(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置であって、
基板の一方面に当接して基板を支持する少なくとも３つの基板支持部材、および一対のピンを基板の周端面に切り換えて当接させて基板を挟持することができる少なくとも３組の基板挟持部材を有する基板保持機構と、
この基板保持機構を回転させる回転駆動手段と、
この回転駆動手段によって上記基板保持機構を等速回転させている期間に、基板の周端面に当接する各組の基板挟持部材の上記一対のピンを組間でタイミングをずらして切り換えるよう、上記少なくとも３組の基板挟持部材の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上記基板保持機構に保持された基板の周縁部に処理液を供給する処理液供給機構をさらに含む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】
上記基板保持機構に保持された基板の上記基板支持部材とは反対側の表面の近傍においてその表面に対向して配置可能な遮断板をさらに含む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】
基板の一方面に当接して基板を支持する少なくとも３つの基板支持部材、および一対のピンを基板の周端面に切り換えて当接させて基板を挟持することができる少なくとも３組の基板挟持部材を有する基板保持機構を設ける工程と、
上記基板保持機構を回転させる工程と、
上記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する工程と、
上記基板保持機構が等速回転されている期間に、上記基板保持機構に保持されている基板に当接する各組の基板挟持部材の一対のピンを組間でタイミングをずらして切り換える工程とを含むことを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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）用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板ならびにフォトマスク用基板などの各種の被処理基板に対してエッチング液等の処理液による処理を施すための基板処理装置および基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面および周端面（場合によってはさらに裏面）の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。たとえば、配線形成のための銅薄膜は、ウエハの表面の素子形成領域に形成されていればよいから、ウエハの表面の周縁部（たとえば、ウエハの周縁から幅５mm程度の部分）、裏面および周端面に形成された銅薄膜は不要となる。そればかりでなく、裏面および周端面の銅または銅イオンは、基板処理装置に備えられた基板搬送ロボットのハンドを汚染し、さらにこの汚染が当該ハンドによって保持される別の基板へと転移するという問題を引き起こす。
【０００３】
ウエハの周縁部および周端部の銅薄膜をエッチング除去するための基板処理装置は、たとえば、特開２００１−１０４１７１号公報に開示されている。
この公開公報に開示された１つの基板処理装置では、ウエハの周端面を全周に渡って処理するために、ウエハは真空吸着式のスピンチャックによって保持されて回転され、その周縁部に向けてエッチング液が供給される。しかし、この構成では、ウエハの裏面を処理することができないから、別のチャンバにウエハを移してウエハ裏面の処理を事後的に行う必要がある。
【０００４】
そこで、上記公開公報に開示された別の基板処理装置では、ウエハの周端面を複数の基板挟持部材によって挟持する挟持型スピンチャックによってウエハを回転させるようにして、ウエハの表面、周縁部および裏面に対する処理を１つのチャンバで達成している。この基板処理装置では、ウエハの周縁部全域に渡る処理を実現するために、スピンチャックの回転中に、上記基板挟持部材による挟持を解除または緩和し、これによって、基板挟持部材によるウエハの挟持位置を周方向にずらす構成が採用されている。
【０００５】
図１０は、上記基板挟持部材の構成を簡略化して示す正面図である。支持軸１の上端に板状のアーム２が水平に固定されている。このアーム２において支持軸１の回転軸線上にはウエハＷの裏面（下面）の周縁部を支持する支持突起３が設けられており、アーム２において、支持軸１の回転軸線からずれた位置には、ウエハＷの周端面に当接する当接ピン４が立設されている。支持軸１をその軸線まわりに回転させることによって、当接ピン４をウエハＷの周端面に押し付けたり、この押し付け力を解除したりすることができる。このような基板挟持部材をウエハの周方向の異なる位置に複数個配置することによって、ウエハＷを挟持したり、その挟持を解除または緩和したりすることができる。
【０００６】
ただし、複数個の基板挟持部材のうちいずれか１つのみを駆動することとして、残りの基板挟持部材は固定しておいても、ウエハＷを挟持したり、その挟持を解除または緩和したりすることができる。
スピンチャックの回転中、とくに加速時または減速時に、基板挟持部材によるウエハＷの挟持を一時的に解除または緩和すると、ウエハＷは、支持突起３上を滑動して、スピンチャックに対して相対的に回転する。これにより、基板挟持部材によるウエハＷの挟持位置が変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ウエハＷが支持突起３上を滑動することによって、支持突起３が摩耗する。これにより、発塵が生じてウエハＷの処理品質が悪くなるうえ、ウエハＷの支持高さに変動が生じる。
たとえば、ウエハＷの裏面からエッチング液を供給し、ウエハＷの周端面から上面へと回り込むエッチング液によってウエハＷの表面周縁部の処理を行う場合がある。この構成において、さらに、エッチング液の回り込み量を制御するために、ウエハＷの上面のごく近傍に、ウエハＷのほぼ全面を覆う遮断板が配置され、中央領域から周縁領域に向けて不活性ガス（窒素ガスなど）が噴き出される場合がある。
【０００８】
このような場合に、ウエハＷの支持高さに変動が生じると、エッチング液の回り込み量に変動が生じて、ウエハＷの表面周縁部の処理幅が狂い、良好な処理が行えないおそれがある。
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、摩耗による発塵または基板保持位置の変動が生じることがなく、したがって基板を良好に処理することができる基板処理装置および基板処理方法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】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）に処理液を供給して基板を処理する基板処理装置であって、基板の一方面に当接して基板を支持する少なくとも３つの基板支持部材（３２１）、および一対のピン（３２Ａ，３２Ｂ）を基板の周端面に切り換えて当接させて基板を挟持することができる少なくとも３組の基板挟持部材（３１１，３１２，３１３）を有する基板保持機構（２２１）と、この基板保持機構を回転させる回転駆動手段（２２２）と、この回転駆動手段によって上記基板保持機構を等速回転させている期間に、基板の周端面に当接する各組の基板挟持部材の上記一対のピンを組間でタイミングをずらして切り換えるよう、上記少なくとも３組の基板挟持部材の動作を制御する制御手段（４００）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１０】
上記少なくとも３組の基板挟持部材における各一対のピンの切り換えが、組間でタイミングをずらして行われるので、ピンの切り換え時にも基板保持の安定性を確保できる。
この発明によれば、基板保持機構を等速回転させている間に、一対のピンを切り換えて、基板の挟持位置を変更することとしている。等速回転中であれば、基板保持機構に対する基板の相対回転が生じないから、基板支持部材上で基板が滑動することがない。したがって、基板支持部材の摩耗に起因する発塵や基板保持位置の変動の問題がなく、基板を良好に処理することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、上記基板保持機構に保持された基板の周縁部に処理液を供給する処理液供給機構（２２５，３０）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によって、基板の周縁部の処理（好ましくは周縁部の選択的な処理）を行うことができる。たとえば、基板の周縁部にエッチング液を供給することによって、基板の周縁部の薄膜を選択的に除去するベベルエッチング処理を行うことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記基板保持機構に保持された基板の上記基板支持部材とは反対側の表面の近傍においてその表面に対向して配置可能な遮断板（２５０）をさらに含む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。
この構成によれば、基板の表面近傍に遮断板を対向配置することにより、基板の周縁部の処理幅を制御したり、基板表面への処理液飛沫の付着を防止したり、基板表面付近の空間を制限したりすることができる。
【００１３】
この場合に、基板支持部材の摩耗に起因する基板保持位置の変動がないので、基板と遮断板との間の間隔の変動を防止できる。したがって、遮断板の作用を効果的に発揮させることができ、基板処理を良好に行える。
請求項４記載の発明は、基板（Ｗ）の一方面に当接して基板を支持する少なくとも３つの基板支持部材（３２１）、および一対のピン（３２Ａ，３２Ｂ）を基板の周端面に切り換えて当接させて基板を挟持することができる少なくとも３組の基板挟持部材（３１１，３１２，３１３）を有する基板保持機構を設ける工程と、上記基板保持機構を回転させる工程と、上記基板保持機構に保持された基板に処理液を供給する工程と、上記基板保持機構が等速回転されている期間に、上記基板保持機構に保持されている基板に当接する各組の基板挟持部材の一対のピンを組間でタイミングをずらして切り換える工程とを含むことを特徴とする基板処理方法である。
【００１４】
この方法によって、請求項１の発明と同様の効果を達成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下では、この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、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な断面図である。この基板処理装置は、ウエハＷの裏面に形成された薄膜とウエハＷの表面の周縁部および端面に形成されている薄膜を同時に除去することができるものである。この基板処理装置は、ウエハＷをほぼ水平に保持し、この保持したウエハＷのほぼ中心を通る鉛直軸線まわりに回転する周縁部保持チャック２２１を処理カップ（図示せず）の中に備えている。
【００１６】
周縁部保持チャック２２１は、回転駆動機構としてのモータ２２２の駆動軸に結合されて回転されるようになっている。モータ２２２の駆動軸は、中空軸とされていて、その内部には、純水またはエッチング液を供給することができる裏面リンスノズル２２３が挿通されている。この裏面リンスノズル２２３は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの裏面（下面）中央に近接した位置に吐出口を有しており、この吐出口からウエハＷの裏面中央に向けて純水またはエッチング液を供給する中心軸ノズルの形態を有している。裏面リンスノズル２２３には、純水供給源に接続された純水供給バルブ２０１またはエッチング液供給源に接続されたエッチング液供給バルブ２０２を介して、純水またはエッチング液が所要のタイミングで供給されるようになっている。
【００１７】
周縁部保持チャック２２１の側方には、先端にエッジリンスノズル２２５が取り付けられた揺動アーム２３２を揺動させるための揺動駆動機構２３３が設けられている。揺動アーム２３２が揺動駆動機構２３３によって水平に揺動されることにより、周縁部保持チャック２２１の上方において、エッジリンスノズル２２５は、水平面に沿う円弧軌道に従って移動する。これにより、エッジリンスノズル２２５は、周縁部保持チャック２２１の側方のホームポジションと、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの表面（上面）に純水またはエッチング液を供給する処理位置との間で変位することができる。ウエハＷの表面の周縁部の不要な薄膜を除去するときには、薄膜を残しておくべき中央領域と当該薄膜を除去すべき周縁領域との境界位置にエッチング液を供給できるように、エッジリンスノズル２２５の位置が定められる。
【００１８】
エッジリンスノズル２２５には、純水供給源に接続された純水供給バルブ２０３またはエッチング液供給源に接続されたエッチング液供給バルブ２０４を介して、純水またはエッチング液が所要のタイミングで供給されるようになっている。
揺動駆動機構２３３は、揺動アーム２３２が上端に固定された回転昇降軸２３４と、この回転昇降軸２３４を昇降自在に保持するとともに、モータ２３５からの回転力がタイミングベルト２３６などを介して与えられる回転保持筒２３７と、この回転保持筒２３７を昇降させる昇降駆動機構２４０とを有している。昇降駆動機構２４０は、リンク機構２４１と、このリンク機構２４１に駆動力を与えるモータ２４２とを有する。
【００１９】
モータ２４２によってリンク機構２４１を駆動すれば、回転昇降軸２３４が昇降して、エッジリンスノズル２２５を周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷに対して昇降させることができ、そのウエハＷとの距離を調節できる。
また、モータ２３５を正転／逆転駆動することによって、回転昇降軸２３４が鉛直軸まわりに回転するから、揺動アーム２３２を水平方向に揺動させることができる。
【００２０】
周縁部保持チャック２２１の上方には、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの中央に向かって純水またはエッチング液を供給することができるノズル機構を下面中央付近に備えた円板状の遮断板２５０が水平に設けられている。この遮断板２５０は、ウエハＷの上面に対向し、そのほぼ全域を被うことができる大きさに形成されていて、昇降駆動機構２６０に結合されたアーム２７０の先端付近に、鉛直軸まわりの回転が可能であるように取り付けられている。
【００２１】
昇降駆動機構２６０は、支持筒２６１と、この支持筒２６１に昇降自在に保持された中空の昇降軸２６２と、この昇降軸２６２を昇降させるためのボールねじ機構２６３とを備えている。ボールねじ機構２６３のねじ軸２６３ｂに結合されたモータ２６３ｃを正転／逆転させることにより、昇降軸２６２が昇降し、この昇降軸２６２の先端部に取り付けられたアーム２７０が昇降する。２６７は、純水やエッチング液の侵入を防ぐためのベローズである。
【００２２】
昇降軸２６２には、回転軸２７１が挿通されている。この回転軸２７１は、昇降軸２６２の上端および下端にそれぞれ配置された軸受け２７２，２７３によって回転自在に保持されている。回転軸２７１の下端は、カップリング２７４を介して、モータ２７５の回転軸に結合されている。また、回転軸２７１の上端には、プーリー２７６が固定されていて、このプーリー２７６には、アーム２７０の内部空間に配置されたタイミングベルト２７７が巻き掛けられている。このタイミングベルト２７７は、遮断板２５０の回転軸２５１に固定されたプーリー２５２にも巻き掛けられている。したがって、モータ２７５を回転駆動すれば、この回転は、回転軸２７１およびタイミングベルト２７７などを介して遮断板２５０に伝達され、この遮断板２５０が鉛直軸まわりに回転（自転）することになる。このようにして、遮断板２５０のための回転駆動機構が構成されている。
【００２３】
純水またはエッチング液をウエハＷに供給するときには、遮断板２５０は停止状態とされて、図示の上方位置にある。そして、純水またはエッチング液による処理後のウエハＷを乾燥させるときには、昇降駆動機構２６０がアーム２７０を下降させることによって、遮断板２５０は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの表面（上面）に近接させられて、そのほぼ全域を非接触状態で被う。これとともに、モータ２７５が付勢されて、遮断板２５０は、ウエハＷの近傍において、周縁部保持チャック２２１とほぼ同じ速さで、この周縁部保持チャック２２１と同じ方向に回転させられる。この状態で、遮断板２５０の中央付近から窒素ガスがウエハＷと遮断板２５０との間の制限された空間に供給される。このようにして、周縁部保持チャック２２１の回転による水切りと並行して、ウエハＷの表面付近を窒素雰囲気とすることにより、ウエハＷの表面を効率的に乾燥させることができる。また、遮断板２５０が周縁部保持チャック２２１と同期回転されることにより、処理室内の気流の乱れが防がれる。
【００２４】
図２は、周縁部保持チャック２２１に関連する構成の詳細を説明するための断面図であり、図３は、周縁部保持チャック２２１を駆動するための駆動機構の構成を説明するための断面図である。なお、図２において、右半分の部分については、モータ２２２で回転される回転部分を実線で表し、回転しない固定部分を二点鎖線で表してある。
周縁部保持チャック２２１は、円板状の上カバー２８１と、同じく円板状の下カバー２８２とを備え、これらは重ね合わせられて、周縁部に設けられたボルト２８３や内方に設けられたボルト２８４などを用いて互いに固定されている。
【００２５】
上カバー２８１および下カバー２８２の各中央部には、挿通孔が形成されており、この挿通孔には、裏面リンスノズル２２３が貫通している。すなわち、裏面リンスノズル２２３は、周縁部保持チャック２２１に保持されたウエハＷの中央（回転中心）に近接した位置に吐出口２２６ａを有する吐出部２２６と、この吐出部２２６が上端に取り付けられる管部２２７とを有している。吐出部２２６の上面は、周囲に向かって下降する円錐面をなしており、その頂点に対応する位置に吐出口２２６ａが設けられている。吐出部２２６の上部は、外方に張り出していて、純水またはエッチング液が上カバー２８１の中央の挿通孔に入り込むことを防いでいる。管部２２７は、保持筒２２８により保持された状態で、モータ２２２の中空駆動軸２３０を挿通している。
【００２６】
モータ２２２の駆動軸２３０の内壁には、保持筒２２８との間に、樹脂製の保護管２２９が配置されている。駆動軸２３０の上部には、保護管２２９の外方に配置された回転筒２３１がボルト２８８によって固定されている。この回転筒２３１の上端は、下カバー２８２の中央の挿通孔を通って、上カバー２８１の下面に当接していて、ボルト２８５により、上カバー２８１に固定されている。２８６は、処理液（純水またはエッチング液）の侵入を防止するためのカバーである。回転筒２３１と保護管２２９とは、埋め込みボルト２８７により、相対回転しないように固定されている。２８９は、モータ２２２の本体（非回転部分）である。
【００２７】
ケース２９０は、モータ２２２の本体２８９を覆っているとともに、ボルト３０３などにより、本体２８９に固定されている。このケース２９０の上方部において、回転筒２３１に対向する位置には、この回転筒２３１の周面に摺接する３個のリップシール５１，５２，５３が、回転筒２３１の軸方向に沿って、配列されている。また、下カバー２８２とケース２９０の上部との間には、下カバー２８２に固定された第１摺動部材３０１と、ケース２９０の上部に固定された第２摺動部材３０２とを摺接させる形態のシール３００が介装されており、これにより、シール３００よりも内側の機構部への処理液の侵入を防止している。
【００２８】
リップシール５１，５２，５３は、回転筒２３１の全周に接触していて、回転筒２３１の周面との間に環状の空間５４，５５，５６をそれぞれ形成している。回転筒２３１の肉厚部には、上下方向（軸線方向）に沿って延びるエア通路５７が形成されており、このエア通路５７は、回転筒２３１の半径方向に延びた貫通孔５８を介して、リップシール５１の環状の空間５４と連通している。この連通状態は、回転筒２３１がいずれの回転位置にあっても保持される。
【００２９】
リップシール５２，５３に関しても、リップシール５１に対応する構成と同様な構成が設けられている。すなわち、回転筒２３１の肉厚部には、リップシール５２，５３に対応したエア通路（図示せず）が周方向の位置を異ならせて形成されている。これらのエア通路は、リップシール５２，５３にそれぞれ対応した高さ位置において半径方向に延びた２つの貫通孔（図示せず）を介して、リップシール５２，５３の環状空間５５，５６とそれぞれ連通している。
【００３０】
リップシール５１，５２，５３は、環状空間５４，５５，５６にエアを供給するためのエア供給管６４，６５，６６に結合されている。エア供給管６４，６５，６６には、エア供給バルブ６１，６２，６３がそれぞれ介装されており、エア供給源からの圧縮エアを必要に応じて供給できるようになっている。
一方、回転筒２３１において、下カバー２８２に対向する位置には、半径方向に延びた貫通孔５９が形成されている。この貫通孔５９は、回転筒２３１のエア通路５７と、下カバー２８２に形成されたエア通路７１とを連通させる。このエア通路７１は、エアシリンダ８１（図４参照）へと結合されている。
【００３１】
リップシール５２，５３に対応した上述のエア通路に関しても同様の構成となっていて、これらのエア通路は、下カバー２８２に形成されたエア通路７２，７３（図４参照）に連通している。エア通路７１，７２，７３は、ほぼ等角度間隔で放射状に形成されて、エアシリンダ８１，８２，８３にそれぞれ結合されている。
周縁部保持チャック２２１の周縁部には、上カバー２８１および下カバー２８２を透視した構成を示す図４に最もよく表れているように、円周方向に間隔を開けて、ほぼ等角度間隔で複数個（この実施形態では３個）の挟持部材３１１，３１２，３１３が配置されている。
【００３２】
図５に拡大して示すように、挟持部材３１１〜３１３は、板状のベース部３２０上に、ウエハＷの周縁部の下面を点接触で支持する支持部３２１と、ウエハＷの周端面に当接してウエハＷを挟持するための一対の円柱状挟持ピン３２Ａ，３２Ｂとを備えている。
挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０の下面には、支持部３２１の直下に、丸軸３２３（図２参照）が一体的に設けられており、この丸軸３２３は、上カバー２８１および下カバー２８２に回転自在に取り付けられている。これにより、挟持部材３１１〜３１３は、支持部３２１の中心を通る鉛直軸線３２１ａまわりに回転自在となっている。
【００３３】
挟持部材３１１〜３１３を丸軸３２３を中心として回転させることにより、ウエハＷの周端面に対して挟持ピン３２Ａ，３２Ｂが近接／離反する。これにより、  挟持部材３１１〜３１３は、図６(a)(b)(c)に示すように、ウエハＷの周端面に一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの一方３２Ａが当接してウエハＷを挟持する第１挟持位置（図６(a)）と、ウエハＷの周端面に他方の挟持ピン３２Ｂが当接してウエハＷを挟持する第２挟持位置（図６(b)）と、一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの両方をウエハＷの周端面から退避させた退避位置（図６(c)）とを選択的にとることができる。未処理のウエハＷを当該基板処理装置に搬入して周縁部保持チャック２２１に保持させるときや、処理済みのウエハＷを周縁部保持チャック２２１から搬出するときには、図６(c)に示す退避位置が選択される。
【００３４】
挟持部材３１１〜３１３のベース部３２０の下面に形成された丸軸３２３には、上カバー２８１と下カバー２８２との間の収容空間３１０内において、平面視においてほぼＬ字形のレバー３３１が固定されている。このレバー３３１の一端は、リンク３３２の一端に回動自在に連結されていて、このリンク３３２の他端は、レバー３３３の自由端に回動自在に連結されている。レバー３３３の基端部は、下カバー２８２を回転自在な状態で貫通した回動軸３３５（図２参照）に固定されている。これらのレバー３３１，３３３およびリンク３３２などからなるリンク機構３３０は、上下のカバー２８１，２８２間の収容空間３１０内に収容されている。この収容空間３１０内には、挟持部材３１１〜３１３に対応して、上記のリンク機構３３０が３個収容されている。
【００３５】
この３つのリンク機構３３０における各リンク３３２には、挟持部材３１１〜３１３をそれぞれ駆動するためのエアシリンダ８１，８２，８３が結合されている。具体的には、リンク３３２の途中部には、側方に延びるレバー８４，８５，８６が固定されていて、このレバー８４，８５，８６が、エアシリンダ８１，８２，８３のロッド８１ａ，８２ａ，８３ａにコイルばね８７，８８，８９を介してそれぞれ結合されている。
【００３６】
エアシリンダ８１，８２，８３は、エア通路７１，７２，７３からの圧縮空気によって駆動される複動型のシリンダであり、ロッド８１ａ，８２ａ，８３ａを、各ストローク範囲の任意の位置で停止して保持することができる。
エアシリンダ８１，８２，８３は、ロッド８１ａ，８２ａ，８３ａがリンク３３２の長手方向に沿ってストローク変位するように配置されている。したがって、エアシリンダ８１，８２，８３を駆動することによって、リンク３３２の長手方向変位を引き起こすことができ、この長手方向変位がリンク機構３３０の働きによって、挟持部材３１１〜３１３の回動運動に変換される。
【００３７】
したがって、ロッド８１ａ，８２ａ，８３ａのストローク位置を制御することによって、挟持部材３１１〜３１３をそれぞれ図６(a)(b)(c)に示す第１挟持位置、第２挟持位置または退避位置に制御することができる。このようにして、駆動源としてのエアシリンダ８１，８２，８３と、このエアシリンダ８１，８２，８３の駆動力を挟持部材３１１〜３１３に伝達するリンク機構３３０とによって、挟持部材駆動機構が構成されている。
【００３８】
この実施形態では、周縁部保持チャック２２１を等速回転しているときに、挟持部材３１１〜３１３の位置が第１挟持位置と第２挟持位置とで切り換えられる。すなわち、ウエハＷの周端面を挟持する挟持ピン３２Ａ，３２Ｂが切り換えられる。
周縁部保持チャック２２１が等速回転しているときには、挟持ピン３２Ａ，３２Ｂによる挟持を解除しても、ウエハＷが周縁部保持チャック２２１に介して相対回転することがない。したがって、ウエハＷを支持部３２１上で滑動させることなく、その周端面における挟持位置を変更することができる。これにより、ウエハＷの周端面の全域に対してエッチング液等による処理を施すことができ、かつ、支持部３２１の摩耗を回避できる。
【００３９】
エアシリンダ８１，８２，８３を同時に駆動して、３つの挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えを一斉に（すなわち、同時に）行うと、３つの挟持部材３１１〜３１３の挟持が一斉に解除されることによってウエハＷの保持が不安定になるおそれがあるので、タイミングをずらして３つの挟持部材３１１〜３１３が駆動され、３つの挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えのタイミングがずらされるようになっている。
【００４０】
図７は、遮断板２５０の近傍の構成を示す断面図である。タイミングベルト２７７からの駆動力が与えられるプーリー２５２は、中空の回転軸２５１に固定されている。回転軸２５１は、一対の軸受け２５３などを介してホルダ部２５４に回転自在に保持された外筒２５５と、この外筒２５５に内嵌された内筒２５６とからなる。ホルダ部２５４は、アーム２７０に固定され、その下面から垂下している。
【００４１】
内筒２５６の下端部は、外筒２５５よりも下方に張り出していて、外筒２５５の外方に広がるフランジ２５７を形成している。このフランジ２５７に、遮断板２５０が、ボルト２５８を用いて固定されている。この遮断板２５０の中央には、内筒２５６の内部空間と連通する開口２５９が形成されている。
アーム２７０の上面には、内筒２５６の薄肉にされた上端部を全周に渡って非接触状態で覆うとともに、中央に貫通孔３６１が形成された取り付けブロック３６０が固定されている。この取り付けブロック３６０には、側面から貫通孔３６１まで貫通するガス通路３６２が形成されており、また、その上面には、貫通孔３６１との間に段部３６３が形成されている。ガス通路３６２には、管継ぎ手３６４により、窒素ガス供給管３６５が接続されている。この窒素ガス供給管３６５には、窒素ガス供給源から、窒素ガス供給バルブ３６６を介して、所要のタイミングで窒素ガスが供給される。
【００４２】
一方、内筒２５６には、処理液供給ノズル３７０が、内筒２５６とは非接触状態で挿通している。より具体的には、処理液供給ノズル３７０は、内筒２５６を挿通する管部３７１と、この管部３７１の上端部に形成されたフランジ部３７２と、このフランジ部３７２の下面に形成された段部３７３と、フランジ部３７２の上面に形成された純水パイプ取り付け部３７４とを有している。そして、段部３７３を取り付けブロック３６０の段部３６３に嵌合させて内筒２５６に対する位置合わせが行われた状態で、ボルト３７５によってフランジ部３７２を取り付けブロック３６０の上面に固定することによって、その取り付けが達成されるようになっている。管部３７１の下端は、遮断板２５０の中央の開口２５９のやや上方に位置していて、周縁部保持チャック２２１に保持された状態のウエハＷの中心に向かって処理液（純水またはエッチング液）を供給できるようになっている。
【００４３】
純水パイプ取り付け部３７４には、純水供給パイプ３７８の一端部が取り付けられている。この純水供給パイプ３７８には、純水供給源からの純水を純水供給バルブ３７９を介して供給することができ、エッチング液供給源からのエッチング液をエッチング液供給バルブ３８０を介して供給できるようになっている。
窒素ガス供給管３６５からの窒素ガスは、取り付けブロック３６０のガス通路３６２から、内筒２５６と処理液供給ノズル３７０の管部３７１との間に形成されたガス通路３８１に導かれ、さらに、遮断板２５０の中央の開口２５９からウエハＷの表面に向かって吹き出される。
【００４４】
図８は、上記の基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。マイクロコンピュータなどを含む制御装置４００は、周縁部保持チャック２２１を回転駆動するためのモータ２２２、および周縁部保持チャック２２１に組み込まれたエアシリンダ８１，８２，８３への圧縮エアの供給を切り換えるエア供給バルブ６１，６２，６３を制御する。さらに、制御装置４００は、エッジリンスノズル２２５の水平移動のためのモータ２３５、エッジリンスノズル２２５の昇降のためのモータ２４２、エッジリンスノズル２２５への純水供給のための純水供給バルブ２０３、およびエッジリンスノズル２２５へのエッチング液供給のためのエッチング液供給バルブ２０４を制御する。また、制御装置４００は、遮断板２５０を昇降させるためにボールねじ機構２６３のモータ２６３ｃを制御し、遮断板２５０の回転駆動のためにモータ２７５を制御する。また、制御装置４００は、処理液供給ノズル３７０への純水の供給を純水供給バルブ３７９の開閉により制御し、処理液供給ノズル３７０へのエッチング液の供給をエッチング液供給バルブ３８０の開閉により制御する。さらに、制御装置４００は、窒素ガス供給バルブ３６６の開閉により、ウエハＷへの窒素ガスの供給を制御する。また、制御装置４００は、純水供給バルブ２０１およびエッチング液供給バルブ２０２を開閉制御して、裏面リンスノズル２２３への純水およびエッチング液の供給を制御する。
【００４５】
ウエハ処理プロセスの一例を示せば、次のとおりである。
すなわち、まず、ウエハＷの表面周縁部および端面の不要薄膜を除去するためのベベルエッチング工程が行われる。これと同時に、あるいは、これに前後して、ウエハＷの裏面の不要薄膜のエッチングが行われてもよい。また、このベベルエッチング工程の後、ウエハＷの表面（上面）および裏面（下面）をエッチング液で洗浄する両面洗浄工程が行われてもよい。次いで、ウエハＷの表裏面を純水で洗浄する水洗工程が行われる。そして、最後に、ウエハＷのとくに表面を乾燥させるための乾燥工程が行われる。
【００４６】
ベベルエッチング工程では、制御装置４００は、モータ２２２を付勢して周縁部保持チャック２２１を回転駆動し、これに保持されたウエハＷを回転させる。一方、制御装置４００は、モータ２３５およびモータ２４２を制御することにより、エッジリンスノズル２２５を、ウエハＷから所定の高さにおいて、ウエハＷの周縁部に向けて処理液を吐出する位置へと導く。エッジリンスノズル２２５が適切に配置された後、制御装置４００は、エッチング液供給バルブ２０４を開成してエッジリンスノズル２２５からエッチング液を吐出させる。これと同時に、あるいはこの直前に、制御装置４００は、純水供給バルブ３７９，２０１を開成して、ウエハＷの表裏面の中央に純水を供給させる。
【００４７】
このようにして、ウエハＷの表面の中央領域が、エッチング液のミストの付着による腐食から保護される。
なお、ウエハＷの裏面の不要薄膜を除去する場合には、純水供給バルブ２０１は閉成状態として、エッチング液供給バルブ２０２を開成し、裏面リンスノズル２２３からエッチング液をウエハＷの裏面中央に向けて吐出させればよい。
また、ベベルエッチング工程の後に両面洗浄工程を行う場合、この両面洗浄工程では、制御装置４００は、モータ２２２を付勢して周縁部保持チャック２２１を回転駆動し、これに保持されたウエハＷを回転させる。この状態で、制御装置４００は、エッチング液供給バルブ３８０，２０２を開成させる。これにより、ウエハＷの表裏面には、各中央からエッチング液が供給され、このエッチング液が遠心力によってウエハＷの表裏面の全域へと広がることになる。こうして、両面洗浄処理が達成される。なお、このとき、バルブ２９７，２０３，２０４，３７９，３６６，２０１は、閉成状態とされる。また、遮断板２５０は、ウエハＷから離間した上方位置（図１に示す位置）にある。
【００４８】
ここで、ベベルエッチング工程についてさらに説明すると、エッジリンスノズル２２５から一定時間に渡ってエッチング液が供給されると、制御装置４００は、エア供給バルブ６１，６２，６３を、タイミングをずらして制御することによって、エアシリンダ８１，８２，８３を、タイミングをずらして駆動する。これにより、挟持部材３１１〜３１３において、ウエハＷの周端面に当接している挟持ピン３２Ａ，３２Ｂが切り換えられる。
【００４９】
この挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換え期間中、制御装置４００は、モータ２２２を等速回転状態に保持して、周縁部保持チャック２２１を等速回転させる。これにより、基板保持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えの過程でウエハＷの挟持が一時的に解除されても、周縁部保持チャック２２１に対するウエハＷの相対回転が生じない。したがって、挟持部材３１１〜３１３の支持部３２１上におけるウエハＷの滑動を生じさせることなく、ウエハＷの周端面の挟持位置を変更できる。こうして、ウエハＷの端面の全域にエッチング液による処理を施すことができる。しかも、支持部３２１の摩耗に伴う発塵の問題はない。また、支持部３２１が摩耗しないから、ウエハＷを周縁部保持チャック２２１上で一定高さに保持することができるので、プロセスの安定化を図ることができ、ウエハＷに対する処理を良好に行うことができる。
【００５０】
続く水洗工程では、制御装置４００は、エッチング液供給バルブ２０４を閉じてエッジリンスノズル２２５からのエッチング液を停止させるとともに、モータ２３５およびモータ２４２を駆動して、エッジリンスノズル２２５を周縁部保持チャック２２１の側方に退避させる。
そして、制御装置４００は、純水供給バルブ３７９，２０１を開成状態として、ウエハＷの表裏面の中央に純水を供給する。
【００５１】
こうして水洗工程が終了すると、純水供給バルブ３７９，２０１が閉じられ、制御装置４００は、モータ２６３ｃを駆動して遮断板２５０をウエハＷの近傍の高さまで下降させるとともに、モータ２７５を駆動して遮断板２５０を周縁部保持チャック２２１の回転方向と同方向に高速回転させる。このとき、制御装置４００は、モータ２２２を制御することによって周縁部保持チャック２２１を高速回転させ、その回転と遮断板２５０の回転とをほぼ同期させる。さらに、制御装置４００は、窒素ガス供給バルブ３６６を開成して、遮断板２５０とウエハＷとの間の制限された空間に窒素ガスを充満させる。
【００５２】
このようにして、ウエハＷの高速回転による水切り乾燥が、窒素ガスで満たされた酸素の少ない空間で効率的に行われる。この場合に、遮断板２５０がウエハＷとほぼ同期して回転させられることにより、処理室内における気流の乱れを防止でき、ウエハＷの処理を良好に行うことができる。
図９は、この発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この図９において、上述の図１〜図８に示された各部に対応する部分には、それらの図の場合と同一の参照符号を付して示す。
【００５３】
この実施形態では、周縁部保持チャック２２１に関連して、この周縁部保持チャック２２１に保持されて回転されているウエハＷの裏面（下面）の周縁部に向けて処理液（主としてエッチング液）を供給する処理液供給ノズル３０が設けられている。この処理液供給ノズル３０によってウエハＷの裏面の周縁部に供給された処理液は、遠心力を受けて、ウエハＷの周端面へと導かれ、この周端面を回り込んで、ウエハＷの上面の周縁部に至る。このとき、遮断板２５０の中央からは窒素ガスが噴き出され、これにより、ウエハＷと遮断板２５０との間には、ウエハＷの外方に向かう気流が生じている。
【００５４】
したがって、ウエハＷの上面の周縁部の処理に寄与した後の処理液は、窒素ガスの吹きつけ力および遠心力を受けてウエハＷの外方へと排除されることになる。
こうして、ウエハＷの上面の周縁部を所望の処理幅で選択的に処理することができる。ウエハＷの中央部への純水の供給は必ずしも必要ではないから、純水の供給に起因してウエハＷ上のデバイス領域に悪影響が及ぶことがない。
【００５５】
ウエハＷの上面の周縁部を処理している過程で、周縁部保持チャック２２１を等速回転状態として、挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えが行われる。これにより、ウエハＷの周端面における挟持位置を変更できるから、ウエハＷの周端面の全域を等しく良好に処理することができる。
挟持部材３１１〜３１３における挟持ピン３２Ａ，３２Ｂの切り換えは、周縁部保持チャック２２１の等速回転期間中に行われるので、支持部３２１の摩耗が生じることはない。よって、発塵の問題やウエハＷの保持高さの変動の問題が生じることがない。
【００５６】
ウエハＷの上面の周縁部における処理幅は、処理液供給ノズル３０からの処理液供給量、周縁部保持チャック２２１の回転速度、窒素ガスの供給流量、遮断板２５０とウエハＷとの間隔などのファクターを調整することによって規定される。なかでも、遮断板２５０とウエハＷとの間隔は重要なファクターであるが、この実施形態によれば、ウエハＷの保持高さに変動が生じないから、ウエハＷの上面の周縁部を安定した処理幅で処理することができる。
【００５７】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、挟持部材３１１〜３１３は、ベース部３２０に一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂおよび支持部３２１が固定されていて、支持部３２１と挟持ピン３２Ａ，３２Ｂとがベース部３２０を介して結合されているが、支持部３２１と挟持ピン３２Ａ，３２Ｂとは必ずしも結合されている必要はない。たとえば、挟持部材３１１〜３１２の支持部３２１を無くして、周縁部保持チャック２２１の上面の別の位置に固定された支持部によってウエハＷの周縁部を支持することとしてもよい。
【００５８】
また、一対の挟持ピン３２Ａ，３２Ｂを互いに結合することも必ずしも必要ではなく、たとえば、周縁部保持チャック２２１の回転半径方向に沿ってそれぞれ移動可能に設けられた一対のピンを、上記回転半径方向に沿って、個別に駆動したり、連動して駆動したりすることによって、ウエハＷの周端面を挟持するピンを切り換えるようにしてもよい。
さらに、上記の実施形態では、３個の挟持部材３１１〜３１３に対して個別にエアシリンダ８１，８２，８３が設けられていて、各挟持部材３１１〜３１３を個別に作動させることができるようになっているが、たとえば、挟持部材３１１〜３１３に対応した３つのリンク機構３３０をリンクさせて、挟持部材３１１〜３１３を連動させるようにしてもよい。具体的には、周縁部保持チャック２１１の中央付近に、ドーナツ状または円板状の連結部材を、周縁部保持チャック２１１の回転軸線まわりに回転自在に設けるとともに、３つのリンク機構３３０の回動軸３３５にそれぞれレバーを固定し、この３つのレバーを連結部材に結合すればよい。この場合には、３つのリンク機構３３０のいずれか１つに対してエアシリンダ等の駆動源を結合しておけば、３つの挟持部材３１１〜３１３を連動させることができる。
【００５９】
また、上記の実施形態では、３つの支持部３２１でウエハＷの周縁部の下面を支持し、３組の挟持ピン３２Ａ，３２ＢでウエハＷの周縁部を挟持する構成について説明したが、ウエハＷの周縁部の下面を４点以上で支持してもよく、また、４組以上の挟持ピンでウエハＷの周縁部を挟持してもよい。ウエハＷの周縁部の下面の支持点数と挟持ピンの組数とは必ずしも一致する必要はない。
また、上記の実施形態では、遮断板２５０をウエハＷとともに回転させることとしたが、遮断板２５０は回転させなくてもよい。すなわち、遮断板２５０は必ずしも回転可能なものである必要はない。
【００６０】
さらに、上述の実施形態では、半導体ウエハに対してエッチング液を用いた処理を施すための装置を例にとったが、この発明は、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板などの他の被処理基板（特に、ほぼ円形の場合）に対して周縁部エッチング処理を施すための装置にも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事項の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】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図２】周縁部保持チャックに関連する構成の詳細を説明するための断面図である。
【図３】周縁部保持チャックを駆動するための駆動機構の構成を説明するための断面図である。
【図４】周縁部保持チャックの内部構造を説明するための透視平面図である。
【図５】挟持部材の構造を説明するための拡大斜視図である。
【図６】挟持部材の第１挟持位置、第２挟持位置および退避位置を説明するための平面図である。
【図７】遮断板の近傍の構成を示す断面図である。
【図８】上記の基板処理装置の制御系統の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図１０】基板挟持部材の従来例を簡略化して示す正面図である。
【符号の説明】
３０      処理液供給ノズル
２０１    純水供給バルブ
２０２    エッチング液供給バルブ
２０３    純水供給バルブ
２０４    エッチング液供給バルブ
２２１    周縁部保持チャック
２２２    モータ
２２３    裏面リンスノズル
２２５    エッジリンスノズル
２２６    吐出部
２２６ａ  吐出口
２４２    モータ
２５０    遮断板
２５１    回転軸
３１１〜３１３    位置規制用挟持部材
３１４    押し付け用挟持部材
３２０    ベース部
３２１    支持部
３２Ａ，３２Ｂ    挟持ピン
３２３    丸軸
５１〜５３    リップシール
５４〜５６    環状空間
５７      エア通路
５８      貫通孔
５９      貫通孔
６１〜６３    エア供給バルブ
６４〜６６    エア供給管
７１〜７３    エア通路
８１〜８３    エアシリンダ
３６５    窒素ガス供給管
３６６    窒素ガス供給バルブ
３７０    処理液供給ノズル
３７８    純水供給パイプ
３７９    純水供給バルブ
３８０    エッチング液供給バルブ
３８１    ガス通路
４００    制御装置
Ｗ        ウエハ
【図１】
0003762275.tif 000002
【図２】
0003762275.tif 000003
【図３】
0003762275.tif 000004
【図４】
0003762275.tif 000005
【図５】
0003762275.tif 000006
【図６】
0003762275.tif 000007
【図７】
0003762275.tif 000008
【図８】
0003762275.tif 000009
【図９】
0003762275.tif 000010
【図１０】
0003762275.tif 000011