(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を上に向けた基板を保持し回転させるチャック部と；
前記基板を前記チャック部で回転させながら、前記基板の回路が形成されていない領域または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である周縁部をエッチングまたは洗浄する処理部と；
前記処理部に第１の液体を供給する第１の供給路と；
少なくとも前記基板の表面に沿って前記基板の上方に平行に置かれる平板であって、前記基板の表面との間に形成される隙間に、前記処理部による前記周縁部のエッチングをする際に前記基板を保護するための気体を流すように置かれる平板と；
少なくとも前記平板が沿う表面と前記平板との隙間に、前記エッチングをする際に前記基板を保護するための気体を供給する第２の供給路とを備える；
基板処理装置。
【請求項２】
前記チャック部を格納する密閉可能なチャンバーであって、気体を導入する気体導入口が形成されたチャンバーを備える請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記気体導入口は基板の表面側及び裏面側にそれぞれ独立して形成されており；
前記基板の表面側の導入口に配置された第１の気体ノズルと；
前記基板の裏面側の導入口に配置された第２の気体ノズルとを備える；
請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板の表面側に配置された第１の純水ノズルと；
前記基板の裏面側に、前記第１の純水ノズルとは独立して配置された第２の純水ノズルとを備える；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記第１の液体は、鉱酸と有機酸のうち一方又は両方、または酸化剤を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第１の液体は、鉱酸と有機酸のうち一方又は両方と酸化剤を交互に用いるように構成された、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記気体は、不活性ガスであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関し、特に半導体基板の周縁部及び裏面の、高度の清浄度が要求されるエッチングや洗浄に好適な基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｃｕダマシン配線に代表されるように、半導体基板のトレンチ内に配線材料を埋め込む技術が注目されている。また、キャパシターの電極も高誘電率のものが検討されている。いずれの場合にも、目的の金属ないし金属化合物をスパッター等で半導体基板表面に薄膜を形成するが、基板表面ばかりではなく基板の周縁部のベベル部や裏面にも薄膜が形成されてしまう。ベベル部や裏面のこうした金属汚染は、次工程への基板の移送等で、例えば基板を保持して移動するロボット・アームや基板を収納するカセットを汚染し、金属汚染がＬＳＩ製造プロセス全体に広がる恐れがある。特に、Ｃｕは基板上のシリコン酸化膜への拡散係数が大きいため、熱処理工程では極めて大きな問題となる。
【０００３】
従来から、このようなベベル部の洗浄には、回転する基板の裏面からフッ酸もしくは塩酸と過酸化水素の混合液を供給し、基板表面には窒素ガスを吹き付けることで薬液が基板表面に回り込むことを防止しながら、ベベル部のエッチング量を制御する方法がとられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の方法によれば、薬液が基板表面に回り込むことを防止するためには多量の窒素ガスを供給しなければならず、また処理のための薬液の供給量も多量に必要とするという課題があった。Ｃｕは、水と酸素のある条件では即座に酸化物を形成し、特に乾燥工程において顕著である。この時生成するＣｕの酸化物は酸化第二銅と塩基性炭酸銅の混合物が主であり、配線の比電気抵抗を著しく上昇する原因となる。
【０００５】
そこで本発明は、基板の周縁部の処理を比較的少量の気体を供給して基板を保護しながら効率的に行なうことのできる処理装置を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また本発明は、基板の表面または裏面の処理を比較的少量の処理流体で効率的に行なうことのできる処理装置を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による基板処理装置は、例えば図１に示すように、基板Ｗを保持し回転させるチャック部１ａ、１ｄと；チャック部１ａ、１ｄを格納する密閉可能なチャンバーであって、気体を導入する気体導入口９、３ａ（図２）が形成されたチャンバー１４と；基板Ｗをチャック部１ａ、１ｄで回転させながら、基板Ｗの周縁部をエッチングまたは洗浄する処理部２と；処理部２に第１の液体を供給する第１の供給路３ｃとを備える。基板は典型的には円形である。
【０００８】
基板Ｗは、例えば半導体基板である。密閉可能とは、典型的には外気に対して内部を密閉することが可能なことをいう。処理部２は、好ましくは、周縁部を、表面側、外周側及び裏面側から同時に処理できるように構成されている。周縁部は典型的にはベベル部として形成されている。液体は、典型的にはエッチング処理液であるが、エッチング後の洗浄のための純水も含む概念である。
【０００９】
このように構成すると、気体導入口を有する密閉可能なチャンバーを備えるので、チャンバー内を該気体で満たすことができる。例えば気体として不活性ガスを用いれば、チャンバー内から酸素をパージ（排除）して、該不活性ガスに置き代えることができる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による基板処理装置は、例えば図１に示すように、表面を上に向けた基板Ｗを保持し回転させるチャック部１ａ、１ｄと；基板Ｗをチャック部１ａ、１ｄで回転させながら、基板Ｗの回路が形成されていない領域または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である周縁部をエッチングまたは洗浄する処理部２と；処理部２に第１の液体を供給する第１の供給路３ｃ（図２）と；少なくとも基板Ｗの表面に沿って基板Ｗの上方に平行に置かれる平板１０であって、基板Ｗの表面との間に形成される隙間に、処理部２による前記周縁部のエッチングをする際に基板Ｗを保護するための気体を流すように置かれる平板１０と；少なくとも平板１０が沿う表面と平板１０との隙間に、前記エッチングをする際に基板Ｗを保護するための気体を供給する第２の供給路９とを備える。基板は典型的には円形である。
【００１１】
このように構成すると、平板１０を備えるので、気体の供給量を比較的少量に抑えることができる。また、気体を基板に均一に接触させることができる。
【００１２】
また請求項２に記載のように、請求項１に記載の基板処理装置では、チャック部１ａ、１ｄを格納する密閉可能なチャンバーであって、気体を導入する気体導入口９、１３が形成されたチャンバー１４を備えるようにしてもよい。
【００１３】
チャンバーは、排気ダクトへの導入管を備え、基板の搬出入時にチャンバーの一部が自動的に開閉可能な機能を有するようにするとよい。
【００１４】
このとき、処理部２で使用された液体を排出する排液管と、基板Ｗと平板１０、１１との間に供給された液体を排出する排液管とを備えるとよい。これら排液管は共通の排液管１５であってもよい。
【００１５】
また請求項３に記載のように、請求項２に記載の基板処理装置では、気体導入口９、１３は基板の表面側及び裏面側にそれぞれ独立して形成されており；基板Ｗの表面側の導入口９に配置された第１の気体ノズル９ａと；基板Ｗの裏面側の導入口に配置された第２の気体ノズル１３ａとを備えるようにしてもよい。
【００１６】
また請求項４に記載のように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置では、基板Ｗの表面側に配置された第１の純水ノズル９ａと；基板Ｗの裏面側に、第１の純水ノズル９ａとは独立して配置された第２の純水ノズル１３ａとを備えるようにしてもよい。これらの純水ノズルは、第１、第２の気体ノズルと共通のノズル９ａ、１３ａとしてもよい。
【００１７】
また請求項５に記載のように、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置では、前記第１の液体は、鉱酸と有機酸のうち一方又は両方、または酸化剤を含むようにするとよい。
【００１８】
また、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置では、平板１０、１１が沿う表面または裏面と平板１０、１１との隙間に、前記エッチングまたは洗浄をするための第２の液体を供給する供給路９、１３を備え、前記第２の液体は、鉱酸と有機酸のうち一方又は両方、または酸化剤を含むようにするとよい。
【００１９】
また請求項６に記載のように、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理装置では、前記液体は、鉱酸と有機酸のうち一方又は両方と酸化剤を交互に用いるように構成してもよい。
【００２０】
また請求項７に記載のように、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の基板処理装置では、前記気体は、不活性ガスであるのが好ましい。ここで、不活性ガスは、窒素ガスあるいはアルゴン等の希ガスである。不活性ガスが基板に接触することとなり、例えば酸素は排除されるので、基板が保護される。
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明による基板処理方法は、表面を上に向けた基板Ｗを回転する回転工程と；前記回転工程で基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの周縁部をエッチングまたは洗浄する処理工程と；処理工程の際に、基板Ｗの表面に沿って平行に置かれた平板１０と基板Ｗの表面との隙間に気体を供給して、周縁部をエッチングするための液体から基板Ｗの表面を保護する工程とを備える。基板は典型的には円形である。
【００２２】
前記処理工程では、好ましくは、前記周縁部を、表面側、外周側及び裏面側から同時に処理する。また、前記気体供給工程では、好ましくは、基板の表面側と裏面側に気体を供給する。基板処理工程では、鉱酸と有機酸のうち一方又は両方を含む液体を供給するとよい。また、基板処理工程では、酸化剤を含む液体を供給するとよい。酸化剤は、過酸化水素水、またはオゾン水等であり、これらのうち少なくとも１つを含む。前記気体は、不活性ガスとするとよい。不活性ガスは、例えば窒素ガスまたはアルゴン等の希ガスである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複した説明は省略する。以下発明の詳細な説明に含まれる実施の形態は、本発明を説明する目的のために記載されているものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、チャンバーとそれに内蔵されたウェハーを洗浄するための装置構成を示す断面図である。チャンバー１４は、円筒形のチャンバー本体１４ａとその上端を覆うチャンバー・カバー８を含んで構成されている。円筒形のチャンバー本体１４ａは、鉛直方向に立設され、下側が底部１４ｂでふさがれている。チャンバー・カバー８は、伏せたお椀状に形成されており、円筒形のチャンバー本体１４ａの上端を覆っている。円筒状のチャンバー本体１４ａの上端部とチャンバー・カバー８の外周部とは密着して、チャンバー１４の内部を外気からシールできるように構成されている。
【００２５】
底部１４ｂは、水平に対して僅かに傾斜しており、その傾斜の最低部であり底部１４ｂとチャンバー本体との接続部において、チャンバー本体１４ａには排気と排水とを兼ねた排気／排水管１５が接続されている。
【００２６】
チャンバー・カバー８の中心部には、開口が形成されており、その開口を鉛直方向に貫通して上部シャフト６が設けられている。上部シャフト６は、その上端に円板状の鍔部６ａを有している。チャンバー・カバー８の開口と鍔部６ａとは、ベローズ状（蛇腹状）のフレキシブルジョイント７でシール接続されている。また、上部シャフト６の中心には導管９が貫通して形成されている。この導管９は、窒素ガス等の酸素をパージするためのガスやリンス用の超純水を基板表面に供給するものである。導管９の先端部は、ウエハーＷに対向するノズル９ａとして形成されている。
【００２７】
チャンバー・カバー８と上部シャフト６とは、不図示の連結部材で連結されており、両者の鉛直方向の相対的位置が調整可能に構成されている。該連結部材は前記相対的位置を調整するために上部シャフト６をチャンバー・カバー８に対して駆動する不図示の駆動装置を備える。前述のように、フレキシブルジョイント７が設けられているので、チャンバー・カバー８と上部シャフト６との相対的位置関係の変化に対応可能である。
【００２８】
また、チャンバー上部シャフト６の下端には、円形の平板である上部ディスク１０が、水平に形成または取りつけられている。上部ディスク１０の下面が、処理対象の基板である円形のウェハーＷの表面と平行に対向するように構成されている。上部ディスク１０の下面とウェハーＷ表面との隙間はできる限り狭くするのが好ましいが、例えば、０．５〜２０ｍｍの範囲で適宜調整する。この隙間は、好ましくは０．８〜１０ｍｍ程度、さらに好ましくは１〜４ｍｍ程度とし、導管９を介して供給される窒素ガスや超純水がウェハーＷの表面上を均一に流れるようにする。この隙間調整をすることにより比較的少量の流体で基板の処理あるいは保護という目的を達することができる。該隙間調整は、上部シャフト６とチャンバー・カバー８との相対的位置調整をすることによって行うことができる。
【００２９】
底部１４ｂには６個の開口が形成されており（不図示）、その開口を貫通してウェハーＷを水平に保持する６個のロールチャック１ａ〜１ｆが立設されている。６個のロールチャック１ａ〜１ｆは、それぞれ自転することによりウェハーＷを回転させる。水平を保持しながら低速で均一な回転が得られれば良く、回転速度は最大で３００ｍｉｎ−１である。
【００３０】
底部１４ｂには、ロールチャック１ａ〜１ｆで保持されるウェハーＷの裏面側に位置するように、チャンバー下部シャフト１２が立設されている。チャンバー下部シャフト１２の中心には導管１３が貫通して形成されている。導管１３の先端部は、ウエハーＷに対向するノズル１３ａとして形成されている。
【００３１】
更に、チャンバー下部シャフト１２の上端には、円形の平板である下部ディスク１１が、ロールチャック１ａ〜１ｆで保持されるウェハーＷの裏面側に、ウェハーＷの裏面と平行に対向するように形成または取りつけられている。下部ディスク１１とウェハーＷの裏面との隙間は、上部ディスク１０とウェハーＷとの関係と同様に、できる限り狭いのが好ましいが、例えば、０．５〜２０ｍｍの範囲で適宜調整する。この隙間は、好ましくは０．８〜１０ｍｍ程度、さらに好ましくは１〜４ｍｍ程度とし、導管１３を介して供給される窒素ガスや超純水がウェハーＷの裏面と下部ディスク１１との隙間を均一に流れるようにする。やはり、この隙間調整をすることにより比較的少量の流体で基板の処理あるいは保護をすることができる。
【００３２】
図２の斜視図、部分側面図、部分平面図を参照して、円形の基板の周縁部であるベベル部をエッチングするための、エッチング部２の実例を説明する。（ａ）は、ロールチャック１ａ〜１ｆで保持されたウェハーＷとエッチング部２との関係を示す斜視図である。（ｂ）は、エッチング部２の側面図、（ｃ）は、エッチング部２の平面図である。（ｂ）（ｃ）では、ウエハーＷは、エッチング部２の近傍のみ示してある。
【００３３】
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。典型的には、基板の表面と裏面の角部は、面取りされており、あるいはＲがつけられている。このときは、周縁部はベベル状になっているので、ベベル部と呼ぶ。
【００３４】
エッチング部２は、（ｂ）に示すように、ウエハーＷの周縁部を、隙間をあけて表面側と裏面側から挟むように形成された、コの字形状の部材である。すなわち、コの字の上側水平部分に相当する部材である上部片持ち梁部２ａ、下側水平部分に相当する部材である下部片持ち梁２ｃ、上部片持ち梁部２ａと下部片持ち梁２ｃとを連結する、コの字の垂直部分に相当する垂直部２ｂを含んで構成されている。このように構成すると、コの字が周縁部を挟むようになっているので、周縁部を、表面側、外周側、裏面側から、同時にエッチング、洗浄等や乾燥等の処理をすることができる。またコの字の内側とウエハーＷの隙間を小さく設定することにより、処理液を滲み出る程度に少量に抑えることも可能となる。
【００３５】
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、上部片持ち梁部２ａの反ウエハー側（コの字の外側）には、ウエハーＷの回転方向に沿って下流側から順番に、ウエハーＷを乾燥するための窒素ガス等のガス導入管３ａ、ウエハーを洗浄するリンス用の超純水導入管３ｂ、ベベル部に形成された金属薄膜をエッチングするための第１の液体としてのフッ酸等の薬液導入管３ｃが接続されており、それぞれ上部片持ち梁部２ａを貫通して、窒素ガス、超純水、薬液をベベル部に供給するように構成されている。
【００３６】
薬液導入管３ｃから供給する薬液は、エッチング液としての鉱酸または有機酸、または酸化剤である。鉱酸は、フッ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等であり、前記薬液は、これらのうち少なくとも１つを含む。有機酸は、酢酸、ぎ酸、シュウ酸等であり、前記薬液は、これらのうち少なくとも１つを含む。酸化剤は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）水、またはオゾン（Ｏ３）水等であり、これらのうち少なくとも１つを含む。このような薬液を、前述のように滲み出るように供給する。後で説明する第２の液体についても同様である。
【００３７】
金属膜が銅である場合、銅のエッチングが生じる条件は、酸性で且つ酸化還元電位が＋２００ｍＶｖｓ．ＳＨＥ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）以上、好ましくは＋５００ｍＶｖｓ．ＳＨＥ以上である。酸溶液の酸化還元電位は＋２００ｍＶｖｓ．ＳＨＥ前後であるため、酸のみではいくら濃度を上げてもエッチングレートは増加しないが、酸化剤を混合し酸化還元電位を上げると、エッチングレートは大幅に増加する。したがってエッチング液としては、酸と酸化剤の混合液が好ましいが、必ずしも混合状態である必要はなく、金属薄膜上に酸と酸化剤とを交互に供給することによっても、目的を達成することができる。
【００３８】
（ａ）の斜視図を参照して、液体としての酸と酸化剤とを交互に供給するための構造を説明する。薬液導入管３ｃの上流側には、酸を供給する開閉弁であるソレノイドバルブＳＶ１と酸化剤を供給する開閉弁であるソレノイドバルブＳＶ２とが並列に配置されている。ソレノイドバルブＳＶ１を介する酸の導管とソレノイドバルブＳＶ２を介する酸化剤の導管とが、薬液導入管３ｃに合流している。またソレノイドバルブＳＶ１とソレノイドバルブＳＶ２との開閉を制御するコントローラ３０が両バルブに電気的に接続されている。
【００３９】
コントローラ３０は、ソレノイドバルブＳＶ１とソレノイドバルブＳＶ２の開閉の時間と開閉の順序とを制御する。金属薄膜の種類により、酸の種類と濃度は適宜選択され、エッチング部２に供給する酸と酸化剤の順序及びそれぞれの供給時間は、コントローラ３０で設定し、任意の条件で酸と酸化剤とを交互に供給することができる。コントローラ３０は、酸と酸化剤とを同時に混合状態で供給するような選択も可能としている。
【００４０】
また全開と全閉とだけが可能なソレノイドバルブＳＶ１、ＳＶ２の代わりに、中間開度も可能な調節弁を用いてもよい。このときは、コントローラ３０は、酸と酸化剤の流量を調節して、混合割合を任意の値にすることができる。
【００４１】
超純水導入管３ｂから供給するのは、洗浄用の超純水である。ガス導入管３ａから供給するのは、乾燥用の不活性ガス（Ｎ２やＡｒ）である。
【００４２】
（ｂ）（ｃ）に示すように、下部片持ち梁２ｃの反ウエハー側（コの字の外側）には、コの字の内側から下部片持ち梁２ｃを貫通して、薬液及び超純水の廃液をチャンバー１４の外に排出するための排水管４が接続されている。
【００４３】
また、（ｂ）に示すように、エッチング部２の垂直部２ｂの反ウエハー側（コの字の外側）には、水平方向に配設されたシャフトで接続されたエアーシリンダ５が設置されている。エアーシリンダ５は、シャフトを介してエッチング部２をウエハーＷに近づく方向、遠ざかる方向（図中Ａで示す方向）に駆動するように構成されている。このようにして、エッチング部２は、ウェハーＷの搬出入時（ロールチャック１ａ〜１ｆへの載置、とりはずし時）に待避できる構造となっている。
【００４４】
図３の斜視図を参照して、ロールチャックの一例を説明する。ここではロールチャック１ａ〜１ｆのうち、ロールチャック１ａ、１ｂ、１ｃの部分だけを抽出して示してある。３つのロールチャックのうち、中央のロールチャック１ｂにモータＭが直結されており、モータＭはベース２７に固定されている。他のロールチャック１ａ、１ｃはそれぞれを回転自在に支持する支持シャフトがベース２７に固定されている。これらのシャフトは図３には不図示のチャンバー底部１４ｂの開口を貫通して設けられている。
【００４５】
中央のロールチャック１ｂと他のロールチャック１ａ、１ｃは、それぞれ駆動ベルト１９ａ、１９ｂで繋がっている。このように構成されているので、中央のロールチャック１ｂがモータＭで回転することにより、ロールチャック１ａ及び１ｃも同じ方向に回転する。もう一組のロールチャック１ｄ〜１ｆも同様の構造となっている。なおモータＭは、中央のロールチャック１ｂに限らず、両側のロールチャック１ａ、１ｃのいずれかに設けてもよい。
【００４６】
図４を参照して、別の実施の形態の基板処理装置に用いるエッチング部の例を説明する。この例では、エッチング部２０は、（ａ）の側面図に示すように、ウエハーＷの周縁部の上方に水平方向に配設された上部片持ち梁２０ａとウエハーＷの周縁部の下方に水平方向に配設された下部片持ち梁２０ｃとを含んで構成されている。
【００４７】
（ｂ）の斜視図に示すように、上部片持ち梁部２０ａには、ウエハーＷの回転方向に沿って下流側から順番に、ウエハーＷを乾燥するための窒素ガス等のガス（気体）導入管３ａ、ウエハーＷを洗浄するリンス用の超純水導入管３ｂ、更にベベル部に形成された金属薄膜をエッチングするためのフッ酸等の薬液導入管３ｃが、それぞれ上部片持ち梁部２０ａを貫通して取りつけられている。それぞれの導入管の先端にはウエハーに向くように、ガスノズル３１ａ、超純水ノズル３１ｂ、薬液ノズル３１ｃが配置されている。
【００４８】
（ａ）に示すように、下部片持ち梁２０ｃの反ウエハー側には、コの字の内側から下部片持ち梁２０ｃを貫通して、薬液及び超純水の廃液をチャンバー１４の外に排出するための排水管４が接続されている。
【００４９】
上部片持ち梁部２０ａ及び下部片持ち梁部２０ｃは、図２（ｂ）に示したのと同様に、不図示の垂直部２０ｂで連結されており、不図示のシャフトで接続されたエアーシリンダ５が設置され、エアーシリンダ５を水平方向に前後に駆動してエッチング部２を動かし、ウェハーＷの搬出入時に待避できる構造となっている。
【００５０】
図５を参照して、さらに別の実施の形態の基板処理装置に用いるエッチング部の例を説明する。この例では、エッチング部の薬液供給部に多孔質ロール１７を使用している。多孔質ロール１７は、ロールチャック１ａ〜１ｆにより支持された円形のウエハーＷのベベル部に斜めに多孔質ロール１７が接触するように設置されている。多孔質ロール１７の回転軸は、サーボモータ１６と直結しており、多孔質ロール１７がベベル部に接触しながら回転できるように構成されている。
【００５１】
多孔質ロール１７の鉛直方向上方には、薬液を供給する薬液ノズル１８が配置されている。薬液ノズル１８からは、薬液が、多孔質ロール１７に染み込むように供給される。
【００５２】
また、多孔質ロール１７の、ウエハーＷの回転方向下流側には、超純水ノズル２２、ガスノズル２１が、この順番に配置されている。超純水ノズル２２からはウエハーＷに超純水が供給され、ウエハーＷを洗浄（リンス）する。また、ガスノズル２１からは窒素ガスが噴射され、ウエハーＷの乾燥を行なうことができる。
【００５３】
図６の正面断面図を参照して、チャンバー１４の開閉機構の構造と作用を説明する。チャンバー本体１４ａの底部１４ｂには、鉛直方向下方に延伸するアーム２６が取りつけられており、アーム２６の下端には水平部があり、該水平部には雌ネジが切られており、該雌ネジには雄ネジの切られた駆動ネジ棒２４が鉛直方向に貫通、噛合している。駆動ネジ棒２４の下端は、サーボモータ２５で回転可能に支持されている。サーボモータ２５はベース２７に固定されている。
【００５４】
このような構造において、サーボモータ２５で駆動ねじ棒２４を回転することにより、アーム２６が上下に移動し、チャンバー本体１４ａが上下する。
チャンバー・カバー８は、不図示の支持機構により、ベース２７に対して固定されている。したがって、チャンバー本体１４ａが下方へ動くと、チャンバー・カバー８とチャンバー本体１４ａとの間に空間が生じ、この空間を利用してウェハーＷの搬出入が可能となる。
【００５５】
なお、ロールチャック１ａ〜１ｆのシャフトは、前述のように、底部１４ｂに各シャフトに対応して形成された開口を貫通して、ベース２７に支持されているが、ロールチャック１ａ〜１ｆと底部１４ｂとの間は、ベローズ状（蛇腹状）のフレキシブルジョイント２３で接続されている。フレキシブルジョイント２３は、チャンバー１４の内部を外部と遮断、シールしている。回転するロールチャック１ａ〜１ｆと静止しているフレキシブルジョイント２３との間は、不図示のメカニカルシールでシールされている。
【００５６】
このように構成されているので、チャンバー本体１４ａが下方に動いても、ウエハーＷはロールチャック１ａ〜１ｆによりそのままの水平位置で保持され、且つ、ロールチャック１ａ〜１ｆは、フレキシブルジョイント２３でチャンバー本体１４ａと接続されているため、外部からの汚染を受けることはない。
【００５７】
以上の例では、チャバー本体１４ａを下方に動かす構成を説明したが、チャンバー本体１４ａは動かさずに、チャンバー・カバー８及び上部シャフト９を上方に動かす構造を採用してもよい。
【００５８】
周縁部のエッチング処理中には、エッチング部２の導管３ｃから第１の液体としてのエッチング液であるフッ酸や過酸化水素が供給されると共に、導管９からはウエハーＷの表面に向けて不活性ガス、典型的には窒素ガスが供給され、ウエハーＷの表面をエッチング液から保護する。また、導管１３からは、エッチング処理のためにウエハーＷの裏面に向けて第２の液体としてのエッチング液であるフッ酸や過酸化水素が供給される。さらに、エッチング処理が終わると、エッチング部２の導管３ｂ及び前述の導管９と導管１３からは、洗浄用の超純水が供給される。その後の乾燥工程では、エッチング部２の導管３ａ及び前述の導管９及び導管１３からは、不活性ガス、典型的には窒素ガスが供給される。
【００５９】
また、チャンバー・カバー８には酸素濃度センサー３２が取り付けられており、別途設けられた酸素濃度計３３に電気的に接続されている。チャンバー１４内に不活性ガスを供給することにより酸素を排除するが、チャンバー１４内の酸素濃度をセンサー３２により検出し酸素濃度計３３で測定することにより、低酸素状態を担保する。
【００６０】
以上のように、本願発明の実施の形態によれば、ウェハーＷの洗浄を密閉チャンバー１４内で窒素ガス（Ｎ２  ）により大気中の酸素をパージした条件下で、薬液をウェハーＷのベベル部に供給することができるので、ベベル部の金属薄膜をエッチングし、連続して超純水でリンスを行い、更に窒素ガス等でベベル部を窒素（Ｎ２  ）ブローして酸素のない状態で素早く乾燥することにより、ウォターマークの生成やエロージョン及びコロージョンの起らないベベル洗浄を実現することができる。
【００６１】
また下部ディスク１１を備えるので、導管１３を通して供給される処理液、例えばフッ酸、過酸化水素の供給量を比較的少量に抑えることができる。また、導管１３を通して窒素ガスを供給するときは、その量を比較的少量に抑えながら乾燥という目的を効率的に達成することができる。
【００６２】
また上部ディスク１０を備えるので、エッチング部２でウエハーＷのエッチングをする際、上部ディスク１０とウエハーＷの表面との間に比較的少量の窒素ガスを供給することにより、ウエハーＷの表面をエッチング液から効果的に保護することができる。またベベル部をエッチングした後にウエハーＷの表面を洗浄する際には、洗浄液であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール）やＤＩＷ（超純水）を上部ディスク１０とウエハーＷの表面との間に供給するので、その量を比較的少量に抑えることができる。
【００６３】
以上説明したように、ベベル部及び裏面の金属薄膜の除去には、薬液による化学的エッチングが基本であり、使用した薬液のリンスが必要となる。薬液のリンスには典型的には超純水を用いるが、対象となる金属または金属化合物によっては、エロージョンやコロージョンを起こしやすいものがある。特に、配線材料としてのＣｕは、比電気抵抗が極めて低いことと高エレクトロマイグレーション耐性であることから好んで使用されるものの、リンスに超純水を用いたとしてもエロージョンを起こすことがしばしば観察されていた。これは、ベベル部及び裏面のエッチング中にわずかではあるが酸と過酸化水素の混合液ミストが、基板表面のＣｕ膜上まで達しているためと、水と酸素の共存状態が避けにくいためであった。したがって、薬液がリンスに切り替わったとしても、ミストの付着したＣｕ表面には所謂ウォター・マークが形成されたりのトラブルの原因となっていた。本発明の実施の形態によれば、このような問題を解決することができる。
【００６４】
図７の装置全体平面図を参照して、以上説明したような本発明の実施の形態である基板洗浄装置１２５を有する、半導体基板Ｗに銅めっきを施すめっき装置を説明する。同図に示すように、このめっき装置は、矩形状の設備１１０内に配置されて、半導体基板の銅めっきを連続的に行うように構成されている。この設備１１０は、仕切壁１１１によってめっき空間１１２と清浄空間１１３に仕切られ、これらの各めっき空間１１２と清浄空間１１３は、それぞれ独自に給排気できるようになっている。そして、前記仕切壁１１１には、開閉自在なシャッタ（図示せず）が設けられている。また、清浄空間１１３の圧力は、大気圧より低く、且つめっき空間１１２の圧力よりも高くしてあり、これにより、清浄空間１１３内の空気が設備１１０の外部に流出することがなく、且つめっき空間１１２内の空気が清浄空間１１３内に流入することがないようなっている。
【００６５】
前記清浄空間１１３内には、基板収納用カセットを載置する２つのカセットステージ１１５と、めっき処理後の基板を純水で洗浄（リンス）し乾燥する２基の洗浄・乾燥装置１１６が配置され、更に基板の搬送を行う固定タイプで回転自在な第１搬送装置（４軸ロボット）１１７が備えられている。この洗浄・乾燥装置１１６としては、例えば基板の表裏両面に超純水を供給する洗浄液供給ノズルを有し、基板を高速でスピンさせて脱水、乾燥させる形式のものが用いられる。
一方、めっき空間１１２内には、基板のめっきの前処理を行い、前処理後の基板を反転機１２０で反転させる２基の前処理ユニット１２１と、基板の表面に該表面を下向きにして銅めっき処理を施す４基のめっき処理ユニット１２２と、基板を載置保持する２基の第１基板ステージ１２３ａ，１２３ｂが配置され、更に基板の搬送を行う自走タイプで回転自在な第２搬送装置（４軸ロボット）１２４が備えられている。
【００６６】
清浄空間１１３内に位置して、めっき後の基板を酸溶液、酸化剤溶液などの薬液で洗浄する２基の基板洗浄装置１２５と、この基板洗浄装置１２５と前記洗浄・乾燥装置１１６との間に位置して第２基板ステージ１２６ａ，１２６ｂが配置され、更に２基の基板洗浄装置１２５に挟まれた位置に基板の搬送を行う固定タイプで回転自在な第３搬送装置（４軸ロボット）１２７が備えられている。
前記一方の第１基板ステージ１２３ｂ及び第２基板ステージ１２６ｂは、基板を水洗い可能に構成されているとともに、基板を反転させる反転機１２０が備えられている。
【００６７】
これにより、前記第１搬送装置１１７は、前記カセットステージ１１５に載置されたカセット、洗浄・乾燥装置１１６及び第２基板ステージ１２６ａ，１２６ｂ間で基板を搬送し、第２搬送装置１２４は、前記第１基板ステージ１２３ａ，１２３ｂ、前処理ユニット１２１及びめっき処理ユニット１２２間で基板を搬送し、第３搬送装置１２７は、前記第１基板ステージ１２３ａ，１２３ｂ、基板洗浄装置１２５及び第２基板ステージ１２６ａ，１２６ｂ間で基板を搬送するようになっている。
【００６８】
更に、前記設備１１０の内部には、前記第１基板ステージ１２３ａの下方に位置して、調整運転用基板を収納する容器１２８が内蔵され、第２搬送装置１２４は、調整運転用基板を容器１２８から取出し、調整運転終了後に再び容器１２８に戻すようになっている。このように、調整運転用基板を収容する容器１２８を設備１１０の内部に内蔵することで、調整運転の際に調整運転用基板を外部から導入することに伴う汚染やスループットの低下を防止することができる。
なお、容器１２８の配置位置は、いずれかの搬送装置で調整運転用基板の取出し及び収納が可能な位置であれば、設備１１０内の何処でも良いが、第１基板ステージ１２３ａの近傍に配置することで、調整運転用基板を使用した調整運転を前処理からめっき処理と始め、洗浄し乾燥させた後に容器１２８内に収容することができる。
ここで、基板に対するめっきの濡れ性を良くする前処理を施す前処理ユニットを省略することもできる。また、めっきを施す前に基板に付着されたシード層を補強するためのプレプレーティングを行うためのプレプレーティングユニットをめっきユニットの１つに代えて、または、前処理ユニットの１つに代えて設置することもできる。この場合には、前処理ユニットの代わりに、プレプレーティングとめっきの間に、及び／又は、めっき後に水洗が行われるための水洗ユニットが設置される。
【００６９】
ここで、前記搬送装置１１７として、落し込みタイプの２本のハンドを有し、上側をドライハンド、下側をウェットハンドとしたものを使用し、搬送装置１２４、１２７として、落し込みタイプの２本のハンドを有し、双方をウエットハンドとしたものを使用しているが、これに限定されないことは勿論である。
【００７０】
次に、この装置における基板の流れの概要を説明する。基板は表面（素子形成面、処理面）を上に向けてカセットに収納されてカセットステージ１１５に載置される。そして、第１搬送装置１１７が基板をカセットから取出し、第２基板ステージ１２６ａ上に移動して、基板を第２基板ステージ１２６ａ上に載置する。そして、第３搬送装置１２７が第２基板ステージ１２６ａ上にあった基板を第１基板ステージ１２３ａに移す。次に、第２搬送装置１２４が第１基板ステージ１２３ａから基板を受け取って前処理ユニット１２１に渡し、前処理ユニット１２１での前処理終了後、基板の表面が下に向くように反転機１２０で基板を反転させ、再び第２搬送装置１２４に渡す。そして、第２搬送装置１２４は基板をめっき処理ユニット１２２のヘッド部に渡す。
【００７１】
めっき処理ユニット１２２で基板のめっき処理及び液切りを行った後、基板を第２搬送装置１２４に渡し、第２搬送装置１２４は基板を第１基板ステージ１２３ｂへ渡す。基板は、第１基板ステージ１２３ｂの反転機１２０によって、表面が上に向くように反転され、第３搬送装置１２７によって基板洗浄装置１２５に移される。基板洗浄装置１２５において薬液洗浄、純水リンス、スピン液切りされた基板は、第３搬送装置１２７により第１基板ステージ１２３ｂへ運ばれる。次に、第１搬送装置１１７が第１基板ステージ１２３ｂから基板を受取り、洗浄・乾燥装置１１６に基板を移送し、洗浄・乾燥装置１１６で純水によるリンスとスピン乾燥を行う。乾燥された基板は、第１搬送装置１１７によりカセットステージ１１５に載置された基板カセット内に収納される。
ここで、前処理ユニットでの前処理を省略することもできる。プレプレーティングユニットを設置した場合は、カセットから取り出された基板は、プレプレーティングユニットでプレプレーティングを施され、水洗工程を経て、又は、水洗工程を経ずに、めっき処理ユニットでめっき処理が施される。めっき後に水洗工程を経て、または水洗工程を経ずに、第１の洗浄装置に搬送される。
【００７２】
以上説明しためっき装置によれば、基板洗浄装置１２５を備えるので、めっき処理のされた基板の周縁部の洗浄を、基板を保護しながら効率的に行なうことができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、チャック部を備えるので基板Ｗを保持し回転させることができ、気体を導入する気体導入口が形成された密閉可能なチャンバーを備えるのでチャック部で保持された基板を、導入した気体中に置くことができ、処理部を備えるので基板をチャック部で回転させながら基板の周縁部をエッチングまたは洗浄することができ、液体供給路を備えるので処理部に液体を供給することができ、基板の周縁部の処理を気体を供給して基板を保護しながら効率的に行なうことのできる基板処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である基板洗浄装置の正面断面図である。
【図２】図１の基板洗浄装置に用いるロールチャックとエッチング部を説明する斜視図、部分側面断面図、部分平面図である。
【図３】図１の装置に用いるロールチャックの斜視図である。
【図４】エッチング部の別の形態を説明する側面図、斜視図である。
【図５】エッチング部のさらに別の形態を説明する斜視図、側面図である。
【図６】図１の基板洗浄装置のチャンバー開閉機構を説明する正面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態である基板洗浄装置を有するめっき装置の全体平面図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｆ  ロールチャック
２  エッチング部
２ａ  上部片持梁部
２ｂ  垂直部
２ｃ  下部片持梁部
３ａ  ガス導入管
３ｂ  超純水導入管
３ｃ  薬液導入管
４  排水管
５  エアシリンダ
６  上部シャフト
６ａ  鍔部
７  フレキシブルジョイント
８  チャンバーカバー
９  導管
９ａ  ノズル
１０  上部ディスク
１１  下部ディスク
１２  下部シャフト
１３  導管
１３ａ  ノズル
１４  チャンバー
１４ａ  チャンバー本体
１４ｂ  チャンバー底部
１５  排気／排水管
１７  多孔質ロール
１９  駆動ベルト
２０ａ  ガスノズル
２０ｂ  超純水ノズル
２０ｃ  薬液ノズル
２１  ガスノズル
２３  フレキシブルジョイント
２４  駆動ネジ棒
３０  コントローラ
１１０  設備
１２５  基板洗浄装置
【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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