ−Ｎ、Ｗ、Ｗ−Ｎ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐ、Ｂ、Ｍｏのうちのいずれか一つを含む膜を複数積層した膜である、請求項１９に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
基板保持機構により基板を保持し、
前記基板保持機構を基板回転機構により回転させて前記基板を回転させ、
回転する基板に処理液を供給して基板を処理し、
第１の液供給ノズルから薬液を前記基板に供給し、
前記第１の液供給ノズルから供給される液体を洗浄液に切替え、
前記洗浄液を前記基板に供給し、
前記第１の液供給ノズル及びその近傍に洗浄液を供給して該第１の液供給ノズル及びその近傍を洗浄し、
前記基板保持機構を回転させ前記基板に付着する液を除去して乾燥し、
前記基板の乾燥の際に、前記基板と、該基板保持機構が取り付けられたベース部との間の空間にガス供給ノズルからガスを供給する、基板処理方法。
【請求項２２】
更に、前記洗浄液の供給を停止し、
前記停止後、前記基板の乾燥前に前記第１の液供給ノズルと該第１の液供給ノズルに接続されたライン内に残留する液を排出する、請求項２１に記載の基板処理方法。
【請求項２３】
更に、前記基板の乾燥前に第２の液供給ノズルから洗浄液を供給し、前記基板保持機構の内壁面と、該基板保持機構が取り付けられたベース部の上面とを洗浄する、請求項２１に記載の基板処理方法。
【請求項２４】
更に、前記第１の液供給ノズル及びその近傍の洗浄において、前記ガス供給ノズルから前記基板と前記ベース部との間の空間にガスを供給する、請求項２１に記載の基板処理方法。
【請求項２５】
前記薬液を除去する工程では、前記基板保持機構を囲むように配置された飛散防止カップに付着した薬液を除去する、請求項１１に記載の基板処理方法。
【請求項２６】
前記薬液を供給する工程では、前記基板保持機構を囲むように配置された飛散防止カップに付着した薬液を除去する、請求項１５に記載の基板処理方法。
【国際調査報告】
2007523463.tif 000021