JP4091335B2

JP4091335B2 - Liquid processing apparatus and liquid processing method

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Publication number: JP4091335B2
Application number: JP2002137244A
Authority: JP
Inventors: 勝天井
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-05-13
Also published as: JP2003332284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の各種基板に対して洗浄等の液処理を施す液処理装置および液処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては半導体ウエハ（ウエハ）を所定の薬液や純水等の洗浄液によって洗浄し、ウエハに付着したパーティクル、有機汚染物、金属不純物等のコンタミネーション、エッチング処理後のポリマー等を除去する洗浄システムが使用されている。
【０００３】
このような洗浄システムに備えられるウエハ洗浄装置としては、ウエハを略水平姿勢でスピンチャックに保持し、ウエハを静止させた状態または回転させた状態でウエハの表裏面に薬液を供給して薬液処理を行い、次にウエハを所定の回転数で回転させながらウエハに純水を供給して薬液を洗い流し、その後にウエハを回転させながらウエハに乾燥ガス（例えば、窒素ガス（Ｎ_２））を噴射して乾燥処理を行う枚葉式のウエハ洗浄装置が知られている。ここで、スピンチャックとしては、ウエハの裏面を減圧吸引してウエハを保持するタイプと、ウエハの周縁を機械的に保持するタイプのものとが広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、減圧吸引タイプのスピンチャックを用いた場合にはウエハの裏面の洗浄処理をウエハの表面の洗浄処理と同時に行うことができない。一方、機械式のスピンチャックでは、ウエハが保持されている表面部分と裏面部分および端面部分に薬液が行き渡らずに、洗浄処理の行われない処理ムラを生ずる問題があった。また、ウエハを保持する機構に洗浄液が付着することによって、ウエハの洗浄処理が終了した後に、この汚染された保持機構によってウエハが再汚染されるおそれもある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板の液処理における液処理ムラの発生と基板の再汚染を抑制することができる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は処理液の付着が起こり難い基板保持手段を備えた液処理装置と、この液処理装置を用いた液処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置であって、略水平姿勢に保持されたプレート部材と、前記プレート部材を回転させる回転機構と、前記プレート部材の周縁に配置され、基板を略水平姿勢で支持する支持手段と、前記プレート部材の周縁に配置され、基板を略水平姿勢で保持する保持手段と、前記支持手段に支持されまたは前記保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供給機構と、を具備し、
前記保持手段が、鉛直方向に延在する枢軸と、前記枢軸の回転中心と偏心するように前記枢軸の上端に固定され、前記枢軸を所定角度回転させることによって、基板を保持するポジションと基板から離隔するポジションを選択可能な基板保持部と、前記枢軸を所定角度回転させて前記基板保持部の位置決めを行う位置調節機構と、を備え、
前記基板保持部が、略円盤状の第１の皿部材と、前記第１の皿部材の上方に設けられた略円盤状の第２の皿部材と、前記第１の皿部材と前記第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように前記第１の皿部材と前記第２の皿部材とを上下に連結する連結部材と、を備え、
前記枢軸を所定角度回転させることによって、前記基板保持部による前記基板の保持状態が、
前記連結部材の端面が前記支持手段に支持された前記基板の端面から離れ、かつ、前記第１、第２の皿部材が前記基板の端面よりも外側に退避される状態、
前記連結部材の端面が前記基板の端面から離れ、かつ、前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆う状態、及び
前記連結部材の端面が前記基板の端面に接触され、この基板の端面が前記第１の皿部材と前記第２の皿部材との間の前記頸状部に嵌合される状態に変化するように構成されていることを特徴とする液処理装置、が提供される。
【０００７】
このような液処理装置によれば、保持手段は液処理の進行に合わせて基板の保持形態を変えることができる。これにより処理液が行き渡らずに液処理が行われない部分の発生を抑制することができる。また、基板保持部として、略円盤状の第１の皿部材と、略円盤状の第２の皿部材と、第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように第１の皿部材と第２の皿部材を上下に連結する連結部材とからなり、枢軸を所定角度回転させることによって連結部材の端面が支持手段に支持された基板の端面と接離可能である構造をものを用いると、基板回転時にこれらの基板保持部に付着する処理液は遠心力によって外側へ飛散しやすくなる。これにより基板保持部における処理液の付着が防止されて、基板保持部が清浄に保たれ、基板保持部から基板への汚染が防止される。
【０００８】
本発明によれば、このような液処理装置を用いた液処理方法が提供される。すなわち、本発明の第２の観点によれば、上記第１の観点に係る液処理装置を用いた液処理方法であって、
前記基板保持部の前記第１、第２の皿部材が前記基板の端面よりも外側に退避された状態で、前記支持手段に前記基板を略水平姿勢で支持する工程と、
前記プレート部材を静止または低速回転させ、前記基板保持部の前記連結部材の端面が前記基板の端面から離れ、かつ、前記基板保持部の前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆った状態で、前記基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記プレート部材を高速に回転させ、前記基板保持部の前記連結部材の端面が前記基板の端面に接触され、この基板の端面が前記基板保持部の前記頸状部に嵌合される状態で、前記基板に供給された処理液を前記基板から振り切る工程と、
を有することを特徴とする液処理方法、が提供される。
【０００９】
本発明の第３の観点によれば、基板に処理液を供給して液処理を行う液処理方法であって、
前記基板を支持する支持手段に前記基板を載置する工程と、
略円盤状の第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように前記第１の皿部材と前記第２の皿部材が連結部材を介して上下に連結された構造を有し、鉛直方向の枢軸回りの所定角度の回転によって前記頸状部が前記基板の端面に接して基板を保持するポジションまたは前記基板の端面から離隔したポジションを選択することができる偏心構造の保持手段に、前記支持手段に支持された前記基板を移し替える工程と、
前記頸状部の下側に位置する前記第１の皿部材に前記基板が支持され、前記頸状部の上側に位置する前記第２の皿部材が前記基板の表面側の周縁を覆い、かつ、前記連結部材と前記基板の端面とが離れている状態において、前記基板を静止または低速で回転させながら前記基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記頸状部に前記基板を嵌合させて保持し、前記基板を高速回転させて前記基板に供給された処理液を前記基板から振り切る工程と、
を有することを特徴とする液処理方法、が提供される。
【００１０】
このような液処理方法によれば、液処理時には基板の表面および端面はフリーの状態にあり、また、基板を強固に保持していないために、基板を回転させることによって支持手段による基板裏面側の支持位置がずれる。これにより基板全体に処理液が行き渡り、処理ムラの発生が抑制される。
【００１１】
【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ながら詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を、ウエハの搬送と洗浄／乾燥処理を一貫して行う洗浄処理システムに備えられ、ウエハの表裏面を同時に洗浄処理することができる洗浄処理ユニットに適用した場合について説明することとする。
【００１２】
図１は洗浄処理システム１の概略構造を示す平面図であり、図２はその側面図である。洗浄処理システム１は、ウエハＷに洗浄処理および洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と、洗浄処理部２に対してウエハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。搬入出部３は、複数枚、例えば２５枚のウエハＷを略水平姿勢で鉛直方向に所定の間隔で収容可能なフープ（ＦＯＵＰ；front opening unified pod）Ｆを載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と、載置台６に載置されたフープＦと洗浄処理部２との間でウエハＷの受け渡しを行うウエハ搬送装置７が備えられたウエハ搬送部５から構成されている。
【００１３】
フープＦにおいて、ウエハＷはフープＦの１側面を通して搬入出され、この側面には開閉可能な蓋体が設けられている。またフープＦの内壁には、ウエハＷを所定間隔で保持するための棚板が設けられており、ウエハＷを収容する２５箇所のスロットが形成されている。ウエハＷは表面（半導体デバイスを形成する面をいうものとする）が上面（ウエハＷを水平に保持した場合に上側となっている面をいうものとする）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１４】
イン・アウトポート４の載置台６上には、例えば、３個のフープＦをＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。フープＦは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウエハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてフープＦの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており、窓部９のウエハ搬送部５側には窓部９を開閉するシャッタ１０が設けられている。
【００１５】
シャッタ１０は、フープＦに設けられた蓋体をも開閉することができるようになっており、窓部９の開閉と同時にフープＦの蓋体を開閉する。フープＦが載置台６の所定位置に載置されていないときにはシャッタ１０が動作しないように、シャッタ１０にインターロックを設けることが好ましい。窓部９を開口してフープＦのウエハ搬入出口とウエハ搬送部５とを連通させると、ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７のフープＦへのアクセスが可能となり、ウエハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。なお、窓部９の上部には図示しないウエハ検査装置が設けられており、フープＦ内に収納されたウエハＷの枚数と状態をスロット毎に検出することができるようになっている。このようなウエハ検査装置はシャッタ１０に装着させることも可能である。
【００１６】
ウエハ搬送部５に設けられたウエハ搬送装置７はＹ方向に移動可能である。またウエハ搬送装置７はウエハＷを保持する搬送ピック１１を有し、この搬送ピック１１はＸ方向にスライド自在であり、かつ、Ｚ方向に昇降可能であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内（θ方向）で回転自在となっている。これによりウエハ搬送装置７を載置台６に載置された任意のフープＦと対向する位置へ移動させて、搬送ピック１１を対向しているフープＦの任意の高さのスロットにアクセスさせることができる。
【００１７】
またウエハ搬送装置７を洗浄処理部２に設けられた２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７（ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７の位置は後に示す図３参照）と対向する位置に移動させて、搬送ピック１１をウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７にアクセスさせることができる。つまり、ウエハ搬送装置７は、フープＦに対してウエハＷの搬入出を行うとともに、洗浄処理部２側から搬入出部３側へ、逆に搬入出部３から洗浄処理部２側へウエハＷを搬送する。
【００１８】
洗浄処理部２は、ウエハ搬送部５との間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを一時的に載置する２台のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハＷの表面と裏面を同時に洗浄処理する４台の洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２・１３・１４・１５と、洗浄処理後のウエハＷを加熱処理する３台のホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１（ホットプレートユニット（ＨＰ）２０・２１の位置は後に示す図３参照）と、加熱されたウエハＷを冷却する冷却ユニット（ＣＯＬ）２２（冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置は後に示す図３参照）と、これら全てのユニットにアクセス可能であり、これらのユニット間でウエハＷの搬送を行う主ウエハ搬送装置１８と、を有している。
【００１９】
また、洗浄処理部２には、洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電源ユニット（ＰＵ）２３と、洗浄処理システム１を構成する各ユニットおよび洗浄処理システム１全体の動作・制御を行う機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４と、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５に送液する所定の薬液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５が設けられている。電源ユニット（ＰＵ）２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井には、各ユニットおよび主ウエハ搬送装置１８に清浄な空気をダウンフローするためのフィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６が設けられている。
【００２０】
薬液貯蔵ユニット（ＣＴＵ）２５と電装ユニット（ＰＵ）２３と機械制御ユニット（ＭＣＵ）２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって、または外部に引き出すことによって、この面（Ｙ方向側面）からウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７、主ウエハ搬送装置１８、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００２１】
図３はウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７のＸ方向に隣接する主ウエハ搬送装置１８と、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と、冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の概略配置を示す断面図である。ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７は上下２段に積み重ねられて配置されており、例えば、下段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７は、ウエハ搬送部３側から洗浄処理部２側へ搬送するウエハＷを載置するために用い、一方、上段のウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６は、洗浄処理部２側からウエハ搬送部３側へ搬送するウエハＷを載置するために用いることができる。
【００２２】
フィルターファンユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７と、その上部の空間を通ってウエハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより、ウエハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され、洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２３】
主ウエハ搬送装置１８は、Ｚ方向に延在する垂直壁２７・２８およびこれらの間の側面開口部２９を有する筒状支持体３０と、その内側に筒状支持体３０に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウエハ搬送体３１とを有している。筒状支持体３０はモータ３２の回転駆動力によって回転可能となっており、それに伴ってウエハ搬送体３１も一体的に回転されるようになっている。
【００２４】
ウエハ搬送体３１は、搬送基台３３と、搬送基台３３に沿って前後に移動可能な３本の搬送アーム３４・３５・３６とを備えており、搬送アーム３４〜３６は、筒状支持体３０の側面開口部２９を通過可能な大きさを有している。これら搬送アーム３４〜３６は、搬送基台３３内に内蔵されたモータおよびベルト機構によってそれぞれ独立して進退移動することが可能となっている。ウエハ搬送体３１は、モータ３７によってベルト３８を駆動させることにより昇降する。なお、符号３９は駆動プーリー、４０は従動プーリーである。
【００２５】
ウエハＷの強制冷却を行う冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の上には、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１が３台積み重ねられて設けられている。なお、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６・１７の上部の空間に、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１と冷却ユニット（ＣＯＬ）２２を設けることも可能である。この場合には、図１と図３に示されるホットプレートユニット（ＨＰ）１９〜２１および冷却ユニット（ＣＯＬ）２２の位置をその他のユーティリティ空間として利用することができる。
【００２６】
洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は、上下２段で各段に２台ずつ設けられている。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１４は、その境界をなしている壁面４１に対してほぼ対称な構造を有しており、このことは洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１３と洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１５についても同様である。また洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５は同等の構成（部材および機能）を備えている。そこで、以下、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２を例として、その構造について詳細に以下に説明することとする。
【００２７】
図４は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２の概略平面図であり、図５はその概略断面図である。洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２はハウジング４２を有し、ハウジング４２の内部にはアウターチャンバ４３と、薬液アーム格納部４４と、リンス乾燥アーム格納部４５とが設けられている。また、アウターチャンバ４３の内部にはインナーカップ５８と、インナーカップ５８内においてウエハＷを保持するスピンチャック５９と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの裏面と所定間隔で対向可能なアンダープレート６３と、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの表面と所定の間隔で対向可能なトッププレート６０と、が設けられている。
【００２８】
ハウジング４２には窓部４６´が形成されており、この窓部４６´は第１シャッタ４６により開閉自在となっている。図４および図５にはこの第１シャッタ４６を駆動する機構は図示していない。搬送アーム３４（または３５、３６）は洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に対してこの窓部４６´を通してウエハＷを搬入出し、窓部４６´はウエハＷの搬入出時以外は第１シャッタ４６によって閉塞された状態に保持される。なお、第１シャッタ４６はハウジング４２の内部から窓部４６´を開閉するようになっている。これによりハウジング４２の内部が陽圧になった場合において、ハウジング４２内の雰囲気が外部へ漏洩することが防止される。
【００２９】
ウエハＷの洗浄処理はアウターチャンバ４３の内部において行われる。アウターチャンバ４３には窓部４７´が形成され、この窓部４７´は図示しないシリンダ駆動機構等によって移動可能な第２シャッタ４７によって開閉自在となっている。搬送アーム３４（または３５、３６）は、窓部４６´および窓部４７´を通してアウターチャンバ４３内に進入／退出し、スピンチャック５９に対してウエハＷの受け渡しを行う。窓部４７´はウエハＷの受け渡し時以外は第２シャッタ４７によって閉塞された状態に保持される。
【００３０】
第２シャッタ４７はアウターチャンバ４３の内部から窓部４７´を開閉するようになっているために、アウターチャンバ４３内が陽圧になった場合にも、アウターチャンバ４３内部の雰囲気が外部に漏れ出ないようになっている。なお、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７とを共通の駆動機構によって駆動し、窓部４６´と窓部４７´を同時に開閉するようにしてもよい。
【００３１】
アウターチャンバ４３の上壁には、アウターチャンバ４３内に不活性ガス、例えば窒素ガス（Ｎ_２）を供給するガス供給口７８が設けられている。このガス供給口７８はアウターチャンバ４３内にダウンフローを形成し、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに吐出された薬液の蒸気がアウターチャンバ４３内に充満することを防止する。またこのようなダウンフローを形成することによって、ウエハＷの表面にウォーターマークが生じ難くなるという効果も得られる。アウターチャンバ４３の底部にはドレイン４３ａが設けられ、ドレイン４３ａから排気および排液を行うことができるようになっている。
【００３２】
インナーカップ５８は、上部にテーパー部が形成され、底壁にドレイン５８ａが形成された構造を有している。インナーカップ５８は、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも上方に位置し、かつ、テーパー部がウエハＷを囲繞する位置（図５において実線で示される位置、以下「処理位置」という）と、その上端がスピンチャック５９に保持されたウエハＷよりも下側の位置（図５において点線で示される位置、以下「退避位置」という）との間で昇降自在となっている。
【００３３】
インナーカップ５８は、搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には搬送アーム３４の進入／退出を妨げないように退避位置に保持される。一方、スピンチャック５９に保持されたウエハＷに洗浄処理が施される際には処理位置に保持される。これによりウエハＷに吐出された薬液や純水の周囲への飛散が防止される。またウエハＷの洗浄処理に用いられた薬液はドレイン５８ａへと導かれる。ドレイン５８ａには図示しない薬液回収ラインと排気ダクトが接続されており、インナーカップ５８内で発生するミスト等のアウターチャンバ４３内への拡散が防止され、また薬液が回収または廃棄（排液）されるようになっている。
【００３４】
スピンチャック５９は、回転プレート６１と、回転プレート６１と接続された回転筒体６２とを有し、ウエハＷを支持する支持ピン６４ａとウエハＷを保持する保持ピン６４ｂが回転プレート６１の周縁部に取り付けられている。回転筒体６２の外周面にはベルト６５が捲回されており、ベルト６５をモータ６６によって周動させることにより、回転筒体６２および回転プレート６１を回転させることができるようになっている。
【００３５】
搬送アーム３４（または３５、３６）とスピンチャック５９との間のウエハＷの受け渡しは、この支持ピン６４ａを利用して行われる。支持ピン６４ａは、図４では６箇所に示されているが、ウエハＷを確実に支持する観点から、少なくとも３箇所以上に設けられていればよい。保持ピン６４ｂもウエハＷを確実に保持する観点から、少なくとも３箇所に設けることが好ましい。
【００３６】
図６は支持ピン６４ａおよび保持ピン６４ｂのより詳細な構造を示す側面図である。図６においては回転プレート６１とアンダープレート６３の周縁部のみを示し、これらの中央部については図示していない。
【００３７】
支持ピン６４ａはウエハＷの裏面周縁に接してウエハＷを支持する支持円板８１と、ウエハＷの水平方向の移動を抑制する突起部８２と、これら支持円板８１と突起部８２とを保持する支柱部８３とを有し、この支柱部８３が回転プレート６１に固定された構造を有する。なお、ウエハＷの端面と突起部８２との間には一定のクリアランスが設けられている。これら支持円板８１と突起部８２と支柱部８３は一体的に形成されていてもよい。
【００３８】
保持ピン６４ｂは、ウエハＷを保持する保持部材８５と、保持部材８５を支持する枢軸８６とを有している。保持部材８５は、略円盤状の第１皿部材９１と、略円盤状の第２皿部材９２と、第１皿部材９１と第２皿部材９２との間に頸状部９０が形成されるように第１皿部材９１と第２皿部材９２を上下に連結する略円盤状の連結部材９３と、を有している。これら第１皿部材９１と第２皿部材９２と連結部材９３は一体的に形成されていてもよい。連結部材９３の厚みはウエハＷの厚みとほぼ同じであり、連結部材９３と第１皿部材９１との連結位置（高さ）は、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する高さと同じとなっている。
【００３９】
鉛直方向に設けられた枢軸８６は、軸回りに回転自在となるように回転プレート６１に嵌め込まれている。枢軸８６の下端には枢軸回転機構１１０がアクセス可能な凹部８６ａが形成されており、枢軸回転機構１１０の先端を凹部８６ａに嵌合させて、枢軸回転機構１１０の先端を所定角度回転させることによって、枢軸８６を同角度回転させることができる。枢軸８６が自然に回転することがないように、枢軸回転機構１１０が枢軸８６から離隔した状態では、枢軸８６は、回転プレート６１に取り付けられたロック機構８８によりロックされる。
【００４０】
枢軸８６を回転させると、枢軸８６に取り付けられている保持部材８５もまた回転する。ここで、保持部材８５を構成する第１皿部材９１と第２皿部材９２と連結部材９３を鉛直方向に貫通する中心軸Ａと枢軸８６の回転軸Ｂとが水平方向でずれるように、保持部材８５は枢軸８６に固定されている。このように保持ピン６４ｂは、所謂、偏心構造を有する。したがって、枢軸８６を回転軸Ｂ回りに所定角度回転させると、保持部材８５は支持ピン６４ａに支持されたウエハＷに対して近づいたり遠ざかったりするようにポジションが変わる。
【００４１】
図７は支持ピン６４ａに支持されてほぼ一定の位置にあるウエハＷに対して保持部材８５が取り得るポジションを示す説明図である。図７（ａ）は搬送アーム３４（または３５、３６）と支持ピン６４ａとの間でウエハＷの受け渡しが行われるときの保持部材８５のポジションを示している。搬送アーム３４（または３５、３６）と支持ピン６４ａとの間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、保持部材８５がウエハＷの搬送を妨げないように、保持部材８５全体は、支持ピン６４ａに支持されるウエハＷの端面よりも外側に退避したポジション（鉛直方向から見たときに保持部材８５とウエハＷとが重ならないポジション）で保持される。
【００４２】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すポジションから、枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約７０度（°）反時計回りに回転（支持ピン６４ａの上方から見たときの回転方向。以下同様。）させたときの保持部材８５のポジションを示している。このような枢軸８６の回転操作によって、保持部材８５はウエハＷに近づく。図７（ｂ）に示すポジションでは、保持部材８５はウエハＷに接触しないが、ウエハＷの表面側周縁を第２皿部材９２が覆う状態となる。
【００４３】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約１１０°時計回りに回転させたときの保持部材８５のポジションを示している。このような枢軸８６の回転操作によって、保持部材８５は図７（ｂ）に示すポジションよりもウエハＷにさらに近づく。図７（ｃ）に示すポジションにおいても保持部材８５はウエハＷに接触しておらず、ウエハＷの表面側周縁を第２皿部材９２が覆う状態となっている。
【００４４】
図７（ｂ）と図７（ｃ）とを比較すると、ウエハＷの端面と連結部材９３の側面（つまり、頸状部９０の底面）との距離が異なり、これにより、ウエハＷと第２皿部材９２との鉛直方向での重なり範囲が異なっている。保持ピン６４ｂの図７（ｂ）に示す形態と図７（ｃ）に示す形態の使い分けとしては、例えば、以下のような場合が挙げられる。
【００４５】
つまり、ウエハＷの表面が疎水性の場合にはウエハＷの表面が薬液や純水等の洗浄液によって濡れ難いために、ウエハＷの端面と保持部材８５との間隔を拡げなければ、ウエハＷの端面にまで十分に洗浄液が行き渡らせることができない。しかし、図７（ａ）に示すポジションでウエハＷを回転させると、ウエハＷが支持ピン６４ａから浮いた際にウエハＷが支持ピン６４ａから脱落するおそれがある。そこで、図７（ｂ）に示すように、ウエハＷの表面側周縁を第２皿部材９２で覆いながら、ウエハＷを保持部材８５からできるだけ遠ざけることによって、ウエハＷの脱落を防止し、かつ、洗浄液をウエハＷの端面にまで十分に行き渡らせることができる。
【００４６】
一方、ウエハＷの表面が親水性の場合にはウエハＷの表面が薬液や純水等の洗浄液によって濡れやすいために、図７（ｃ）に示すように、ウエハＷの端面と保持部材８５との間隔を詰めても、十分にウエハＷの端面にまで洗浄液を行き渡らせることができる。また、このときには、第２皿部材９２がウエハＷの表面側周縁を覆う領域が広いために、ウエハＷが支持ピン６４ａから浮いた際のウエハＷの脱落をより効果的に防止することができる。
【００４７】
図７（ｄ）は、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を１８０°回転させたときの保持部材８５のポジションを示している。図７（ｄ）に示す保持部材８５のポジションは図６に示すポジションと同じである。この図７（ｄ）に示すポジションでは、ウエハＷの端面が連結部材９３の側面に接し、ウエハＷは頸状部９０に挟み込まれるようにして保持される。この状態では、ウエハＷを高速で回転させてもウエハＷの脱落を防止することができる。このため、例えば、図７（ｄ）に示す保持部材８５のポジションは、ウエハＷのスピン乾燥処理時に採られる。
【００４８】
なお、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約７０°時計回りに回転させると、ウエハＷと保持部材８５の間隔は図７（ｂ）と同様となる。また、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を約１１０°反時計回りに回転させると、ウエハＷと保持部材８５の間隔は図７（ｃ）と同様となる。このように、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６の回転軸Ｂ回りに枢軸８６を時計回りまたは反時計回りに３６０°回転させると、ウエハＷと保持部材８５の間隔は、図７（ａ）→図７（ｂ）→図７（ｃ）→図７（ｄ）→図７（ｃ）→図７（ｂ）→図７（ａ）の順に連続的に変化する。したがって、枢軸８６の回転角度を制御することによって、ウエハＷと保持部材８５の間隔を所望する値に設定することができる。
【００４９】
アンダープレート６３は回転プレート６１の中央部および回転筒体６２内を貫挿して設けられたシャフト６７に接続されている。シャフト６７は水平板６８の上面に固定されており、この水平板６８はシャフト６７と一体的にエアシリンダ等を有する昇降機構６９により鉛直方向に昇降可能となっている。アンダープレート６３およびシャフト６７には、その内部を貫通するように、薬液や純水、乾燥ガス（例えば、窒素ガス）（以下「薬液等」という）をウエハＷの裏面に向けて供給する裏面洗浄用ノズル７５が設けられている。
【００５０】
スピンチャック５９（つまり、支持ピン６４ａ）と搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、アンダープレート６３は搬送アーム３４と衝突しないように回転プレート６１に近接する位置に降下される。ウエハＷの裏面に対して洗浄処理を行う際には、アンダープレート６３は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの裏面に近接する位置へ上昇され、ウエハＷへ裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液等が吐出される。なお、アンダープレート６３を所定高さに固定し、回転筒体６２を昇降させることによって、保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷとアンダープレート６３との間隔を洗浄処理の進行に合わせて調整するようにしてもよい。
【００５１】
トッププレート６０は釣支枢軸７０の下端に接続されており、水平板７１に設けられたモータ７２によって、釣支枢軸７０とともに回転可能となっている。釣支枢軸７０は水平板７１の下面に回転自在に支持され、この水平板７１はアウターチャンバ４３の上壁に固定されたエアシリンダ等からなる昇降機構７３により鉛直方向に昇降可能である。トッププレート６０と釣支枢軸７０には、鉛直方向にこれらを貫通する孔部７７が設けられており、その内部には、ウエハＷの表面に薬液等を供給する表面洗浄用ノズル１２０が設けられている。
【００５２】
スピンチャック５９と搬送アーム３４との間でウエハＷの受け渡しが行われる際には、トッププレート６０が搬送アーム３４と衝突しないように、アウターチャンバ４３の上壁に近い位置に保持される。またウエハＷの表面（上面）に対して洗浄処理を行う際には、トッププレート６０は保持ピン６４ｂに保持されたウエハＷの表面に近接する位置へ降下され、表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷへ薬液等が吐出される。
【００５３】
薬液アーム格納部４４には、窓部４８´と、窓部４８´を図示しない駆動機構によって開閉する第３シャッタ４８とが設けられている。薬液アーム格納部４４をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第３シャッタ４８が閉じられる。リンス乾燥アーム格納部４５には窓部４９´と、窓部４９´を図示しない駆動機構によって開閉する第４シャッタ４９とが設けられている。リンス乾燥アーム格納部４５をアウターチャンバ４３と雰囲気隔離するときは、この第４シャッタ４９が閉じられる。
【００５４】
薬液アーム格納部４４内には薬液供給系アーム５０が格納されており、薬液供給系アーム５０には薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２が取り付けられている。薬液供給ノズル５１からは薬液と窒素ガスを吐出することができ、リンスノズル５２からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。薬液供給系アーム５０は回動して、薬液供給ノズル５１とリンスノズル５２をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。
【００５５】
薬液供給系アーム５０は、ウエハＷの洗浄処理時以外は薬液アーム格納部４４に保持される。薬液アーム格納部４４は常時薬液雰囲気となるために、薬液供給系アーム５０には耐食性部品が使用されている。なお、薬液供給系アーム５０にさらに別の薬液を吐出可能な別のノズルを設けることも可能である。また薬液供給系アーム５０の回動動作のタイミングに合わせて、第３シャッタ４８が窓部４８´を開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５６】
リンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム５３が格納されており、このリンス乾燥アーム５３には、窒素供給ノズル５４とリンスノズル５５が設けられている。窒素供給ノズル５４からは窒素ガスを吐出することができ、リンスノズル５５からはＩＰＡと純水を吐出することができるようになっている。リンス乾燥アーム５３は回動して、窒素供給ノズル５４とリンスノズル５５をアウターチャンバ４３内へ進入させ、スピンチャック５９に保持されたウエハＷの少なくとも中心と周縁部との間をスキャンさせることができるようになっている。
【００５７】
リンス乾燥アーム５３は、ウエハＷの洗浄処理時以外はリンス乾燥アーム格納部４５に保持される。リンス乾燥アーム５３には耐食性部品を使用することは好ましい。リンス乾燥アーム５３の回動動作のタイミングに合わせて、第４シャッタ４９により窓部４９´が開閉するようにこれらを制御することも好ましい。
【００５８】
薬液アーム格納部４４には薬液供給系アーム洗浄装置５６が設けられ、薬液供給ノズル５１を適宜洗浄することができるようになっている。薬液供給ノズル５１を洗浄するときは第３シャッタ４８が閉じられ、薬液アーム格納部４４内の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３に漏出しないようにようになっている。またリンス乾燥アーム格納部４５にはリンス乾燥アーム洗浄装置５７が設けられ、リンスノズル５５を適宜洗浄することができる。リンスノズル５５を洗浄するときは第４シャッタ４９が閉じられ、リンス乾燥アーム格納部４５の雰囲気がハウジング４２とアウターチャンバ４３にしないようになっている。
【００５９】
次に、洗浄処理システム１におけるウエハＷの洗浄工程について説明する。図８は洗浄処理の概略工程を示すフローチャートである。最初に、搬送ロボットやオペレータによって、未洗浄のウエハＷが収納されたフープＦがイン・アウトポート４の載置台６上の所定位置に載置される（ステップ１）。この載置台６に載置されたフープＦから搬送ピック１１によって１枚ずつウエハＷが取り出され（ステップ２）、取り出されたウエハＷは、例えば、ウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に搬送される（ステップ３）。
【００６０】
次いで、主ウエハ搬送装置１８は、搬送アーム３４〜３６のいずれか、例えば、搬送アーム３４を用いてウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１６に載置されたウエハを取り出し（ステップ４）、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２〜１５のいずれか、例えば、洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２に搬入し、支持ピン６４ａに受け渡す（ステップ５）。
【００６１】
このステップ５は次の順序で行われる。最初に、ハウジング４２に設けられた第１シャッタ４６とアウターチャンバ４３に設けられた第２シャッタ４７が開かれる。これとほぼ同時またはこの操作前に、インナーカップ５８は退避位置で保持され、アンダープレート６３は回転プレート６１に近い位置へと降下され、そこで保持される。またトッププレート６０はアウターチャンバ４３の上壁に近い位置で待機した状態とする。搬送アーム３４が保持しているウエハＷが保持部材８５に衝突することのないように、保持部材８５を先に図７（ａ）に示したポジションで待機させる。その後に搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させ、支持ピン６４ａにウエハＷを受け渡す。
【００６２】
ウエハＷが支持ピン６４ａに支持されたら、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３から退出させ、第１シャッタ４６および第２シャッタ４７を閉じる。また、インナーカップ５８を上昇させて処理位置で保持し、アンダープレート６３を上昇させてウエハＷとの間を所定間隔に保持し、トッププレート６０を降下させてウエハＷとの間を所定間隔に保持する（ステップ６）。
【００６３】
次に、枢軸回転機構１１０を枢軸８６の凹部８６ａに挿入して、保持部材８５が図７（ｂ）に示すポジションとなるように、枢軸８６を反時計回りに７０°回転させる（ステップ７）。こうして保持ピン６４ｂの保持部材８５を構成する第２皿部材９２でウエハＷの表面側周縁を覆うことにより、後にウエハＷを回転させても、ウエハＷが支持ピン６４ａから浮き上がって支持ピン６４ａから脱落するといった事故の発生を防止することができる。枢軸８６の回転が終了したら、枢軸回転機構１１０を退避させる。
【００６４】
続いて、ウエハＷの薬液処理を行う（ステップ８）。ウエハＷの表面の薬液処理は、具体例には、トッププレート６０とウエハＷをともに静止させた状態、またはトッププレート６０とウエハＷの一方を回転させて他方を静止させた状態、またはウエハＷとトッププレート６０の両方を回転させた状態、のいずれかの状態で、表面洗浄用ノズル１２０から薬液をウエハＷの表面に吐出してウエハＷとトッププレート６０との間に薬液層を形成し、所定時間保持することによって行われる。また、ウエハＷの裏面の薬液処理は、裏面洗浄用ノズル７５を通して薬液をウエハＷの裏面に向けて吐出し、ウエハＷとアンダープレート６３との間に薬液層を形成し、所定時間保持することによって行われる。
【００６５】
このような薬液処理の最中には、適量の薬液を連続的にまたは間欠的に、ウエハＷとトッププレート６０との間およびウエハＷとアンダープレート６３との間にそれぞれ供給してもよい。また、薬液処理中にウエハＷの回転と停止を行うことによって、ウエハＷをスリップさせて、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する位置を変えることも好ましい。
【００６６】
図７（ｂ）に示されるように、ウエハＷは保持部材８５と接しておらず、また、ウエハＷと保持部材８５の間隔が広いために、使用する薬液の粘度が高い場合はウエハＷの表面が疎水性の場合にも、薬液がウエハＷの端面に行き渡る。これにより、ウエハＷの表面の処理ムラの発生が防止される。また、薬液処理中にウエハＷの回転と停止を行うことによって、ウエハＷをスリップさせて、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する位置を変えることによって、ウエハＷの裏面についても処理ムラの発生を抑制することができる。
【００６７】
このような薬液処理においてウエハＷを回転させる場合には、その回転数は、例えば、３００ｒｐｍ以下とすることが、ウエハＷの脱落防止と薬液の効率的な利用の観点等から好ましい。なお、液処理中にウエハＷの周囲からこぼれ落ちる薬液は、ドレイン５８ａを通して回収され、再利用される。
【００６８】
薬液処理が終了したらインナーカップ５８を退避位置に降下させる。次に、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、ウエハＷに純水を供給してウエハＷから薬液を除去するリンス処理を行う（ステップ９）。リンス処理の開始にあたって保持部材８５のポジションを変更してもよいが、ここでは同じポジションで維持することとする。リンス処理においては、トッププレート６０の水洗処理が同時に行われる。
【００６９】
ウエハＷの表面のリンス処理方法としては、例えば、トッププレート６０の水洗処理を行いながらウエハＷの予備リンス処理を行い、ウエハＷの最終的なリンス処理をリンスノズル５５を用いて行う方法が挙げられる。この場合、最初にトッププレート６０とウエハＷとを所定の回転数（例えば、３００ｒｐｍ以下）で回転させながら、トッププレート６０とウエハＷとの間に純水層が形成され、かつ、この純水層から一定量の純水が流れ落ちるように、表面洗浄用ノズル１２０からウエハＷに向けて純水を吐出する。
【００７０】
トッププレート６０の裏面が十分に水洗処理されたら純水の吐出を停止して、表面洗浄用ノズル１２０から窒素ガスを吐出し、これによりウエハＷとトッププレート６０の間の純水層を崩して、トッププレート６０にウエハＷ表面の純水のパドルがあたらない状態とする。次いで、トッププレート６０の回転数を、例えば、２０００ｒｐｍに上昇させて所定時間保持することにより、トッププレート６０に付着した純水を振り切る。
【００７１】
なお、このようにしてトッププレート６０の水洗処理が行われている間に、表面洗浄用ノズル１２０からの窒素ガスの噴射を連続的に行ってもよい。これにより表面洗浄用ノズル１２０の内部を乾燥させて、その後に表面洗浄用ノズル１２０から純水の液滴がウエハＷに落下することを防止することができる。
【００７２】
トッププレート６０の水洗処理が終了した後には、トッププレート６０を上昇させ、第４シャッタ４９を開いてリンス乾燥アーム５３をインナーカップ５８内に進入させる。そして、ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、リンスノズル５５から純水をウエハＷの表面に吐出しつつ、リンス乾燥アーム５３をウエハＷの略中心と周縁との間で回動させることによって、ウエハＷの両面をより精密にリンス処理する。
【００７３】
このようなウエハＷの表面のリンス処理と並行して、裏面洗浄用ノズル７５からウエハＷの裏面に向けて純水を吐出することによって、ウエハＷの裏面のリンス処理を行う。このとき、ウエハＷの裏面全体に純水があたるようにウエハＷとアンダープレート６３との間に純水層を形成する。
【００７４】
このようなウエハＷのリンス処理時において、保持部材８５はウエハＷと離隔しているために、純水がウエハＷの端面に行き渡る。また、ウエハＷから流れ出る純水によって保持部材８５や枢軸８６もまた水洗される。保持部材８５や枢軸８６は略円盤形または円柱形であるために純水が外側に回り込んで流れ出る。これによって保持部材８５や枢軸８６における薬液残りが防止される。さらに、ウエハＷを所定の回転数で回転させるためにウエハＷがスリップして支持ピン６４ａがウエハＷを支持する位置が変化する。これにより、ウエハＷに対して均一な処理を行うことができる。なお、リンス処理時にウエハＷの周囲からこぼれ落ち、または飛散等する薬液や純水は、ドレイン４３ａを通して回収され、または廃棄される。
【００７５】
ウエハＷへの純水の吐出の終了時には、リンスノズル５５から窒素ガスを噴射し、リンスノズル５５内に残っている純水を吐出し、リンスノズル５５内の乾燥処理を行う。これによりリンスノズル５５からの純水の液滴のウエハＷへの落下が防止される。同様に、裏面洗浄用ノズル７５からも窒素ガスを噴射して裏面洗浄用ノズル７５内の純水を吐出除去する（ステップ１０）。
【００７６】
これとほぼ同時にウエハＷの回転を停止する（ステップ１１）。続いて、枢軸回転機構１１０を枢軸８６にアクセスさせて枢軸８６を反時計回りに１１０°度回転させ、保持部材８５を図７（ｂ）に示すポジションから図７（ｄ）に示すポジションへ変え（ステップ１２）、ウエハＷを保持する。枢軸８６の回転が終了したら、枢軸回転機構１１０を退避させる。
【００７７】
次いで、ウエハＷを高速回転、例えば３００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍで回転させてウエハＷから純水を振り切りながら、ウエハＷの表面に窒素供給ノズル５４から窒素ガスを噴射し、また、ウエハＷの裏面には裏面洗浄用ノズル７５を通して窒素ガスを噴射して、ウエハＷを乾燥させる（ステップ１３）。なお、ウエハＷの表面の乾燥処理を、窒素ガスのみを噴射可能な窒素供給ノズル５４を用いて行うことによって、ウエハＷの表面におけるウォーターマークの発生が防止される。また、ウエハＷの表面へ窒素ガスを噴射する際には、リンス乾燥アーム５３をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させてもよい。また、この場合に、ガス供給口７８から供給される窒素ガスによりアウターチャンバ４３内を窒素雰囲気とすると、リンス乾燥アーム５３のスキャン効果と相まって、よりウォーターマークの発生の少ない処理を行うことができる。
【００７８】
このような乾燥処理時においては、ウエハＷは保持部材８５の頸状部９０に深く入り込んで保持されているために、ウエハＷの浮き上がりや脱落等の事故が防止される。また、保持部材８５や枢軸８６は略円盤形または円柱形であるために、純水が外側に流れ出しやすい。これにより保持部材８５や枢軸８６への純水の付着も防止される。
【００７９】
ウエハＷの乾燥処理が終了したら、窒素ガスの噴射を停止し、また、ウエハＷの回転を停止する。その後、リンス乾燥アーム５３をリンス乾燥アーム格納部４５の内部に収容してアンダープレート６３を降下させる（ステップ１４）。これとほぼ同時に、枢軸回転機構１１０を枢軸８６にアクセスさせ、枢軸８６を１８０°回転する（ステップ１５）。これにより図７（ａ）に示すように保持部材８５はウエハＷから離隔したポジションとなり、ウエハＷの搬出が可能な状態となる。枢軸８６の回転が終了したら、枢軸回転機構１１０を退避させる。
【００８０】
次に、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を開いて、例えば、搬送アーム３４をアウターチャンバ４３内に進入させ、支持ピン６４ａに支持されたウエハＷを搬送アーム３４へ移し替える。ウエハＷを保持した搬送アーム３４が洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から退出したら、第１シャッタ４６と第２シャッタ４７を閉じる（ステップ１６）。
【００８１】
こうして洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）１２から搬出されたウエハＷは、ホットプレートユニット（ＨＰ）１９・２０・２１のいずれかに搬送されてそこで熱処理が行われ、その後に必要に応じて冷却ユニット（ＣＯＬ）２２に搬送されて、そこで冷却処理され（ステップ１７）、さらに、そこから主ウエハ搬送装置１８によってウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に搬送されてそこに載置され、続いて搬送ピック１１がウエハ受渡ユニット（ＴＲＳ）１７に載置されたウエハＷを取り出して、そのウエハＷが収納されていたフープＦの元のスロットにウエハＷを収納する（ステップ１８）。
【００８２】
次に、保持部材８５の別の実施形態について説明する。図９は、保持部材８５´を有する保持ピン６４ｂ´の構造および保持部材８５´がウエハＷを保持するポジションを示す説明図である。なお、図９には、保持部材８５´に保持されたウエハＷと支持ピン６４ａとの位置関係が合わせて示されている。
【００８３】
保持ピン６４ｂ´は、保持ピン６４ｂと同様に、ウエハＷを保持する保持部材８５´と、保持部材８５´を支持する枢軸８６とを有している。保持部材８５´は、略円盤状の第１皿部材９１´と、略円盤状の第２皿部材９２´と、第１皿部材９１´と第２皿部材９２´との間に頸状部９０´が形成されるように第１皿部材９１´と第２皿部材９２´を上下に連結する断面略四角形の連結部材９３´と、を有している。これら第１皿部材９１´と第２皿部材９２´と連結部材９３´は一体的に形成されていてもよい。
【００８４】
連結部材９３´の厚みはウエハＷの厚みとほぼ同じであり、その側面形状は、ウエハＷの端面の形状に合わせて、くびれた曲面となっている。また、連結部材９３´の各角部には一定の曲率が設けられて、丸みを帯びている。第１皿部材９１´の斜面部の下端の高さは、支持ピン６４ａがウエハＷを支持する高さと同じとなっている。保持部材８５´では、第１皿部材９１´と第２皿部材９２´の中心は一致するが、連結部材９３´の中心は第１皿部材９１´の中心とずれており、第１皿部材９１´の中心と連結部材９３´の中心はともに、枢軸８６の回転軸Ｂからずれている。
【００８５】
図９（ａ）は、支持ピン６４ａと搬送アーム３４（または３５、３６）との間でウエハＷの受け渡しが行われる際の保持部材８５´のポジションを示している。保持部材８５´は、搬送されるウエハＷと衝突しないように、支持ピン６４ａに支持されたウエハＷよりも外側に退避させたポジション（ウエハＷにＰ点が対面するポジション）で保持される。
【００８６】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すポジションから保持部材８５´のＱ点がウエハＷ側となるように枢軸８６を枢軸回転機構１１０を用いて回転させた場合の保持部材８５´のポジションを示している。保持部材８５´と枢軸８６の偏心構造に起因して、保持部材８５´が回転する際に第１皿部材９１´がウエハＷをすくい上げてウエハＷを支持する。このときウエハＷは支持ピン６４ａの支持円板８１から離れた状態となる。
【００８７】
図９（ｂ）に示すポジションにおいては、第２皿部材９２´はウエハＷの表面および端面に接していないが、ウエハＷの表面側周縁を覆っている。また、ウエハＷは支持ピン６４ａの支持円板８１から浮いた状態となるが、ウエハＷの端面は突起部８２によってガイドされ、ウエハＷの水平方向へのスライドが抑制された状態となっている。この図９（ｂ）に示すウエハＷの保持形態は、図７（ｂ）または図７（ｃ）に示す保持部材８５のポジションと同様に、ウエハＷを静止させて洗浄処理を行う場合、またはウエハＷを低速、例えば３００ｒｐｍ以下の回転数で回転させながら洗浄処理を行う場合に用いられる。
【００８８】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）に示すポジションから保持部材８５´のＲ点がウエハＷ側となるように枢軸８６を枢軸回転機構１１０を用いて回転させた場合の保持部材８５´のポジションを示している。枢軸８６の回転によって保持部材８５´が回転する際には、第１皿部材９１´の傾斜面をウエハＷが滑って上昇することによってウエハＷの端面が連結部材９３´に当接し、ウエハＷは頸状部９０´に挟まれるようにして保持される。
【００８９】
図９（ｃ）に示すポジションにおいては、図９（ｂ）に示すポジションよりもさらにウエハＷが支持ピン６４ａの支持円板８１から浮くが、ウエハＷの端面は突起部８２によってガイドされており、これによってウエハＷの水平方向へのスライドが抑制される。この図９（ｃ）に示すウエハＷの保持形態では、ウエハＷを高速回転させてもウエハＷの脱落は起こらず、は、ウエハＷを、例えば、３００ｒｐｍ以上の回転数に上げてリンス処理やスピン乾燥処理を行う場合に用いられる
【００９０】
図９（ｃ）に示すポジションから枢軸８６を１８０°回転させると、図９（ｂ）に示すポジションを経て、図９（ａ）のポジションに戻すことができる。つまり、保持ピン６４ｂ´では、枢軸８６を所定角度回転させることによって、支持ピン６４ａと保持ピン６４ｂ´との間でのウエハＷの移し替えを行い、また保持ピン６４ｂ´におけるウエハＷの保持形態を変化させることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、保持部材８５の連結部材９３の水平方向断面の形状は図７に示したように断面略円形に限定されるものではなく、同様に保持部材８５´の連結部材９３´の水平方向断面の形状は図９に示したように断面略四角形に限定されるものではない。これららの連結部材８５・８５´の水平方向断面形状は、楕円形であってもよく、五角形等の多角形であってもよい。
【００９２】
また、保持部材８５のウエハＷに対するポジションは図７の各図に示されたポジションに限定されない。例えば、薬液処理とリンス処理においては、図７（ａ）に示すポジションから枢軸８６を９０°回転させたポジション（図７（ｂ）と図７（ｃ）に示すポジションのほぼ中間のポジション）としてもよい。
【００９３】
さらに、保持部材８５´のように、ウエハＷが支持ピン６４ａからウエハＷをすくい上げて保持する場合において、さらに保持ピン６４ｂ´に支持ピン６４ａの機能を持たせることも可能である。つまり、保持部材８５´において第２皿部材９２´と連結部材９３´の形状を変えることなく、第１皿部材９１´の外径を大きくすることによって、搬送アーム３４（または３５、３６）と保持ピン６４ｂ´との間で直接にウエハＷの受け渡しを行うことも可能となる。この場合には支持ピン６４ａを設けることを要しない。
【００９４】
上記説明においては、保持部材８５のポジションを、薬液処理とリンス処理で同じとしたが、例えば、薬液処理を図７（ｂ）に示すポジションで行い、リンス処理を図７（ｃ）に示すポジションで行ってもよい。この場合、ウエハＷを回転させて薬液処理を行っていた場合には薬液処理の終了後にウエハＷを静止させ、枢軸回転機構１１０を枢軸８６の凹部８６ａにアクセスさせて枢軸８６を時計回りに４０°回転させればよい。
【００９５】
また、上記説明においては、リンス処理後に直ちにウエハＷの表裏面から純水を振り切る乾燥工程を行う場合について説明したが、リンス工程において、（１）ウエハＷの回転開始、（２）純水のウエハＷへの吐出、（３）純水の吐出停止、（４）ウエハＷの回転中止、（５）保持部材８５によるウエハＷの持ち替え（図７（ｂ）に示すポジションから図７（ｄ）に示すポジションへのウエハＷの持ち替え）、（６）ウエハＷのスピン乾燥、（７）ウエハＷの回転停止、（８）ウエハ保持部材８５によるウエハＷの持ち替え（図７（ｄ）に示すポジションから図７（ｂ）に示すポジションへのウエハＷの持ち替え）、以下（１）へ戻る、という処理を複数回繰り返して行い、最後の（６）の段階に至ったときに、ウエハＷに窒素ガスを吹き付けて最終的な乾燥処理を行うことも好ましい。また、リンス処理は常にウエハＷが図７（ｄ）に示すようにウエハ保持部材８５に保持された状態で行ってもよい。
【００９６】
上記説明においては、ウエハＷの表面の薬液処理をトッププレート６０および表面洗浄用ノズル１２０を用いて行った場合について説明したが、薬液処理は薬液供給系アーム５０を動作させて行ってもよい。薬液供給系アーム５０を用いた場合の薬液処理は、第３シャッタ４８を開いて薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心に位置するように回動した後に、（１）ウエハＷの表面に薬液を供給してウエハＷの表面に薬液のパドルを形成して所定時間保持する方法、（２）ウエハＷを所定の回転数で回転させながら、薬液供給ノズル５１から薬液を吐出させつつ薬液供給系アーム５０をその先端がウエハＷの略中心と周縁との間で移動するように回動させる方法、のいずれかが好適に採用される。
【００９７】
薬液の吐出が終了した後には、薬液供給ノズル５１内の薬液を窒素ガスによって送り出すことによって薬液供給ノズル５１からの薬液の液垂れを防止し、ウエハＷの回転を開始するとともに、リンスノズル５２から純水を吐出させながら薬液供給系アーム５０を回動させることによってウエハＷのリンス処理（前段のリンス処理）を行う。その後は、薬液供給系アーム５０を薬液アーム格納部４４に収容して、先に説明したリンス乾燥アーム５３を用いた仕上げのリンス処理を行う。
【００９８】
なお、リンス処理の開始にあたって、薬液と純水が混ざり合うことによって薬液の腐食能力が高まる場合には、純水を供給する前にＩＰＡをウエハＷの表面に供給することによって多くの薬液を洗い流し、その後にウエハＷに純水を供給することによって、アウターチャンバ４３内の各種部品の腐食等を抑制することができる。表面洗浄用ノズル１２０および裏面洗浄用ノズル７５へＩＰＡを供給することができるようにすることは、勿論、容易に可能である。
【００９９】
本発明は洗浄装置に限定されず、種々の処理液を用いて基板の液処理を行う装置に対して適用することができる。なお、基板は半導体ウエハに限らず、その他のＬＣＤ用ガラス基板やセラミック基板等であってもよい。
【０１００】
【発明の効果】
上述の通り、本発明によれば、保持手段は液処理の進行に合わせて基板の保持形態を変えることができる。これにより処理液が行き渡らずに液処理が行われない部分の発生を抑制することができる。また、基板保持部として、略円盤状の第１の皿部材と、略円盤状の第２の皿部材と、第１の皿部材と第２の皿部材との間に頸状部が形成されるように第１の皿部材と第２の皿部材を上下に連結する連結部材とからなり、枢軸を所定角度回転させることによって連結部材の端面が支持手段に支持された基板の端面と接離可能である構造をものを用いると、基板を回転させる際に基板保持部に付着する処理液は遠心力によって外側へ飛散しやすくなる。これにより基板保持部における処理液の付着が防止されて、基板保持部が清浄に保たれ、基板保持部から基板への汚染が防止される。このように、本発明は、基板の処理品質を高めるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である洗浄処理ユニットを具備する洗浄処理システムの概略構造を示す平面図。
【図２】図１に示す洗浄処理システムの概略構造を示す側面図。
【図３】図１に示す洗浄処理システムの概略断面図。
【図４】洗浄処理ユニットの概略構造を示す平面図。
【図５】洗浄処理ユニットの概略構造を示す断面図。
【図６】支持ピンと保持ピンの構造およびウエハの保持形態を示す説明図。
【図７】保持ピンが備える保持部材のポジションを示す説明図。
【図８】洗浄処理の概略工程を示すフローチャート（説明図）。
【図９】保持部材の別の形態とウエハを保持するポジションを示す説明図。
【符号の説明】
１；洗浄処理システム
２；洗浄処理部
３；搬入出部
１２〜１５；洗浄処理ユニット（ＣＬＮ）
４３；アウターチャンバ
５９；スピンチャック
５８；インナーカップ
６１；回転プレート
６３；アンダープレート
６４ａ；支持ピン
６４ｂ・６４ｂ´；保持ピン
８１；支持円板
８２；突起部
８３；支柱部
８５・８５´；保持部材
８６；枢軸
８８；ロック機構
９０・９０´；頸状部
９１；第１皿部材
９２；第２皿部材
９３；連結部材
１１０；枢軸回転機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid processing apparatus and a liquid processing method for performing liquid processing such as cleaning on various substrates such as semiconductor wafers and LCD substrates.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor wafer (wafer) is washed with a cleaning solution such as a predetermined chemical solution or pure water, contaminated with particles, organic contaminants, metal impurities, etc. attached to the wafer, and polymer after etching. A cleaning system that removes the like is used.
[0003]
As a wafer cleaning apparatus provided in such a cleaning system, the wafer is held on a spin chuck in a substantially horizontal posture, and a chemical solution is supplied to the front and back surfaces of the wafer while the wafer is stationary or rotated. Next, pure water is supplied to the wafer while the wafer is rotated at a predetermined rotational speed to wash away the chemical solution, and then the wafer is rotated while a dry gas (for example, nitrogen gas (N₂A single wafer type wafer cleaning apparatus that performs a drying process by spraying ()) is known. Here, as the spin chuck, a type that holds the wafer by sucking the back surface of the wafer under reduced pressure and a type that mechanically holds the peripheral edge of the wafer are widely used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the vacuum suction type spin chuck is used, the cleaning process for the back surface of the wafer cannot be performed simultaneously with the cleaning process for the front surface of the wafer. On the other hand, the mechanical spin chuck has a problem in that the chemical solution does not spread over the front surface portion, the back surface portion, and the end surface portion on which the wafer is held, resulting in processing unevenness in which the cleaning processing is not performed. Further, since the cleaning liquid adheres to the mechanism for holding the wafer, the wafer may be re-contaminated by the contaminated holding mechanism after the wafer cleaning process is completed.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid processing apparatus and a liquid processing method capable of suppressing the occurrence of liquid processing unevenness and the re-contamination of the substrate in the liquid processing of the substrate. And It is another object of the present invention to provide a liquid processing apparatus provided with a substrate holding means that hardly attaches a processing liquid, and a liquid processing method using the liquid processing apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a liquid processing apparatus for supplying a processing liquid to a substrate to perform liquid processing, a plate member held in a substantially horizontal posture, and a rotation for rotating the plate member. A mechanism, a support means arranged at the periphery of the plate member and supporting the substrate in a substantially horizontal position, a holding means arranged at the periphery of the plate member and holding the substrate in a substantially horizontal position, and supported by the support means Or a processing liquid supply mechanism for supplying a processing liquid to the substrate held by the holding means,
  The holding meansButA pivot extending in the vertical direction, fixed to the upper end of the pivot so as to be eccentric with the rotation center of the pivot, and rotating the pivot by a predetermined angle to hold a position away from the substrate. A selectable substrate holding portion, and a position adjusting mechanism for positioning the substrate holding portion by rotating the pivot axis by a predetermined angle.Prepared,
  The substrate holding portion includes a substantially disk-shaped first dish member, a substantially disk-shaped second dish member provided above the first dish member, the first dish member, and the second dish. A connecting member that vertically connects the first dish member and the second dish member so that a neck portion is formed between the dish member and
  By rotating the pivot by a predetermined angle, the holding state of the substrate by the substrate holding unit is as follows:
  A state in which an end surface of the connecting member is separated from an end surface of the substrate supported by the support means, and the first and second dish members are retracted to the outside of the end surface of the substrate;
  A state in which an end surface of the connecting member is separated from an end surface of the substrate, and the second dish member covers a peripheral edge on the surface side of the substrate; and
  The end surface of the connecting member is brought into contact with the end surface of the substrate, and the end surface of the substrate is changed into a state of being fitted to the neck portion between the first dish member and the second dish member. Is configured toA liquid processing apparatus is provided.
[0007]
According to such a liquid processing apparatus, the holding means can change the holding form of the substrate in accordance with the progress of the liquid processing. Thereby, generation | occurrence | production of the part in which a process liquid is not performed without spreading a process liquid can be suppressed. Further, as the substrate holding portion, a substantially disc-shaped first dish member, a substantially disc-shaped second dish member, and a neck-shaped portion are formed between the first dish member and the second dish member. The first plate member and the second plate member are connected to each other so that the end surface of the connection member contacts and separates from the end surface of the substrate supported by the support means by rotating the pivot shaft by a predetermined angle. If a possible structure is used, the processing liquid adhering to these substrate holding portions when the substrate rotates is likely to scatter outward due to centrifugal force. This prevents the processing liquid from adhering to the substrate holding unit, keeps the substrate holding unit clean, and prevents contamination from the substrate holding unit to the substrate.
[0008]
  According to the present invention, a liquid processing method using such a liquid processing apparatus is provided. That is, according to the second aspect of the present invention,Using the liquid processing apparatus according to the first aspectA liquid processing method comprising:
  In the state where the first and second dish members of the substrate holding part are retracted outside the end surface of the substrate,Supporting the substrate in a substantially horizontal posture on the support means;
  The plate member is stationary or rotated at a low speed, the end surface of the connecting member of the substrate holding portion is separated from the end surface of the substrate, and the second dish member of the substrate holding portion is positioned on the periphery on the surface side of the substrate. In the covered stateSupplying a processing liquid to the substrate to perform liquid processing;
  The plate member is rotated at a high speed, the end surface of the connecting member of the substrate holding portion is in contact with the end surface of the substrate, and the end surface of the substrate is fitted to the neck portion of the substrate holding portion,Shaking off the processing liquid supplied to the substrate from the substrate;
  A liquid treatment method characterized by comprising:
[0009]
  According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid processing method for performing a liquid processing by supplying a processing liquid to a substrate,
  SaidFor supporting means to support the substrateSaidA step of placing the substrate;
  The first plate member and the second plate member are vertically connected via a connecting member so that a neck portion is formed between the first plate member and the second plate member having a substantially disc shape. It is possible to select a position in which the neck portion is in contact with the end surface of the substrate to hold the substrate or a position separated from the end surface of the substrate by rotating at a predetermined angle around the vertical axis in the vertical direction. The eccentric structure holding means is supported by the support means.SaidA process of transferring the substrate;
  The first dish member located on the lower side of the neck portionSaidThe substrate is supported,The second dish member located on the upper side of the neck portion covers the periphery on the surface side of the substrate;And, in a state where the connecting member and the end face of the substrate are separated from each other, a process of supplying a processing liquid to the substrate while rotating the substrate at a stationary or low speed to perform a liquid process;
  Fitting and holding the substrate in the neck portion, rotating the substrate at a high speed and shaking off the processing liquid supplied to the substrate from the substrate;
  A liquid treatment method characterized by comprising:
[0010]
According to such a liquid processing method, the front surface and the end surface of the substrate are in a free state during the liquid processing, and the substrate is not firmly held. The support position is shifted. As a result, the processing liquid spreads over the entire substrate, and processing unevenness is suppressed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a cleaning processing unit that is provided in a cleaning processing system that consistently performs wafer transfer and cleaning / drying processing and that can simultaneously clean the front and back surfaces of a wafer. I will explain.
[0012]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic structure of the cleaning processing system 1, and FIG. 2 is a side view thereof. The cleaning processing system 1 includes a cleaning processing unit 2 that performs cleaning processing and thermal processing after the cleaning processing on the wafer W, and a loading / unloading unit 3 that loads the wafer W into and out of the cleaning processing unit 2. The loading / unloading unit 3 includes a mounting table 6 for mounting a FOUP (FOUP; front opening unified pod) F capable of storing a plurality of, for example, 25 wafers W in a substantially horizontal posture at a predetermined interval in the vertical direction. The in-out port 4 is provided, and a wafer transfer unit 5 provided with a wafer transfer device 7 that transfers the wafer W between the FOUP F mounted on the mounting table 6 and the cleaning processing unit 2. ing.
[0013]
In the FOUP F, the wafer W is loaded and unloaded through one side surface of the FOUP F, and a lid that can be opened and closed is provided on this side surface. The inner wall of the FOUP F is provided with shelf plates for holding the wafers W at predetermined intervals, and 25 slots for accommodating the wafers W are formed. The wafer W has a front surface (referred to as a surface on which a semiconductor device is formed) and an upper surface (referred to as an upper surface when the wafer W is held horizontally) in each slot. One by one.
[0014]
On the mounting table 6 of the in / out port 4, for example, three hoops F can be arranged in a predetermined position in the Y direction. The hoop F is placed with the side surface on which the lid is provided facing toward the boundary wall 8 between the in / out port 4 and the wafer transfer unit 5. A window portion 9 is formed in the boundary wall 8 at a position corresponding to the place where the FOUP F is placed, and a shutter 10 for opening and closing the window portion 9 is provided on the wafer transfer portion 5 side of the window portion 9.
[0015]
The shutter 10 can also open and close the lid provided on the FOUP F, and opens and closes the lid of the FOUP F simultaneously with the opening and closing of the window portion 9. It is preferable to provide an interlock on the shutter 10 so that the shutter 10 does not operate when the hoop F is not placed at a predetermined position on the placing table 6. When the window 9 is opened to allow the wafer loading / unloading port of the FOUP F to communicate with the wafer transfer unit 5, it becomes possible to access the FOUP F of the wafer transfer device 7 provided in the wafer transfer unit 5. It is possible to perform. A wafer inspection apparatus (not shown) is provided above the window portion 9 so that the number and state of the wafers W stored in the FOUP F can be detected for each slot. Such a wafer inspection apparatus can be mounted on the shutter 10.
[0016]
The wafer transfer device 7 provided in the wafer transfer unit 5 is movable in the Y direction. The wafer transfer device 7 has a transfer pick 11 for holding the wafer W. The transfer pick 11 is slidable in the X direction, can be moved up and down in the Z direction, and is in the XY plane (θ Direction). As a result, the wafer transfer device 7 is moved to a position facing the arbitrary FOUP F placed on the mounting table 6, and the transfer pick 11 is allowed to access a slot at an arbitrary height of the FOUP F facing the wafer picker. it can.
[0017]
Further, the wafer transfer device 7 is moved to a position opposite to the two wafer transfer units (TRS) 16 and 17 (refer to FIG. 3 to be described later) provided in the cleaning processing unit 2. Thus, the transfer pick 11 can be accessed to the wafer transfer units (TRS) 16 and 17. In other words, the wafer transfer device 7 carries the wafer W into and out of the FOUP F, and at the same time, moves the wafer W from the cleaning processing unit 2 side to the loading / unloading unit 3 side, and conversely from the loading / unloading unit 3 to the cleaning processing unit 2 side. Transport.
[0018]
The cleaning processing unit 2 includes two wafer transfer units (TRS) 16 and 17 for temporarily placing the wafer W in order to transfer the wafer W to and from the wafer transfer unit 5, and the surface of the wafer W Four cleaning processing units (CLN) 12, 13, 14, and 15 that simultaneously clean the back surface, and three hot plate units (HP) 19, 20, and 21 (hot) that heat-process the wafer W after the cleaning processing The positions of the plate units (HP) 20 and 21 are shown later in FIG. 3), and a cooling unit (COL) 22 for cooling the heated wafer W (see FIG. 3 shown later for the position of the cooling unit (COL) 22). A main wafer transfer device 18 that can access all these units and transfers the wafer W between these units.
[0019]
Further, the cleaning processing unit 2 is provided with a power supply unit (PU) 23 that is a power source for operating the entire cleaning processing system 1, each unit constituting the cleaning processing system 1, and the operation and control of the entire cleaning processing system 1. A machine control unit (MCU) 24 to be performed and a chemical solution storage unit (CTU) 25 for storing a predetermined chemical solution to be fed to the cleaning processing units (CLN) 12 to 15 are provided. The power supply unit (PU) 23 is connected to a main power supply (not shown). A filter fan unit (FFU) 26 for downflowing clean air to each unit and the main wafer transfer device 18 is provided on the ceiling of the cleaning processing unit 2.
[0020]
From this surface (side surface in the Y direction), the chemical solution storage unit (CTU) 25, the electrical unit (PU) 23, and the machine control unit (MCU) 24 are installed outside the cleaning processing unit 2 or pulled out to the outside. Maintenance of the wafer transfer units (TRS) 16 and 17, the main wafer transfer device 18, the hot plate units (HP) 19 to 21, and the cooling unit (COL) 22 can be easily performed.
[0021]
3 shows a wafer transfer unit (TRS) 16, 17; a main wafer transfer device 18 adjacent to the wafer transfer unit (TRS) 16, 17 in the X direction; hot plate units (HP) 19-21; COL) 22 is a cross-sectional view showing a schematic arrangement. The wafer delivery units (TRS) 16 and 17 are arranged in two upper and lower stages. For example, the lower wafer delivery unit (TRS) 17 is a wafer that is transported from the wafer transport unit 3 side to the cleaning processing unit 2 side. On the other hand, the upper wafer transfer unit (TRS) 16 can be used for mounting the wafer W to be transferred from the cleaning processing unit 2 side to the wafer transfer unit 3 side.
[0022]
A part of the downflow from the filter fan unit (FFU) 26 is structured to flow out toward the wafer transfer unit 5 through the wafer transfer units (TRS) 16 and 17 and the space above them. Thereby, intrusion of particles or the like from the wafer transfer unit 5 to the cleaning processing unit 2 is prevented, and the cleanliness of the cleaning processing unit 2 is maintained.
[0023]
The main wafer transfer device 18 includes a cylindrical support 30 having vertical walls 27 and 28 extending in the Z direction and a side opening 29 between them, and an inner side along the cylindrical support 30 in the Z direction. It has a wafer transfer body 31 that can be moved up and down. The cylindrical support 30 can be rotated by the rotational driving force of the motor 32, and the wafer transfer body 31 is also rotated integrally with it.
[0024]
The wafer transfer body 31 includes a transfer base 33 and three transfer arms 34, 35, and 36 that can move back and forth along the transfer base 33. The transfer arms 34 to 36 are cylindrically supported. The body 30 has a size capable of passing through the side opening 29. These transfer arms 34 to 36 can be moved forward and backward independently by a motor and a belt mechanism built in the transfer base 33. The wafer carrier 31 is moved up and down by driving a belt 38 by a motor 37. Reference numeral 39 is a drive pulley, and 40 is a driven pulley.
[0025]
Three hot plate units (HP) 19 to 21 are stacked and provided on a cooling unit (COL) 22 that performs forced cooling of the wafer W. It is also possible to provide hot plate units (HP) 19 to 21 and a cooling unit (COL) 22 in the space above the wafer delivery units (TRS) 16 and 17. In this case, the positions of the hot plate units (HP) 19 to 21 and the cooling unit (COL) 22 shown in FIGS. 1 and 3 can be used as other utility spaces.
[0026]
Two cleaning processing units (CLN) 12 to 15 are provided in each of the upper and lower stages. The cleaning processing unit (CLN) 12 and the cleaning processing unit (CLN) 14 have a structure that is substantially symmetrical with respect to the wall surface 41 that forms the boundary between them. The same applies to the processing unit (CLN) 15. Further, the cleaning processing units (CLN) 12 to 15 have the same configuration (members and functions). Therefore, the structure of the cleaning processing unit (CLN) 12 will be described in detail below as an example.
[0027]
4 is a schematic plan view of the cleaning processing unit (CLN) 12, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view thereof. The cleaning processing unit (CLN) 12 has a housing 42, and an outer chamber 43, a chemical arm storage unit 44, and a rinse drying arm storage unit 45 are provided inside the housing 42. Further, inside the outer chamber 43, an inner cup 58, a spin chuck 59 that holds the wafer W in the inner cup 58, and an under plate 63 that can face the back surface of the wafer W held by the spin chuck 59 at a predetermined interval. And a top plate 60 that can face the surface of the wafer W held by the spin chuck 59 at a predetermined interval.
[0028]
A window portion 46 ′ is formed in the housing 42, and this window portion 46 ′ can be opened and closed by a first shutter 46. 4 and 5 do not show a mechanism for driving the first shutter 46. The transfer arm 34 (or 35, 36) carries the wafer W into and out of the cleaning processing unit (CLN) 12 through the window 46 '. The window 46' is moved by the first shutter 46 except when the wafer W is loaded and unloaded. It is kept closed. The first shutter 46 opens and closes the window portion 46 ′ from the inside of the housing 42. This prevents the atmosphere in the housing 42 from leaking to the outside when the inside of the housing 42 becomes positive pressure.
[0029]
The cleaning process of the wafer W is performed inside the outer chamber 43. A window 47 ′ is formed in the outer chamber 43, and the window 47 ′ can be opened and closed by a second shutter 47 that can be moved by a cylinder drive mechanism or the like (not shown). The transfer arm 34 (or 35, 36) enters / exits into the outer chamber 43 through the window portion 46 ′ and the window portion 47 ′, and delivers the wafer W to the spin chuck 59. The window portion 47 ′ is held in a closed state by the second shutter 47 except when the wafer W is delivered.
[0030]
Since the second shutter 47 opens and closes the window 47 'from the inside of the outer chamber 43, the atmosphere inside the outer chamber 43 leaks to the outside even when the inside of the outer chamber 43 becomes positive pressure. It is not going out. The first shutter 46 and the second shutter 47 may be driven by a common drive mechanism so that the window portion 46 ′ and the window portion 47 ′ are opened and closed simultaneously.
[0031]
On the upper wall of the outer chamber 43, an inert gas such as nitrogen gas (N₂) Is provided. The gas supply port 78 forms a down flow in the outer chamber 43 and prevents the vapor of the chemical solution discharged to the wafer W held by the spin chuck 59 from filling the outer chamber 43. Further, by forming such a downflow, an effect that a watermark is hardly generated on the surface of the wafer W can be obtained. A drain 43a is provided at the bottom of the outer chamber 43, and exhaust and drainage can be performed from the drain 43a.
[0032]
The inner cup 58 has a structure in which a tapered portion is formed at the top and a drain 58a is formed at the bottom wall. The inner cup 58 has an upper end positioned above the wafer W held by the spin chuck 59 and a position where the tapered portion surrounds the wafer W (a position indicated by a solid line in FIG. 5, hereinafter referred to as a “processing position”). And the upper end thereof can freely move up and down between a position below the wafer W held by the spin chuck 59 (a position indicated by a dotted line in FIG. 5, hereinafter referred to as a “retraction position”).
[0033]
The inner cup 58 is held in the retracted position so as not to prevent entry / exit of the transfer arm 34 when the wafer W is transferred between the transfer arm 34 (or 35, 36) and the spin chuck 59. . On the other hand, when the wafer W held by the spin chuck 59 is subjected to the cleaning process, it is held at the processing position. As a result, the chemical solution and pure water discharged onto the wafer W are prevented from being scattered around. Further, the chemical used for the wafer W cleaning process is guided to the drain 58a. A chemical solution recovery line (not shown) and an exhaust duct are connected to the drain 58a to prevent mist generated in the inner cup 58 from diffusing into the outer chamber 43, and the chemical solution is recovered or discarded (drained). It has become so.
[0034]
The spin chuck 59 includes a rotating plate 61 and a rotating cylinder 62 connected to the rotating plate 61, and a support pin 64 a that supports the wafer W and a holding pin 64 b that holds the wafer W are peripheral portions of the rotating plate 61. Is attached. A belt 65 is wound around the outer peripheral surface of the rotating cylinder 62, and the rotating cylinder 62 and the rotating plate 61 can be rotated by rotating the belt 65 by a motor 66.
[0035]
Transfer of the wafer W between the transfer arm 34 (or 35, 36) and the spin chuck 59 is performed using the support pins 64a. Although the support pins 64a are shown in six places in FIG. 4, from the viewpoint of reliably supporting the wafer W, the support pins 64a may be provided in at least three places. The holding pins 64b are also preferably provided in at least three places from the viewpoint of securely holding the wafer W.
[0036]
FIG. 6 is a side view showing a more detailed structure of the support pin 64a and the holding pin 64b. In FIG. 6, only the peripheral portions of the rotating plate 61 and the under plate 63 are shown, and the central portions thereof are not shown.
[0037]
The support pins 64 a are in contact with the peripheral edge of the back surface of the wafer W and hold the support disk 81, the protrusions 82 that suppress the horizontal movement of the wafer W, and the support disks 81 and the protrusions 82. And a structure in which the support part 83 is fixed to the rotary plate 61. A certain clearance is provided between the end face of the wafer W and the protrusion 82. The support disk 81, the protruding portion 82, and the column portion 83 may be integrally formed.
[0038]
The holding pins 64 b include a holding member 85 that holds the wafer W and a pivot 86 that supports the holding member 85. The holding member 85 has a substantially disk-shaped first dish member 91, a substantially disk-shaped second dish member 92, and a neck portion 90 formed between the first dish member 91 and the second dish member 92. In this way, the first plate member 91 and the second plate member 92 are connected to each other in a substantially disk shape. The first plate member 91, the second plate member 92, and the connecting member 93 may be integrally formed. The thickness of the connecting member 93 is substantially the same as the thickness of the wafer W, and the connecting position (height) between the connecting member 93 and the first dish member 91 is the same as the height at which the support pins 64 a support the wafer W. Yes.
[0039]
A pivot 86 provided in the vertical direction is fitted into the rotating plate 61 so as to be rotatable around the axis. A recess 86a that is accessible to the pivot rotating mechanism 110 is formed at the lower end of the pivot 86. By fitting the tip of the pivot rotating mechanism 110 into the recess 86a, the tip of the pivot rotating mechanism 110 is rotated by a predetermined angle. The pivot 86 can be rotated by the same angle. In order to prevent the pivot 86 from rotating naturally, the pivot 86 is locked by a lock mechanism 88 attached to the rotary plate 61 in a state where the pivot rotation mechanism 110 is separated from the pivot 86.
[0040]
When the pivot 86 is rotated, the holding member 85 attached to the pivot 86 is also rotated. Here, the holding is performed so that the central axis A penetrating the first dish member 91, the second dish member 92, and the connecting member 93 constituting the holding member 85 in the vertical direction and the rotation axis B of the pivot 86 are displaced in the horizontal direction. The member 85 is fixed to the pivot 86. Thus, the holding pin 64b has a so-called eccentric structure. Accordingly, when the pivot 86 is rotated about the rotation axis B by a predetermined angle, the holding member 85 changes its position so as to approach or move away from the wafer W supported by the support pins 64a.
[0041]
FIG. 7 is an explanatory view showing positions that the holding member 85 can take with respect to the wafer W which is supported by the support pins 64a and is at a substantially fixed position. FIG. 7A shows the position of the holding member 85 when the wafer W is transferred between the transfer arm 34 (or 35, 36) and the support pins 64a. When the wafer W is transferred between the transfer arm 34 (or 35, 36) and the support pin 64a, the entire holding member 85 is supported by the support pin so that the holding member 85 does not hinder the transfer of the wafer W. It is held at a position retracted to the outside of the end surface of the wafer W supported by 64a (a position where the holding member 85 and the wafer W do not overlap when viewed from the vertical direction).
[0042]
FIG. 7B shows that the pivot 86 is rotated about 70 degrees (°) counterclockwise around the rotation axis B of the pivot 86 from the position shown in FIG. 7A (when viewed from above the support pin 64a. The position of the holding member 85 when the rotation direction (the same applies hereinafter) is shown. The holding member 85 approaches the wafer W by such a rotation operation of the pivot 86. In the position shown in FIG. 7B, the holding member 85 does not contact the wafer W, but the second dish member 92 covers the peripheral edge on the front surface side of the wafer W.
[0043]
FIG. 7C shows the position of the holding member 85 when the pivot 86 is rotated about 110 ° clockwise around the rotation axis B of the pivot 86 from the position shown in FIG. By such a rotation operation of the pivot 86, the holding member 85 comes closer to the wafer W than the position shown in FIG. Even in the position shown in FIG. 7C, the holding member 85 is not in contact with the wafer W, and the second dish member 92 covers the peripheral edge on the surface side of the wafer W.
[0044]
When FIG. 7B and FIG. 7C are compared, the distance between the end surface of the wafer W and the side surface of the connecting member 93 (that is, the bottom surface of the neck portion 90) is different. The overlapping range in the vertical direction with the dish member 92 is different. Examples of how the holding pin 64b is used in the form shown in FIG. 7B and the form shown in FIG. 7C are as follows.
[0045]
That is, when the surface of the wafer W is hydrophobic, the surface of the wafer W is difficult to get wet by a cleaning solution such as a chemical solution or pure water, and therefore, if the distance between the end surface of the wafer W and the holding member 85 is not widened, The cleaning liquid cannot be sufficiently distributed to the end face. However, if the wafer W is rotated at the position shown in FIG. 7A, the wafer W may fall off the support pins 64a when the wafer W floats from the support pins 64a. Therefore, as shown in FIG. 7B, the wafer W is prevented from falling off by keeping the wafer W as far as possible from the holding member 85 while covering the peripheral edge of the front surface of the wafer W with the second dish member 92, and The cleaning liquid can be sufficiently distributed to the end surface of the wafer W.
[0046]
On the other hand, when the surface of the wafer W is hydrophilic, the surface of the wafer W is easily wetted by a cleaning solution such as a chemical solution or pure water, and therefore, as shown in FIG. Even if the interval is reduced, the cleaning liquid can be sufficiently distributed to the end surface of the wafer W. At this time, since the area where the second dish member 92 covers the peripheral edge on the front surface side of the wafer W is wide, it is possible to more effectively prevent the wafer W from dropping off when the wafer W is lifted from the support pins 64a. .
[0047]
FIG. 7D shows the position of the holding member 85 when the pivot 86 is rotated 180 degrees around the rotation axis B of the pivot 86 from the position shown in FIG. The position of the holding member 85 shown in FIG. 7D is the same as the position shown in FIG. In the position shown in FIG. 7D, the end surface of the wafer W is in contact with the side surface of the connecting member 93, and the wafer W is held so as to be sandwiched between the neck portions 90. In this state, the wafer W can be prevented from falling off even if the wafer W is rotated at a high speed. For this reason, for example, the position of the holding member 85 shown in FIG. 7D is adopted during the spin drying process of the wafer W.
[0048]
When the pivot 86 is rotated about 70 ° clockwise around the rotation axis B of the pivot 86 from the position shown in FIG. 7A, the distance between the wafer W and the holding member 85 is the same as in FIG. 7B. . Further, when the pivot 86 is rotated about 110 ° counterclockwise around the rotation axis B of the pivot 86 from the position shown in FIG. 7A, the distance between the wafer W and the holding member 85 is the same as in FIG. 7C. Become. Thus, when the pivot 86 is rotated 360 ° clockwise or counterclockwise around the rotation axis B of the pivot 86 from the position shown in FIG. 7A, the distance between the wafer W and the holding member 85 is as shown in FIG. a) → FIG. 7 (b) → FIG. 7 (c) → FIG. 7 (d) → FIG. 7 (c) → FIG. 7 (b) → FIG. Therefore, by controlling the rotation angle of the pivot 86, the distance between the wafer W and the holding member 85 can be set to a desired value.
[0049]
The under plate 63 is connected to a shaft 67 provided so as to penetrate the central portion of the rotating plate 61 and the inside of the rotating cylinder 62. The shaft 67 is fixed to the upper surface of the horizontal plate 68, and the horizontal plate 68 can be moved up and down in the vertical direction by an elevating mechanism 69 having an air cylinder or the like integrally with the shaft 67. The under plate 63 and the shaft 67 are supplied with a chemical solution, pure water, and dry gas (for example, nitrogen gas) (hereinafter referred to as “chemical solution”) toward the back surface of the wafer W so as to penetrate the inside of the under plate 63 and the shaft 67. A nozzle 75 is provided.
[0050]
When the wafer W is transferred between the spin chuck 59 (that is, the support pins 64a) and the transfer arm 34 (or 35, 36), the rotating plate 61 prevents the under plate 63 from colliding with the transfer arm 34. Is lowered to a position close to. When the cleaning process is performed on the back surface of the wafer W, the under plate 63 is raised to a position close to the back surface of the wafer W held by the holding pins 64b, and a chemical solution or the like is passed through the back surface cleaning nozzle 75 to the wafer W. Discharged. Note that the distance between the wafer W held by the holding pins 64b and the under plate 63 is adjusted according to the progress of the cleaning process by fixing the under plate 63 to a predetermined height and moving the rotary cylinder 62 up and down. It may be.
[0051]
The top plate 60 is connected to the lower end of the fishing support shaft 70, and can be rotated together with the fishing support shaft 70 by a motor 72 provided on the horizontal plate 71. The fishing pivot 70 is rotatably supported on the lower surface of the horizontal plate 71, and the horizontal plate 71 can be moved up and down in the vertical direction by an elevating mechanism 73 composed of an air cylinder or the like fixed to the upper wall of the outer chamber 43. The top plate 60 and the fishing pivot 70 are provided with holes 77 penetrating them in the vertical direction, and a surface cleaning nozzle 120 for supplying a chemical solution or the like to the surface of the wafer W is provided therein. ing.
[0052]
When the wafer W is transferred between the spin chuck 59 and the transfer arm 34, the top plate 60 is held at a position close to the upper wall of the outer chamber 43 so as not to collide with the transfer arm 34. When performing the cleaning process on the surface (upper surface) of the wafer W, the top plate 60 is lowered to a position close to the surface of the wafer W held by the holding pins 64b, and the wafer W is discharged from the surface cleaning nozzle 120. The medicinal solution is discharged.
[0053]
The chemical arm storage 44 is provided with a window 48 ′ and a third shutter 48 that opens and closes the window 48 ′ by a drive mechanism (not shown). The third shutter 48 is closed when the chemical arm storage 44 is isolated from the outer chamber 43 in the atmosphere. The rinse drying arm storage 45 is provided with a window 49 ′ and a fourth shutter 49 that opens and closes the window 49 ′ by a drive mechanism (not shown). The fourth shutter 49 is closed when the rinsing / drying arm storage unit 45 is isolated from the outer chamber 43 in the atmosphere.
[0054]
A chemical solution supply system arm 50 is stored in the chemical solution storage unit 44, and a chemical solution supply nozzle 51 and a rinse nozzle 52 are attached to the chemical solution supply system arm 50. A chemical solution and nitrogen gas can be discharged from the chemical solution supply nozzle 51, and IPA and pure water can be discharged from the rinse nozzle 52. The chemical liquid supply system arm 50 rotates to cause the chemical liquid supply nozzle 51 and the rinse nozzle 52 to enter the outer chamber 43 and scan between at least the center and the peripheral edge of the wafer W held by the spin chuck 59. Can be done.
[0055]
The chemical solution supply system arm 50 is held in the chemical solution storage unit 44 except during the wafer W cleaning process. Since the chemical solution arm 44 is always in a chemical solution atmosphere, the chemical solution supply arm 50 uses corrosion-resistant parts. It is also possible to provide another nozzle capable of discharging another chemical liquid in the chemical liquid supply system arm 50. It is also preferable to control these so that the third shutter 48 opens and closes the window portion 48 ′ in accordance with the timing of the rotation operation of the chemical solution supply system arm 50.
[0056]
A rinse drying arm 53 is stored in the rinse drying arm storage unit 45, and a nitrogen supply nozzle 54 and a rinse nozzle 55 are provided in the rinse drying arm 53. Nitrogen gas can be discharged from the nitrogen supply nozzle 54, and IPA and pure water can be discharged from the rinse nozzle 55. The rinse drying arm 53 rotates to cause the nitrogen supply nozzle 54 and the rinse nozzle 55 to enter the outer chamber 43 and scan between at least the center and the peripheral edge of the wafer W held by the spin chuck 59. It can be done.
[0057]
The rinse drying arm 53 is held in the rinse drying arm storage 45 except during the wafer W cleaning process. It is preferable to use corrosion resistant parts for the rinse drying arm 53. It is also preferable to control these so that the window portion 49 ′ is opened and closed by the fourth shutter 49 in accordance with the timing of the rotation operation of the rinse drying arm 53.
[0058]
The chemical solution storage unit 44 is provided with a chemical solution supply system arm cleaning device 56 so that the chemical solution supply nozzle 51 can be appropriately cleaned. When cleaning the chemical liquid supply nozzle 51, the third shutter 48 is closed so that the atmosphere in the chemical liquid arm storage portion 44 does not leak into the housing 42 and the outer chamber 43. The rinse drying arm storage unit 45 is provided with a rinse drying arm cleaning device 57, and the rinse nozzle 55 can be cleaned appropriately. When the rinse nozzle 55 is cleaned, the fourth shutter 49 is closed so that the atmosphere of the rinse drying arm storage portion 45 does not become the housing 42 and the outer chamber 43.
[0059]
Next, the cleaning process of the wafer W in the cleaning processing system 1 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a schematic process of the cleaning process. First, the FOUP F storing the uncleaned wafer W is placed at a predetermined position on the placement table 6 of the in / out port 4 by the transfer robot or the operator (step 1). Wafers W are taken out one by one from the FOUP F placed on the placing table 6 by the carrying pick 11 (step 2), and the taken out wafers W are carried, for example, to a wafer delivery unit (TRS) 16 ( Step 3).
[0060]
Next, the main wafer transfer device 18 takes out the wafer placed on the wafer transfer unit (TRS) 16 using any one of the transfer arms 34 to 36, for example, the transfer arm 34 (step 4), and performs a cleaning processing unit ( CLN) 12 to 15, for example, the cleaning processing unit (CLN) 12 is carried into the support pin 64a (step 5).
[0061]
  Step 5 is performed in the following order. First, the first shutter 46 provided in the housing 42 and the second shutter 47 provided in the outer chamber 43 are opened. At substantially the same time or before this operation, the inner cup 58 is held in the retracted position, and the under plate 63 is lowered to a position close to the rotating plate 61 and held there. The top plate 60 is in a standby state at a position close to the upper wall of the outer chamber 43. The holding member 85 is moved first so that the wafer W held by the transfer arm 34 does not collide with the holding member 85.FIG.Wait at the position shown in (a). Thereafter, the transfer arm 34 enters the outer chamber 43, and the wafer W is delivered to the support pins 64a.
[0062]
When the wafer W is supported by the support pins 64a, the transfer arm 34 is retracted from the outer chamber 43, and the first shutter 46 and the second shutter 47 are closed. Also, the inner cup 58 is raised and held at the processing position, the under plate 63 is raised and held at a predetermined distance from the wafer W, and the top plate 60 is lowered at a predetermined distance from the wafer W. Hold (step 6).
[0063]
Next, the pivot rotation mechanism 110 is inserted into the recess 86a of the pivot 86, and the pivot 86 is rotated by 70 ° counterclockwise so that the holding member 85 is in the position shown in FIG. 7B (step 7). . Thus, by covering the peripheral edge on the front surface side of the wafer W with the second plate member 92 that constitutes the holding member 85 of the holding pin 64b, the wafer W is lifted from the support pin 64a even if the wafer W is rotated later, from the support pin 64a. The occurrence of accidents such as dropping off can be prevented. When the rotation of the pivot 86 is completed, the pivot rotation mechanism 110 is retracted.
[0064]
Subsequently, the chemical treatment of the wafer W is performed (step 8). Specifically, the chemical treatment of the surface of the wafer W is performed in a state where the top plate 60 and the wafer W are both stationary, or in a state where one of the top plate 60 and the wafer W is rotated and the other is stationary, or the wafer W In a state where both the top plate 60 and the top plate 60 are rotated, a chemical solution is discharged from the surface cleaning nozzle 120 onto the surface of the wafer W to form a chemical solution layer between the wafer W and the top plate 60. , By holding for a predetermined time. Further, in the chemical solution processing on the back surface of the wafer W, the chemical solution is discharged toward the back surface of the wafer W through the back surface cleaning nozzle 75 to form a chemical solution layer between the wafer W and the under plate 63 and hold it for a predetermined time. Is done by.
[0065]
During such chemical processing, an appropriate amount of chemical may be supplied continuously or intermittently between the wafer W and the top plate 60 and between the wafer W and the under plate 63. It is also preferable to change the position where the support pins 64a support the wafer W by slipping the wafer W by rotating and stopping the wafer W during the chemical processing.
[0066]
As shown in FIG. 7B, the wafer W is not in contact with the holding member 85, and since the distance between the wafer W and the holding member 85 is wide, when the viscosity of the chemical used is high, Even when the surface is hydrophobic, the chemical solution reaches the end face of the wafer W. Thereby, the occurrence of processing unevenness on the surface of the wafer W is prevented. Further, when the wafer W is rotated and stopped during the chemical processing, the wafer W is slipped and the position at which the support pins 64a support the wafer W is changed. Can be suppressed.
[0067]
In the case of rotating the wafer W in such a chemical solution process, it is preferable that the number of rotations is, for example, 300 rpm or less from the viewpoint of preventing the wafer W from dropping and using the chemical solution efficiently. Note that the chemical liquid that spills from the periphery of the wafer W during the liquid processing is collected through the drain 58a and reused.
[0068]
When the chemical treatment is completed, the inner cup 58 is lowered to the retracted position. Next, a rinsing process is performed in which pure water is supplied to the wafer W and the chemical solution is removed from the wafer W while rotating the wafer W at a predetermined number of rotations (step 9). Although the position of the holding member 85 may be changed at the start of the rinsing process, the position is maintained at the same position here. In the rinsing process, the top plate 60 is washed with water at the same time.
[0069]
As a method of rinsing the surface of the wafer W, for example, a preliminary rinsing process of the wafer W is performed while the top plate 60 is washed with water, and a final rinsing process of the wafer W is performed using the rinse nozzle 55. It is done. In this case, a pure water layer is first formed between the top plate 60 and the wafer W while rotating the top plate 60 and the wafer W at a predetermined rotational speed (for example, 300 rpm or less), and the pure water Pure water is discharged from the surface cleaning nozzle 120 toward the wafer W so that a certain amount of pure water flows from the layer.
[0070]
When the back surface of the top plate 60 is sufficiently washed with water, the discharge of pure water is stopped and nitrogen gas is discharged from the front surface cleaning nozzle 120, thereby breaking the pure water layer between the wafer W and the top plate 60. The top plate 60 is not exposed to pure water paddles on the surface of the wafer W. Next, the rotational speed of the top plate 60 is increased to, for example, 2000 rpm and held for a predetermined time, so that the pure water attached to the top plate 60 is shaken off.
[0071]
Note that while the top plate 60 is rinsed in this way, nitrogen gas may be continuously injected from the surface cleaning nozzle 120. As a result, the inside of the surface cleaning nozzle 120 can be dried, and thereafter a drop of pure water from the surface cleaning nozzle 120 can be prevented from falling onto the wafer W.
[0072]
After the top plate 60 is washed with water, the top plate 60 is raised, the fourth shutter 49 is opened, and the rinse drying arm 53 enters the inner cup 58. Then, the rinse drying arm 53 is rotated between the substantially center and the periphery of the wafer W while discharging pure water from the rinse nozzle 55 onto the surface of the wafer W while rotating the wafer W at a predetermined rotation speed. Thus, the both surfaces of the wafer W are rinsed more precisely.
[0073]
In parallel with the rinsing process on the front surface of the wafer W, the rinsing process on the back surface of the wafer W is performed by discharging pure water from the back surface cleaning nozzle 75 toward the back surface of the wafer W. At this time, a pure water layer is formed between the wafer W and the under plate 63 so that pure water hits the entire back surface of the wafer W.
[0074]
During the rinsing process of the wafer W, since the holding member 85 is separated from the wafer W, pure water spreads over the end surface of the wafer W. Further, the holding member 85 and the pivot 86 are also washed with pure water flowing out from the wafer W. Since the holding member 85 and the pivot 86 are substantially disk-shaped or cylindrical, pure water flows around and flows out. Thereby, the chemical | medical solution remainder in the holding member 85 and the pivot 86 is prevented. Further, in order to rotate the wafer W at a predetermined rotation speed, the wafer W slips and the position where the support pins 64a support the wafer W changes. Thereby, uniform processing can be performed on the wafer W. Note that chemicals or pure water that spills or scatters around the wafer W during the rinsing process is collected or discarded through the drain 43a.
[0075]
At the end of the discharge of pure water to the wafer W, nitrogen gas is jetted from the rinse nozzle 55, the pure water remaining in the rinse nozzle 55 is discharged, and a drying process in the rinse nozzle 55 is performed. As a result, the drop of pure water from the rinse nozzle 55 onto the wafer W is prevented. Similarly, nitrogen gas is also injected from the back surface cleaning nozzle 75 to discharge and remove pure water in the back surface cleaning nozzle 75 (step 10).
[0076]
Almost simultaneously with this, the rotation of the wafer W is stopped (step 11). Subsequently, the pivot rotation mechanism 110 is accessed to the pivot 86, and the pivot 86 is rotated counterclockwise by 110 degrees to change the holding member 85 from the position shown in FIG. 7B to the position shown in FIG. 7D. (Step 12) The wafer W is held. When the rotation of the pivot 86 is completed, the pivot rotation mechanism 110 is retracted.
[0077]
Next, the wafer W is rotated at a high speed, for example, 300 rpm to 3000 rpm, and pure water is spun off from the wafer W, and nitrogen gas is sprayed from the nitrogen supply nozzle 54 onto the surface of the wafer W. Nitrogen gas is sprayed through the cleaning nozzle 75 to dry the wafer W (step 13). Note that the generation of watermarks on the surface of the wafer W can be prevented by performing the drying process on the surface of the wafer W using the nitrogen supply nozzle 54 capable of jetting only nitrogen gas. Further, when nitrogen gas is sprayed onto the surface of the wafer W, the rinse drying arm 53 may be rotated so that the tip of the rinse drying arm 53 moves between the substantially center and the periphery of the wafer W. Further, in this case, if the inside of the outer chamber 43 is made a nitrogen atmosphere by the nitrogen gas supplied from the gas supply port 78, coupled with the scanning effect of the rinse drying arm 53, processing with less generation of watermark can be performed. .
[0078]
During such a drying process, since the wafer W is held deeply into the neck 90 of the holding member 85, accidents such as lifting or dropping off of the wafer W are prevented. Moreover, since the holding member 85 and the pivot 86 are substantially disk-shaped or cylindrical, pure water can easily flow out to the outside. As a result, adhesion of pure water to the holding member 85 and the pivot 86 is also prevented.
[0079]
When the drying process of the wafer W is completed, the injection of nitrogen gas is stopped, and the rotation of the wafer W is stopped. Thereafter, the rinse drying arm 53 is accommodated in the rinse drying arm storage portion 45 and the under plate 63 is lowered (step 14). At substantially the same time, the pivot rotation mechanism 110 is accessed to the pivot 86, and the pivot 86 is rotated 180 ° (step 15). As a result, as shown in FIG. 7A, the holding member 85 is positioned away from the wafer W, and the wafer W can be unloaded. When the rotation of the pivot 86 is completed, the pivot rotation mechanism 110 is retracted.
[0080]
Next, the first shutter 46 and the second shutter 47 are opened, for example, the transfer arm 34 enters the outer chamber 43, and the wafer W supported by the support pins 64 a is transferred to the transfer arm 34. When the transfer arm 34 holding the wafer W leaves the cleaning processing unit (CLN) 12, the first shutter 46 and the second shutter 47 are closed (step 16).
[0081]
The wafer W carried out from the cleaning processing unit (CLN) 12 is transferred to one of the hot plate units (HP) 19, 20, and 21 where it is subjected to heat treatment, and then a cooling unit (COL) as necessary. ) 22, where it is cooled (step 17), further transferred from there to the wafer transfer unit (TRS) 17 by the main wafer transfer device 18 and placed there, and then the transfer pick 11 is moved to the wafer. The wafer W placed on the delivery unit (TRS) 17 is taken out, and the wafer W is stored in the original slot of the FOUP F in which the wafer W was stored (step 18).
[0082]
Next, another embodiment of the holding member 85 will be described. FIG. 9 is an explanatory view showing the structure of the holding pin 64b ′ having the holding member 85 ′ and the position at which the holding member 85 ′ holds the wafer W. FIG. 9 also shows the positional relationship between the wafer W held by the holding member 85 ′ and the support pins 64a.
[0083]
Similar to the holding pins 64b, the holding pins 64b 'have a holding member 85' for holding the wafer W and a pivot 86 for supporting the holding member 85 '. The holding member 85 ′ includes a substantially disc-shaped first dish member 91 ′, a substantially disk-shaped second dish member 92 ′, and a neck portion between the first dish member 91 ′ and the second dish member 92 ′. The first plate member 91 ′ and the second plate member 92 ′ are connected to each other so that 90 ′ is formed. The first dish member 91 ′, the second dish member 92 ′, and the connecting member 93 ′ may be integrally formed.
[0084]
The thickness of the connecting member 93 ′ is substantially the same as the thickness of the wafer W, and the side surface shape thereof is a constricted curved surface in accordance with the shape of the end surface of the wafer W. In addition, each corner portion of the connecting member 93 ′ is provided with a certain curvature and is rounded. The height of the lower end of the slope portion of the first dish member 91 ′ is the same as the height at which the support pins 64 a support the wafer W. In the holding member 85 ′, the centers of the first dish member 91 ′ and the second dish member 92 ′ coincide with each other, but the center of the connecting member 93 ′ is shifted from the center of the first dish member 91 ′. Both the center of 91 ′ and the center of the connecting member 93 ′ are offset from the rotation axis B of the pivot 86.
[0085]
FIG. 9A shows the position of the holding member 85 ′ when the wafer W is transferred between the support pins 64a and the transfer arm 34 (or 35, 36). The holding member 85 ′ is held at a position retracted to the outside of the wafer W supported by the support pins 64 a (position where the point P faces the wafer W) so as not to collide with the transferred wafer W.
[0086]
FIG. 9B shows the holding member 85 ′ when the pivot 86 is rotated using the pivot rotation mechanism 110 so that the Q point of the holding member 85 ′ is on the wafer W side from the position shown in FIG. 9A. Shows the position. Due to the eccentric structure of the holding member 85 ′ and the pivot 86, the first dish member 91 ′ scoops up the wafer W and supports the wafer W when the holding member 85 ′ rotates. At this time, the wafer W is separated from the support disk 81 of the support pins 64a.
[0087]
In the position shown in FIG. 9B, the second dish member 92 ′ is not in contact with the surface and end surface of the wafer W, but covers the peripheral edge on the surface side of the wafer W. Further, the wafer W is in a state of being lifted from the support disk 81 of the support pins 64a, but the end face of the wafer W is guided by the protrusions 82, and the wafer W is prevented from sliding in the horizontal direction. . The wafer W holding mode shown in FIG. 9B is similar to the position of the holding member 85 shown in FIG. 7B or 7C when the wafer W is stopped and the cleaning process is performed, or This is used when the cleaning process is performed while rotating the wafer W at a low speed, for example, at a rotation speed of 300 rpm or less.
[0088]
FIG. 9C shows the holding member 85 ′ when the pivot 86 is rotated using the pivot rotation mechanism 110 so that the R point of the holding member 85 ′ is on the wafer W side from the position shown in FIG. 9B. Shows the position. When the holding member 85 ′ is rotated by the rotation of the pivot 86, the wafer W slides and rises on the inclined surface of the first dish member 91 ′, so that the end surface of the wafer W comes into contact with the connecting member 93 ′. Is held so as to be sandwiched between the neck portions 90 '.
[0089]
In the position shown in FIG. 9C, the wafer W is further lifted from the support disk 81 of the support pins 64a than in the position shown in FIG. 9B, but the end face of the wafer W is guided by the protrusions 82. Thereby, the slide of the wafer W in the horizontal direction is suppressed. In the holding form of the wafer W shown in FIG. 9C, the wafer W does not fall off even if the wafer W is rotated at a high speed. For example, the wafer W is increased to a rotational speed of 300 rpm or more to perform a rinsing process or the like. Used for spin drying
[0090]
When the pivot 86 is rotated 180 ° from the position shown in FIG. 9C, it can be returned to the position shown in FIG. 9A through the position shown in FIG. 9B. That is, in the holding pin 64b ′, the pivot 86 is rotated by a predetermined angle to transfer the wafer W between the support pin 64a and the holding pin 64b ′, and the wafer W is held by the holding pin 64b ′. Can be changed.
[0091]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such a form. For example, the shape of the horizontal cross section of the connecting member 93 of the holding member 85 is not limited to a substantially circular cross section as shown in FIG. 7, and similarly the horizontal cross section of the connecting member 93 ′ of the holding member 85 ′. The shape is not limited to a substantially square cross section as shown in FIG. The horizontal cross-sectional shape of these connecting members 85 and 85 ′ may be an ellipse or a polygon such as a pentagon.
[0092]
Further, the position of the holding member 85 relative to the wafer W is not limited to the position shown in each drawing of FIG. For example, in the chemical solution process and the rinse process, as a position obtained by rotating the pivot 86 by 90 ° from the position shown in FIG. 7A (a position approximately in the middle of the positions shown in FIG. 7B and FIG. 7C). Also good.
[0093]
Further, when the wafer W scoops up and holds the wafer W from the support pins 64a like the holding member 85 ′, the holding pins 64b ′ can further have the function of the support pins 64a. That is, by increasing the outer diameter of the first plate member 91 ′ without changing the shapes of the second plate member 92 ′ and the connecting member 93 ′ in the holding member 85 ′, the transfer arm 34 (or 35, 36) and It is also possible to directly transfer the wafer W to and from the holding pins 64b ′. In this case, it is not necessary to provide the support pin 64a.
[0094]
In the above description, the position of the holding member 85 is the same in the chemical treatment and the rinsing treatment. However, for example, the chemical treatment is performed in the position shown in FIG. 7B, and the rinsing treatment is performed in the position shown in FIG. You may go on. In this case, when the chemical processing is performed by rotating the wafer W, the wafer W is stopped after the chemical processing is completed, and the pivot rotating mechanism 110 is accessed to the concave portion 86a of the pivot 86 to rotate the pivot 86 clockwise. Rotate it.
[0095]
In the above description, the case where a drying process in which pure water is shaken off from the front and back surfaces of the wafer W is performed immediately after the rinsing process has been described. In the rinsing process, (1) rotation of the wafer W is started, (3) Stopping the discharge of pure water, (4) Stopping the rotation of the wafer W, (5) Holding the wafer W by the holding member 85 (from the position shown in FIG. 7B to FIG. 7D) (6) Spin drying of the wafer W, (7) Stopping rotation of the wafer W, (8) Changing the wafer W by the wafer holding member 85 (position shown in FIG. 7D) The wafer W is transferred from the position shown in FIG. 7B to the position shown in FIG. 7B, and the process of returning to (1) is repeated a plurality of times. When the final stage (6) is reached, the wafer W is filled with nitrogen. Spraying gas It is also preferable to perform final drying Te. Further, the rinsing process may always be performed in a state where the wafer W is held by the wafer holding member 85 as shown in FIG.
[0096]
In the above description, the case where the chemical liquid processing on the surface of the wafer W is performed using the top plate 60 and the surface cleaning nozzle 120 is described, but the chemical liquid processing may be performed by operating the chemical liquid supply system arm 50. When the chemical solution supply system arm 50 is used, chemical treatment is performed by opening the third shutter 48 and rotating the chemical solution supply system arm 50 so that the tip thereof is positioned at the approximate center of the wafer W. (1) Wafer W (2) The chemical solution is ejected from the chemical solution supply nozzle 51 while rotating the wafer W at a predetermined number of rotations. Any one of the methods of rotating the chemical solution supply system arm 50 so that the tip of the chemical solution supply system arm 50 moves between the approximate center and the peripheral edge of the wafer W is suitably employed.
[0097]
After the discharge of the chemical liquid is completed, the chemical liquid in the chemical liquid supply nozzle 51 is sent out by nitrogen gas to prevent the chemical liquid from dripping from the chemical liquid supply nozzle 51, and the wafer W starts to rotate, and the rinse nozzle 52 By rinsing the chemical solution supply system arm 50 while discharging pure water, the wafer W is rinsed (preliminary rinse treatment). Thereafter, the chemical solution supply system arm 50 is accommodated in the chemical solution arm storage section 44, and the final rinse treatment using the rinse drying arm 53 described above is performed.
[0098]
In addition, when the chemical solution and pure water are mixed together at the start of the rinsing process and the corrosion ability of the chemical solution is increased, a large amount of chemical solution is washed away by supplying IPA to the surface of the wafer W before supplying pure water. Then, by supplying pure water to the wafer W, corrosion of various components in the outer chamber 43 can be suppressed. Of course, it is possible to easily supply IPA to the front surface cleaning nozzle 120 and the rear surface cleaning nozzle 75.
[0099]
The present invention is not limited to a cleaning apparatus, and can be applied to an apparatus that performs liquid processing of a substrate using various processing liquids. The substrate is not limited to a semiconductor wafer, and may be another glass substrate for LCD, a ceramic substrate, or the like.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the holding means can change the holding form of the substrate in accordance with the progress of the liquid processing. Thereby, generation | occurrence | production of the part in which a process liquid is not performed without spreading a process liquid can be suppressed. Further, as the substrate holding portion, a substantially disc-shaped first dish member, a substantially disc-shaped second dish member, and a neck-shaped portion are formed between the first dish member and the second dish member. The first plate member and the second plate member are connected to each other so that the end surface of the connection member contacts and separates from the end surface of the substrate supported by the support means by rotating the pivot shaft by a predetermined angle. If a structure that can be used is used, the processing liquid that adheres to the substrate holding portion when the substrate is rotated easily scatters outward due to centrifugal force. This prevents the processing liquid from adhering to the substrate holding unit, keeps the substrate holding unit clean, and prevents contamination from the substrate holding unit to the substrate. As described above, the present invention has an effect of improving the processing quality of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic structure of a cleaning processing system including a cleaning processing unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a schematic structure of the cleaning processing system shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view of the cleaning processing system shown in FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a schematic structure of a cleaning processing unit.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a cleaning processing unit.
FIG. 6 is an explanatory view showing a structure of support pins and holding pins and a holding form of a wafer.
FIG. 7 is an explanatory view showing positions of holding members provided in the holding pins.
FIG. 8 is a flowchart (descriptive diagram) showing a schematic process of the cleaning process.
FIG. 9 is an explanatory view showing another form of a holding member and a position for holding a wafer.
[Explanation of symbols]
1: Cleaning system
2; Cleaning processing section
3; Loading / unloading section
12-15; Cleaning unit (CLN)
43; outer chamber
59; Spin chuck
58; Inner cup
61; rotating plate
63; Under plate
64a; support pin
64b, 64b '; holding pin
81; support disk
82; protrusion
83; strut
85/85 '; holding member
86; Axis
88; Lock mechanism
90/90 '; neck
91; first dish member
92; second dish member
93; connecting member
110; Axis rotation mechanism

Claims

A liquid processing apparatus for supplying a processing liquid to a substrate to perform liquid processing,
A plate member held in a substantially horizontal position;
A rotating mechanism for rotating the plate member;
A support means disposed on the periphery of the plate member for supporting the substrate in a substantially horizontal posture;
A holding means disposed on the periphery of the plate member for holding the substrate in a substantially horizontal posture;
A treatment liquid supply mechanism for supplying a treatment liquid to a substrate supported by the support means or held by the holding means,
The holding means is
A pivot extending vertically,
A substrate holder fixed to the upper end of the pivot so as to be eccentric with the rotation center of the pivot, and by rotating the pivot by a predetermined angle, a substrate holding portion capable of selecting a position for holding the substrate and a position separated from the substrate;
A position adjusting mechanism for positioning the substrate holding part by rotating the pivot axis by a predetermined angle ;
The substrate holder is
A substantially disc-shaped first dish member;
A substantially disc-shaped second dish member provided above the first dish member;
A connecting member that vertically connects the first dish member and the second dish member such that a neck portion is formed between the first dish member and the second dish member; Prepared,
By rotating the pivot by a predetermined angle, the holding state of the substrate by the substrate holding unit is as follows:
A state in which an end surface of the connecting member is separated from an end surface of the substrate supported by the support means, and the first and second dish members are retracted to the outside of the end surface of the substrate;
A state in which an end surface of the connecting member is separated from an end surface of the substrate, and the second dish member covers a peripheral edge on the surface side of the substrate; and
The end surface of the connecting member is brought into contact with the end surface of the substrate, and the end surface of the substrate is changed into a state of being fitted to the neck portion between the first dish member and the second dish member. It is comprised in the liquid processing apparatus characterized by the above-mentioned.

The liquid processing apparatus according to claim 1 , wherein the connecting member has a substantially disk shape.

The connecting member has a shape in which a horizontal cross-sectional shape is substantially polygonal, and a predetermined curvature is provided at each corner,
2. The liquid processing apparatus according to claim 1 , wherein by rotating the pivot axis by a predetermined angle, a distance between each corner of the connecting member and an end surface of the substrate is changed to change a holding form of the substrate.

Said second tray member liquid processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the outside diameter is longer than the first tray member.

When placing the substrate on the support means from the outside or transporting the substrate supported by the support means to the outside, the first dish member and the second dish member do not come into contact with the transported board. In addition,
Both the first dish member and the second dish member can be retracted outside the end surface of the substrate supported by the support means by rotation of the position adjusting mechanism at a predetermined angle around the pivot axis. the liquid processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized.

The liquid processing apparatus according to claim 1, further comprising a lock mechanism that locks the pivot positioned by the position adjustment mechanism.

By a predetermined angle to the pivot, according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the transfer of the substrate is performed between the first tray member and the support means Liquid processing equipment.

A lower plate member opposed to the back surface of the substrate supported by the support means at a predetermined interval and having a hole in the center thereof;
A back side processing liquid supply mechanism for supplying a processing liquid through the hole between the back surface of the substrate supported by the support means and the lower plate member;
The liquid processing apparatus according to claim 1, further comprising:

A liquid processing method using the liquid processing apparatus according to claim 1,
Supporting the substrate in a substantially horizontal posture on the support means in a state where the first and second dish members of the substrate holding part are retracted to the outside of the end surface of the substrate;
The plate member is stationary or rotated at a low speed, the end surface of the connecting member of the substrate holding portion is separated from the end surface of the substrate, and the second dish member of the substrate holding portion is positioned on the periphery on the surface side of the substrate. In a covered state, a process of supplying a processing liquid to the substrate and performing a liquid process;
The plate member is rotated at a high speed, the end surface of the connecting member of the substrate holding portion is in contact with the end surface of the substrate, and the end surface of the substrate is fitted to the neck portion of the substrate holding portion, Shaking off the processing liquid supplied to the substrate from the substrate;
The liquid processing method characterized by having.

When the surface of the substrate is hydrophilic, the liquid treatment step is performed with a gap between the connecting member and the end surface of the substrate, and when the surface of the substrate is hydrophobic, the connecting member. The liquid processing method according to claim 9 , wherein the distance between the substrate and the end face of the substrate is wider than when the surface of the substrate is hydrophilic.

A liquid processing method for supplying a processing liquid to a substrate to perform liquid processing,
A step of placing the substrate on the support means for supporting said substrate,
The first plate member and the second plate member are vertically connected via a connecting member so that a neck portion is formed between the first plate member and the second plate member having a substantially disc shape. It is possible to select a position in which the neck portion is in contact with the end surface of the substrate to hold the substrate or a position separated from the end surface of the substrate by rotating at a predetermined angle around the vertical axis in the vertical direction. the holding means of the eccentric structures, a step of transferring said substrate supported by said supporting means,
The substrate to the first tray member located below the neck-like portion is supported, said second tray member located on the upper side of the neck-like portion covers the circumference of the surface side of the substrate, and Supplying a processing liquid to the substrate while rotating the substrate stationary or at a low speed in a state where the connecting member and the end face of the substrate are separated from each other; and
Fitting and holding the substrate in the neck portion, rotating the substrate at a high speed and shaking off the processing liquid supplied to the substrate from the substrate;
The liquid processing method characterized by having.