JP2004022783A

JP2004022783A - Processing equipment

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Publication number: JP2004022783A
Application number: JP2002175367A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ishimaru; 石丸　昌晃
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】被処理基板の裏面に洗浄液を供給して洗浄する工程を含む処理装置において、被処理基板の下側に位置する防護手段の上部を確実に洗浄し、汚れが被処理基板に付着することのない処理装置を提供する。
【解決手段】真空チャック１０２に回転可能に保持される半導体ウエハ基板１０１の下側に、真空チャック１０２の周囲を囲むようにリング状部材１０５を形成する。上記リング状部材１０５の内側に、半導体ウエハ基板１０１の裏面に洗浄液を供給する裏面洗浄ノズル１０５を配置する。上記裏面洗浄ノズル１０５よりも半径方向外側かつリング状部材１０５の近傍に、リング状部材１０５の上部に洗浄液を供給する裏面洗浄外周ノズル１０７を配置する。
【選択図】　図１In a processing apparatus including a step of supplying a cleaning liquid to a back surface of a substrate to be processed and cleaning the substrate, an upper portion of a protection means located below the substrate to be processed is surely cleaned, and dirt adheres to the substrate to be processed. To provide a processing device that does not require any processing.
A ring-shaped member is formed below a semiconductor wafer substrate rotatably held by a vacuum chuck so as to surround a periphery of the vacuum chuck. Inside the ring-shaped member 105, a back surface cleaning nozzle 105 for supplying a cleaning liquid to the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is arranged. A back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 for supplying a cleaning liquid to an upper portion of the ring member 105 is disposed radially outward of the back surface cleaning nozzle 105 and near the ring member 105.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板やＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）基板等の被処理基板の裏面に洗浄液を供給して、被処理基板の裏面を洗浄する工程を含む処理装置に関する。特に、現像処理装置やレジスト塗布処理装置またはエッチング処理装置において、被処理基板の裏面の洗浄を行う機構を有する処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被処理基板の裏面に処理液を供給して洗浄する工程を含む処理装置がある（特開平１０−３２１５８１号公報参照）。この処理装置は、半導体装置の製造工程、あるいは、ＬＣＤ装置の製造工程においては、被処理基板としての半導体基板、あるいは、ＬＣＤ基板（ガラス基板、樹脂基板）の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて回路パターン等をフォトレジストに露光転写し、これに現像処理を行う一連の処理が施される。
【０００３】
図１４は、上記現像処理の工程に用いられる従来の処理装置の要部を示すものである。先ず、露光後の被処理基板１４０１は、表面に回路１４０７を通してノズル１４０３より現像液が供給され、現像が行われる。次に、被処理基板１４０１は、回路１４０８を通してノズル１４０４より表面にリンス液を供給されながら、保持手段１４０２により回転されて、遠心力により現像液が洗い流される。また、同時に、被処理基板１４０１の裏面にも、裏面洗浄ノズル１４０６よりリンス液が供給され、裏面の洗浄が行われる。
【０００４】
洗浄後、被処理基板１４０１は、高速で回転させることにより乾燥させる。このとき、リング状部材１４０５が真空チャック１４０２の周囲に設けられ、リング状部材１４０５の上端が、真空チャック１４０２によって吸着保持された被処理基板１４０１の裏面の周縁部に近接して配置されている。前述の被処理基板１４０１の表面からの現像液や洗浄液は、リング状部材１４０５で遮られる。これにより、被処理基板１４０１の裏面中心部や真空チャック１４０２が、現像液や洗浄液によって汚染されることを防止している。
【０００５】
また、上記処理装置では、更にノズルの吐出角度を自在に変化できる構成により、大きさの異なるＬＣＤ基板を効率よく洗浄することを可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図１４に示す処理装置においては、リング状部材１４０５の上部は、裏面洗浄ノズル１４０６よりの洗浄液では十分に洗浄されない。そして、被処理基板１４０１を高回転数で回転させ、被処理基板１４０１の乾燥を行ったあとでも、リング状部材１４０５の上部には現像液による汚れが残留してしまう。
【０００７】
上記リング状部材１４０５の上端は、前述の現像液などの液体がリング状部材１４０５の内側に侵入することを防ぐために、被処理基板１４０１の裏面にできるだけ近接して設ける必要がある。そのため、被処理基板１４０１を真空チャック１４０２から取り去るときに被処理基板１４０１がごくわずかに傾くだけで、リング状部材１４０５の上部から被処理基板１４０１に、現像液による汚れが付着してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、被処理基板の下側に位置する防護手段の上部を確実に洗浄し、汚れが被処理基板に付着することのない処理装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、被処理基板を回転可能に保持する保持手段を備え、上記保持手段に保持される上記被処理基板の下側に位置し、上記保持手段の周囲を囲むように形成された防護手段を備え、上記防護手段の内側に配置され、上記被処理基板の裏面に洗浄液を供給する第１のノズルを備え、更に、上記第１のノズルよりも半径方向外側にかつ上記防護手段の近傍に配置され、上記防護手段の上部に洗浄液を供給する第２のノズルを備えた処理装置によって構成される。
【００１０】
つまり、上記被処理基板は、保持手段により回転可能に保持され、回転または静止した状態で、表面に処理液（または洗浄液）を供給して処理されるものとする。そのとき、表面の処理液（または処理液）の飛沫が被処理基板の裏面へ回り込むが、上記保持手段の周囲を囲むように形成されている防護手段や、第１のノズルより供給される洗浄液により、被処理基板の裏面の中心部や保持手段に至らないように処理される。
【００１１】
本発明では、更に、第１のノズルよりも半径方向外側にかつ防護手段の近くに配置された第２のノズルから、洗浄液を防護手段の上部に供給し、防護手段の上部に残った処理液の洗浄を効率的に行うことを可能とする構成となっている。
【００１２】
つまり、第２のノズルから防護手段の上部に供給された洗浄液は、防護手段と被処理基板の裏面との間に表面張力で保持される。そして、防護手段と被処理基板の裏面との間に表面張力で保持されたまま、被処理基板の回転により防護手段の上部の全周囲に運ばれる。上記防護手段の上部の洗浄は、上記の洗浄液の保持により汚染物質を希釈することで行われる。この洗浄液は、最終的には、被処理基板の回転により、周囲に振り切られて、防護手段の上部より除去される。
【００１３】
上記防護手段の上部の洗浄処理において、汚染物質を希釈した洗浄液が、被処理基板の裏面に接触するので、被処理基板の裏面が必ず汚染される。そのため、上記の洗浄液を防護手段の上部より除去する工程の後で、被処理基板の裏面を洗浄する必要がある。
【００１４】
そして、上記の被処理基板の裏面の汚染の範囲は、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に表面張力で保持されたときの液の広がりの範囲であり、防護手段の上方の被処理基板の裏面に位置する。また、被処理基板の裏面に洗浄液が供給された部分、つまり、第２のノズルの上部にも、被処理基板の裏面の洗浄液の広がりが及ぶため、少なくとも、第２のノズルより内側に位置するノズルによる洗浄が必要となる。つまり、本発明の第１のノズルである。
【００１５】
本発明の構成によって、防護手段の上部に残留する処理液を希釈し、洗浄を行うことが可能となる。そのため、被処理基板を保持手段から取り去るときに防護手段の上部から被処理基板の裏面に汚れが付着することがない。また、その防護手段の上部の洗浄工程における、被処理基板の裏面の汚染を洗浄することを可能としている。
【００１６】
逆にいうと、たとえば、上記第１のノズルと、第２のノズルをひとつのノズルで行った場合、防護手段の洗浄後に被処理基板の裏面の洗浄が十分にできない問題が生じる。また、当然、被処理基板の回転中心から同じ距離に配置された複数のノズルでも、上記の面で、ひとつのノズルと作用が同じであり、本発明の目的を達することができない。
【００１７】
また、第１のノズルは、上記の理由から第２のノズルより被処理基板の回転中心に近い、つまり内側に位置している必要があるが、両ノズルの位置が被処理基板の回転の円周方向で一致する必要はない。たとえば、被処理基板の回転中心の反対側や任意の角度ずらした位置に配置することが可能である。
【００１８】
また、第２のノズルより防護手段の上部への液の供給は、たとえば、被処理基板の回転数を小さくして、洗浄液を第２のノズルより供給することで、洗浄液が被処理基板の裏面に広がり、移動し、第２のノズルが防護手段に近い位置に配置されているため、自然と防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に洗浄液が表面張力で保持されるように供給される。保持された洗浄液は、被処理基板の回転により防護手段の上部の全域にいたる。そのため、第２のノズルは、防護手段にできるだけ近接して配置されていることがより好ましい。
【００１９】
また、洗浄処理全体としては、たとえば、従来と同じように被処理基板の裏面の洗浄を第１のノズルで行いほとんどの汚染を洗浄した後、第２のノズルで防護手段の上部を洗浄する。そして、第２のノズルで防護手段の上部を洗浄するときに汚染した被処理基板の裏面を第１のノズルでもう一度洗浄するように処理が行われる。
【００２０】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルが上記防護手段の内側に位置する。
【００２１】
つまり、上記第２のノズルから供給された洗浄液は、被処理基板が回転することより、遠心力で外周部へ流され、速やかに防護手段の上部に達し、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙に表面張力に保持される。これにより、洗浄に要する時間を短縮できる利点を有する。
【００２２】
また、防護手段の上部の洗浄では、洗浄液が被処理基板の裏面を移動し、保持手段にまで至ると保持手段を汚染してしまう場合がある。そのため、第２のノズルは防護手段の内側にある場合は、特に保持手段からできるだけ離れた位置で、かつ、防護手段の近くに配置されることが好ましい。
【００２３】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルが上記防護手段の外側に位置する。
【００２４】
上記防護手段の上部の洗浄では、洗浄液が被処理基板の裏面を移動し、保持手段にまで至ると保持手段を汚染してしまう場合がある。本構成では、第２のノズルは防護手段の外側にあるため、洗浄液が保持手段に達しにくい利点を有している。
【００２５】
また、本構成の場合、第２のノズルから洗浄液を供給するときは、被処理基板の回転が、遠心力で洗浄液を外周部へ流して、防護手段から遠ざけるので、たとえば、被処理基板の回転速度を小さくするか回転を停止させて洗浄液を供給する構成とする。
【００２６】
また、一実施形態の処理装置では、上記防護手段と上記第２のノズルとの距離を５ｍｍ以下にしている。
【００２７】
上記防護手段と上記第１のノズルとの間隔が５ｍｍ以下となっていることで、第２のノズルから吐出された洗浄液は、速やかに防護手段の上部に達し、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙に表面張力で保持される。これにより、洗浄に要する時間を短縮できる利点を有する。上記防護手段と第１のノズルとの間隔が５ｍｍ以上であれば、被処理基板の裏面に供給された洗浄液の液滴は、被処理基板の裏面を移動して防護手段の上部に達する。この作用の違いは、主に被処理基板の裏面の洗浄液による濡れ性や、洗浄液の表面張力によって決まるが、一般的な基板と、主に水や有機溶剤による洗浄液の組み合わせでは、防護手段と第１のノズルとの間隔５ｍｍ以下とすることで、被処理基板の裏面の状態が変化した場合でも確実に速やかに洗浄液が防護手段の上部に達する。
【００２８】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルが、上記第２ノズルからの洗浄液を上記防護手段の側壁を伝って上記防護手段の上部に供給する配置と姿勢になっている。
【００２９】
つまり、上記第２のノズルより吐出された洗浄液は、防護手段の壁面を伝って被処理基板の裏面に達し、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙に保持される。
【００３０】
上記防護手段の壁面を伝って被処理基板の裏面に達するよう洗浄液を供給することで、防護手段の上部に直接、洗浄液が供給され、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙に表面張力で保持される。これにより、洗浄に要する時間を短縮できる利点を有する。
【００３１】
また、洗浄液が保持手段に到達することを防止する利点を有する。
【００３２】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルが、上記防護手段に接して位置している。
【００３３】
つまり、上記第２のノズルより吐出された洗浄液は、第２のノズルが防護手段に接して位置しているために、防護手段の壁面を伝って防護手段の上部に達し、速やかに防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙に保持される。
【００３４】
さらに、防護手段に接した配置の第２のノズルから洗浄液を供給することで、防護手段の壁面を伝って被処理基板に達するよう洗浄液を供給するとともに、洗浄液が防護手段にあたって飛沫が生じることを防止する効果がある。
【００３５】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルの指向方向が防護手段の方向に傾けた角度を有した配置になっている。
【００３６】
つまり、洗浄液は、第２のノズルの指向方向が防護手段に向かって傾いているため、吐出後、先ず、防護手段に当たる。そして、洗浄液は、防護手段の壁面を伝って被処理基板に達し、速やかに防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙に保持される。
【００３７】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルからの洗浄液を間欠的に供給するように、上記第２のノズルを制御する制御手段を有する。
【００３８】
つまり、洗浄液が供給されているときに、洗浄液が遠心力で防護手段の外側に流出し飛散しつつも、洗浄液の供給が継続されるために防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に洗浄液が保持されて防護手段の上部を洗浄する。また、洗浄液の供給が停止したとき、洗浄液は遠心力で防護手段の外側に流出し飛散する。そして、洗浄液の供給と停止が繰り返し行われる。
【００３９】
上記防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に洗浄液が保持されると、防護手段の上部の処理液が希釈されて洗浄されるが、十分に希釈されないで汚染として残留し、被処理基板を汚染する場合がある。そのため、洗浄液の保持と除去を繰り返す構成が好ましい。洗浄液の保持と除去は、被処理基板の回転数を変化させて調節することも可能であるし、洗浄液を出したり止めたり間欠的に吐出することでも可能である。しかし、本構成のように、洗浄液を間欠的に吐出する構成の方が処理時間を短縮でき、装置の処理速度を向上できる。
【００４０】
これは、被処理基板の回転速度で調節する場合、基板やモーターの回転の角運動量を十分変化させるのに時間がかかるためと、あまり急激に回転数を変化させるのは装置面や、基板の保持機構の面から好ましくないためである。
【００４１】
また、一実施形態の処理装置では、上記第２のノズルが、その第２のノズルの指向方向が上記被処理基板の回転方向に傾いている配置と姿勢になっている。
【００４２】
つまり、洗浄液は、第２のノズルの指向方向が上記被処理基板の回転方向に傾いているため、吐出後、被処理基板の回転方向と一致する方向に速度を有した状態で被処理基板の裏面に供給される。
【００４３】
洗浄液は、被処理基板に供給されたとき、被処理基板の回転により移動し、防護手段の上部の全領域に至って洗浄を行う。しかし、洗浄液をすばやく防護手段の上部の全領域に至らしめるために、被処理基板の回転数を大きくすると、遠心力により、洗浄液が外側に流れ出す量が増し、防護手段の上部に保持されにくくなる場合がある。本構成により、あらかじめ洗浄液に被処理基板と同じ方向の運動量を持たせることで、洗浄液がすばやく防護手段の上部を移動して防護手段の上部の全領域の洗浄を行うことが可能となる。
【００４４】
また、一実施形態の処理装置では、上記防護手段の内周または外周に沿って複数の位置に複数の第２のノズルを配置する。
【００４５】
つまり、洗浄液は、防護手段の複数の場所に配置された第２のノズルより供給される。洗浄液は、防護手段の上部の、次の第２のノズルまでの区間で、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に表面張力で保持されて洗浄を行う。
【００４６】
上記防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に表面張力で洗浄液を保持し、防護手段の上部の全領域に至らしめるには、洗浄液の量を多くしたり、被処理基板の回転数を小さくしたりする必要がある。そのとき、洗浄液が保持手段に達して保持手段を汚染してしまう場合がある。本構成により、複数の第２のノズルで、ノズル間の区間毎に洗浄を行うことで、防護手段の上部の全周囲にわたって洗浄を行うことができる。そのため、洗浄液の量を多くしたり、被処理基板の回転数を小さくしたりする必要がなくなる。そのため、洗浄液が保持手段に達して保持手段を汚染してしまうことがない。
【００４７】
また、一実施形態の処理装置では、上記防護手段の上部と上記被処理基板の裏面との間隔が０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下となるように配置されている。
【００４８】
つまり、洗浄液は、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間の０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の間隙に表面張力で保持され、防護手段の洗浄を行う。
【００４９】
上記防護手段の上部と被処理基板の裏面との間の間隙が小さすぎると、被処理基板の裏面の洗浄液が間隙を通りにくくなり被処理基板の裏面の洗浄のとき、洗浄液が防護手段に衝突し飛沫を生じて保持手段を汚染する場合がある。
【００５０】
一方、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隙が大きすぎると、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間に表面張力で洗浄液を保持しにくくなり、防護手段の洗浄が不完全になる場合がある。本構成により、保持手段を汚染することなく、防護手段の上部を洗浄できる。
【００５１】
上記の作用は、被処理基板と防護壁の上部の表面の凹凸や、洗浄液による濡れ性によっても変化するが、一般的な基板材料（ガラス、半導体、絶縁性基板等）や、防護手段の材料（樹脂や金属等）において、防護手段の上部と被処理基板の裏面との間隔を０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下とすることで、被処理基板の裏面の状態が変化した場合でも確実に洗浄の処理を行うことができる。
【００５２】
また、一実施形態の処理装置では、上記被処理基板の表面に現像液よりなる処理液を供給する処理液供給ノズルを有する。
【００５３】
また、一実施形態の処理装置では、上記被処理基板の表面にレジストよりなる処理液を供給する処理液供給ノズルを有する。
【００５４】
また、一実施形態の処理装置では、上記被処理基板の表面に上記被処理基板の表面をエッチングする処理液を供給する処理液供給ノズルを有する。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の処理装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５６】
図１は本発明の実施の一形態の処理装置の要部の斜視図を示している。図１において、被処理基板の一例としての半導体ウエハ基板１０１は、透視されて図示している。上記半導体ウエハ基板１０１は、保持手段の一例としての真空チャック１０２によって真空吸着されて保持されている。本実施形態では、処理液として現像液を、洗浄液として純水（汚染物を含む場合もあるので以降、リンス液とする）を用いた。
【００５７】
図１に示すように、半導体ウエハ基板１０１の上側には、処理液供給ノズルの一例としての現像液を供給する現像液ノズル１０３と、リンス液を供給する表面洗浄ノズル１０４を配置している。また、この半導体ウエハ基板１０１の下側には、防護手段の一例としての樹脂からなるリング状部材１０５と、リング状部材１０５の内側に、半導体ウエハ基板１０１を洗浄する第１のノズルとしての裏面洗浄ノズル１０６と、リング状部材１０５の内側に位置する第２のノズルとしての裏面洗浄外周ノズル１０７を配置している。なお、上記裏面洗浄外周ノズル１０７の代わりに、リング状部材１０５の外側に位置する裏面洗浄外周ノズル１０９（破線で示す）を配置してもよい。上記裏面洗浄外周ノズル１０７，１０９は、第１のノズルとしての裏面洗浄ノズル１０６に対して外周に位置する。
【００５８】
また、図２は上記処理装置の断面構造等を示しており、図２に示すように、図１の要部は、上面が開口した円筒形状のカップ２０１内に配置されている。上記カップ２０１が、真空チャック１０２とリング状部材１０５および半導体ウエハ基板１０１を包囲している。
【００５９】
上記真空チャック１０２は、モータ２０２の回転軸２０３の上端に支持されており、モータ２０２の駆動によって真空チャック１０２が回転することにより、半導体ウエハ基板１０１を回転させる構成になっている。
【００６０】
また、現像液供給ノズル１０３と表面洗浄ノズル１０４は、必要に応じて、駆動機構（図示せず）により、半導体ウエハ基板１０１上部または半導体ウエハ基板１０１の上部から離れた待機部（図示せず）に移動できる構成になっている。
【００６１】
また、現像液ノズル１０３は、現像液供給源２０４に回路２０５を介して接続され、この回路２０５の途中に設けられた弁２０６により現像液の吐出が制御される。
【００６２】
また、表面洗浄ノズル１０４、裏面洗浄ノズル１０６、裏面洗浄外周ノズル１０７（または１０９）は、リンス液供給源２０７に回路２０８を介して接続され、回路２０８の途中に各ノズル毎に設けられた弁２０９，２１０，２１１により独立してリンス液の吐出が制御される。
【００６３】
上記モータ２０２および各弁２０６，２０９，２１０，２１１は、制御手段の一例としてのコントローラ２１２に接続され、モータ２０２の回転時期と回転数、各弁２０６，２０９，２１０，２１１の液の供給時期と停止時期が制御されるように構成されている。
【００６４】
この処理装置における処理を、図１３のフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
先ず、ステップＳ１で半導体ウエハ基板１０１が装置内に搬入される。たとえば、アーム（図示せず）が半導体ウエハ基板１０１を保持しつつカップ２０１内に進入し、半導体ウエハ基板１０１が真空チャック１０２に受け渡される。
【００６６】
そして、半導体ウエハ基板１０１は、真空チャック１０２上に真空吸着によりしっかりと保持された状態となる。上記半導体ウエハ基板１０１を真空チャック１０２上に受け渡した後、アームは、処理装置外に退出する。
【００６７】
次に、ステップＳ２に進み、現像処理が行われる。この現像処理では、上記のように現像液が現像液ノズル１０３より半導体ウエハ基板１０１の表面に供給される。現像液を供給するとき、半導体ウエハ基板１０１は、回転させる場合もあるし、停止した状態の場合もある。現像液が、半導体ウエハ基板１０１の表面全体に表面張力により保持される。そして、所定の時間放置することにより、基板表面の処理、つまり現像処理が行われる。
【００６８】
次に、ステップＳ３に進み、基板洗浄が行われる。基板洗浄は、半導体ウエハ基板１０１を回転させながら、半導体ウエハ基板１０１の上部と下部に位置する洗浄ノズル（表面洗浄ノズル１０４，裏面洗浄ノズル１０６）からリンス液を供給することで行われる。
【００６９】
同時に、モータ２０２を駆動させ、真空チャック１０２上に保持された半導体ウエハ基板１０１が回転される。このときの回転数は、たとえば２００〜１０００ｒｐｍとする。それによって、半導体ウエハ基板１０１上に保持されていた現像液および供給されたリンス液は、遠心力により周囲に振り切られ、カップ２０１によって捕捉され、カップ２０１の底面最下部に設けられた排出口（図示せず）より排出される。
【００７０】
現像液、リンス液の捕捉を確実に行うために、カップ２０１の上端は、内方に傾斜する傾斜面部分２１３が形成されている。
【００７１】
従来技術では、この後、ステップＳ４，Ｓ５を経ずにステップＳ６に進む。
【００７２】
ステップＳ６では、半導体ウエハ基板１０１の乾燥が行われる。乾燥は、半導体ウエハ基板１０１を回転させて、リンス液を外周に振り切ることで行われる。ガスを吹き付けることが行われる場合もある。回転数は、たとえば、５００〜２０００ｒｐｍとする。
【００７３】
最後に、ステップＳ７で半導体ウエハ基板１０１が装置より搬出される。搬出は、前述のアーム（図示せず）が処理装置内に進入し、真空チャック１０２の上に保持された半導体ウエハ基板１０１がアーム上に受け渡される。その後、アームが処理装置外に退出することにより、半導体ウエハ基板１０１が処理装置から搬出される。
【００７４】
なお、上記モータ２０２の回転や、現像液，リンス液を吐出する弁２０６，２０９，２１０，２１１の開閉のタイミングの制御は、先に説明したコントローラ２１２により制御されることによって行われる。
【００７５】
たとえば、ステップＳ２での現像液の供給は、半導体ウエハ基板１０１の全面に短時間で行き渡らせるように、表面からこぼれるか、こぼれる寸前の量が供給されるように制御が行われる。
【００７６】
このとき、意図的あるいは非意図的に半導体ウエハ基板１０１の表面よりこぼれた現像液は、半導体ウエハ基板１０１の裏面に回り込むが、真空チャック１０２の周囲に形成されたリング状部材１０５で捕捉され、それよりも内側に入ることを防いでいる。
【００７７】
また、ステップＳ３での表面からのリンス液は、大量に供給されるため、裏面に回り込んだ液をリング状部材１０５で完全に補足することができない場合があるので、半導体ウエハ基板１０１を回転させて遠心力で外周部へ振り切るように、リンス液の吐出時期と半導体ウエハ基板１０１の回転数および回転時期の制御が行われる。
【００７８】
また、裏面洗浄ノズル１０６は、リング状部材１０５を超えて侵入してしまった現像液を確実に洗浄するためにできるだけ真空チャック１０２に近い位置に配置する必要がある。しかし、リンス液が真空チャック１０２に付着すると実質上、乾燥ができず、半導体ウエハ基板１０１の汚染となる。そのため、裏面洗浄ノズル１０６は真空チャック１０２より少し外側に配置し、半導体ウエハ基板１０１を伝ってリンス液が真空チャック１０２に至らないように、リンス液の吐出時期、半導体ウエハ基板１０１の回転数および回転時期の制御が行われる。たとえば、半導体ウエハ基板１０１の回転数が一定以上になった後にリンス液の吐出を行うようにする。
【００７９】
次に、上記に示した従来技術における、現像液によるリング状部材１０５の上部１０８の汚染とそれによる半導体ウエハ基板１０１の汚染について、また、それらが確実に防止できる本構成の作用を説明する。
【００８０】
図３（ａ）に、図１３のステップＳ２で、現像液が半導体ウエハ基板１０１の表面に供給され、一部が裏面に回り込み、リング状部材１０５に補足された状態を示している。上記半導体ウエハ基板１０１上に表面張力で液盛りされた現像液３０１は、その一部が裏面に回り込み液滴３０２を形成する。この液滴３０２は、半導体ウエハ基板１０１の裏面を移動し、半導体ウエハ基板１０１の裏面と、リング状部材１０５との間隙に接した液滴３０３として捕捉される。このとき、液滴３０３の一部はリング状部材１０５の内側へ侵入している。
【００８１】
これらの液滴３０２，３０３は、上記のステップＳ３の洗浄の工程において、図３（ｂ）に示すように、半導体ウエハ基板１０１の回転と裏面洗浄ノズル１０６からのリンス液３０４の供給とともに、外周に振り切られ、現像液は洗い流される。図３（ｂ）では、わかりやすいように表面のリンス液は記載していない。
【００８２】
しかし、リング状部材１０５の上部では、付着した現像液３０５が、リング状部材１０５が固定されているために振り切られることもなく、また、裏面洗浄ノズル１０６からのリンス液３０４が半導体ウエハ基板１０１の側を通って流れるために、リング状部材１０５に付着したまま洗浄されないで液滴３０５として残ってしまう。
【００８３】
図３（ｂ）では、断面図で示すために、裏面洗浄ノズル１０６からまっすぐ外周方向に現像液３０４が流れるように表記されているが、実際には、図４に示す平面図のように、半導体ウエハ基板１０１（透視されて図示されている）を矢印４０１の方向に回転させながらリンス液を供給すると、液が回転方向に流されるとともに遠心力で半径方向外側に向かって加速され、高速で外周部へ移送され、斜線で示す領域４０２のように、リング状部材１０５に達するときには流れが速く、また、大きく広がってしまう。そのため、図３（ｂ）に示すように、リンス液３０４の厚み３０６が薄くなり、リング状部材１０５に当らないで通過することとなり、リング状部材１０５の上部の洗浄が十分に行われないことがわかった。
【００８４】
あるいは、半導体ウエハ基板１０１の回転数を小さくして、リンス液の供給を多くし、リンス液３０４の厚み３０６を大きくしようとすると、リンス液が真空チャック１０２の方に回り込み、真空チャック１０２を汚染してしまう別の問題を生じてしまう。また、このリング状部材１０５の上部に残る液滴３０５を少なくするためにリング状部材１０５の上部を、図２に示すように細くナイフエッジ形状にして液滴を小さくすることが可能であるが充分ではなかった。
【００８５】
そして、ステップＳ６の乾燥の工程でも、半導体ウエハ基板１０１は回転して液を振り切り乾燥が行われるが、防護手段としてのリング状部材１０５は固定されており、その上部の液的３０５は残ったままとなる。
【００８６】
このため、処理や洗浄が終了後、図１３のステップＳ７で、前述のアームが半導体ウエハ基板１０１を真空チャック１０２から取り去るときに半導体ウエハ基板１０１がわずかに傾いて、その一部がリング状部材１０５に近づいたとき、残った液滴３０５が半導体ウエハ基板１０１に接触し、半導体ウエハ基板１０１を汚染してしまうのである。
【００８７】
このような処理装置は自動で運転され、順次、半導体ウエハ基板が搬送され、引き続いて熱処理等が行われるが、この汚染により、装置全体が汚染することになり、装置全体の汚染の除去のため装置全体の運転を停止しなければならず作業効率が著しく低下していた。
【００８８】
本発明では、第１のノズルとしての裏面洗浄ノズル１０６よりもリング状部材１０５に近い位置に、第２のノズルとしての裏面洗浄外周ノズル１０７を設けることで、リング状部材１０５上の液滴３０５を完全に洗浄する構成を提供している。
【００８９】
図１，図２に示すように、裏面洗浄外周ノズル１０７（または１０９）をリング状部材１０５の近傍に設けることで、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間の間隙に効率よくリンス液が供給できる構造となっている。
【００９０】
すなわち、図１３のステップＳ３の工程の後、ステップＳ４でリング状部材１０５の上部の洗浄が行われる。この工程では、少なくとも裏面洗浄ノズル１０６からのリンス液を停止し、裏面洗浄外周ノズル１０７からリンス液を供給する。
【００９１】
リンス液は、半導体ウエハ基板１０１の裏面に広がり、そして、半導体ウエハ基１０１板の回転により遠心力で外周方向へ流され、速やかにリング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力で保持される。続いて、リンス液は、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力で保持されたまま、半導体ウエハ基板１０１の回転４０１によりリング状部材１０５の上部の全域に広がり、図５に示すように、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力で保持されたリンス液５０１（斜線部）を形成する。これにより、リング状部材１０５上の現像液の液滴３０５（図３（ｂ）に示す）は希釈され、リング状部材１０５の上部の洗浄を行うことが可能となる。このとき、回転数は低く（たとえば０〜３００ｒｐｍ）する。
【００９２】
半導体ウエハ基板１０１の回転数とリンス液の供給量は、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に保持されたリンス液５０１が、真空チャック１０２に至らないように、また、後の工程の図１３のステップＳ６で裏面洗浄ノズル１０６で洗浄できる範囲より内側に入らないように調整する必要がある。条件は、半導体ウエハ基板１０１のリンス液に対する濡れの性質により変わるが、裏面洗浄外周ノズル１０７が真空チャック１０２から離れて位置するので、容易に条件を設定することができる。
【００９３】
また、裏面洗浄ノズル１０６からのリンス液を停止するのは、供給を続けていると、半導体ウエハ基板１０１の裏面の液滴が、裏面洗浄ノズル１０６の上部から防護手段としてのリング状部材１０５にまでつながってしまい、リング状部材１０５の上部の汚染が裏面洗浄ノズル１０６上部の位置にまで広がる可能性があるからである。
【００９４】
次に、図１３のステップＳ５で半導体ウエハ基板１０１の裏面の洗浄が行われる。この工程では、少なくとも裏面洗浄ノズル１０６からリンス液を供給して裏面の洗浄を行う。この工程は、ステップＳ３と同じく、十分に回転速度を大きくして、リンス液が真空チャック１０２に至らないようにすればよい。また、回転数は、たとえば２００〜１０００ｒｐｍとする。これによって、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に保持されたリンス液５０１は外周に振り切られる。
【００９５】
ステップＳ４，Ｓ５の処理の後、上記ステップＳ６の乾燥、ステップＳ７の搬出の工程が従来技術と同じように続いて行われ、全体の処理が終了する。
【００９６】
また、図１３のフローチャートには記載していないが、ステップＳ４，Ｓ５を所定の回数繰り返すように行っても良い。リンス液の保持と振り切りを繰り返すことで、リング状部材１０５の上部を効率的に洗浄することが可能となる。
【００９７】
また、ステップＳ４でのリング状部材１０５の上部の洗浄のとき、リング状部材１０５の上部に付着した現像液を希釈したリンス液が半導体ウエハ基板１０１に接触することが避けられない。特に、図５に示すリンス液５０１の内側の境界５０２付近はリンス液が乾燥するとき、現像液の汚染を残してしまう場合がある。
【００９８】
そのため、リング状部材１０５の上部を洗浄した後で、裏面洗浄外周ノズル１０７より内側にある裏面洗浄ノズル１０６で半導体ウエハ基板１０１の裏面を洗浄することが必要となる。すなわち、ステップＳ５での半導体ウエハ基板１０１の裏面の洗浄である。
【００９９】
つまり、ステップＳ４が、防護手段（ここでのリング状部材１０５）の上部の洗浄手段である。
【０１００】
また、ステップＳ５が、ステップＳ４で生じる被処理基板（ここでの半導体ウエハ基板１０１）の汚染の洗浄手段となる。
【０１０１】
上記のフローチャートで、ステップＳ２，Ｓ３等で第２のノズルである裏面洗浄外周ノズル１０７からリンス液を供給することは何らかまわない。
【０１０２】
あるいは、ステップＳ３での裏面洗浄ノズル１０６からのリンス液の供給を省略することもできる。これは、ステップＳ５で必ず裏面の洗浄を行うためである。半導体ウエハ基板１０１の裏面の汚染が少ない場合にステップＳ３を省略すると処理時間を短くすることができる。しかし、裏面の汚染が多い場合にステップＳ３を省略すると、ステップＳ４での洗浄に時間がかかったり、洗浄が不十分となる場合があるので、省略しない方が好ましい。
【０１０３】
上記フローチャートでは、リング状部材１０５の内側に位置する第２のノズルとしての裏面洗浄外周ノズル１０７による工程を示したが、リング状部材１０５の外側に位置する裏面洗浄外周ノズル１０９においても、ほぼ同じ工程で処理が可能である。
【０１０４】
裏面洗浄外周ノズル１０９の場合は、ステップＳ４で裏面洗浄外周ノズル１０９から吐出されたリンス液は、半導体ウエハ基板１０１の裏面に広がり、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力で同様に保持される。このとき、被処理基板１０１の回転は、遠心力でリンス液を外周部へ流し、上記の裏面洗浄外周ノズル１０７の例と逆にリング状部材１０５から遠ざけるので、半導体ウエハ基板１０１の回転速度をより小さくするか回転を停止させてリンス液を供給する方が好ましい。上記リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に保持されたリンス液は、半導体ウエハ基板１０１を回転させることにより同じようにリング状部材１０５の上部の全域に運ばれ、現像液を希釈し、洗浄を行うことが可能となる。
【０１０５】
仮に、従来技術で用いられる裏面洗浄ノズル１０６からリンス液を供給してリング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力でリンス液を保持しようとすると、図４で示したようにリンス液の広がり４０２が生じ、リング状部材１０５にリンス液が接触しなかったり、リンス液が外側への大きな速度を持ってリング状部材１０５に衝突するために飛沫を生じて真空チャック１０２を汚染する別の問題が生じる。また、半導体ウエハ基板１０１の回転数を小さくすると、裏面洗浄ノズル１０６が真空チャック１０２に近いために真空チャック１０２にリンス液が達して、真空チャック１０２を汚染してしまう。そのため、実質上、裏面洗浄ノズル１０６によるリンス液の供給では、安定してリング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力でリンス液を保持することができず、リング状部材１０５の上部の洗浄を行うことができない。
【０１０６】
また、リング状部材１０５を洗浄した後、半導体ウエハ基板１０１の裏面のリンス液でぬれた箇所を確実に洗浄するためには、より内側に位置するノズルよりリンス液を供給して洗浄することが必要になる。つまり、本発明の第１のノズルとしての裏面洗浄ノズルと、リング状部材１０５により近い位置に位置する第２のノズルとしての裏面洗浄外周ノズルの構成がどうしても必要となる。
【０１０７】
つまり、裏面洗浄外周ノズル１０７（または１０９）は、できるだけリング状部材１０５に近いことが好ましく、リング状部材１０５と裏面洗浄外周ノズル１０７の間隔３０７（図３（ｂ）に示す）は、５ｍｍ以内とするのが好ましい。この間隔３０７の範囲は、被処理基板としての半導体ウエハ基板１０１の裏面の洗浄液（ここではリンス液）による濡れ性や表面張力で変化するが、通常使用される被処理基板として、ガラス、石英、アルミナ等の絶縁物、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等の半導体、樹脂等のプラスチック基板等に対して、洗浄液を純水や各種有機溶剤とした場合に、上記リング状部材１０５と裏面洗浄外周ノズル１０７の間隔を５ｍｍ以下とすることで、被処理基板の工程に伴い被処理基板の裏面の状態が変化しても、確実にかつ速やかに洗浄液が防護手段としてのリング状部材１０５の上部に供給できる。
【０１０８】
また、より好ましくは、リング状部材１０５に接して裏面洗浄外周ノズルを配置することが好ましい。上記リング状部材１０５に接して裏面洗浄外周ノズルを配置することで、図６に示すように、リング状部材１０５の内側に位置し、リング状部材１０５に接した裏面洗浄外周ノズル６０１により、リンス液６０２がリング状部材１０５の壁面を伝ってリング状部材１０５の上部に供給される。
【０１０９】
あるいは、図７に示すように、リング状部材１０５の外側に位置し、リング状部材１０５に接した裏面洗浄外周ノズル７０１により、リンス液６０２がリング状部材１０５の壁面を伝ってリング状部材１０５の上部に供給される。
【０１１０】
つまり、真空チャック１０２から最も離れたリング状部材１０５そのものの位置で、リング状部材１０５の上部にリンス液を供給することができる。
【０１１１】
あるいはまた、図８に示すように、裏面洗浄外周ノズル８０１の指向方向をリング状部材１０５の壁面に向けて角度８０２を設けた構成としたり、図９に示すように、裏面洗浄外周ノズル９０１の指向方向をリング状部材１０５の壁面に向けて角度９０２を設けた構成としたりできる。
【０１１２】
本構成により、リンス液６０２がリング状部材１０５の壁面を伝って半導体ウエハ基板１０１の裏面に達するようにすることができ、リング状部材１０５そのものの位置で、リング状部材１０５の上部にリンス液を供給することができる。
【０１１３】
上記半導体ウエハ基板１０１は、処理の履歴により裏面のリンス液に対する濡れの性質がある程度変化することがあるが、本構成により、リンス液を真空チャック１０２より最も離してリング状部材１０５の上部に供給することが可能となり、より確実に真空チャック１０２の汚染を防止することが可能となる。
【０１１４】
また、ノズルの位置や角度以外に、ノズルからのリンス液の吐出形状やリンス液の広がりは、任意に設定することができる。
【０１１５】
従来技術として示した特開平１０−３２１５８１号公報でも、裏面洗浄ノズルの角度を自在に調整し、防護手段であるリング状部材の方向に指向させることが可能である旨、記載されている。しかし、リング状部材の上部の洗浄やリング状部材を伝わせて洗浄液を供給する方法に関しては何ら記載が無い。
【０１１６】
本実施形態の処理装置では、半導体ウエハ基板１０１の回転数を適切に設定すれば、裏面洗浄外周ノズル１０７からのリンス液の供給時は、リンス液が外周へ振り切られつつも、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙にリンス液を保持する状態を保つことができる。この条件で、裏面洗浄外周ノズル１０７からのリンス液の供給と停止を繰り返し、間欠的にリング状部材１０５の上部にリンス液を供給することで、リング状部材１０５の上部を効率的に洗浄することができる。
【０１１７】
つまり、図１３のステップＳ４の工程で、所定の回転数に設定した後、第２のノズルとしての裏面洗浄外周ノズル１０７からのリンス液の供給と停止を繰り返すように、コントローラ２１２によって弁２１１を制御する。
【０１１８】
また、裏面洗浄外周ノズル１０７からのリンス液の吐出時間が短く、吐出を繰り返す場合には、図５のように、リング状部材１０５の上部の全域にリンス液５０１が存在するのではなく、図１０に示すように、部分的（斜線部１００１，１００２，１００３，１００４）に存在する状態となる。
【０１１９】
つまり、裏面洗浄外周ノズルから供給されたリンス液は、リング状部材１０５と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に保持された液滴として半導体ウエハ基板１０１の回転４０１に応じて、回転方向に流され、順次、斜線部分の液滴１００１，１００２，１００３，１００４と移動していく。このとき、リンス液は少しずつ外周に振り切られるので液量が減少していくが、半導体ウエハ基板１０１の回転数、リンス液の吐出量、吐出タイミングを調整することで、リング状部材１０５の上部を１周以上するような状態とすることができ、その場合、短期間でリンス液の供給と除去が繰り返されるため、洗浄が非常に早く行われることがわかった。
【０１２０】
さらに、液滴１００１，１００２，１００３，１００４が移動していくとき、リング状部材１０５の上部に液滴をほとんど残さないで移動していくため、洗浄工程の最後で上記の状態とすることで、リング状部材１０５の上部に、リンス液の液滴さえも残さないで終了することができる利点が見出された。これにより、半導体ウエハ基板１０１は、最終的に図１３のステップＳ７で、リンス液が付着することもなく、真空チャック１０２から取り去ることが可能となる。この場合でも、リンス液の吐出時間を短くして、確実にリング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間にリンス液を供給するには、リンス液をリング状部材１０５にできるだけ近い位置のノズルより供給する必要がある。
【０１２１】
また、図１１に示すように、半導体ウエハ基板１０１の回転方向４０１に一致してリンス液を吐出するように、裏面洗浄外周ノズル１１０１の指向方向１１０２を傾けて裏面洗浄外周ノズル１１０１を配置することが好ましい。
【０１２２】
これは、図５において、リンス液がリング状部材１０５の上部の全体に広がるためには、半導体ウエハ基板１０１の回転によりリンス液を移動させることが必要であるが、本構成により、あらかじめ半導体ウエハ基板１０１の回転方向に一致する速度をリンス液に持たせることで、より速やかにリンス液をリング状部材１０５の上部の全域に供給することが可能となる。
【０１２３】
あるいはまた、図１０のように、リンス液の供給時間を短くしてリング状部材１０５の上部に部分的にリンス液を保持するようにする場合においても、本構成により、あらかじめリンス液に回転方向４０１に一致する速度を持たせることで、より確実に、リング状部材１０５の上部の全周囲にリンス液を運ぶことが可能となる。
【０１２４】
また、リンス液が回転する半導体ウエハ基板１０１に接触したときに相互の速度が近くなり飛沫が生じにくく、真空チャック１０２や半導体ウエハ基板１０１の汚染を防止することができる。
【０１２５】
また、図１１に示すように、複数の裏面洗浄外周ノズル１１０１，１１０３をリング状部材１０５に沿って配置することが好ましい。また、裏面洗浄外周ノズル１１０１と同様に、裏面洗浄外周ノズル１１０３の指向方向１１０４を半導体ウエハ基板１０１の回転方向１１０２に一致するようすることが好ましい。図１０に示すように、半導体ウエハ基板１０１の回転とともにリンス液が外周部へ移送される場合は、裏面洗浄外周ノズル１１０１，１１０３から離れるに従い１００１，１００２，１００３，１００４と、半導体ウエハ基板１０１とリング状部材１０５の上部との間に保持された液滴の量が減少する。そのため、半導体ウエハ基板１０１の裏面のリンス液に対する濡れの性質によっては、リング状部材１０５の上部の全周囲に液滴が供給される前になくなる場合がある。本構成により、複数の裏面洗浄外周ノズル１１０１，１１０３からリンス液を供給することで、より確実にリング状部材１０５の上部の全周囲を洗浄することができる。
【０１２６】
図１１では、裏面洗浄外周ノズル１１０１，１１０３をリング状部材１０５の内側に設ける構成を示したが、当然、リング状部材１０５の外側に設ける構成とすることも可能である。
【０１２７】
また、従来技術として示した特開平１０−３２１５８１号公報の処理装置でも、裏面洗浄ノズルの角度を基板の回転方向に指向させる構成や、複数のノズルを円周方向に配置した構成が記載されている。しかし、被処理基板の裏面の効率的な洗浄を目的としており、本発明のリング状部材の上部の洗浄に関しての記載はない。
【０１２８】
また、この実施の形態の処理装置は、上記のようにモータ２０２の回転数、リンス液の量、弁のタイミングを調整できるコントローラ２１２を有しているとともに、半導体ウエハ基板１０１の裏面の状態を横方向から観察できるように透明な部材を用いるか、透明な覗き窓を作成しておくことがより好ましい。これは、半導体ウエハ基板の裏面の洗浄の様子は、透明な仮の基板を用いることで調整することができるが、前述のように、半導体ウエハ基板のリンス液に対する濡れ性により条件が幾分変化するため、実際の工程での基板で液量やタイミング等を調整することが好ましいためである。
【０１２９】
また、図３に示すリング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隔３０８は、小さすぎると、半導体ウエハ基板１０１の裏面のリンス液が間隙を通りにくくなり、リンス液がリング状部材１０５に衝突し飛沫を生じて真空チャックを汚染する場合がある。
【０１３０】
そのため、上記汚染を防止するためにも、また、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隙に表面張力で保持された液滴を作成して洗浄を行うためにも、リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隔３０８は０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。最も好ましい間隔３０８あるいはその範囲は、被処理基板（ここでは半導体ウエハ基板）の裏面の洗浄液（ここではリンス液）による濡れ性で変化するが、通常使用される被処理基板として、ガラス、石英、アルミナ等の絶縁物、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等の半導体に対して、洗浄液を純水や各種有機溶剤とした場合に、上記リング状部材１０５の上部と半導体ウエハ基板１０１の裏面との間隔を０．５ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下とすることで、被処理基板の工程に伴い被処理基板の裏面の状態が変化しても確実に本発明の作用による洗浄を行うことができる。
【０１３１】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、例えば図１２に示すように、所定の間隔を開けて二重にリング状部材１２０１，１２０２を配置した構成としても良い。このように二重のリング状部材１２０１，１２０２を配置することによって、半導体ウエハ基板１０１の表面から裏面に回り込んだ現像液が、二重のリング状部材１２０１，１２０２の間を通って流れ落ちるので、リング状部材１２０１，１２０２上の現像液の溜りが少なくなり、洗浄が容易となる効果がある。
【０１３２】
また、各リング状部材１２０１，１２０２に裏面洗浄外周ノズル１２０３，１２０４を配置しても良い。つまり、リング状部材１２０２よりも内周側のリング状部材１２０１の内側かつ近傍に裏面洗浄外周ノズル１２０３を配置すると共に、外側のリング状部材１２０２とリング状部材１２０１との間に裏面洗浄外周ノズル１２０４を配置してもよい。このように複数のリング状部材にそれぞれ第２のノズルに相当する裏面洗浄外周ノズルを配置することによって、各リング状部材の上部を確実に洗浄することができる。
【０１３３】
また、本実施の形態では、本発明の処理方法を半導体基板の処理システムに組み込まれた現像装置に適用した例について説明したが、本発明は現像装置に限定されるものではなく、他の例えばレジスト塗布処理，エッチング処理等の表面処理等を行う場合についても適用できることは勿論である。その場合、処理液はレジストを含む溶液またはエッチング液となり、また、洗浄液は必要に応じて、水の他に、有機溶剤またはそれらの混合液が用いられる。
【０１３４】
特に、レジスト塗布装置の場合は、リング状部材は、レジスト塗布時のレジスト飛沫の侵入の防止の効果がある一方で、レジスト飛沫により汚染されることになる。本構成のリング状部材の洗浄方法により、リング状部材の上部に付着したレジスト飛沫の洗浄が可能となるため、半導体ウエハ基板を真空チャックから取り去るときにリング状部材から半導体ウエハ基板へレジスト飛沫が付着することのないレジスト塗布装置を提供することができる。
【０１３５】
また、エッチング処理装置の場合、腐食性のある処理液を用いることが大きく、本発明の構成により、半導体ウエハ基板の裏面の汚染を防止することが特に好ましい。
【０１３６】
また、被処理基板についても、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＰ基板等の半導体基板を用いることができるが、半導体基板に限定されるものではなく、ＬＣＤ用のガラス基板、その他、石英基板、サファイア基板、樹脂（プラスチック）基板等を処理する場合にも適用できる。
【０１３７】
特に、被処理基板が大きいＬＣＤ基板等の場合は、保持手段としての真空チャックが大きくなり、それを囲む防護手段としてのリング状部材の径も大きくなる。そのため、リング状部材の上の汚染が残る確率が大きくなり、本発明の構造によるリング状部材の洗浄による基板の汚染防止が特に有効である。
【０１３８】
また、被処理基板の形状が円形から外れて、４角形になる場合には、処理液の塗布時に処理液がこぼれやすく、リング状部材上の汚染の洗浄がより重要となり本発明の構造が有効である。
【０１３９】
また、本実施の形態では、防護手段として円筒上の構造のリング状部材を用いたが、上部からみた形状が円と異なる形状のものたとえば多角形を用いることも可能である。あるいは、防護手段は一部が途切れて完全にリング状になっていない場合もありうる。また、防護手段の径が上下方向に変化した構造、たとえば円錐形状の一部の構造とすることも可能である。
【０１４０】
また、本実施の形態では、たとえば、図１〜図１０において、第１のノズルとしての裏面洗浄ノズル１０６に対して、同じ半径方向に、第２のノズルとしての裏面洗浄外周ノズル１０７，１０９を配置しているが、異なる半径方向としてもよい、たとえば、図１０での裏面洗浄ノズル１０６に対して、第２のノズル１００５のように半径方向を異にする位置、つまり、所定の角度１００６を有する位置に第２のノズルを配置しても構わない。
【０１４１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の処理装置によれば、被処理基板の裏面に処理液を供給して洗浄する工程を含む処理装置において、上記被処理基板の下側に保持手段の周囲を囲むように形成された防護手段の上部を確実に洗浄でき、それによって、汚れが被処理基板に付着することのない処理装置の構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の一形態の処理装置の要部を説明するための図である。
【図２】図２は上記処理装置の断面構造を説明するための図である。
【図３】図３は現像液の半導体ウエハ基板への回り込みを説明するための図である。
【図４】図４は裏面洗浄ノズルによる半導体ウエハ基板の裏面の洗浄を説明するための図である。
【図５】図５はリング状部材の上部へのリンス液の保持を説明するための図である。
【図６】図６はリング状部材の内側に位置する裏面洗浄外周ノズルの指向方向を説明するための図である。
【図７】図７はリング状部材の外側に位置する裏面洗浄外周ノズルの指向方向を説明するための図である。
【図８】図８はリング状部材の内側に位置するリング状部材に接した裏面洗浄外周ノズルを説明するための図である。
【図９】図９はリング状部材の外側に位置するリング状部材に接した裏面洗浄外周ノズルを説明するための図である。
【図１０】図１０はリング状部材の上部へのリンス液の異なる形での保持を説明するための図である。
【図１１】図１１は裏面洗浄外周ノズルの異なる指向方向を説明するための図である。
【図１２】図１２はこの発明の他の実施の形態の二重にリング状部材を配置する処理装置の構成を説明するための図である。
【図１３】図１３は処理工程を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は従来の処理装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１…半導体ウエハ基板、
１０２…真空チャック、
１０３…現像液供給ノズル、
１０４…表面洗浄ノズル、
１０５…リング状部材、
１０６…裏面洗浄ノズル、
１０７…裏面洗浄外周ノズル、
１０９…裏面洗浄外周ノズル、
１０８…上部、
２０１…カップ、
２０２…モータ、
２０３…回転軸、
２０４…現像液供給源、
２０７…リンス液供給源、
２１１…弁、
２１２…コントローラ、
３０６…厚み、
３０７…間隔、
３０８…間隔、
４０１…回転方向、
５０１…リンス液、
６０１，７０１…裏面洗浄外周ノズル、
８０２，９０２…角度、
１００１，１００２，１００３，１００４…液滴、
１１０２，１１０３…指向方向、
１１０１，１１０３…裏面洗浄外周ノズル。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus including a step of supplying a cleaning liquid to a back surface of a substrate to be processed such as a semiconductor substrate or an LCD (liquid crystal display) substrate to clean the back surface of the substrate. In particular, the present invention relates to a processing apparatus having a mechanism for cleaning the back surface of a substrate to be processed in a development processing apparatus, a resist coating processing apparatus, or an etching processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a processing apparatus including a step of supplying a processing liquid to a back surface of a substrate to be processed and cleaning the substrate (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-321581). In this processing apparatus, in a semiconductor device manufacturing process or an LCD device manufacturing process, a resist is applied on a semiconductor substrate or an LCD substrate (glass substrate, resin substrate) as a substrate to be processed, and photolithography is performed. A series of processes of exposing and transferring a circuit pattern or the like to a photoresist using a technique and performing a development process on the photoresist are performed.
[0003]
FIG. 14 shows a main part of a conventional processing apparatus used in the above-mentioned developing process. First, a developing solution is supplied from a nozzle 1403 through a circuit 1407 to the surface of a substrate to be processed 1401 after exposure, and development is performed. Next, the substrate to be processed 1401 is rotated by the holding means 1402 while the rinsing liquid is supplied to the surface from the nozzle 1404 through the circuit 1408, and the developer is washed away by centrifugal force. At the same time, a rinsing liquid is supplied from the back surface cleaning nozzle 1406 also to the back surface of the substrate to be processed 1401, and the back surface is cleaned.
[0004]
After the cleaning, the substrate to be processed 1401 is dried by rotating at high speed. At this time, the ring-shaped member 1405 is provided around the vacuum chuck 1402, and the upper end of the ring-shaped member 1405 is arranged close to the peripheral edge of the back surface of the substrate to be processed 1401 which is sucked and held by the vacuum chuck 1402. . The developing solution and the cleaning solution from the surface of the substrate to be processed 1401 are blocked by the ring-shaped member 1405. This prevents the center of the back surface of the substrate to be processed 1401 and the vacuum chuck 1402 from being contaminated by the developing solution or the cleaning solution.
[0005]
Further, in the above-described processing apparatus, it is possible to efficiently clean LCD substrates having different sizes by using a configuration in which the discharge angle of the nozzle can be freely changed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the processing apparatus shown in FIG. 14, the upper portion of the ring-shaped member 1405 is not sufficiently cleaned by the cleaning liquid from the back surface cleaning nozzle 1406. Then, even after the substrate to be processed 1401 is rotated at a high rotation speed and the substrate to be processed 1401 is dried, stains due to the developer remain on the ring-shaped member 1405.
[0007]
The upper end of the ring-shaped member 1405 needs to be provided as close as possible to the rear surface of the substrate to be processed 1401 in order to prevent the liquid such as the developer described above from entering the inside of the ring-shaped member 1405. For this reason, when the substrate to be processed 1401 is removed from the vacuum chuck 1402, the substrate to be processed 1401 is only slightly tilted, and the dirt due to the developing solution adheres to the substrate to be processed 1401 from above the ring-shaped member 1405. There is.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a processing apparatus which surely cleans an upper part of a protection means located below a substrate to be processed and which does not cause dirt to adhere to the substrate to be processed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes holding means for rotatably holding a substrate to be processed, and is positioned below the substrate to be processed held by the holding means and surrounds the periphery of the holding means. And a first nozzle that is disposed inside the protective means and supplies a cleaning liquid to the back surface of the substrate to be processed, and further includes a first nozzle that is located radially outward from the first nozzle. Further, the processing device is provided near the protection means and has a second nozzle for supplying a cleaning liquid to an upper portion of the protection means.
[0010]
In other words, the substrate to be processed is rotatably held by the holding means, and is processed by supplying a processing liquid (or a cleaning liquid) to the surface in a rotating or stationary state. At this time, splashes of the processing liquid (or processing liquid) on the front surface wrap around to the back surface of the substrate to be processed, but the protection means formed so as to surround the holding means, and the cleaning liquid supplied from the first nozzle. Thus, the substrate is processed so as not to reach the center of the back surface of the substrate to be processed or the holding means.
[0011]
In the present invention, further, the cleaning liquid is supplied to the upper part of the protective means from the second nozzle disposed radially outward of the first nozzle and near the protective means, and the processing liquid remaining on the protective means is provided. Is configured to be able to efficiently perform cleaning.
[0012]
That is, the cleaning liquid supplied from the second nozzle to the upper part of the protection means is held by the surface tension between the protection means and the back surface of the substrate to be processed. Then, while being held at the surface tension between the protection means and the back surface of the substrate to be processed, the substrate is carried around the entire upper portion of the protection means by rotation of the substrate to be processed. Cleaning of the upper part of the protective means is performed by diluting contaminants by holding the cleaning liquid. This cleaning liquid is finally shaken around by the rotation of the substrate to be processed, and is removed from above the protective means.
[0013]
In the cleaning process of the upper part of the protection means, the cleaning liquid diluted with the contaminants comes into contact with the back surface of the substrate, so that the back surface of the substrate is always contaminated. Therefore, after the step of removing the cleaning liquid from above the protective means, it is necessary to clean the back surface of the substrate to be processed.
[0014]
The range of the contamination on the back surface of the substrate to be processed is the range of the spread of the liquid when the surface of the substrate is held at the surface tension between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed. It is located on the back surface of the substrate to be processed. Further, the portion of the cleaning liquid supplied to the back surface of the substrate to be processed, that is, the upper portion of the second nozzle, is also located at least inside the second nozzle since the spreading of the cleaning liquid on the back surface of the substrate extends. Cleaning with a nozzle is required. That is, it is the first nozzle of the present invention.
[0015]
According to the configuration of the present invention, it is possible to dilute the processing solution remaining on the protective means and perform cleaning. Therefore, when the substrate to be processed is removed from the holding means, dirt does not adhere to the back surface of the substrate from above the protection means. Further, it is possible to clean the contamination on the back surface of the substrate to be processed in the cleaning step of the upper part of the protection means.
[0016]
In other words, for example, when the first nozzle and the second nozzle are performed by one nozzle, there occurs a problem that the back surface of the substrate to be processed cannot be sufficiently cleaned after cleaning of the protection unit. Naturally, even with a plurality of nozzles arranged at the same distance from the center of rotation of the substrate to be processed, in the above-described plane, the operation is the same as that of one nozzle, and the object of the present invention cannot be achieved.
[0017]
In addition, the first nozzle needs to be located closer to the center of rotation of the substrate to be processed than the second nozzle, that is, located inside the second nozzle for the above reason. There is no need to match in the circumferential direction. For example, it can be arranged on the opposite side of the rotation center of the substrate to be processed or at a position shifted by an arbitrary angle.
[0018]
The supply of the liquid from the second nozzle to the upper part of the protection means is performed, for example, by reducing the number of revolutions of the substrate to be processed and supplying the cleaning liquid from the second nozzle, whereby the cleaning liquid is supplied to the back surface of the substrate to be processed. Since the second nozzle is disposed at a position close to the protection means, the cleaning liquid is naturally supplied between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed by the surface tension. Is done. The held cleaning liquid reaches the entire area above the protection means by the rotation of the substrate to be processed. For this reason, it is more preferable that the second nozzle is arranged as close as possible to the protection means.
[0019]
In the entire cleaning process, for example, the back surface of the substrate to be processed is cleaned with the first nozzle to remove most of the contamination, and then the upper portion of the protection means is cleaned with the second nozzle, as in the conventional case. Then, the processing is performed such that when the upper portion of the protection means is cleaned by the second nozzle, the back surface of the substrate to be processed contaminated is cleaned again by the first nozzle.
[0020]
In one embodiment of the present invention, the second nozzle is located inside the protection means.
[0021]
In other words, the cleaning liquid supplied from the second nozzle is caused to flow to the outer peripheral portion by centrifugal force due to the rotation of the substrate to be processed, and reaches the upper portion of the protection means quickly, and the upper part of the protection means and the substrate are processed. It is held at the surface tension in the gap with the back surface. This has the advantage that the time required for cleaning can be reduced.
[0022]
In the cleaning of the upper part of the protection means, the cleaning liquid may move on the back surface of the substrate to be processed, and may reach the holding means and contaminate the holding means. Therefore, when the second nozzle is located inside the protection means, it is preferable that the second nozzle is disposed particularly at a position as far as possible from the holding means and near the protection means.
[0023]
In one embodiment of the present invention, the second nozzle is located outside the protection means.
[0024]
In the cleaning of the upper part of the protective means, the cleaning liquid may move on the back surface of the substrate to be processed, and may reach the holding means and contaminate the holding means. In this configuration, since the second nozzle is outside the protection means, there is an advantage that the cleaning liquid hardly reaches the holding means.
[0025]
In addition, in the case of this configuration, when the cleaning liquid is supplied from the second nozzle, the rotation of the substrate to be processed flows to the outer peripheral portion by centrifugal force and moves away from the protection means. The cleaning liquid is supplied by reducing the speed or stopping the rotation.
[0026]
In one embodiment, the distance between the protection means and the second nozzle is set to 5 mm or less.
[0027]
Since the distance between the protective means and the first nozzle is 5 mm or less, the cleaning liquid discharged from the second nozzle quickly reaches the upper part of the protective means, and the upper part of the protective means and the substrate to be processed. Is held by the surface tension in the gap with the back surface. This has the advantage that the time required for cleaning can be reduced. If the distance between the protection means and the first nozzle is 5 mm or more, the droplet of the cleaning liquid supplied to the back surface of the substrate to be processed moves on the back surface of the substrate to reach the upper part of the protection means. This difference in operation is mainly determined by the wettability of the back surface of the substrate to be processed by the cleaning liquid and the surface tension of the cleaning liquid. By setting the distance from the first nozzle to 5 mm or less, even when the state of the back surface of the substrate to be processed changes, the cleaning liquid reliably reaches the upper portion of the protection means.
[0028]
In one embodiment of the processing apparatus, the second nozzle is arranged and arranged to supply the cleaning liquid from the second nozzle to the upper part of the protection means via the side wall of the protection means.
[0029]
That is, the cleaning liquid discharged from the second nozzle travels along the wall surface of the protection means and reaches the back surface of the substrate to be processed, and is held in the gap between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed.
[0030]
By supplying the cleaning liquid along the wall surface of the protection means and reaching the back surface of the substrate to be processed, the cleaning liquid is supplied directly to the upper part of the protection means, and the cleaning liquid is supplied to the gap between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed. It is held in tension. This has the advantage that the time required for cleaning can be reduced.
[0031]
Further, there is an advantage that the cleaning liquid is prevented from reaching the holding means.
[0032]
In one embodiment of the present invention, the second nozzle is located in contact with the protection means.
[0033]
That is, since the second nozzle is located in contact with the protection means, the cleaning liquid discharged from the second nozzle travels along the wall surface of the protection means and reaches the upper part of the protection means, and the cleaning liquid of the protection means is promptly turned off. It is held in a gap between the upper portion and the back surface of the substrate to be processed.
[0034]
Further, by supplying the cleaning liquid from the second nozzle disposed in contact with the protection means, the cleaning liquid is supplied so as to reach the substrate to be processed along the wall surface of the protection means, and that the cleaning liquid is splashed on the protection means. It has the effect of preventing.
[0035]
Further, in the processing apparatus of one embodiment, the directional direction of the second nozzle is arranged so as to have an angle inclined to the direction of the protection means.
[0036]
That is, since the direction of the direction of the second nozzle is inclined toward the protection means, the cleaning liquid first strikes the protection means after discharge. Then, the cleaning liquid reaches the substrate to be processed along the wall surface of the protection means, and is quickly held in the gap between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate.
[0037]
In one embodiment, the processing apparatus includes a control unit that controls the second nozzle so as to intermittently supply the cleaning liquid from the second nozzle.
[0038]
That is, when the cleaning liquid is supplied, the cleaning liquid flows out of the protective means by the centrifugal force and scatters, but the supply of the cleaning liquid is continued. The washing liquid is held in the washing means to wash the upper part of the protection means. Further, when the supply of the cleaning liquid is stopped, the cleaning liquid flows out of the protective means and scatters by centrifugal force. Then, the supply and the stop of the cleaning liquid are repeatedly performed.
[0039]
When the cleaning liquid is held between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed, the processing liquid at the upper part of the protection means is diluted and washed. The substrate may be contaminated. For this reason, a configuration in which holding and removal of the cleaning liquid are repeated is preferable. The retention and removal of the cleaning liquid can be adjusted by changing the number of rotations of the substrate to be processed, or can be performed by discharging, stopping, or intermittently discharging the cleaning liquid. However, a configuration in which the cleaning liquid is intermittently discharged like this configuration can shorten the processing time and can improve the processing speed of the apparatus.
[0040]
This is because when adjusting the rotation speed of the substrate to be processed, it takes time to sufficiently change the angular momentum of the rotation of the substrate or the motor. This is because it is not preferable from the viewpoint of the holding mechanism.
[0041]
In one embodiment of the processing apparatus, the second nozzle has an arrangement and a posture in which the directional direction of the second nozzle is inclined in the rotation direction of the substrate to be processed.
[0042]
In other words, the cleaning liquid has a direction in which the second nozzle is inclined in the direction of rotation of the substrate to be processed. Supplied on the back.
[0043]
When the cleaning liquid is supplied to the substrate to be processed, the cleaning liquid moves due to the rotation of the substrate to be processed, and reaches the entire area above the protection means to perform cleaning. However, if the number of rotations of the substrate to be processed is increased in order to quickly reach the entire area above the protective means, the amount of the cleaning liquid flowing outward increases due to centrifugal force, making it difficult to hold the cleaning liquid at the upper part of the protective means. There are cases. With this configuration, by providing the cleaning liquid with the same amount of momentum in the same direction as the substrate to be processed, the cleaning liquid can quickly move over the protection means and clean the entire area above the protection means.
[0044]
Further, in the processing apparatus of one embodiment, a plurality of second nozzles are arranged at a plurality of positions along the inner circumference or the outer circumference of the protection means.
[0045]
That is, the cleaning liquid is supplied from the second nozzles arranged at a plurality of locations on the protection means. The cleaning liquid is cleaned by being held at a surface tension between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed in a section between the upper part of the protection means and the next second nozzle.
[0046]
In order to hold the cleaning liquid by surface tension between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed, and to reach the entire area of the upper part of the protection means, increase the amount of the cleaning liquid or increase the number of rotations of the substrate to be processed. Need to be smaller. At that time, the cleaning liquid may reach the holding unit and contaminate the holding unit. According to this configuration, by performing cleaning for each section between the nozzles with the plurality of second nozzles, cleaning can be performed over the entire periphery of the upper portion of the protection means. Therefore, it is not necessary to increase the amount of the cleaning liquid or reduce the number of rotations of the substrate to be processed. Therefore, there is no possibility that the cleaning liquid reaches the holding means and contaminates the holding means.
[0047]
In one embodiment of the processing apparatus, the distance between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed is set to be 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
[0048]
In other words, the cleaning liquid is held with a surface tension in a gap of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed, and cleans the protection means.
[0049]
If the gap between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed is too small, the cleaning liquid on the back surface of the substrate to be processed hardly passes through the gap, and the cleaning liquid collides with the protection means when cleaning the back surface of the substrate to be processed. In some cases, droplets may be generated to contaminate the holding means.
[0050]
On the other hand, if the gap between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed is too large, it becomes difficult to hold the cleaning liquid due to the surface tension between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed, making cleaning of the protection means impossible. May be complete. According to this configuration, the upper part of the protection means can be cleaned without contaminating the holding means.
[0051]
The above-mentioned action varies depending on the unevenness of the surface of the substrate to be processed and the upper portion of the protective wall and the wettability by the cleaning liquid. However, general substrate materials (glass, semiconductor, insulating substrate, etc.) and materials for protective means are used. In the case of (resin, metal, etc.), by setting the distance between the upper part of the protection means and the back surface of the substrate to be processed to be 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, even if the state of the back surface of the substrate changes, A cleaning process can be performed.
[0052]
In one embodiment, the processing apparatus includes a processing liquid supply nozzle for supplying a processing liquid composed of a developing liquid to the surface of the substrate to be processed.
[0053]
Further, the processing apparatus of one embodiment has a processing liquid supply nozzle for supplying a processing liquid composed of a resist to the surface of the substrate to be processed.
[0054]
In one embodiment, the processing apparatus includes a processing liquid supply nozzle that supplies a processing liquid for etching the surface of the processing target substrate to the surface of the processing target substrate.
[0055]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the processing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment.
[0056]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a semiconductor wafer substrate 101 as an example of a substrate to be processed is shown in a see-through manner. The semiconductor wafer substrate 101 is held by being vacuum-sucked by a vacuum chuck 102 as an example of a holding unit. In the present embodiment, a developing solution is used as a processing solution, and pure water (hereinafter, a rinsing solution is used because a contaminant may be contained) as a cleaning solution.
[0057]
As shown in FIG. 1, a developer nozzle 103 that supplies a developer as an example of a processing liquid supply nozzle, and a surface cleaning nozzle 104 that supplies a rinse liquid are arranged above the semiconductor wafer substrate 101. A ring-shaped member 105 made of resin as an example of protection means is provided below the semiconductor wafer substrate 101, and a back surface serving as a first nozzle for cleaning the semiconductor wafer substrate 101 is provided inside the ring-shaped member 105. A cleaning nozzle 106 and a back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 as a second nozzle located inside the ring-shaped member 105 are arranged. Instead of the back cleaning outer peripheral nozzle 107, a back cleaning outer peripheral nozzle 109 (shown by a broken line) located outside the ring-shaped member 105 may be arranged. The back surface cleaning outer peripheral nozzles 107 and 109 are located on the outer periphery with respect to the back surface cleaning nozzle 106 as the first nozzle.
[0058]
FIG. 2 shows a cross-sectional structure and the like of the processing apparatus. As shown in FIG. 2, a main part of FIG. 1 is arranged in a cylindrical cup 201 having an open upper surface. The cup 201 surrounds the vacuum chuck 102, the ring-shaped member 105, and the semiconductor wafer substrate 101.
[0059]
The vacuum chuck 102 is supported on the upper end of a rotating shaft 203 of a motor 202, and is configured to rotate the vacuum chuck 102 by driving the motor 202 to rotate the semiconductor wafer substrate 101.
[0060]
The developing solution supply nozzle 103 and the surface cleaning nozzle 104 may be driven by a driving mechanism (not shown) as necessary, and a standby unit (not shown) separated from the upper part of the semiconductor wafer substrate 101 or the upper part of the semiconductor wafer substrate 101. It can be moved to.
[0061]
The developing solution nozzle 103 is connected to a developing solution supply source 204 via a circuit 205, and the discharge of the developing solution is controlled by a valve 206 provided in the circuit 205.
[0062]
The front surface cleaning nozzle 104, the back surface cleaning nozzle 106, and the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 (or 109) are connected to a rinsing liquid supply source 207 via a circuit 208, and a valve provided for each nozzle in the circuit 208 The discharge of the rinsing liquid is independently controlled by 209, 210, and 211.
[0063]
The motor 202 and each of the valves 206, 209, 210, 211 are connected to a controller 212 as an example of a control unit, and the rotation timing and rotation speed of the motor 202, the liquid supply timing of each of the valves 206, 209, 210, 211 And the stop timing are controlled.
[0064]
The processing in this processing device will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0065]
First, in step S1, the semiconductor wafer substrate 101 is loaded into the apparatus. For example, an arm (not shown) enters the cup 201 while holding the semiconductor wafer substrate 101, and the semiconductor wafer substrate 101 is transferred to the vacuum chuck 102.
[0066]
Then, the semiconductor wafer substrate 101 is firmly held on the vacuum chuck 102 by vacuum suction. After the semiconductor wafer substrate 101 is transferred onto the vacuum chuck 102, the arm exits the processing apparatus.
[0067]
Next, the process proceeds to step S2, where a developing process is performed. In this development process, the developer is supplied from the developer nozzle 103 to the surface of the semiconductor wafer substrate 101 as described above. When supplying the developer, the semiconductor wafer substrate 101 may be rotated or may be stopped. The developer is held on the entire surface of the semiconductor wafer substrate 101 by surface tension. Then, by leaving the substrate to stand for a predetermined time, processing of the substrate surface, that is, development processing is performed.
[0068]
Next, proceeding to step S3, the substrate is cleaned. The substrate cleaning is performed by supplying the rinsing liquid from the cleaning nozzles (the front surface cleaning nozzle 104 and the rear surface cleaning nozzle 106) located above and below the semiconductor wafer substrate 101 while rotating the semiconductor wafer substrate 101.
[0069]
At the same time, the motor 202 is driven, and the semiconductor wafer substrate 101 held on the vacuum chuck 102 is rotated. The rotation speed at this time is, for example, 200 to 1000 rpm. As a result, the developing solution and the supplied rinsing solution held on the semiconductor wafer substrate 101 are shaken around by the centrifugal force, captured by the cup 201, and provided at the bottom of the bottom surface of the cup 201 ( (Not shown).
[0070]
In order to reliably capture the developing solution and the rinsing solution, the upper end of the cup 201 has an inclined surface portion 213 that is inclined inward.
[0071]
In the related art, thereafter, the process proceeds to step S6 without passing through steps S4 and S5.
[0072]
In step S6, the semiconductor wafer substrate 101 is dried. Drying is performed by rotating the semiconductor wafer substrate 101 to shake off the rinsing liquid to the outer periphery. In some cases, gas is blown. The number of rotations is, for example, 500 to 2000 rpm.
[0073]
Finally, in step S7, the semiconductor wafer substrate 101 is unloaded from the apparatus. For carrying out, the above-mentioned arm (not shown) enters the processing apparatus, and the semiconductor wafer substrate 101 held on the vacuum chuck 102 is delivered to the arm. Then, the semiconductor wafer substrate 101 is unloaded from the processing apparatus by the arm retreating out of the processing apparatus.
[0074]
The rotation of the motor 202 and the opening and closing timing of the valves 206, 209, 210, and 211 for discharging the developing solution and the rinsing solution are controlled by the controller 212 described above.
[0075]
For example, the supply of the developing solution in step S2 is controlled such that an amount of the developer spilling from the surface or an amount just before the spilling is supplied so as to spread over the entire surface of the semiconductor wafer substrate 101 in a short time.
[0076]
At this time, the developing solution intentionally or unintentionally spilled from the surface of the semiconductor wafer substrate 101 goes around the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, but is captured by the ring-shaped member 105 formed around the vacuum chuck 102, It prevents you from entering inside.
[0077]
In addition, since the rinsing liquid from the front surface in step S3 is supplied in a large amount, the liquid flowing to the rear surface may not be completely captured by the ring-shaped member 105, so that the semiconductor wafer substrate 101 is rotated. The discharge timing of the rinsing liquid, the number of rotations of the semiconductor wafer substrate 101, and the rotation timing are controlled so that the semiconductor wafer substrate 101 is shaken off to the outer peripheral portion by centrifugal force.
[0078]
Further, the back surface cleaning nozzle 106 needs to be disposed at a position as close to the vacuum chuck 102 as possible in order to reliably clean the developer that has entered beyond the ring-shaped member 105. However, when the rinsing liquid adheres to the vacuum chuck 102, the rinsing liquid cannot be dried substantially, and the semiconductor wafer substrate 101 is contaminated. Therefore, the back surface cleaning nozzle 106 is disposed slightly outside the vacuum chuck 102, and the discharge timing of the rinse liquid, the rotation speed of the semiconductor wafer substrate 101, and the rotation speed of the semiconductor wafer substrate 101 so that the rinse liquid does not reach the vacuum chuck 102 along the semiconductor wafer substrate 101. The control of the rotation timing is performed. For example, the rinsing liquid is discharged after the number of rotations of the semiconductor wafer substrate 101 has reached a certain value or more.
[0079]
Next, a description will be given of the operation of the present configuration that can reliably prevent contamination of the upper portion 108 of the ring-shaped member 105 by the developing solution and contamination of the semiconductor wafer substrate 101 by the developer in the above-described conventional technology.
[0080]
FIG. 3A shows a state in which the developing solution is supplied to the front surface of the semiconductor wafer substrate 101 and a part of the developing solution is wrapped around the back surface and is captured by the ring-shaped member 105 in step S2 of FIG. A part of the developing solution 301 which is buried under the surface tension on the semiconductor wafer substrate 101 wraps around the back surface to form a droplet 302. The droplet 302 moves on the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 and is captured as a droplet 303 in contact with the gap between the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 and the ring-shaped member 105. At this time, a part of the droplet 303 has entered the inside of the ring-shaped member 105.
[0081]
As shown in FIG. 3B, these droplets 302 and 303 are rotated along with the rotation of the semiconductor wafer substrate 101 and the supply of the rinsing liquid 304 from the back surface cleaning nozzle 106 in the cleaning step of step S3. And the developer is washed away. In FIG. 3B, the surface rinsing liquid is not shown for easy understanding.
[0082]
However, on the upper part of the ring-shaped member 105, the attached developer 305 is not shaken off because the ring-shaped member 105 is fixed, and the rinsing liquid 304 from the back surface cleaning nozzle 106 is removed by the semiconductor wafer substrate 101. Flow, the liquid remains on the ring-shaped member 105 as a droplet 305 without being washed.
[0083]
In FIG. 3B, the developer 304 is shown to flow straight from the back surface cleaning nozzle 106 toward the outer periphery for the sake of cross-sectional view. However, in actuality, as shown in the plan view of FIG. When the rinsing liquid is supplied while rotating the semiconductor wafer substrate 101 (shown transparently) in the direction of the arrow 401, the liquid flows in the rotating direction and is accelerated radially outward by centrifugal force. When it is transported to the outer peripheral portion and reaches the ring-shaped member 105 as in a region 402 indicated by oblique lines, the flow is fast and spreads greatly. Therefore, as shown in FIG. 3B, the thickness 306 of the rinsing liquid 304 is reduced, so that the rinsing liquid 304 passes through the ring-shaped member 105 without hitting the ring-shaped member 105, and the upper portion of the ring-shaped member 105 is not sufficiently cleaned. I understood.
[0084]
Alternatively, if the number of rotations of the semiconductor wafer substrate 101 is reduced, the supply of the rinsing liquid is increased, and the thickness 306 of the rinsing liquid 304 is increased, the rinsing liquid flows toward the vacuum chuck 102 and contaminates the vacuum chuck 102. This creates another problem. Further, in order to reduce the amount of the droplet 305 remaining on the ring-shaped member 105, the upper portion of the ring-shaped member 105 can be formed into a thin knife-edge shape as shown in FIG. It was not enough.
[0085]
Also in the drying step of step S6, the semiconductor wafer substrate 101 is rotated to shake off the liquid, and the drying is performed. However, the ring-shaped member 105 as the protection means is fixed, and the liquid 305 on the upper side remains. Will remain.
[0086]
Therefore, after the processing and the cleaning are completed, the semiconductor wafer substrate 101 is slightly inclined when the arm removes the semiconductor wafer substrate 101 from the vacuum chuck 102 in step S7 of FIG. When approaching 105, the remaining droplets 305 come into contact with the semiconductor wafer substrate 101 and contaminate the semiconductor wafer substrate 101.
[0087]
Such a processing apparatus is automatically operated, and the semiconductor wafer substrate is sequentially transported, followed by heat treatment or the like.This contamination causes the entire apparatus to be contaminated. The operation of the entire apparatus had to be stopped, and the work efficiency was significantly reduced.
[0088]
In the present invention, the droplet 305 on the ring-shaped member 105 is provided by providing the back-surface cleaning outer peripheral nozzle 107 as the second nozzle at a position closer to the ring-shaped member 105 than the back-surface cleaning nozzle 106 as the first nozzle. Is provided to completely clean the device.
[0089]
As shown in FIGS. 1 and 2, by providing the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 (or 109) near the ring member 105, the gap between the upper portion of the ring member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is formed. The structure is such that the rinsing liquid can be supplied efficiently.
[0090]
That is, after the process of step S3 in FIG. 13, the upper portion of the ring-shaped member 105 is cleaned in step S4. In this step, at least the rinsing liquid from the back surface cleaning nozzle 106 is stopped, and the rinsing liquid is supplied from the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107.
[0091]
The rinsing liquid spreads on the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, and is caused to flow toward the outer periphery by centrifugal force due to the rotation of the semiconductor wafer base 101 plate, so that the gap between the upper part of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is quickly formed. At the surface tension. Subsequently, the rinsing liquid spreads over the entire area of the upper portion of the ring-shaped member 105 by the rotation 401 of the semiconductor wafer substrate 101 while being held at the gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 with surface tension. As shown in FIG. 5, a rinsing liquid 501 (shaded portion) held by surface tension is formed in a gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101. Thus, the developer droplet 305 (shown in FIG. 3B) on the ring-shaped member 105 is diluted, and the upper portion of the ring-shaped member 105 can be cleaned. At this time, the rotation speed is low (for example, 0 to 300 rpm).
[0092]
The rotation speed of the semiconductor wafer substrate 101 and the supply amount of the rinsing liquid are set so that the rinsing liquid 501 held in the gap between the upper part of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 does not reach the vacuum chuck 102. It is necessary to make an adjustment so as not to be inside the area that can be cleaned by the back surface cleaning nozzle 106 in step S6 of FIG. The conditions vary depending on the property of wetting of the semiconductor wafer substrate 101 with the rinsing liquid. However, since the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 is located away from the vacuum chuck 102, the conditions can be easily set.
[0093]
The reason why the rinsing liquid from the back surface cleaning nozzle 106 is stopped is that, when the supply is continued, the droplets on the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 are transferred from the upper portion of the back surface cleaning nozzle 106 to the ring-shaped member 105 serving as a protection means. This is because there is a possibility that contamination at the upper portion of the ring-shaped member 105 spreads to the position above the back surface cleaning nozzle 106.
[0094]
Next, the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is cleaned in step S5 in FIG. In this step, a rinsing liquid is supplied from at least the back surface cleaning nozzle 106 to clean the back surface. In this step, as in step S3, the rotation speed may be increased sufficiently to prevent the rinsing liquid from reaching the vacuum chuck 102. The rotation speed is, for example, 200 to 1000 rpm. Thus, the rinsing liquid 501 held in the gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is shaken off to the outer periphery.
[0095]
After the processes in steps S4 and S5, the drying process in step S6 and the unloading process in step S7 are successively performed in the same manner as in the related art, and the entire process ends.
[0096]
Although not shown in the flowchart of FIG. 13, steps S4 and S5 may be repeated a predetermined number of times. By repeatedly holding and shaking off the rinsing liquid, the upper part of the ring-shaped member 105 can be efficiently cleaned.
[0097]
Further, at the time of cleaning the upper part of the ring-shaped member 105 in step S4, it is inevitable that the rinse liquid diluted with the developer attached to the upper part of the ring-shaped member 105 comes into contact with the semiconductor wafer substrate 101. In particular, when the rinsing liquid dries near the inner boundary 502 of the rinsing liquid 501 shown in FIG. 5, the developer may be contaminated.
[0098]
Therefore, after cleaning the upper part of the ring-shaped member 105, it is necessary to clean the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 with the back surface cleaning nozzle 106 inside the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107. That is, cleaning of the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 in step S5.
[0099]
That is, step S4 is the cleaning means for the upper part of the protection means (the ring-shaped member 105 here).
[0100]
Step S5 is a means for cleaning contamination of the substrate to be processed (the semiconductor wafer substrate 101 here) generated in step S4.
[0101]
In the above flow chart, the supply of the rinsing liquid from the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107, which is the second nozzle, in steps S2, S3, etc. does not matter.
[0102]
Alternatively, the supply of the rinsing liquid from the back surface cleaning nozzle 106 in step S3 can be omitted. This is because the back surface is always cleaned in step S5. If step S3 is omitted when the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is less contaminated, the processing time can be shortened. However, if step S3 is omitted when the back surface is heavily contaminated, the washing in step S4 may take a long time or the washing may be insufficient.
[0103]
In the above flowchart, the process using the back cleaning outer peripheral nozzle 107 as the second nozzle located inside the ring-shaped member 105 is shown. However, the same applies to the back cleaning outer peripheral nozzle 109 located outside the ring-shaped member 105. Processing is possible in the process.
[0104]
In the case of the back surface cleaning outer peripheral nozzle 109, the rinsing liquid discharged from the back surface cleaning outer peripheral nozzle 109 in step S4 spreads on the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, and the gap between the upper part of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 Is similarly held at the surface tension. At this time, the rotation of the processing target substrate 101 is performed by flowing the rinsing liquid to the outer peripheral portion by centrifugal force and moving the rinsing liquid away from the ring-shaped member 105 contrary to the above-described example of the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107. It is preferable to supply the rinsing liquid after reducing the rotation or stopping the rotation. The rinsing liquid held in the gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is similarly transported to the entire area of the upper portion of the ring-shaped member 105 by rotating the semiconductor wafer substrate 101 and developed. It becomes possible to dilute the solution and perform washing.
[0105]
If the rinsing liquid is supplied from the back surface cleaning nozzle 106 used in the prior art to hold the rinsing liquid with a surface tension in a gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, as shown in FIG. As described above, the rinsing liquid spreads 402, and the rinsing liquid does not come into contact with the ring-shaped member 105, or the rinsing liquid collides with the ring-shaped member 105 with a large outward speed, so that droplets are generated and vacuum chucking is performed. Another problem contaminates 102. When the number of rotations of the semiconductor wafer substrate 101 is reduced, the rinsing liquid reaches the vacuum chuck 102 because the back surface cleaning nozzle 106 is close to the vacuum chuck 102, and contaminates the vacuum chuck 102. Therefore, when the rinsing liquid is supplied by the back surface cleaning nozzle 106, the rinsing liquid cannot be stably held by the surface tension in the gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101. The upper part of the shaped member 105 cannot be cleaned.
[0106]
After the ring-shaped member 105 is cleaned, in order to reliably clean the portion of the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 wet with the rinsing liquid, it is necessary to supply the rinsing liquid from the nozzle located on the inner side to perform the cleaning. Will be needed. That is, the configuration of the back surface cleaning nozzle as the first nozzle of the present invention and the back surface cleaning outer peripheral nozzle as the second nozzle located closer to the ring-shaped member 105 are absolutely necessary.
[0107]
That is, the back cleaning outer peripheral nozzle 107 (or 109) is preferably as close as possible to the ring-shaped member 105, and the interval 307 (shown in FIG. 3B) between the ring-shaped member 105 and the back cleaning outer peripheral nozzle 107 is within 5 mm. It is preferred that The range of the interval 307 varies depending on the wettability and surface tension of the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 as a substrate to be processed by a cleaning liquid (rinse liquid in this case). When the cleaning liquid is made of pure water or various organic solvents for an insulator such as alumina, a semiconductor such as SiC, Si, GaAs, InP, and GaN, and a plastic substrate such as a resin, the ring-shaped member 105 and the back surface are cleaned. By setting the interval between the outer peripheral nozzles 107 to 5 mm or less, even if the state of the back surface of the substrate changes with the process of the substrate, the cleaning liquid can be surely and quickly supplied to the upper portion of the ring-shaped member 105 as a protection means. Can be supplied.
[0108]
More preferably, it is preferable to arrange the back surface cleaning outer peripheral nozzle in contact with the ring-shaped member 105. By arranging the back surface cleaning outer peripheral nozzle in contact with the ring-shaped member 105, the back surface cleaning outer peripheral nozzle 601 located inside the ring-shaped member 105 and in contact with the ring-shaped member 105 as shown in FIG. The liquid 602 is supplied to the upper part of the ring-shaped member 105 along the wall surface of the ring-shaped member 105.
[0109]
Alternatively, as shown in FIG. 7, the rinsing liquid 602 is transmitted along the wall surface of the ring-shaped member 105 by the back surface cleaning outer peripheral nozzle 701 located outside the ring-shaped member 105 and in contact with the ring-shaped member 105. Supplied at the top.
[0110]
That is, the rinsing liquid can be supplied to the upper part of the ring-shaped member 105 at the position of the ring-shaped member 105 itself farthest from the vacuum chuck 102.
[0111]
Alternatively, as shown in FIG. 8, the directional direction of the back surface cleaning outer peripheral nozzle 801 may be configured to have an angle 802 toward the wall surface of the ring-shaped member 105, or as shown in FIG. A configuration in which the pointing direction is provided at an angle 902 toward the wall surface of the ring-shaped member 105 may be adopted.
[0112]
With this configuration, the rinsing liquid 602 can be transmitted along the wall surface of the ring-shaped member 105 to reach the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, and the rinsing liquid 602 is placed on the ring-shaped member 105 at the position of the ring-shaped member 105 itself. Can be supplied.
[0113]
The semiconductor wafer substrate 101 may have a certain degree of wettability with respect to the rinsing liquid on the back surface thereof depending on the processing history. With this configuration, the rinsing liquid is supplied to the upper part of the ring-shaped member 105 most apart from the vacuum chuck 102. It is possible to more reliably prevent contamination of the vacuum chuck 102.
[0114]
In addition to the position and angle of the nozzle, the discharge shape of the rinse liquid from the nozzle and the spread of the rinse liquid can be arbitrarily set.
[0115]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-321581 described as a prior art also describes that the angle of the back surface cleaning nozzle can be freely adjusted and directed toward the ring-shaped member as the protection means. However, there is no description about cleaning the upper part of the ring-shaped member or supplying the cleaning liquid through the ring-shaped member.
[0116]
In the processing apparatus of the present embodiment, if the rotation speed of the semiconductor wafer substrate 101 is appropriately set, when the rinsing liquid is supplied from the back cleaning outer peripheral nozzle 107, the ring-shaped member 105 The state in which the rinse liquid is held in the gap between the upper part of the semiconductor wafer substrate 101 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 can be maintained. Under this condition, the supply and stop of the rinsing liquid from the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 are repeated, and the rinsing liquid is intermittently supplied to the upper part of the ring-shaped member 105, thereby efficiently cleaning the upper part of the ring-shaped member 105. be able to.
[0117]
That is, in the process of step S4 in FIG. 13, after the rotation speed is set to a predetermined value, the controller 212 controls the valve 211 so that supply and stop of the rinsing liquid from the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 as the second nozzle are repeated. Control.
[0118]
When the discharge time of the rinsing liquid from the back surface cleaning outer peripheral nozzle 107 is short and the discharge is repeated, the rinsing liquid 501 does not exist in the entire area above the ring-shaped member 105 as shown in FIG. As shown in FIG. 10, a state exists partially (shaded portions 1001, 1002, 1003, 1004).
[0119]
In other words, the rinsing liquid supplied from the back surface cleaning outer peripheral nozzle flows in the rotation direction according to the rotation 401 of the semiconductor wafer substrate 101 as droplets held in the gap between the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101. Then, the liquid drops 1001, 1002, 1003, and 1004 in the shaded portion sequentially move. At this time, the amount of the rinsing liquid is gradually reduced since the rinsing liquid is shaken off to the outer periphery. However, by adjusting the rotation speed of the semiconductor wafer substrate 101, the discharge amount of the rinsing liquid, and the discharge timing, the upper part of the ring-shaped member 105 is adjusted. Is performed one or more times. In this case, the supply and removal of the rinsing liquid are repeated in a short period of time, so that it has been found that cleaning is performed very quickly.
[0120]
Further, when the droplets 1001, 1002, 1003, and 1004 move, the droplets move with little remaining on the upper part of the ring-shaped member 105. It has been found that the process can be finished without leaving even a droplet of the rinsing liquid on the upper part of the ring-shaped member 105. Thus, the semiconductor wafer substrate 101 can be finally removed from the vacuum chuck 102 without attaching the rinsing liquid in step S7 in FIG. Even in this case, in order to shorten the discharge time of the rinsing liquid and to surely supply the rinsing liquid between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, the rinsing liquid should be applied to the ring-shaped member 105 as much as possible. It is necessary to supply from a nozzle at a close position.
[0121]
Further, as shown in FIG. 11, the back surface cleaning outer peripheral nozzle 1101 is arranged by tilting the direction 1102 of the back surface cleaning outer peripheral nozzle 1101 so as to discharge the rinsing liquid in accordance with the rotation direction 401 of the semiconductor wafer substrate 101. Is preferred.
[0122]
This is because, in FIG. 5, in order for the rinsing liquid to spread over the entire upper portion of the ring-shaped member 105, it is necessary to move the rinsing liquid by rotating the semiconductor wafer substrate 101. By providing the rinsing liquid with a speed corresponding to the rotation direction of the substrate 101, the rinsing liquid can be more quickly supplied to the entire region above the ring-shaped member 105.
[0123]
Alternatively, as shown in FIG. 10, even when the supply time of the rinsing liquid is shortened so that the rinsing liquid is partially held above the ring-shaped member 105, the rinsing liquid is preliminarily rotated in the rotation direction by this configuration. By providing a speed corresponding to 401, it is possible to more reliably carry the rinsing liquid around the entire upper portion of the ring-shaped member 105.
[0124]
Further, when the rinsing liquid comes into contact with the rotating semiconductor wafer substrate 101, the mutual velocities thereof become close to each other and splashing hardly occurs, so that contamination of the vacuum chuck 102 and the semiconductor wafer substrate 101 can be prevented.
[0125]
Further, as shown in FIG. 11, it is preferable to arrange a plurality of outer peripheral cleaning nozzles 1101 and 1103 along the ring-shaped member 105. Further, similarly to the back surface cleaning outer peripheral nozzle 1101, it is preferable that the direction 1104 of the back surface cleaning outer peripheral nozzle 1103 coincides with the rotation direction 1102 of the semiconductor wafer substrate 101. As shown in FIG. 10, when the rinsing liquid is transferred to the outer peripheral portion along with the rotation of the semiconductor wafer substrate 101, as the rinsing liquid moves away from the back surface cleaning outer peripheral nozzles 1101 and 1103, 1001, 1002, 1003, 1004, and The amount of the droplet held between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the ring-shaped member 105 is reduced. Therefore, depending on the wettability of the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 with the rinsing liquid, the liquid droplets may disappear before being supplied to the entire periphery of the upper portion of the ring-shaped member 105. With this configuration, by supplying the rinsing liquid from the plurality of back surface cleaning outer peripheral nozzles 1101 and 1103, the entire periphery of the upper portion of the ring-shaped member 105 can be more reliably cleaned.
[0126]
FIG. 11 shows a configuration in which the back surface cleaning outer peripheral nozzles 1101 and 1103 are provided inside the ring-shaped member 105, but it is naturally possible to provide a configuration provided outside the ring-shaped member 105.
[0127]
Also, in the processing apparatus of Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-321581 described as a conventional technique, a configuration in which the angle of the back surface cleaning nozzle is directed in the rotation direction of the substrate, and a configuration in which a plurality of nozzles are arranged in a circumferential direction are described. I have. However, the purpose is to efficiently clean the back surface of the substrate to be processed, and there is no description on cleaning of the upper portion of the ring-shaped member of the present invention.
[0128]
Further, the processing apparatus of this embodiment has the controller 212 that can adjust the number of rotations of the motor 202, the amount of the rinsing liquid, and the timing of the valve as described above, and also controls the state of the back surface of the semiconductor wafer substrate 101. It is more preferable to use a transparent member so as to allow observation from the lateral direction or to create a transparent viewing window. This can be adjusted by using a transparent temporary substrate for cleaning the back surface of the semiconductor wafer substrate. However, as described above, the condition slightly changes due to the wettability of the semiconductor wafer substrate with the rinse liquid. Therefore, it is preferable to adjust the liquid amount, timing, and the like in the substrate in the actual process.
[0129]
If the distance 308 between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 shown in FIG. 3 is too small, the rinsing liquid on the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 will not easily pass through the gap, and In some cases, the droplets collide with the member 105 and generate droplets to contaminate the vacuum chuck.
[0130]
Therefore, in order to prevent the above-mentioned contamination and to perform cleaning by forming droplets held by surface tension in the gap between the upper portion of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101, The distance 308 between the upper part of the shape member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 is preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less. The most preferable interval 308 or its range changes depending on the wettability of the back surface of the substrate to be processed (here, a semiconductor wafer substrate) with a cleaning liquid (here, a rinsing liquid). When an insulator such as alumina, or a semiconductor such as SiC, Si, GaAs, InP, or GaN is used as a cleaning solution of pure water or various organic solvents, the upper surface of the ring-shaped member 105 and the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 are removed. Is set to 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, the cleaning by the operation of the present invention can be reliably performed even if the state of the back surface of the substrate changes with the process of the substrate.
[0131]
As described above, an example of the embodiment of the present invention has been described. However, for example, as shown in FIG. 12, a configuration in which the ring-shaped members 1201 and 1202 are arranged at predetermined intervals may be used. By arranging the double ring-shaped members 1201 and 1202 in this manner, the developer flowing from the front surface to the back surface of the semiconductor wafer substrate 101 flows down between the double ring-shaped members 1201 and 1202. In addition, there is an effect that the pool of the developer on the ring-shaped members 1201 and 1202 is reduced, and the cleaning becomes easy.
[0132]
In addition, the back surface cleaning outer peripheral nozzles 1203 and 1204 may be arranged on each of the ring-shaped members 1201 and 1202. In other words, the back surface cleaning outer peripheral nozzle 1203 is disposed inside and near the ring member 1201 on the inner peripheral side of the ring member 1202, and the back surface cleaning outer peripheral nozzle 120 is disposed between the outer ring member 1202 and the ring member 1201. 1204 may be arranged. By arranging the back surface cleaning outer peripheral nozzle corresponding to the second nozzle on each of the plurality of ring members in this manner, the upper part of each ring member can be reliably cleaned.
[0133]
Further, in the present embodiment, an example in which the processing method of the present invention is applied to a developing device incorporated in a semiconductor substrate processing system has been described. However, the present invention is not limited to the developing device. Needless to say, the present invention can be applied to a case where a surface treatment such as a resist coating treatment and an etching treatment is performed. In that case, the processing liquid is a solution containing a resist or an etching liquid, and the cleaning liquid is an organic solvent or a mixture thereof in addition to water, if necessary.
[0134]
In particular, in the case of a resist coating apparatus, the ring-shaped member is contaminated by the resist droplets while having the effect of preventing the resist droplets from entering during the resist coating. The cleaning method of the ring-shaped member of the present configuration makes it possible to wash the resist droplets attached to the upper portion of the ring-shaped member. Therefore, when the semiconductor wafer substrate is removed from the vacuum chuck, the resist droplets are sprayed from the ring-shaped member to the semiconductor wafer substrate. A resist coating device that does not adhere can be provided.
[0135]
In the case of an etching processing apparatus, a corrosive processing liquid is often used, and it is particularly preferable to prevent contamination on the back surface of the semiconductor wafer substrate by the structure of the present invention.
[0136]
Also, as the substrate to be processed, a semiconductor substrate such as Si, GaAs, GaN, or InP substrate can be used. However, the substrate is not limited to the semiconductor substrate, and may be a glass substrate for LCD, a quartz substrate, a sapphire substrate, or the like. Also, the present invention can be applied to the case of processing a resin (plastic) substrate or the like.
[0137]
In particular, when the substrate to be processed is a large LCD substrate or the like, the vacuum chuck as the holding means becomes large, and the diameter of the ring-shaped member as the protection means surrounding it becomes large. Therefore, the probability that contamination on the ring-shaped member remains will increase, and prevention of substrate contamination by cleaning the ring-shaped member according to the structure of the present invention is particularly effective.
[0138]
Further, when the shape of the substrate to be processed deviates from a circle and becomes a quadrangle, the processing liquid is easily spilled at the time of applying the processing liquid, and cleaning of the contamination on the ring-shaped member becomes more important, and the structure of the present invention is effective. It is.
[0139]
Further, in the present embodiment, a ring-shaped member having a cylindrical structure is used as the protection means, but a shape having a shape different from a circle as viewed from above, such as a polygon, may be used. Alternatively, the protective means may be partially interrupted and not completely ring-shaped. Further, it is also possible to adopt a structure in which the diameter of the protection means changes in the vertical direction, for example, a part of a conical shape.
[0140]
In the present embodiment, for example, in FIGS. 1 to 10, the back surface cleaning outer peripheral nozzles 107 and 109 as the second nozzles are arranged in the same radial direction with respect to the back surface cleaning nozzle 106 as the first nozzle. Although it is arranged, the radial direction may be different. For example, a position where the radial direction is different from the back surface cleaning nozzle 106 in FIG. The second nozzle may be arranged at a position where the second nozzle is provided.
[0141]
【The invention's effect】
As is clear from the above, according to the processing apparatus of the present invention, in the processing apparatus including the step of supplying the processing liquid to the back surface of the substrate to be processed and cleaning, the periphery of the holding means is provided below the substrate to be processed. It is possible to reliably clean the upper part of the protective means formed so as to surround, thereby providing a structure of the processing apparatus in which dirt does not adhere to the substrate to be processed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a main part of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a cross-sectional structure of the processing apparatus.
FIG. 3 is a diagram for explaining the wraparound of the developer onto the semiconductor wafer substrate.
FIG. 4 is a diagram for explaining cleaning of the back surface of the semiconductor wafer substrate by the back surface cleaning nozzle.
FIG. 5 is a diagram for explaining holding of a rinsing liquid on an upper portion of a ring-shaped member.
FIG. 6 is a view for explaining the directing direction of a back surface cleaning outer peripheral nozzle located inside a ring-shaped member.
FIG. 7 is a view for explaining the directing direction of a back surface cleaning outer peripheral nozzle located outside a ring-shaped member.
FIG. 8 is a view for explaining a back surface cleaning outer peripheral nozzle in contact with the ring-shaped member located inside the ring-shaped member.
FIG. 9 is a view for explaining a back surface cleaning outer peripheral nozzle in contact with the ring-shaped member located outside the ring-shaped member.
FIG. 10 is a view for explaining holding of the rinsing liquid on the upper part of the ring-shaped member in different forms.
FIG. 11 is a diagram for explaining different directivity directions of the back surface cleaning outer peripheral nozzle.
FIG. 12 is a view for explaining a configuration of a processing apparatus according to another embodiment of the present invention, in which a ring-shaped member is doubly arranged.
FIG. 13 is a flowchart for explaining processing steps.
FIG. 14 is a diagram for explaining a configuration of a conventional processing apparatus.
[Explanation of symbols]
101: semiconductor wafer substrate,
102 ... vacuum chuck,
103: developer supply nozzle,
104: surface cleaning nozzle,
105 ... ring-shaped member,
106 ... back side cleaning nozzle,
107: back surface cleaning outer peripheral nozzle,
109: back surface cleaning outer peripheral nozzle,
108 ... top,
201 ... cup,
202 ... motor,
203 ... rotating shaft,
204: developer supply source
207—rinse liquid supply source,
211 ... valve,
212 ... controller,
306 ... thickness,
307 ... interval,
308 ... interval,
401 ... rotation direction,
501: Rinse solution,
601, 701: back surface cleaning outer peripheral nozzle,
802, 902 ... angle,
1001, 1002, 1003, 1004 ... droplets,
1102, 1103 ... directional directions,
1101, 1103: Back surface cleaning outer peripheral nozzle.

Claims

Holding means for rotatably holding the substrate to be processed,
A protection means positioned below the substrate to be processed held by the holding means and formed to surround the periphery of the holding means;
A first nozzle that is disposed inside the protective means and supplies a cleaning liquid to the back surface of the substrate to be processed;
A processing apparatus, comprising: a second nozzle disposed radially outside of the first nozzle and near the protection means, and supplying a cleaning liquid to an upper portion of the protection means.

The processing device according to claim 1,
The processing apparatus, wherein the second nozzle is located inside the protection means.

The processing device according to claim 1,
The processing apparatus according to claim 1, wherein the second nozzle is located outside the protection means.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus, wherein a distance between the protection means and the second nozzle is 5 mm or less.

The processing device according to claim 1,
The processing apparatus according to claim 1, wherein the second nozzle is arranged and positioned to supply the cleaning liquid from the second nozzle along the side wall of the protection means to an upper part of the protection means.

The processing device according to claim 5,
The processing apparatus, wherein the second nozzle is disposed so as to be in contact with the protection means.

The processing device according to claim 5,
The processing apparatus according to claim 1, wherein the second nozzle is disposed such that a direction of the second nozzle has an angle inclined toward the protection means.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus, comprising: a control unit that controls the second nozzle so that the cleaning liquid is intermittently supplied from the second nozzle.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus, wherein the second nozzle has an arrangement and a posture in which the direction of orientation of the second nozzle is inclined in the rotation direction of the substrate to be processed.

The processing device according to claim 1,
A plurality of the second nozzles,
A processing apparatus, wherein the plurality of second nozzles are arranged at a plurality of positions along an inner circumference or an outer circumference of the protection means.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus, wherein a distance between an upper part of the protection means and a back surface of the substrate to be processed is 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus comprising a processing liquid supply nozzle for supplying a processing liquid comprising a developing liquid to a surface of the substrate to be processed.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus comprising a processing liquid supply nozzle for supplying a processing liquid containing a resist to the surface of the substrate to be processed.

The processing device according to claim 1,
A processing apparatus, comprising: a processing liquid supply nozzle configured to supply a processing liquid for etching a surface of the substrate to be processed to a surface of the substrate to be processed.