(57)【要約】【課題】基板をメカニカルチャックにより確実に挟持して保持することができ、しかも、基板の掴み替えを行うことなく、基板周縁部のメカニカルチャックと接触する部分にも処理液を行き亘らせることができるようにする。【解決手段】回転自在な基板ステージ４０と、基板ステージ４０と一体に回転し基板Ｗの外周部に圧接して基板Ｗを保持する開閉自在なチャック爪４８を有する基板ホルダ４４と、基板Ｗを保持した基板ホルダ４４のチャック爪４８を半開位置に位置させるチャック爪半開機構６０と、基板ホルダＷで保持した基板Ｗに処理液を供給する処理液供給部９４，９８を有する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な基板ステージと、前記基板ステージと一体に回転し基板の外周部に圧接して基板を保持する開閉自在なチャック爪を有する基板ホルダと、
基板を保持した前記基板ホルダのチャック爪を半開位置に位置させるチャック爪半開機構と、
前記基板ホルダで保持した基板に処理液を供給する処理液供給部を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記処理液供給部は、処理液供給位置及び／または処理液供給方向を変えて、基板の周縁部に処理液を供給するエッジノズルを有することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記チャック爪半開機構は、前記基板ステージの回転中に作動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記チャック爪半開機構は、前記基板ステージの回転速度に応じて作動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置をエッチング装置または洗浄装置に適用したことを特徴とする基板処理システム。
【請求項６】
外周部をチャック爪で機械的に保持した状態で基板を回転させつつ、該基板に処理液を供給して基板を処理する主処理工程と、
基板の外周部とチャック爪との間に遊びを持たせながら基板を脱出不能に保持した状態で基板を回転させつつ、該基板に処理液を供給して基板を処理する副処理工程を有することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
前記主処理工程と前記副処理工程を、基板を回転させつつ連続して行うことを特徴とする請求項６記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記主処理工程と前記副処理工程で、基板の周縁部への処理液の供給位置及び／または供給方向が異なることを特徴とする請求項６または７記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記処理液は、エッチング液または洗浄液であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に係り、特に基板の周縁部に形成された薄膜をエッチング除去したり、基板表面を純水等の洗浄液で洗浄したりするのに使用される基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体ウエハ等の基板上に回路を形成するための配線材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金に代えて、電気抵抗率が低くエレクトロマイグレーション耐性が高い銅（Ｃｕ）を用いる動きが顕著になっている。この種の銅配線は、基板の表面に設けた微細凹みの内部に銅を埋込むことによって一般に形成される。この銅配線を形成する方法としては、ＣＶＤ、スパッタリングまたはめっきといった手法があるが、いずれにしても、基板のほぼ全表面に銅を成膜して、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により不要の銅を除去するようにしている。このため、基板の周縁部、即ちエッジに銅が成膜され、ベベルにシード層である銅スパッタ膜が存在する。
【０００３】
銅は半導体製造工程においてシリコン酸化膜中に容易に拡散し、シリコン酸化膜の絶縁性を劣化させてしまうため、回路形成部以外に形成された不要な銅は基板上から完全に除去することが要求される。特に、基板の周縁部（エッジ及びベベルを含む）に形成された銅は、基板を搬送する搬送ロボットのアームや、基板を収納するカセット等に付着し、この銅が拡散して他工程を汚染する、いわゆるクロスコンタミネーションの原因ともなり得る。従って、銅の成膜工程やＣＭＰ工程直後に、基板の周縁部に成膜された銅を完全に除去する必要がある。そこで、従来から、基板にエッチング液（処理液）を供給して基板の周縁部に形成された銅膜を除去するエッチング処理が行われている。
【０００４】
従来、この種のエッチング装置や、銅めっき処理やＣＭＰ処理後の基板を純水等の洗浄液で洗浄（後洗浄）しスピン乾燥させる洗浄装置等に使用される基板処理装置としては、基板の外周部を開閉自在に挟持して基板を保持する複数のメカニカルチャックを有する基板ホルダを備え、このメカニカルチャックを介して基板ホルダで保持した基板を回転させつつ、この基板にエッチング液や洗浄液等の処理液を供給するようにしたものが一般に知られている。
【０００５】
近年、高誘電体素子や強誘電体素子の電極材料として、ルテニウムやプラチナ等が使用されている。これらの電極材料もスパッタ法やＣＶＤ法により成膜されるため、基板周縁部にもこれらの金属が付着しており、上述した銅と同様に基板周縁部から完全に除去する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、メカニカルチャックで基板の外周部を挟持して基板を保持するようにした従来例の基板処理装置にあっては、基板周縁部のメカニカルチャックと接触する部分に処理液が行き亘らず、このため、この部分を洗浄したり、この部分に位置する薄膜をエッチング除去したりすることができないといった問題があった。特に、基板の周縁部に残った銅膜等の薄膜をエッチング除去するベベルエッチング装置にあっては、基板の周縁部の一部に銅膜等の薄膜がエッチング除去されずにそのまま残ってしまう。
【０００７】
なお、例えば３個のメカニカルチャックからなるメカニカルチャックの組を２組用意し、基板ホルダの回転速度等に応じて、それぞれ別の組のメカニカルチャックで基板の外周部を挟持して基板を保持することにより、すなわち基板を保持するメカニカルチャックの切替え（掴み替え）を行うことにより、上記の如き問題を解決する試みがなされている。しかし、そのような方法では、基板の外周部を挟持するメカニカルチャックの数が少なくなり、このため、保持力が弱くなって基板のスリップ現象が生じ、スリップリングが摩耗されてパーティクルが生じ、基板の汚染に繋がる虞があるばかりでなく、このようにメカニカルチャックの切替え（掴み替え）を行う時には、基板の回転速度を低減させる必要があり、この切替え（掴み替え）に時間が掛かってスループットの低下に繋がってしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、基板をメカニカルチャックにより確実に挟持して保持することができ、しかも、基板の掴み替えを行うことなく、基板周縁部のメカニカルチャックと接触する部分にも処理液を行き亘らせることができるようにした基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転自在な基板ステージと、前記基板ステージと一体に回転し基板の外周部に圧接して基板を保持する開閉自在なチャック爪を有する基板ホルダと、基板を保持した前記基板ホルダのチャック爪を半開位置に位置させるチャック爪半開機構と、前記基板ホルダで保持した基板に処理液を供給する処理液供給部を有することを特徴とする基板処理装置である。
【００１０】
これにより、基板の処理の過程で、チャック爪半開機構を介して基板が脱落しない範囲で基板外周部とチャック爪との間に遊び（隙間）を持たせ、この隙間に処理液を入り込ませることで、基板周縁部のチャック爪と接触する部分にも処理液を行き亘らせて、この部分が洗浄されなかったり、この部分に位置する薄膜がエッチング除去されなかったりすることを防止することができる。ここで、基板の周縁部とは、基板の周縁で回路が形成されていない領域、または基板の周縁で、回路が形成されていても最終的にチップとして使用されない領域をいう。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記処理液供給部は、処理液供給位置及び／または処理液供給方向を変えて、基板の周縁部に処理液を供給するエッジノズルを有することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。これにより、チャック爪半開機構を介して基板外周部とチャック爪との間に遊び（隙間）を持たせた状態で基板の処理を行っている時に、例えばベベルエッチング領域の外周部に処理液（エッチング液）を供給することで、基板に位置ずれが生じても、エッチングの境界やエッジカット幅が処理液に影響されないようにすることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記チャック爪半開機構は、前記基板ステージの回転中に作動可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置である。これにより、チャック爪で基板の外周部を挟持して基板を確実に保持した状態での基板の処理と、チャック爪と基板の外周部との間に遊びを持たせて基板を脱出不能に保持した状態での基板の処理を、外部からの操作により連続して行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記チャック爪半開機構は、前記基板ステージの回転速度に応じて作動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置である。これにより、基板ステージの回転速度に応じて、チャック爪で基板の外周部を挟持して基板を確実に保持した状態での基板の処理と、チャック爪と基板の外周部との間に遊びを持たせて基板を脱出不能に保持した状態での基板の処理を、基板ステージの回転速度を調整することで連続して行うことができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置をエッチング装置または洗浄装置に適用したことを特徴とする基板処理システムである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、外周部をチャック爪で機械的に保持した状態で基板を回転させつつ、該基板に処理液を供給して基板を処理する主処理工程と、基板の外周部とチャック爪との間に遊びを持たせながら基板を脱出不能に保持した状態で基板を回転させつつ、該基板に処理液を供給して基板を処理する副処理工程を有することを特徴とする基板処理方法である。
請求項７に記載の発明は、前記主処理工程と前記副処理工程を、基板を回転させつつ連続して行うことを特徴とする請求項６記載の基板処理方法である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、前記主処理工程と前記副処理工程で、基板周縁部への処理液の供給位置及び／または供給方向が異なることを特徴とする請求項６または７記載の基板処理方法である。
請求項９に記載の発明は、前記処理液は、エッチング液または洗浄液であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の基板処理方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。ここでは、基板の表面に銅めっきを施して銅めっき膜からなる銅配線を形成するのに際し、基板の周縁部に成膜された銅膜やシード層をエッチング除去するようにしたベベルエッチング装置に適用した例を示す。なお、ルテニウムやプラチナなどの他の配線や電極となる導電材料等をエッチング除去するエッチング装置や、銅めっき処理やＣＭＰ処理後の基板を純水等の洗浄液で洗浄しスピン乾燥させる洗浄装置にも適用できることは勿論である。
【００１７】
図１は、基板の周縁部の銅膜等をエッチング除去するベベルエッチング装置に適用した本発明の実施の形態の基板処理装置を備えた基板処理システムの全体配置図を示す。図１に示すように、この基板処理システムは、ハウジング１０の内部に位置して、内部に基板を収納した基板カセットを搭載する４基のロード・アンロード部１２と、基板の表面に成膜した銅膜等の膜厚を測定し監視する膜厚モニタ１４と、表面に銅めっきを行う２基のめっき装置１６と、めっき処理後の基板の周縁部に成膜された銅膜等をエッチング除去するベベルエッチング装置（基板処理装置）１８と、基板の表面に成膜した銅膜をアニール（熱処理）するアニール装置２０とを有している。また、めっき装置１６で挟まれた領域のロード・アンロード部１２側に第１仮置台２２が、めっき装置１６、ベベルエッチング装置１８及びアニール装置２０で挟まれた領域に第２仮置台２４がそれぞれ配置されている。更に、ロード・アンロード部１２、膜厚モニタ１４及び第１仮置台２２との間で基板の受渡しを行う第１搬送ロボット２６、第１仮置台２２、めっき装置１６及び第２仮置台２４との間で基板の受渡しを行う第２搬送ロボット２８、及び第２仮置台２４、ベベルエッチング装置１８及びアニール装置２０との間で基板の受渡しを行う第３搬送ロボット３０が備えられている。
【００１８】
図２は、ベベルエッチング装置１８の断面図を示す。図２に示すように、このベベルエッチング装置１８は、サーボモータ３２の出力軸３４に中間軸３６を介して連結された主軸３８の上端に連結されて、該サーボモータ３２の駆動に伴って回転する円板状の基板ステージ４０と、この基板ステージ４０の周縁部上面の円周方向に沿った複数箇所（例えば６カ所）に立設した支持腕４２とを有する基板ホルダ４４を備えている。各支持腕４２には、表面を上向きにして基板Ｗを水平に載置保持する台座板４６が、該支持腕４２の内周面に設けた段部上面にそれぞれ固着されているとともに、基板Ｗの外周部をこの上方から下方に押付けて台座板４６との間で挟持して基板Ｗを開閉自在に保持するチャック爪４８が回動自在に支承されている。
【００１９】
各チャック爪４８の下部は、コイルばね５０を介して下方に付勢させて基板ステージ４０に取付けた開放ピン５２の上端に連結されている。そして、この開放ピン５２の下動に伴って、チャック爪４８が、この上部の鈎状に内方に突出した爪部４８ａが内方に向かうように回動して閉じ、これによって、図４に示すように、支持腕４２の台座板４６上に載置した基板Ｗの外周部にチャック爪４８の爪部４８ａが圧接し、該チャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６とで上下から挟持して基板Ｗを保持（クランプ）するようになっている。
【００２０】
開放ピン５２の下方に位置して、上下動自在で、上昇して開放ピン５２の下面に当接し、更に上昇して開放ピン５２をコイルばね５０の弾性力に抗して上方に押上げる押圧部材５４が配置されている。これにより、押圧部材５４を上昇させて、開放ピン５２をコイルばね５０の弾性力に抗して上方に押上げると、チャック爪４８が、この上部の鈎状に内方に突出した爪部４８ａが外方に向かうように回動して開き、これによって、図３に示すように、台座板４６とチャック爪４８の爪部４８ａによる基板Ｗの保持を解く（アンクランプ）ようになっている。
【００２１】
更に、ベベルエッチング装置１８には、基板ホルダ４４のチャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６で支持した基板Ｗの外周部との間に遊び（隙間）Ｇ（図５参照）を有する半開位置にチャック爪４８を位置させるチャック爪半開機構６０が備えられている。このチャック爪半開機構６０は、中空のサーボモータ３２の出力軸３４、中間軸３６及び主軸３８の内部を挿通して上下に延びる作動軸６２の上端に、連結体６４及び支持体６６を介して連結した円板状の作動板６８と、該作動体６８の上面を覆う塞板７０が備えられている。
【００２２】
ここで、作動軸６２、連結体６４、支持体６６及び塞板７０は回転不能で、作動板６８は、基板ステージ４０の回転に伴って該基板ステージ４０と一体に回転し、更に作動軸６２、連結体６４、支持体６６、塞板７０及び作動板６８は、一体となって上下動するように構成されている。そして、作動軸６２の下端は、シリンダ７２のロッド７４に取付けた移動板７６に連結されている。これにより、基板ステージ４０の回転中にシリンダ７２を作動させると、このシリンダ７２の作動に伴って、作動軸６２、連結体６４、支持体６６、塞板７０及び作動板６８は一体となって上下動し、この上下動の際に、作動軸６２、連結体６４、支持体６６及び塞板７０は回転することはないが、作動板６８は、基板ステージ４０とともに回転するようになっている。
【００２３】
ここで、移動板７６のやや上方に位置してストッパ７８が配置され、シリンダ７２の作動に伴って移動板７６が上昇すると、この移動板７６がストッパ７８に当接し、これによって、シリンダ７２のストロークＳが、例えば１．８ｍｍに機械的に規制されるようになっている。
【００２４】
そして、チャック爪４８の下部には、チャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６との間で周縁部を挟持して基板Ｗを保持した時に、内方に水平に延出する延出部４８ｂが設けられている。そして、この延出部４８ｂの下方に作動板６８の外周部が位置するようになっている。
【００２５】
これにより、シリンダ７２の作動に伴って、作動軸６２、連結体６４、支持体６６、塞板７０及び作動板６８が一体に上昇すると、この上昇に伴って、作動板６８の外周部上面が各チャック爪４８の延出部４８ｂの下面にそれぞれ当接する。そして、更に上昇することで、各チャック爪４８を、その爪部４８ａが外方に向かうように回動させて、図５に示すように、チャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６で支持した基板Ｗの外周部との間に僅かな遊び（隙間）Ｇを有する半開位置にチャック爪４８を位置させるように構成されている。ここで、前述のように、シリンダ７２のストロークＳを機械的に一定に規制することで、この遊び（隙間）Ｇが常に一定となり、しかも、このストッパ７８の位置を調整することで、この隙間Ｇの大きさを任意に調整することができる。
【００２６】
このように、チャック爪半開機構６０を介して、基板Ｗの外周部とチャック爪４８の爪部４８ａとの間に僅かな遊び（隙間）Ｇを持たせた状態（半開位置）で、基板Ｗを脱出不能に保持するようにすることで、この隙間Ｇに処理液を入り込ませることができ、基板Ｗの周縁部のチャック爪４８と接触する部分にも処理液を行き亘らせて、この部分が洗浄されなかったり、この部分に位置する薄膜がエッチング除去されなかったりすることを防止することができる。しかも、チャック爪４８が半開位置にある時、このチャック爪４８の爪部４８ａが基板Ｗの外周部のやや上方を覆うようにすることで、基板Ｗの基板ホルダ４４からの脱落を確実に防止することができる。
【００２７】
更に、基板ホルダ４４と作動板６８とを一体に回転させながら、作動板６８を基板ホルダ４４に対して相対的に上下動させるようにすることで、基板Ｗの処理の過程で、チャック爪４８で基板Ｗの外周部を確実に挟持して基板Ｗを保持した状態での基板Ｗの処理と、チャック爪４８と基板Ｗの外周部との間に遊びを持たせて基板Ｗを脱出不能に保持した状態での基板Ｗの処理を、外部からの操作により連続して行うことができる。
【００２８】
この例では、支持体６６の内部に、上下に連通するバックノズル８０が設けられ、このバックノズル８０は、作動軸６２及び連結体６４の中空部を延びる薬液チューブ８２及び純水チューブ８４にそれぞれ連結されている。更に、この支持体６６には、Ｎ２ガス等の不活性ガスを導入するガス導入チューブ（図示せず）が接続されている。これにより、基板ホルダ４４で保持した基板Ｗの裏面に、薬液チューブ８２及び純水チューブ８４を介して、バックノズル８０から薬液及び純水を供給し、更に、ガス導入チューブを介してＮ２ガス等の不活性ガスを導入することで、基板Ｗの裏面に付着した純水等を吹き飛ばす（エアブロー）ことができるように構成されている。
【００２９】
ベベルエッチング装置１８には、基板ホルダ４４の直上方位置と、基板ホルダ４４の側方の待避位置との間を揺動自在で、上下動自在な揺動アーム９０が備えられている。この揺動アーム９０には、該揺動アーム９０の内部を延びる薬液チューブ９２に接続されて、基板ホルダ４４で保持した基板Ｗの表面のほぼ中央部に薬液を供給するセンタノズル９４と、該揺動アーム９０の内部を延びる薬液チューブ９６に接続されて、基板ホルダ４４で保持した基板Ｗの表面の周縁部に薬液を供給するエッジノズル９８がそれぞれ下向きで取付けられている。更に、上昇して基板ホルダ４４の外方を囲繞して薬液等の飛散を防止する円筒状の飛散防止カバー１００が上下動自在に配置されている。
【００３０】
センタノズル９４は、基板Ｗの表面側の中央部から周縁部の間に所望の位置に位置するように設置できるが、センタノズル９４からの供給液は、基板中央部に供給される。ここで、基板中央部とは、好ましくは基板直径の２０％以内をいい、更に好ましくは基板直径の１０％以内をいう。
【００３１】
エッジノズル９８は、図３に示すように、エッジノズル９８から出る供給液と基板ホルダ４４で保持した基板Ｗのなす平面が角度θ１で交わるように、下方に向けて外方に拡がるように傾斜した状態で揺動アーム９０に取付けられている。この角度θ１は、例えば、エッジノズル９８から出る供給液が基板Ｗの周縁部に当たって飛散するのを防止したり、エッチング形状が良好となるようにしたりするため、０〜９０゜の範囲で、好ましくは１０〜６０゜、更に好ましくは３５〜５５゜である。
【００３２】
このように、エッジノズル９８を基板平面に対して傾斜した向きに配置すると、エッジノズル９８の高さＨ（図６参照）を変えることで、エッジカット幅Ｃを変えることができる。このエッジカット幅Ｃの大きさは、例えば２〜５ｍｍ程度であり、この範囲で自由に設定して、このエッジカット幅Ｃに存在する銅膜等を除去することができる。なお、エッジノズル９８を鉛直方向に配置した場合には、エッジノズル９８の基板周縁から中央部への移動幅を介してエッジカット幅Ｃを調整することができる。
【００３３】
次に、このベベルエッチング装置１８によるエッチング処理について説明する。ここでは、図６に示すように、基板Ｗの全表面に形成した配線材料として銅膜１０２の基板Ｗの周縁部に位置する不要な銅膜１０２ａをエッチング除去するようにした場合について説明する。
【００３４】
先ず、表面を上向きにした基板Ｗを、基板ホルダ４４の支持腕４２の台座板４６上に載置する。この時、押圧部材５４は、図３に示すように、上昇した位置にあって、各チャック爪４８は、開いた状態にある。また、揺動アーム９０は、基板ホルダ４４の側方の待避位置に位置している。次に、押圧部材５４を下降させ、開放ピン５２をコイルばね５０の弾性力によって下降させる。これにより、チャック爪４８を、その上端の爪部４８ａが内方に移動するように回動させて、基板Ｗの外周部をチャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６との間で上下から挟持して基板Ｗを水平方向に強固に保持（クランプ）する。しかる後、センタノズル９４が基板ホルダ４４で保持した基板Ｗの中央部上方に、エッジノズル９８が周縁部上方にそれぞれ位置するように揺動アーム９０を揺動させる。
【００３５】
この状態で、サーボモータ３２を駆動して、基板Ｗを基板ホルダ４４と一体に水平回転させ、同時に、センタノズル９４から基板Ｗの表面側の中央部に、例えば酸溶液（エッチング液）を供給する。これにより、基板Ｗの表面の回路形成部に銅の自然酸化膜が形成されていても、この自然酸化膜は、基板Ｗの回転に伴って該基板Ｗの表面全面に亘って拡がる酸溶液で直ちに除去されて成長することはない。この酸溶液としては、例えば半導体装置製造プロセスにおける洗浄工程で一般に使用されている塩酸、ふっ酸、硫酸、クエン酸、蓚酸のいずれか或いはその組合せを挙げることができるが、非酸化性の酸であればいずれでもよい。なお、ふっ酸であれば後述する基板Ｗの裏面側の洗浄にも使えるので、薬品を共通化する上で好ましい。また、ふっ酸の場合であれば、酸化膜除去の効果を考慮し、濃度は０．１重量％以上が好ましい。また、銅表面のあれを生じさせないため５重量％以下であることが好ましい。
【００３６】
一方、エッジノズル９８にあっては、この基板Ｗから高さＨ等を任意に調整し、基板Ｗの大きさや使用目的等に合わせたエッジカット幅Ｃを設定する。エッジカット幅Ｃを変更したい場合は、エッジノズル９８の基板からの高さＨを変更するだけで簡単に調整できる。そして、このエッジノズル９８から基板Ｗの周縁部に、例えば酸化剤溶液（エッチング液）を連続的または間欠的に供給する。これにより、基板Ｗの周縁部の上面及び端面に成膜された銅膜１０２は、酸化剤溶液で急速に酸化され、同時に前記センタノズル９４から供給されて基板Ｗの表面全面に拡がる酸溶液によってエッチングされて溶解除去される。なお、酸溶液によるエッチングは、酸化剤溶液の供給点以外でも起きるので、酸溶液の濃度及び供給量を高くする必要はない。この酸化剤溶液としては、例えば半導体装置製造プロセスにおける洗浄工程で一般に使用されているオゾン、過酸化水素、硝酸、次亜塩素酸塩のいずれか或いはその組合せを挙げることができる。オゾン水を使う場合であれば２０ｐｐｍ以上で２００ｐｐｍ以下、過酸化水素なら１０重量％以上で８０重量％以下、次亜塩素酸塩なら１重量％以上で５０重量％以下が好ましい。
【００３７】
そして、図６（ａ）に示すように、基板Ｗの周縁部に位置する不要な銅膜１０２ａがエッチング除去された時点で、センタノズル９４及びエッジノズル９８からのエッチング液の供給を一旦停止する。この時、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗの周縁部のチャック爪４８の爪部４８ａと接触する部分にエッチング液（処理液）が行き亘らず、このため、この部分に銅膜１０２ｂがエッチング除去されずに残る。
【００３８】
そこで、図６（ｂ）に示すように、基板を回転させたまま、このエッジノズル９８から供給されるエッチング液によって、銅膜１０２のエッジカット面１０２ｃが影響を受けない位置までエッジノズル９８を上昇させ、しかる後、シリンダ７２を作動させて、作動軸６２、連結体６４、支持体６６、塞板７０及び作動板６８を一体に上昇させ、これによって、各チャック爪４８を、その爪部４８ａが外方に向かうように回動させて、図５に示すように、チャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６で支持した基板Ｗの外周部との間に僅かな遊び（隙間）Ｇを有する半開位置にチャック爪４８を位置させる。この時間は、例えば約１秒であり、従来のように、基板Ｗの回転速度を減速させて、基板の掴み替えを行う場合の掴み替え時間と比較して、約６秒の時間の短縮が可能となる。
【００３９】
この状態で、前述と同様に、基板Ｗを回転させたまま、センタノズル９４から酸溶液を、エッジノズル９８から酸化剤溶液をそれぞれ供給して、基板Ｗの周縁部に残った銅膜１０２ｂをエッチング除去する。この時間は、例えば５秒以下である。この時、チャック爪４８の爪部４８ａを基板Ｗから離すため、回転中の基板Ｗの偏心量が大きくなるが、エッジノズル９８から既にエッチングした部分より更に基板外周部に酸化剤溶液（エッチング液）が供給されているため、エッチングの境界およびエッチングの面には、影響を及ぼさない。
なお、この時、センタノズル９４からのエッチング液の供給を停止して、エッジノズル９８から、酸化剤溶液とふっ酸のような酸溶液とを同時又は交互に供給するようにしてもよい。
【００４０】
これらの処理中に、バックノズル８０から基板Ｗの裏面側中央部に酸化剤溶液とふっ酸のような酸溶液とを同時又は交互に供給する。これにより、基板Ｗの裏面側に付着している銅等を基板のシリコンごと酸化剤溶液で酸化し酸溶液でエッチングして除去する。この酸化剤溶液としては、前述と同様、例えばオゾン、過酸化水素、硝酸、次亜塩素酸塩のいずれか或いはその組合せを挙げることができる。また、酸溶液としては、前述の塩酸、ふっ酸、硫酸、クエン酸、蓚酸などの非酸化性の酸の他、基板Ｗの裏面側には表面側のような回路がないため、硝酸などの酸化性の酸を用いて銅を除去することもできる。また、硝酸などの酸化性の酸溶液を用いる場合には、この酸溶液自体が酸化剤溶液の役割をするため、酸化剤溶液を使用することなく、酸化性の酸溶液単独で使用することも可能である。なお、上記基板Ｗの周縁部に供給する酸化剤溶液と同じものにする方が、薬品の種類を少なくする上で好ましい。
【００４１】
上記のエッチング処理が終了した時、基板を回転させたまま、センタノズル９４、エッジノズル９８及びバックノズル８０からのエッチング液の供給を停止する。そして、シリンダ７２を前記と逆作動させて、作動軸６２、連結体６４、支持体６６、塞板７０及び作動板６８を一体に下降させ、これによって、各チャック爪４８を、コイルばね５０の弾性力で、その爪部４８ａが内方に向かうように回動させて、基板Ｗの外周部をチャック爪４８の爪部４８ａと台座板４６との間で上下から挟持して基板Ｗを水平方向に強固に保持（クランプ）する。
【００４２】
この状態で、センタノズル９４及びバックノズル８０から基板ホルダ４４で保持して回転させた基板Ｗの表裏両面に純水を供給して基板Ｗを純水で洗浄（リンス）し、しかる後、基板Ｗを、例えば２０００ｒｐｍの高速で回転させてスピン乾燥させる。
【００４３】
次に、図１を参照して一連の銅配線の形成例を説明する。
先ず、表面に、めっきの際の給電層となるシード層を形成した基板Ｗを収納した基板カセットをロード・アンロード部１２に搭載する。そして、このロード・アンロード部１２に搭載した基板カセットから、第１搬送ロボット２６で一枚の基板Ｗを取出し、これを膜厚モニタ１４に搬送してシード層の膜厚を測定する。このシード層の膜厚を測定した基板を第１搬送ロボット２６で第１仮置台２２に搬送する。第２搬送ロボット２８は、この第１仮置台２２上の基板を第１仮置台２２から受け取ってめっき装置１６に搬送する。このめっき装置１６では、基板Ｗの表面に所定の膜厚の銅膜１０２（図６参照）を形成（膜付け）する。そして、この銅膜１０２を形成した基板を第２搬送ロボット２８で第２仮置台２４に搬送する。
【００４４】
第３搬送ロボット３０は、第２仮置台２４上に載置された基板を第２仮置台２４から受取ってベベルエッチング装置（基板処理装置）１８に搬送する。このベベルエッチング装置１８では、前述のようにして、基板Ｗの周縁部に形成された不要な銅膜１０２ａ，１０２ｂ（図６参照）をエッチング除去する。そして、このエッチング処理後の基板Ｗを第３搬送ロボット３０でアニール装置２０に搬送する。
【００４５】
アニール装置２０では、例えば３５０℃のＮ２雰囲気下で、基板に１時間のアニール（熱処理）を施す。これにより、銅膜を合金化させて銅膜のエレクトロマイグレーション耐性を向上させる。このアニール処理後の基板Ｗを第３搬送ロボット３０で第２仮置台２４に搬送する。第２搬送ロボット２８は、第２仮置台２４上の基板Ｗを第１仮置台２２に搬送する。
【００４６】
第１搬送ロボット２６は、第１仮置台２２上に載置された基板Ｗを第１仮置台２２から受取って膜厚モニタ１４に搬送し、ここで基板Ｗの表面に形成された銅膜の膜厚、つまりシード層の膜厚とめっき装置１６で成膜された銅めっき膜の膜厚の合計の膜厚を測定する。そして、この銅膜の膜厚を測定した基板をロード・アンロード部１２に搭載された基板カセットの元の位置に戻す。
【００４７】
図７は、前述の例と同様に、例えばベベルエッチング装置に適用した本発明の他の実施の形態の基板処理装置を示す。この例は、円板状で回転自在な基板ステージ１１０と、この基板ステージ１１０の周縁部の円周方向に沿った所定の位置に立設した支柱１１２に枢軸１１４を介して回転自在に支承するとともに、引張ばね１１６を介して、上端の爪部１１８ａが外方に開く方向に付勢したチャック爪１１８で基板ホルダ１２０を構成し、更に、チャック爪１１８の基部の爪部１１８ａとの間に枢軸１１４を挟んだ位置に、基板ステージ１１０の回転に伴って作用する遠心力の大きさに応じて外方に移動する重り１２２を取付けて、チャック爪半開機構１２４を構成したものである。
【００４８】
つまり、この例にあっては、基板ステージ１１０の停止時には、引張ばね１１６の弾性力でチャック爪１１８が開いた状態を維持し、基板ステージ１１０の回転に伴って重り１２０に遠心力が作用し、この遠心力によって、重り１２０が外方に移動してチャック爪１１８が閉じる方向に回動する。これによって、重り１２０に作用する遠心力が所定の値に達すると、チャック爪１１８の爪部１１８ａが基板Ｗの外周部に圧接して基板を確実に保持（クランプ）し、遠心力がある程度上がり、この所定の値に達する迄の間は、この遠心力と引張ばね１１６の弾性力とがバランスして、チャック爪１１８が、その爪部１１８ａと基板Ｗの外周部との間に遊び（隙間）Ｇを有する半開位置に位置するようになっている。
【００４９】
そして、基板ステージ１１０の回転速度を上げて、チャック爪１１８で基板Ｗを確実に保持（クランプ）した状態で、前述と同様にして、基板Ｗにノズル（図示せず）からエッチング液を供給して、基板Ｗの周縁部の銅膜等をエッチング除去し、しかる後、基板ステージ１１０の回転速度を落とし、チャック爪１１８を半開位置に位置する状態にして、チャック爪４８の爪部４８ａと接触する部分に残った銅膜等をエッチング除去する。
【００５０】
これにより、基板ステージ１１０の回転速度に応じて、チャック爪１１８で基板Ｗの外周部を確実に挟持して基板を保持した状態での基板Ｗの処理と、チャック爪１１８と基板Ｗの外周部との間に遊び（隙間）Ｇを持たせて基板Ｗを保持した状態での基板Ｗの処理を、基板ステージ１１０の回転速度を調整することで連続して行うことができる。
【００５１】
なお、上記の例では、ベベルエッチング装置、特に銅膜をエッチング除去するようにしたベベルエッチング装置に適用した例を示しているが、ルテニウムやプラチナなどの他の配線や電極となる導電材料等をエッチング除去するエッチング装置や、銅めっき処理やＣＭＰ処理後の基板を純水等の洗浄液で洗浄しスピン乾燥させる洗浄装置にも適用できることは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板の処理の過程で、チャック爪半開機構を介して基板外周部とチャック爪との間に遊び（隙間）を持たせ、この隙間に処理液を入り込ませることで、基板周縁部のチャック爪と接触する部分にも処理液を行き亘らせて、この部分が洗浄されなかったり、この部分に位置する薄膜がエッチング除去されなかったりすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のベベルエッチング装置に適用した基板処理装置を備えた基板処理システムの平面配置図である。
【図２】図１に示すベベルエッチング装置の縦断正面図である。
【図３】図２に示すベベルエッチング装置の開放時（アンクランプ時）における要部拡大図である。
【図４】図２に示すベベルエッチング装置の閉鎖時（クランプ時）における要部拡大図である。
【図５】図２に示すベベルエッチング装置の半開放時における要部拡大図である。
【図６】図２に示すベベルエッチング装置におけるエッチング処理の説明に付する図である。
【図７】本発明の他の実施の形態のベベルエッチング装置に適用した基板処理装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
１２  ロード・アンロード部
１４  膜厚モニタ
１６  めっき装置
１８  ベベルエッチング装置（基板処理装置）
２０  アニール装置
３２  サーボモータ
３８  主軸
４０  基板ステージ
４２  支持腕
４４  基板ホルダ
４６  台座板
４８  チャック爪
４８ａ  爪部
４８ｂ  延出部
５０  コイルばね
５２  開放ピン
５４  押圧部材
６０  チャック爪半開機構
６２  作動軸
６６  支持体
６８  作動板
７０  塞板
７２  シリンダ
７６  移動板
７８  ストッパ
８０  バックノズル
８２  薬液チューブ
８４  純水チューブ
９０  揺動アーム
９２  薬液チューブ
９４  センタノズル
９６  薬液チューブ
９８  エッジノズル
１００  飛散防止カバー
１０２  銅膜
１１０  基板ステージ
１１４  枢軸
１１８  チャック爪
１１８ａ  爪部
１２０  基板ホルダ
１２４  チャック爪半開機構
Ｇ  遊び（隙間）
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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