JP4813831B2 - 表面処理用ステージ構造 - Google Patents

Description

この発明は、ウェハや液晶表示基板などの基材を表面処理するに際し、基材を設置して回転させるためのステージの構造に関する。

半導体ウェハや液晶表示用のガラス基板等の基材に絶縁膜、有機レジスト、ポリイミド等を被膜する手段としては、スピンコーティング法による塗布、ＣＶＤ、ＰＶＤによる薄膜堆積等の方法が知られている。これら方法によれば膜が基材の外周部にも塗布されるが、この外周部の膜は、中央部とは膜質が違っていたり、運搬時等に割れてパーティクルの原因になったりするおそれがある。

このような外周部の不要な膜を除去するために種々の技術が提案されている。
例えば、特許文献１；特開２００３−２６４１６８号公報に記載のものは、ウェハをステージに設置して吸引チャックし、ステージを回転させながらガス供給ノズルからオゾンとふっ酸からなる反応性ガスをウェハの外周部に吹き付けとともにヒータでウェハの外周部を加熱し、この外周部の不要膜を除去するようになっている。
特開２００３−２６４１６８号公報

発明者らは、ウェハの外周部の加熱によって内側の残置すべき膜に影響が及ばないように、ステージ内に冷却室を設け、この冷却室に水等の冷却用流体を供給することを発案した。この冷却室は、ウェハの外周部のすぐ内側に在るのが効果的であるため、ステージの直径をウェハの直径より僅かに小さくし、ウェハの外周部だけがステージの半径外側に突出するようにするのが好ましい。

一方、ウェハをステージに設置したりステージから取り出したりする際、ウェハの表側面に触れないようにするのが好ましい。それにはフォーク状のロボットアームを用い、これをウェハの下面（裏面）に当てて持ち上げるようにするのが好ましい。しかし、ウェハの外周部の僅かな部分しかステージから突出していないのでは、ウェハの下面にフォークを当てる余地が無い。

そこで、発明者らは、ステージの中央部に小径のセンターパッドを上下動可能に設けることを更に発案した。このセンターパッドをステージから上に突出させた状態で、ウェハをフォーク状ロボットアームにてセンターパッド上に載置し、フォーク状ロボットアームを退避させた後、センターパッドをステージと面一又はそれより引っ込むまで下げると、ウェハをステージ上に載せることができる。処理終了後は、センターパッドを上昇させ、ウェハとステージの間にフォーク状ロボットアームを差し入れることにより、このフォーク状ロボットアームにてウェハを持ち上げ、搬出することができる。

上記のセンターパッド付きのステージにおいては、中心軸上にセンターパッドの上下動機構が配置されることになる。また、センターパッドにはウェハを吸着する機能を付加するのが好ましく、その場合、中心軸上にセンターパッドからの吸引流路も配置されることになる。更に、冷却を必要としない処理ではセンターパッドをそのままステージ代わりにすると便利な場合も考えられ、その場合、中心軸にセンターパッドの回転機構も接続するとよい。

そうすると、ステージにウェハを吸着させるための吸引流路や上記冷却室への冷却流路については、中心軸上に配置するのが困難になり、中心軸から偏芯させて配置せざるを得なくなる。一方、ステージは中心軸の周りに回転するため、ステージと上記偏芯流路との接続をどのように行なうかが問題となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表面処理装置におけるステージの中心軸からずれた位置から冷却等の温調や吸着等の所要の作用を行なうための流体を供給したり排出したり吸引したりしつつステージを回転させることのできる流路構成を実現し、中心軸上にはセンターパッドの進退機構等の他の構成部材を配置可能にすることにある。

本発明は、表面処理されるべきウェハ等の基材に所要（温調（冷却を含む）や吸着等）の作用を及ぼすための流体を通す流路を有する表面処理用ステージ構造であって、
基材が設置される設置面と前記流路のターミナル（温調、吸着等の前記所要の作用を行なう部分）が設けられたステージ本体と、
前記流路のポートが設けられた固定筒と、
前記固定筒に回転可能に挿通されるとともに前記ステージ本体と同軸に連結された回転筒と、
前記回転筒ひいては前記ステージ本体を中心軸まわりに回転させる回転駆動手段と、を備え、
前記流路が、前記固定筒の内周面又は前記回転筒の外周面に形成されて前記ポートに連なる環状路と、前記回転筒に軸方向に延びるように形成された軸方向路と、前記ステージ本体及び回転筒の外部に設けられた中継管とを含み、前記軸方向路の前記ステージ本体とは反対側の端部が前記環状路と連なり、前記軸方向路の前記ステージ本体側の端部が前記回転筒の外周面に達して前記中継管の一端部に連なり、前記中継管の他端部が前記ターミナルと連なっていることを特徴とする。
これによって、ウェハ等の基材に温調、吸着等の所要の作用を及ぼすための流体を、ステージの中心からずれた位置で流通させながらステージを回転させることができ、中心軸上には例えばセンターパッドの進退機構等の他の構成部材を配置するスペースを確保することができる。

前記表面処理が、基材の外周部を局所加熱するとともにこの局所加熱箇所に反応性ガスを接触させ、前記外周部の膜を除去するものであり、前記基材の前記外周部が前記ステージ本体の前記設置面から径方向外側に突出され、前記流路に、基材を冷却するための流体が通され、前記ターミナルが、前記ステージ本体の内部の前記回転筒より径方向外側において前記基材を冷却する室又は路であり、前記中継管の前記他端部が前記ステージ本体の前記回転筒より径方向外側の部分に配置されていことが好ましい。
これによって、前記所要の作用として基材の冷却を行なうことができる。

前記冷却用の流路構成において、前記固定筒の内周面又は前記回転筒の外周面における前記環状路を挟んで両側には環状のシール溝が形成され、
各シール溝には、前記環状路に向いて開口する断面コ字状のガスケットが収容されていることが好ましい。
これによって、前記冷却流体が、前記固定筒の内周面と前記回転筒の外周面の間のクリアランスを介して前記環状シール溝に入り込んだ場合、その流体圧（正圧）が断面コ字状のガスケットの開口を拡開する方向に働き、ガスケットを環状シール溝の内周面に押し当てることができる。この結果、シール圧を確実に得ることができ、冷却流体のリークを確実に防止することができる。

例えば、前記ターミナルが、前記設置面に形成された吸着溝であり、前記ポートが、真空引きされる。
これによって、前記所要の作用として基材の吸着を行なうことができる。

前記吸着用の流路構成において、前記固定筒の内周面又は前記回転筒の外周面における前記環状路を挟んで両側には環状のシール溝が形成され、
各シール溝には、前記環状路とは逆側に向いて開口する断面コ字状のガスケットが収容されていることが好ましい。
これによって、前記吸着用の流路の負圧が、前記固定筒の内周面と前記回転筒の外周面の間のクリアランスを介して前記環状のシール溝に及んだ場合、この負圧は、断面コ字状のガスケットの背部に作用してガスケットを拡開させようとし、その結果、ガスケットが環状シール溝の内周面に押し当てられ、リークを確実に防止することができる。

例えば、前記ステージ本体の中央部にセンターパッドが配置され、前記回転筒の内側には前記センターパッドに連なるパッドシャフトが収容されているのが好ましい。このパッドシャフトを介して前記センターパッドが軸方向に進退されることが好ましい。パッドシャフトを介して前記センターパッドが回転されるようになっていてもよい。パッドシャフトには、前記センターパッドを進退させるパッド進退機構やセンターパッドを回転させるパッド回転機構の一部又は全部が組み込まれているのが好ましい。前記センターパッドにも基材を吸着する吸着溝が形成されており、前記パッドシャフトには前記センターパッドの吸着溝に連なる吸引路が設けられていてもよい。

本発明によれば、ウェハ等の基材に所要の作用を及ぼすための流体を、ステージの中心からずれた位置で流通させながらステージを回転させることができ、中心軸上には例えばセンターパッドの進退機構等の他の構成部材を配置するスペースを確保することができる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る表面処理装置を示したものである。この表面処理装置の処理対象基材は、例えば半導体ウェハＷである。図１の仮想線に示すように、ウェハＷは円盤状になっている。図５（ａ）に示すように、ウェハＷの上面（表側面）には成膜が施されている。この実施形態では、膜種の異なる２以上の膜が積層されている。例えば、ウェハＷ上にＳｉＯ_２やＳｉＮ等の無機物からなる膜ｆ１が被膜され、その上にフォトレジスト等の有機物からなる膜ｆ２が被膜されている。

膜ｆ１，ｆ２は、ウェハＷの外周部にまで及んでいる。このウェハＷの外周部の膜ｆ１ａ，ｆ２ａは、運搬時等にパーティクルの原因となりやすい。本実施形態の表面処理装置は、上記ウェハＷの外周の膜ｆ１ａ，ｆ２ａを不要物として、これを除去するものである。

図１及び図２に示すように、表面処理装置は、ウェハＷを設置するステージ１０と、ステージ１０の一側に配置された有機膜用処理ヘッド２０と、反対側に配置された無機膜用処理ヘッド３０とを備えている。

有機膜用処理ヘッド２０は、ステージ１０の外周部の上側の処理位置（図１及び図２の実線）とそこから径方向外側に離間した退避位置（図１及び図２の仮想線）との間で進退可能になっている。有機膜用処理ヘッド２０には、吹出しノズル２１と、吸引ノズル２２と、レーザ照射器２３が設けられている。吹出しノズル２１にはオゾン等の対有機膜反応性ガスの供給源（図示せず）が接続されている。有機膜用処理ヘッド２０が処理位置のとき、吹出しノズル２１が、ウェハＷの外周部の接線方向に略沿ってウェハＷの外周部の一箇所（被処理位置）に向くように配置されている。吸引ノズル２２は、上記接線方向に略沿うとともに吹出しノズル２１の反対側から上記被処理位置に向くように配置されている。レーザ照射器２３は、吹出しノズル２１と吸引ノズル２２の間の上方から上記被処理位置に向けられて配置されており、レーザを上記被処理位置に向けて収束照射するようになっている。レーザ照射器２３に代えて赤外線照射器を用いることしてもよい。

ステージ１０の周方向に有機膜用処理ヘッド２０から例えば１８０度離れて無機膜用処理ヘッド３０が配置されている。無機膜用処理ヘッド３０は、後記センターパッド１２の突出位置に対応する高さにおいて、センターパッド１２に近づいた処理位置（図１及び図２の仮想線）と、遠ざかった退避位置（図１及び図２の実線）との間で進退可能になっている。

図１に示すように、無機膜用処理ヘッド３０は、平面視円弧形状になっている。図２に示すように、無機膜用処理ヘッド３０のステージ１０側を向く面には水平に切り込みが形成され、この切り込みがウェハＷを差し込む差し込み口３１になっている。差し込み口３１の奥端は拡開され、断面が円形の案内路３２になっている。この案内路３２の内部にウェハＷの外周部が位置されるようになっている。案内路３２の断面形状は、円形に限らず、半円形でもよく、四角形でもよく、大きさも適宜設定できる。差し込み口３１と案内路３２は、無機膜用処理ヘッド３０の長さ方向の全長にわたって平面視円弧状に延びている。

図示は省略するが、案内路３２の延び方向の一端部には、一対の電極を有する大気圧プラズマ放電装置が接続され、他端部には排気路が連なっている。プラズマ放電装置は、窒素、酸素、フッ素系等の無機膜ｆ１の成分に応じたガスを電極間の大気圧プラズマ放電空間でプラズマ化し、案内路３２に導入するようになっている。

図１及び図２に示すように、表面処理装置のステージ１０は、ステージ本体１１と、センターパッド１２と、軸アッセンブリ１３，５０，６０を備えている。

ステージ本体１１は、水平な円盤形状をなしている。ステージ本体１１の上面が、ウェハＷを設置する設置面を構成している。ステージ本体１１の直径は、ウェハＷの直径より僅かに小さい程度であり、このステージ本体１１上にウェハＷを設置すると、ウェハＷの外周部がステージ本体１１の外周部から数ｍｍだけ（例えば３〜５ｍｍ程度）突出するようになっている。ステージ本体１１の内部には、環状の冷却室１１ａが形成されている。環状冷却室１１ａにはウェハＷ冷却用の流体として水が溜められ、適宜流通・循環するようになっている。環状冷却室１１ａは、ウェハＷに冷熱を作用させる正圧の流体ターミナルを構成している。冷却用流体は、水に代えて他の液体でもよく空気などの気体でもよい。

ステージ本体１１の上面には吸着溝１１ｂが形成されている。吸着溝１１ｂは、ウェハＷに吸着力を作用させる負圧の流体ターミナルを構成している。

ステージ本体１１の中央部には凹部１１ｃが形成され、この凹部１１ｃにセンターパッド１２が収容されている。センターパッド１２は、ステージ本体１１及びウェハＷより十分に小径の円盤形状をなし、ステージ本体１１と同心軸Ｌｃ上に配置されている。図示は省略するが、センターパッド１２の上面にもウェハＷを吸着するための吸着溝が設けられている。

図２に示すように、ステージ本体１１及びセンターパッド１２の下部には、これらを支持する軸アッセンブリが設けられている。軸アッセンブリは、中央のパッドシャフト１３と、その外側の回転筒５０と、更にその外側の固定筒６０とを備えている。図２及び図４に示すように、これらパッドシャフト１３と回転筒５０と固定筒６０は、ステージ本体１１及びセンターパッド１２と同じ中心軸Ｌｃを中心にして同心円状に配置されている。

パッドシャフト１３は、中心軸Ｌｃに沿って垂直に延びている。このパッドシャフト１３の上端部にセンターパッド１２が連結固定されている。パッドシャフト１３の下端部は、パッド駆動ユニット１４に連結されている。図示は省略するが、パッドシャフト１３及びパッド駆動ユニット１４の内部には、センターパッド１２の上面の吸着溝から延びる吸引経路が設けられ、この吸引経路の下端ポートがパッド駆動ユニット１４に開口され、このポートに真空ポンプ等を含む吸引手段が接続されている。センターパッド１２の上面にウェハＷを載せ、上記吸引手段を駆動することにより、ウェハＷがセンターパッド１２に吸着チャックされるようになっている。また、パッド駆動ユニット１４には、パッドシャフト１３を昇降させる昇降駆動系が設けられている。昇降駆動系によるパッドシャフト１３の昇降によって、センターパッド１２が、ステージ本体１１より上に突出する突出位置（図２の仮想線）と、ステージ本体１１の凹部１１ｃ内に収容される収容位置（図２の実線）との間で上下に進退されるようになっている。収容位置のときのセンターパッド１２の上面は、ステージ本体１１の上面より僅かに（数ｍｍ）引っ込んでいる。さらに、パッド駆動ユニット１４にはパッドシャフト１３ひいてはセンターパッド１２を回転させる回転駆動系が設けられている。

パッドシャフト１３は、回転筒５０に昇降可能かつ回転可能に挿通され支持されている。
回転筒５０の主要部は、全周にわたって等厚の円筒形になっており、垂直に延びている。回転筒５０の上端部は、ステージ本体１１に連結固定されている。回転筒５０の下端部は、プーリ４４、タイミングベルト４３、プーリ４２、変速機４１を順次介して回転駆動モータ４０（回転駆動手段）に連結されている。回転駆動モータ４０によって回転筒５０が回転され、ひいてはステージ本体１１が回転されるようになっている。

回転筒５０は、固定筒６０の内部に軸受けＢを介して回転可能に挿通、支持されている。
固定筒６０は垂直な円筒形をなし、装置フレームＦに固定されている。固定筒６０は、少なくとも内周面が断面円形であればよい。固定筒６０は、回転筒５０より低くなっており、固定筒６０から回転筒５０の上端部が突出し、その上にステージ本体１１が配置されている。

回転筒５０及び固定筒６０には、ステージ本体１１の環状冷却室１１ａをターミナルとする冷却流路と、吸着溝１１ｂをターミナルとする吸引流路とが設けられている。

冷却流路の往路は、次のように構成されている。
図２、図３、図４（ｃ）に示すように、固定筒６０の外周面には、冷却水ポート６１ａが形成されている。図示しない冷却用水供給源から冷却往路管８１が延び、ポート６１ａに接続されている。ポート６１ａから連絡路６１ｂが固定筒６０の半径内側方向へ延びている。
図４（ｃ）に示すように、固定筒６０の内周面には全周にわたる溝状の環状路６１ｃが形成されている。この環状路６１ｃの周方向の一箇所に連絡路６１ｂが連なっている。

図２及び図３に示すように、環状路６１ｃを挟んで上下両側の固定筒６０の内周面には、環状シール溝６１ｄが全周にわたって形成されている。図３に示すように、環状シール溝６１ｄには、環状の冷却往路用ガスケット７１が収容されている。ガスケット７１の断面形状は、コ字状（Ｃ字状）になっており、その開口が環状路６１ｃの側を向くように配置されている。ガスケット７１の外周面には潤滑処理を施すのが好ましい。

図２及び図３に示すように、回転筒５０には、上下に真っ直ぐ延びる軸方向路５１ａが形成されている。図３及び図４（ｃ）に示すように、軸方向路５１ａの下端部は、連通路５１ｂを介して回転筒５０の外周面に開口されている。連通路５１ｂは、環状路６１ｃと同じ高さに位置し、環状路６１ｃに連通している。連通路５１ｂは、回転筒５０の回転に応じて周方向の位置が変わるが、３６０度にわたって常に環状路６１ｃとの連通状態を維持する。

図２に示すように、軸方向路５１ａの上端部は、回転筒５０の外周面のコネクタ９１Ａを介して外部の中継管９１Ｐに連なっている。この中継管９１Ｐが、ステージ本体１１の下面のコネクタ９１Ｂを介して環状冷却室１１ａに連なっている。

冷却流路の復路は、次のように構成されている。
図２に示すように、ステージ本体１１の下面には、往路用コネクタ９１Ｂとは１８０度反対側にコネクタ９２Ｂが設けられている。ステージ本体１１の環状冷却室１１ａが、このコネクタ９２Ｂを介して外部の中継管９２Ｐに連なっている。中継管９２Ｐは、回転筒５０の上側部の外周に設けられたコネクタ９２Ａに接続されている。

図２に示すように、回転筒５０には、上下に真っ直ぐ延びる軸方向路５２ａが形成されている。図４（ｂ）に示すように、軸方向路５２ａは、往路の軸方向路５１ａとは１８０度反対側に配置されている。この軸方向路５２ａの上端部が、コネクタ９２Ａに連なっている。
図２及び図４（ｂ）に示すように、軸方向路５２ａの下端部は、連通路５２ｂを介して回転筒５０の外周面に開口されている。連通路５２ｂは、往路の連通路５１ｂとは１８０度反対側でかつ連通路５１ｂより上側に配置されている。連通路５２ｂは、回転筒５０の回転に応じて軸方向路５２ａと一緒に中心軸Ｌｃのまわりに回転することになる。

固定筒６０の内周面には全周にわたる溝状の環状路６２ｃが形成されている。この環状路６２ｃは、往路の環状路６１ｃより上側で、かつ連通路５２ｂと同じ高さに位置し、周方向の一箇所で連通路５２ｂと連結されている。連通路５２ｂは、回転筒５０の回転に伴って周方向の位置が変わるが、３６０度にわたって常に状路６２ｃとの連通状態を維持する。

図２及び図３に示すように、環状路６２ｃを挟んで上下両側の固定筒６０の内周面には、冷却復路用環状シール溝６２ｄが全周にわたって形成されている。図３に示すように、シール溝６２ｄには、環状の冷却復路用ガスケット７２が収容されている。ガスケット７２の断面形状は、コ字状（Ｃ字状）になっており、その開口が環状路６２ｃの側を向くように配置されている。ガスケット７２の外周面には潤滑処理を施すのが好ましい。

図２、図３、図４（ｂ）に示すように、固定筒６０には環状路６２ｃから半径外側に延びる連絡路６２ｂと、この連絡路６２ｂに連なる排水ポート６２ａが形成されている。ポート６２ａは、固定筒６０の外周面に開口されている。このポート６２ａから冷却復路管８２が延びている。連絡路６２ｂとポート６２ａは、往路の連絡路６１ｂ及びポート６１ａと同じ周方向位置であってそれらより上側に配置されている。

吸引流路は、次のように構成されている
図２、図３、図４（ａ）に示すように、冷却復路のポート６２ａより上側の固定筒６０の外周面には、吸引ポート６３ａが形成されている。図示しない真空ポンプ等を含む吸引源から吸引管８３が延び、ポート６３ａに接続されている。ポート６３ａから連絡路６３ｂが固定筒６０の半径内側方向へ延びている。
図４（ａ）に示すように、固定筒６０の内周面には全周にわたる溝状の吸引用環状路６３ｃが形成されている。この環状路６３ｃの周方向の一箇所に連絡路６３ｂが連なっている。

図２及び図３に示すように、環状路６３ｃを挟んで上下両側の固定筒６０の内周面には、吸引用環状シール溝６３ｄが全周にわたって形成されている。図３に示すように、シール溝６３ｄには、環状の吸引用ガスケット７３が収容されている。ガスケット７３の断面形状は、上記冷却往復路のガスケット７１，７２と同様にコ字状（Ｃ字状）になっているが、その向きは上記ガスケット７１，７２とは異なり、開口が環状路６３ｃの側とは反対側を向くように配置されている。ガスケット７３の外周面には潤滑処理を施すのが好ましい。

図２に示すように、回転筒５０には、上下に真っ直ぐ延びる吸引用軸方向路５３ａが形成されている。図４（ａ）に示すように、軸方向路５３ａの下端部は、連通路５３ｂを介して回転筒５０の外周面に開口されている。連通路５３ｂは、環状路６３ｃと同じ高さに位置し、吸引用環状路６３ｃに連通している。連通路５３ｂは、回転筒５０の回転に応じて周方向の位置が変わるが、３６０度にわたって常に吸引用環状路６３ｃとの連通状態を維持する。
軸方向路５３ａ及び連通路５３ｂは、冷却往復路の軸方向路５１ａ，５２ａ及び連通路５１ｂ，５２ｂに対し周方向に９０度ずれた位置に配置されている。

図２に示すように、軸方向路５３ａの上端部は、回転筒５０の外周面のコネクタ９３Ａを介して外部の中継管９３Ｐに連なっている。この中継管９３Ｐが、ステージ本体１１の下面のコネクタ９３Ｂを介して吸着溝１１ｂに連なっている。

上記構成の表面処理装置を用いてウェハＷの外周の不要膜ｆ１ａ，ｆ２ａを除去する動作を説明する。
処理すべきウェハＷを、図示しないフォーク状ロボットアームでカセットからピックアップし、アライメント機構にてアライメント（芯出し）する。アライメント後のウェハＷを上記フォーク状ロボットアームで水平に持ち上げ、突出位置（図２の仮想線）に位置させておいたセンターパッド１２に載置する。センターパッド１２はウェハＷより十分に小径であるので、フォーク状ロボットアームの取りしろを十分に確保することができる。ウェハＷをセンターパッド１２に載置した後、フォーク状ロボットアームを退避させる。また、センターパッド１２用の吸引機構を駆動し、ウェハＷをセンターパッド１２に吸着チャックする。

次いで、パッド駆動ユニット１４の昇降駆動系によってセンターパッド１２を、上面がステージ１０と面一になるまで下降させる。これにより、ステージ１０の上面にウェハＷが当接される。ここで、センターパッド１２の吸着を解除し、センターパッド１２を更に数ｍｍ下降させて収容位置（図２の実線）に位置させるとともに、真空ポンプ等の吸引源を駆動することにより、吸引圧を、吸引管８３、ポート６３ａ、連絡路６３ｂ、環状路６３ｃ、連通路５３ｂ、軸方向路５３ａ、コネクタ９３Ａ、中継管９３Ｐ、コネクタ９３Ｂを順次経て、吸着溝１１ｂに導入する。これによって、ウェハＷをステージ１０に吸着でき、しっかりと保持することができる。そして、回転駆動モータ４０を駆動し、回転筒５０及びステージ１０を一体に回転させ、ひいてはウェハＷを回転させる。これにより、回転筒５０の内部の連通路５３ｂが、固定筒６０の環状路６３ｃの周方向に回転移動することになるが、連通路５３ｂと環状路６３ｃとの連通状態は常に維持される。したがって、回転時においてもウェハＷの吸着状態を維持することができる。

図３に拡大して示すように、吸引流路の吸引圧は、連通路５３ｂと環状路６３ｃとの連通部分からその上下の回転筒５０の外周面と固定筒６０の内周面の間のクリアランスを経て、シール溝６３ｄの内周面とガスケット７３の間にも作用する。この吸引圧は、断面コ字状のガスケット７３を拡開させる方向に働く。したがって、吸引圧が大きければ大きいほど、ガスケット７３が、シール溝６３ｄの内周面に強く押し付けられ、シール圧が大きくなる。これによって、回転筒５０の外周面と固定筒６０の内周面の間のクリアランスからリークが起きるのを確実に防止することができる。

ステージ１０の回転開始と前後して、有機膜用処理ヘッド２０を退避位置（図１及び図２の仮想線）から処理位置（図１及び図２の実線）に前進させる。そして、レーザ照射器２３からレーザをウェハＷの外周部の一箇所に収束照射して局所加熱するとともに、オゾン等の対有機膜反応性ガスを吹出しノズル２１から吹き出し、ウェハＷの外周の上記局所加熱された箇所に接触させる。これにより、図５（ｂ）に示すように、外周の有機膜ｆ２ａを効率的にエッチングし除去することができる。処理済みガスや副生成物は、吸引ノズル２２にて吸引し排気する。

この有機膜除去処理時には、ステージ本体１１の環状冷却室１１ａに冷却水を供給する。すなわち、冷却水供給源の冷却水を、往路管８１、ポート６１ａ、連絡路６１ｂ、環状路６１ｃ、連通路５１ｂ、軸方向路５１ａ、コネクタ９１Ａ、中継管９１Ｐ、コネクタ９１Ｂを順次経て、環状冷却室１１ａに供給する。これによって、ステージ本体１１及びその上のウェハＷの外周部より内側の部分を冷却することができる。レーザ照射による熱がウェハＷの外周部から半径内側に伝わって来ても速やかに吸熱することができ、ウェハＷの外周部より内側の部分が温度上昇を来たすのを防止することができる。これによって、ウェハＷの外周部より内側の部分の膜ｆ１，ｆ２にダメージが及ぶのを防止することができる。
上記の冷却水は、環状冷却室１１ａ内を流通した後、コネクタ９２Ｂ、中継管９２Ｐ、コネクタ９２Ａ、軸方向路５２ａ、連通路５２ｂ、環状路６２ｃ、連絡路６２ｂ、ポート６２ａを順次経て、冷却復路管８２から排出される。

ステージ１０の回転により回転筒５０の内部の連通路５１ｂも環状路６１ｃの周方向に回転移動することになるが、連通路５１ｂは、その回転位置に拘わらず環状路６１ｃとの連通状態を常に維持する。同様に、連通路５２ｂも環状路６２ｃの周方向に回転移動することになるが環状路６１ｃとの連通状態は常に維持される。これによって、ステージ１０の回転中も冷却水の流通が維持される。

図３に拡大して示すように、冷却往路の冷却水は、連通路５１ｂと環状路６１ｃとの連通部分からその上下の回転筒５０の外周面と固定筒６０の内周面の間のクリアランスを経て、環状シール溝６１ｄの内部にも流入し、更に、断面コ字状のガスケット７１の開口の内部に流入する。この冷却水の圧力によって断面コ字状のガスケット７１が拡開され、シール溝６１ｄの内周面に押し付けられる。これによって、ガスケット７１のシール圧を確実に得ることができ、冷却水が漏れるのを防止することができる。同様の作用は、冷却復路のガスケット７２でも得ることができる。
ステージ１０が少なくとも一回転することにより、ウェハＷの外周の全周の有機膜ｆ２ａを除去することができる。

有機膜ｆ２ａの除去処理が終了したときは、吹出しノズル２１からのガス吹出し及び吸引ノズル２２からの吸引を停止し、有機膜用処理ヘッド２０を退避位置へ退避させる。
また、パッド駆動ユニット１４の昇降駆動系によってセンターパッド１２を少し上昇させてウェハＷの下面に当て吸着する一方、ステージ本体１１によるウェハＷの吸着を解除する。そして、上記昇降駆動系によってセンターパッド１２を突出位置まで上昇させる。

続いて、無機膜用処理ヘッド３０を退避位置（図１及び図２の実線）から処理位置（図１及び図２の仮想線）に前進させる。これにより、無機膜用処理ヘッド３０の差し込み口３１にウェハＷが差し入れられ、案内路３２の内部にウェハＷの外周部が位置される。ウェハＷがセンターパッド１２で持ち上げられているので、処理位置の無機膜用処理ヘッド３０は、ステージ本体１１より上方に離すことができ、ステージ本体１１との干渉を避けることができる。

そして、図示しないプラズマ放電装置にて窒素、酸素、フッ素系等の無機膜ｆ１の成分に応じたガスをプラズマ化し、このプラズマガスを案内路３２の延び方向の一端部に導入する。このプラズマガスが案内路３２を通りながらウェハＷの外周部の無機膜ｆ１ａと反応し、これにより、図５（ｃ）に示すように、無機膜ｆ１ａをエッチングし除去することができる。処理済みガスや副生成物は、案内路３２の他端から図示しない排気路を経て排出される。

併行して、パッド駆動ユニット１４の回転駆動系によってセンターパッド１２を回転させる。センターパッド１２が少なくとも一回転することにより、ウェハＷの外周の全周の無機膜ｆ１ａを除去することができる。

無機膜ｆ２ａの除去処理が終了したときは、プラズマ放電装置からのプラズマ供給を停止し、無機膜用処理ヘッド３０を退避位置へ退避させる。次いで、ウェハＷとステージ１０の間にフォーク状ロボットアームを差し入れる。このフォーク状ロボットアームをセンターパッド１２より半径外側のウェハＷの下面に当てるとともに、センターパッド１２の吸着を解除する。これにより、ウェハＷをフォーク状ロボットアーム上に移し変え、搬出する。

この表面処理装置のステージ構造によれば、ステージ本体１１の冷却流路や吸引流路を中心軸Ｌｃから半径方向に離して配置可能になっているため、中心部にはセンターパッド１２を昇降、回転等する機構やセンターパッド１２向けの吸引流路を配置するスペースを十分に確保することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。
例えば、表面処理装置は、有機膜等の一種類の膜だけを除去するものであってもよい。その場合、無機膜用処理ヘッド３０は当然不要である。また、センターパッド１２のための回転駆動系も不要である。
固定筒６０の内周面に代えて回転筒５０の外周面に溝状の環状路６１ｃ，６２ｃ，６３ｃを形成することにしてもよい。
ステージ本体１１に冷却流路のターミナルとして、環状冷却室１１ａに代えて、同心多重円状、放射状、渦巻き状等の冷却路を形成してもよい。
ステージのウェハ設置面は上を向いていなくてもよく、軸Ｌｃは、垂直でなくてもよい。

本発明は、半導体製造分野においてウェハの外周部の不要膜を除去するのに適用可能である。

本発明の一実施形態に係る表面処理装置の平面図である、 上記表面処理装置の縦断面図である。 上記表面処理装置の固定筒と回転筒の境部分を拡大して示す縦断面図である。 図３のIVA-IVA線に沿う上記表面処理装置の軸アッセンブリの水平断面図である。 図３のIVB-IVB線に沿う上記表面処理装置の軸アッセンブリの水平断面図である。 図３のIVC-IVC線に沿う上記表面処理装置の軸アッセンブリの水平断面図である。 ウェハの外周部を拡大して示す断面図であり、（ａ）は、処理前の状態を示し、（ｂ）は、有機膜を除去した状態を示し、（ｃ）は、更に無機膜を除去した状態を示す。

符号の説明

Ｌｃ 中心軸
Ｗ 半導体ウェハ（基材）
ｆ１，ｆ２ 膜
ｆ１ａ，ｆ２ａ 外周部の不要膜
１０ ステージ
１１ ステージ本体
１１ａ 環状冷却室（冷却流路のターミナル）
１１ｂ 吸着溝（吸引流路のターミナル）
１２ センターパッド
４０ 回転駆動モータ（回転駆動手段）
５０ 回転筒
５１ａ 冷却往路の軸方向路
５２ａ 冷却復路の軸方向路
５３ａ 吸引用軸方向路
６０ 固定筒
６１ａ 冷却往路のポート
６２ａ 冷却復路のポート
６３ａ 吸引ポート
６１ｃ 冷却往路の環状路
６２ｃ 冷却復路の環状路
６３ｃ 吸引用環状路
６１ｄ 冷却往路用環状シール溝
６２ｄ 冷却復路用環状シール溝
６３ｄ 吸引用環状シール溝
７１ 冷却往路用ガスケット
７２ 冷却復路用ガスケット
７３ 吸引用ガスケット

Claims (6)

1. 表面処理されるべき基材に所要の作用を及ぼすための流体を通す流路を有する表面処理用ステージ構造であって、
   基材が設置される設置面と、前記流路のターミナルとが設けられたステージ本体と、
   前記流路のポートが設けられた固定筒と、
   前記固定筒に回転可能に挿通されるとともに前記ステージ本体と同軸に連結された回転筒と、
   前記回転筒ひいては前記ステージ本体を中心軸まわりに回転させる回転駆動手段と、
   を備え、前記流路が、前記固定筒の内周面又は前記回転筒の外周面に形成されて前記ポートに連なる環状路と、前記回転筒に軸方向に延びるように形成された軸方向路と、前記ステージ本体及び回転筒の外部に設けられた中継管とを含み、前記軸方向路の前記ステージ本体とは反対側の端部が前記環状路と連なり、前記軸方向路の前記ステージ本体側の端部が前記回転筒の外周面に達して前記中継管の一端部に連なり、前記中継管の他端部が前記ターミナルと連なっていることを特徴とする表面処理用ステージ構造。
2. 前記表面処理が、基材の外周部を局所加熱するとともにこの局所加熱箇所に反応性ガスを接触させ、前記外周部の膜を除去するものであり、前記基材の前記外周部が前記ステージ本体の前記設置面から径方向外側に突出され、前記流路に、基材を冷却するための流体が通され、前記ターミナルが、前記ステージ本体の内部の前記回転筒より径方向外側において前記基材を冷却する室又は路であり、前記中継管の前記他端部が前記ステージ本体の前記回転筒より径方向外側の部分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表面処理用ステージ構造。
3. 前記固定筒の内周面又は前記回転筒の外周面における前記環状路を挟んで両側には環状のシール溝が形成され、
   各シール溝には、前記環状路に向いて開口する断面コ字状のガスケットが収容されていることを特徴とする請求項２に記載の表面処理用ステージ構造。
4. 前記ターミナルが、前記設置面に形成された吸着溝であり、
   前記ポートが、真空引きされることを特徴とする請求項１に記載の表面処理用ステージ構造。
5. 前記固定筒の内周面又は前記回転筒の外周面における前記環状路を挟んで両側には環状のシール溝が形成され、
   各シール溝には、前記環状路とは逆側に向いて開口する断面コ字状のガスケットが収容されていることを特徴とする請求項４に記載の表面処理用ステージ構造。
6. 前記ステージ本体の中央部にセンターパッドが配置され、
   前記回転筒の内側には前記センターパッドに連なるパッドシャフトが収容され、このパッドシャフトを介して前記センターパッドが軸方向に進退されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の表面処理用ステージ構造。

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