特許第6051919号(P6051919)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6051919
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】液処理装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/304 20060101AFI20161219BHJP
【FI】
   H01L21/304 643A
   H01L21/304 648L
【請求項の数】9
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2013-30214(P2013-30214)
(22)【出願日】2013年2月19日
(65)【公開番号】特開2013-236056(P2013-236056A)
(43)【公開日】2013年11月21日
【審査請求日】2015年2月4日
(31)【優先権主張番号】特願2012-90620(P2012-90620)
(32)【優先日】2012年4月11日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091513
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 俊夫
(74)【代理人】
【識別番号】100162008
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧澤 宣明
(72)【発明者】
【氏名】水野 剛資
【審査官】 井上 弘亘
(56)【参考文献】
【文献】 特開2009−038082(JP,A)
【文献】 特開2002−343703(JP,A)
【文献】 特開2006−190828(JP,A)
【文献】 特開2002−273312(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/304
H01L 21/306
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ウエハである基板を水平に保持するための基板保持部と、
この基板保持部を鉛直軸周りに回転させるための回転駆動部と、
回転する基板に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板保持部と共に回転し、当該基板保持部に保持された基板を囲み、且つ、互いに隙間を介して上下に重なり、基板から振り切られた処理液を案内する上側ガイドリング及び下側ガイドリングと、
前記基板保持部と共に回転し、前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングに案内された処理液を受け止めて下方側へ向けて案内する回転カップと、を備え
前記上側ガイドリングの下面は、前記基板保持部に保持された基板の下面よりも高い位置に配置されると共に、前記下側ガイドリングの上面は、当該基板の上面よりも低い位置に配置されていることと、
前記上側ガイドリングと下側ガイドリングとの間の隙間の高さ寸法が、前記基板保持部に保持された基板の厚さ寸法よりも大きいことと、を特徴とする液処理装置。
【請求項2】
前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングは、前記隙間の中心の高さ位置を、前記基板保持部に保持された平坦な基板の厚さ方向の中心の高さ位置に合わせて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液処理装置。
【請求項3】
前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングの外周端部は、斜め下方へ向けて傾斜していることを特徴とする請求項1または2に記載の液処理装置。
【請求項4】
前記回転カップは、円環状の外カップの内側に収容され、この外カップは前記回転カップを上方から覆う上壁部を備え、この上壁部の上面中央部には、基板の直径よりも直径が小さい開口部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項5】
前記上壁部が円錐形状であることを特徴とする請求項4に記載の液処理装置。
【請求項6】
前記回転カップの上方側には、その上面中央部に、基板の直径よりも直径が小さい開口部が形成され、前記基板保持部と共に回転する錐形の蓋部材が設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項7】
前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングは、基板の側周面に対向する内周面の端部形状が鋭角であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項8】
前記上側ガイドリングと下側ガイドリングとの間の隙間は、外周側に向かうに従って狭くなることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載の液処理装置。
【請求項9】
前記上側ガイドリングの下面または前記下側ガイドリングの上面の少なくとも一方には、これら上側ガイドリングと下側ガイドリングとの隙間に進入した処理液を外方へ案内する線条突起部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一つに記載の液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転する基板へ供給された処理液を基板から排出する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
基板である例えば半導体ウエハ(以下、ウエハという)の表面に集積回路の積層構造を形成する半導体装置の製造工程において、回転するウエハの表面や裏面に、アルカリ性や酸性の薬液を供給してごみや自然酸化物などを除去する枚葉式の液処理装置が知られている。
【0003】
この種の液処理装置には、ウエハの表裏面の高さ位置と連なるように当該ウエハの周囲に円環形状のガイド(以下、ガイドリングという)を設けたものがある(特許文献1)。このガイドリングをウエハと共に回転させることにより、ウエハの表面(上面)から振り切られた処理液はガイドリングの上面を介して外方へ案内され、またウエハの裏面(下面)から振り切られた処理液はガイドリングの下面を介して外方へと案内される。このようにガイドを介して処理液をウエハの外方へと案内することにより、回転するウエハの周囲に形成される乱流に処理液が巻き込まれてミスト化することを抑え、液処理後のウエハへのミストの付着を低減している。
【0004】
しかしながら、ウエハの周縁部にはベベルと呼ばれる斜めに面取りされた領域が形成されており、このべベルに沿って排出された処理液がガイドリングに沿って流れないことがある。また、ウエハの大型化に伴い、ウエハに反りが生じた際に処理液が振り切られる方向が大きく変化し、ガイドリングに沿って流れないことがある。処理液がガイドリングに沿って流れないと、ガイドリングの外方に設けられた液受け用のカップなどにぶつかってミストを発生し、発生したミストをウエハ外方へ案内できずウエハの汚染原因となるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−108732号公報:段落0031〜0032、図4
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液処理が行われた基板への処理液の再付着を防止することが可能な液処理装置、液処理方法及びこの方法を記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る液処理装置は、半導体ウエハである基板を水平に保持するための基板保持部と、
この基板保持部を鉛直軸周りに回転させるための回転駆動部と、
回転する基板に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板保持部と共に回転し、当該基板保持部に保持された基板を囲み、且つ、互いに隙間を介して上下に重なり、基板から振り切られた処理液を案内する上側ガイドリング及び下側ガイドリングと、
前記基板保持部と共に回転し、前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングに案内された処理液を受け止めて下方側へ向けて案内する回転カップと、を備え
前記上側ガイドリングの下面は、前記基板保持部に保持された基板の下面よりも高い位置に配置されると共に、前記下側ガイドリングの上面は、当該基板の上面よりも低い位置に配置されていることと、
前記上側ガイドリングと下側ガイドリングとの間の隙間の高さ寸法が、前記基板保持部に保持された基板の厚さ寸法よりも大きいことと、を特徴とする。
【0008】
上述の液処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
(a)前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングは、前記隙間の中心の高さ位置を、前記基板保持部に保持された平坦な基板の厚さ方向の中心の高さ位置に合わせて配置されていること
(b)前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングの外周端部は、斜め下方へ向けて傾斜していること。
(c)前記回転カップは、円環状の外カップの内側に収容され、この外カップは前記回転カップを上方から覆う上壁部を備え、この上壁部の上面中央部には、基板の直径よりも直径が小さい開口部が形成されていること。また、この上壁部が円錐形状であること。または、前記回転カップの上方側には、その上面中央部に、基板の直径よりも直径が小さい開口部が形成され、前記基板保持部と共に回転する錐形の蓋部材が設けられていること。
(d)前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングは、基板の側周面に対向する内周面の端部形状が鋭角であること。
(e)前記上側ガイドリングと下側ガイドリングとの間の隙間は、外周側に向かうに従って狭くなること。
(f)前記上側ガイドリングの下面または前記下側ガイドリングの上面の少なくとも一方には、これら上側ガイドリングと下側ガイドリングとの隙間に進入した処理液を外方へ案内する線条突起部が形成されていること。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、回転する基板の周囲に上側ガイドリング及び下側ガイドリングを上下に配置し、回転する基板から側方へ向けて気流及び処理液を案内するので、基板から離れた位置に処理液が排出され、当該処理液がミストとなって基板に再付着することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】実施の形態に係わる液処理装置の縦断側面図である。
図2】前記液処理装置の平面図である。
図3】ウエハ及びこれを囲むガイドリングの平面図である。
図4】前記回転カップ、上側ガイドリング及び下側ガイドリングの配置位置を示す縦断側面図である。
図5】前記上側ガイドリング及び下側ガイドリングの作用を示す縦断側面図である。
図6】他の実施の形態に係わるガイドリングの縦断側面図である。
図7】さらに他の実施の形態に係わるガイドリングの縦断側面図である。
図8】第2の液処理装置の縦断側面図である。
図9】前記第2の液処理装置の平面図である。
図10】前記第2の液処理装置に設けられている回転カップの昇降機構を示す第1の説明図である。
図11】前記回転カップの昇降機構を示す第2の説明図である。
図12】第3の液処理装置の縦断側面図である。
図13】前記第3の液処理装置に設けられている円錐蓋の昇降機構を示す第1の説明図である。
図14】前記円錐蓋の第2の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施の形態に係わる液処理装置の構成について図1、2を参照しながら説明する。図1に示すように、液処理装置は、ウエハWを水平に支持する複数個の支持部材23が設けられた円板状の支持プレート21と、支持プレート21の下面に連結され、上下方向に伸びる回転軸22と、を備えている。
【0012】
回転軸22の下端側にはプーリ33が設けられており、このプーリ33の側方には回転モータ31が配置されている。これらプーリ33と回転モータ31の回転軸とに駆動ベルト32を捲回することにより、支持プレート21を鉛直軸周りに回転させる回転駆動部30を構成している。回転軸22は、ベアリング34を介して当該液処装置が配置された床板110に固定されている。
【0013】
支持プレート21は、その中央部が円形に切りかかれていて、その切り欠き内には、回転軸22内を上下方向に貫通するリフト軸25が配置されている。リフト軸25内には、ウエハWの裏面(下面)に処理液を供給するための液流路27が形成されている。またリフト軸25の上端部には、液流路27を流れる処理液が流れ出る開口部を備え、すり鉢状に広がる液供給部24が設けられている。液供給部24は、ウエハWの裏面に処理液を供給する処理液供給部に相当する。
【0014】
すり鉢状に広がる液供給部24の傾斜面には、支持プレート21の上面から突出させた状態でウエハWを裏面側から支持する例えば3本の支持ピン26が設けられている。一方、リフト軸25の下端部には昇降機構35が接続されており、支持プレート21の上面からリフト軸25を上昇させて、外部のウエハ搬送機構と支持ピン26との間でウエハWの受け渡しを行うことができる。
【0015】
支持プレート21の周縁部には、支持プレート21の周方向に間隔を空けて例えば3個の支持部材23が設けられている。支持部材23は、L字状に折れ曲がった作動片であり、L字の短辺をなし、ウエハWを支持する支持部232を上方に向けて支持プレート21に取り付けられている。支持部材23は、回転軸231の周りに回動自在となっており、支持プレート21の径方向外側へ向けて倒すように付勢されている。そして、リフト軸25に支持されたウエハWを降下させると、ウエハWの周縁部が支持部232に接触し、支持部材23が回転軸231の周りに回転することにより、支持部232の先端部にウエハWが支持される。支持部材23に支持されたウエハWと支持プレート21との間には、処理液が流れる隙間が形成される。
【0016】
さらに支持プレート21の周縁部には、支持プレート21と共に回転する円環形状の回転カップ51が設けられている。図1の断面図に示すように回転カップ51は、支持プレート21に保持されたウエハWの周縁部の外方領域を上方側から覆う上壁部511と、支持プレート21及びウエハWの側周面を囲むように下方側へ向けて伸びる側壁部512とを備えている。図1、2に示すように回転カップ51の上壁部511は、斜め上方、内側へ向けて伸びる円錐形状に形成され、その上面中央部には、ウエハWよりも直径が大きな円形の開口部510が形成されている。
【0017】
上述の支持プレート21や回転軸22、回転カップ51等は、円環形状の外カップ14の内側に収容されている。外カップ14は、回転カップ51を上方側から覆う上壁部141と、回転カップ51や支持プレート21を側方から囲む円筒状の周囲壁142とを備えている。周囲壁142は当該液処装置が配置された筐体の床板110上に設けられている。図1、2に示すように外カップ14の上壁部141は、斜め上方、内側に向けて伸びる円錐形状に形成され、その上面中央部には、ウエハWよりも直径が大きな円形の開口部140が形成されている。そして、回転カップ51側の開口部510と外カップ14側の開口部140とが上下に重なるように形成され、後述する清浄空気のダウンフローが通流する流路となっている。
【0018】
周囲壁142の内壁面には、支持プレート21の周縁部の下方側へ向けて伸び出す円環形状の仕切壁部15が設けられている。図1に示すように仕切壁部15は、上面に山型の凸部151が形成されており、この凸部151の上端が支持プレート21の周縁部の下面側近傍に位置するように配置されている。凸部151は、ウエハWから振り切られた処理液が、支持プレート21の下方側の排気領域へと進入することを防止する役割を果たす。また、仕切壁部15には、周囲壁142と凸部151との間に溜まった処理液を排出するための排液管171が設けられている。
【0019】
仕切壁部15の内側には、既述の回転軸22やベアリング34の周囲を囲むように配置された円筒状の内壁部161が床板110から支持プレート21の下面近傍へ向けて上方側に伸びている。内壁部161は、処理液のミストを含んだ気体が回転軸22やベアリング34の配置領域に進入することを抑える役割を果たす。
【0020】
このように、二重円筒状を成す周囲壁142と内壁部161との間の床板110の上面は、底板部162にて覆われており、この底板部162には、底板部162上に溜まった処理液を排出する排液管172と、支持プレート21、仕切壁部15、底板部162及び内壁部161によって囲まれた空間に流れ込んだ気流を排気するための排気管173と、が設けられている。排気管173は不図示の排気部に接続されており、液処理装置内(後述の筐体11内の空間)の排気を行う。
【0021】
本実施の形態の液処理装置は、ウエハWの表面に各種の処理液を切り替えて供給し、当該面の液処理を行う。処理液に用いられる薬液としては、ウエハWの表面に付着している有機性の汚れやパーティクルを除去するためのSC−1(アンモニアと過酸化水素との混合水溶液)やウエハWの表面に形成されている自然酸化膜の除去を行うDHF(Diluted HydroFluoric acid)などを例示することができるが、特定の種類の薬液に限定されるものではない。
【0022】
液処理装置は、回転するウエハWの表面(上面)の中央部に、薬液やリンス液であるDIW(DeIonized Water)を供給する液ノズル411と、ウエハWの振り切り乾燥を行う際に供給される処理液であるIPAを供給するIPAノズル412と、を備えている。液ノズル411、IPAノズル412は、本液処理装置の処理液供給部に相当する。
【0023】
液ノズル411及びIPAノズル412はノズルブロック42の下面側に設けられており、このノズルブロック42はノズルアーム43の先端部に取り付けられている。ノズルアーム43の基端部は、回転駆動部44によって支持されており、ウエハWの中央部の上方の位置(図2中、実線で示してある)と、ウエハWの上方から側方へと退避した位置(同図中、破線で示してある)との間でノズルブロック42を移動させることができる。
【0024】
また、回転駆動部44は昇降機構45に支持されており、処理液の供給時にはノズルアーム43を降下させてウエハWの近傍に液ノズル411やIPAノズル412を位置させることにより、上壁部141や回転カップ51との干渉を避けている。
なお、液ノズル411、IPAノズル412は、共通のノズルブロック42に設ける場合に限られるものではなく、各々のノズル411、412専用のノズルブロックや移動機構などを設けてもよい。
【0025】
ノズルアーム43やノズルブロック42には、液ノズル411及びIPAノズル412に各々接続された不図示の液流路が設けられている。
液ノズル411に接続された流路には各処理液(薬液及びDIW)のタンクと、流量調節機構とを備えたDIW供給部62、薬液供給部63が接続されている。そして、前記液流路と各処理液の供給部62、63とを繋ぐ接続管路上に設けられた開閉バルブV2、V3を開閉することにより、液ノズル411からウエハWへと各処理液を切り替えて供給することができる。
【0026】
IPAノズル412に接続された液流路には、溶剤であるIPAのタンクと、流量調節機構とを備えたIPA供給部61が接続されている。前記液流路とIPA供給部61とを繋ぐ接続管路上に設けられた開閉バルブV1を開閉することにより、IPAノズル412からウエハWへとIPAを供給することができる。
【0027】
図1に示すように、上述の支持プレート21、回転軸22、支持部材23、回転カップ51、外カップ14、ノズルブロック42、ノズルアーム43、回転駆動部44等は共通の筐体11内に収容されている。筐体11の上部には、外部から供給された清浄空気を筐体11の天板部材12の全面に拡散させるための拡散空間13が設けられている。当該拡散空間13内に広がった清浄空気は、天板部材12に多数設けられた供給孔121を介して筐体11内に供給され、当該筐体11内に清浄空気のダウンフローを形成することができる。
また、筐体11の側壁には、不図示の開閉扉が設けられており、この開閉扉を開いて外部のウエハ搬送機構を筐体11内に進入させることができる。
【0028】
以上に説明した液処理装置はウエハWから振り切られた処理液をウエハWの側方へ案内するための上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53を備えている。図3、4に示すように、上側ガイドリング52、下側ガイドリング53は、支持プレート21に保持されたウエハWを側周部側から囲むように設けられた円環形状の部材である。下側ガイドリング53、上側ガイドリング52、及び回転カップ51は、支持プレート21の周方向に間隔を空けて設けられた不図示の支持部材により、下方側からこの順に互いに隙間を介して支持されている。
【0029】
図4に示すように、上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53は、ウエハWの側周面に対向する内周側の端部が鋭角に加工され、ウエハWから振り切られた処理液が当該端部にぶつかっても跳ね返りやミストが発生しにくいようになっている。一方、外周側の端部は、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との間の隙間を通った処理液を下方側へ案内するために、上側ガイドリング52の下面及び下側ガイドリング53の上面が斜め下方側へ向けて傾斜するように湾曲して成型されている。
【0030】
支持プレート21に保持されたウエハWの外周面と、上側ガイドリング52、下側ガイドリング53の内周側の端部との距離Dは0.5〜3.0mm程度に設定され、ウエハWの表面、または裏面を流れてきた処理液を上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間に流入させることができる程度の近傍位置に配置される。また、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間の高さhは1.5〜5.0mm程度に設定され、処理液や清浄空気の気流がこの隙間を流れることによりベルヌーイ効果が発揮され、処理液を効果的に引き込むことができるようになっている。また、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間の高さは、ガイドリング52、53の外周側へ向かうに従って狭くなり、隙間内に流入した処理液や気流を流入時よりも速い流速で排出することができる。
【0031】
またウエハWから周囲に振り切られた処理液が前記隙間に案内されやすくなるように、上側ガイドリング52の下面はウエハWの下面の高さ位置よりも高い位置に配置され、また下側ガイドリング53の上面はウエハWの上面の高さ位置よりも低い位置に配置されていることが好ましい。
【0032】
図4に示すように上側ガイドリング52、下側ガイドリング53の縦断面形状が湾曲している場合において、上側ガイドリング52の下面の高さ位置、及び下側ガイドリング53の上面の高さ位置は、ウエハWに対向する内周側の端部における各面の高さ位置を指す。
【0033】
本例では反りの生じていないウエハWを支持プレート21上に保持したとき、ウエハWの厚さ方向の中心の高さ位置が、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間の中心の高さ位置と一致するように上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53が配置されている(図5参照)。
【0034】
図3の平面図に示すように、上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53の内周部には、支持プレート21に設けられた支持部材23との干渉を避けるための切り欠き部521が設けられている。また、図3に一点鎖線で示すように、上側ガイドリング52の下面または下側ガイドリング53の上面の少なくとも一方には、回転するウエハWの表面に形成される気体の旋回流や処理液が前記隙間に進入した後、これら気体や処理液を外方へ案内するための線条突起部522が形成されている。本例の線条突起部522は、旋回流の旋回方向に沿って伸びている。
【0035】
上述の液処理装置は、図1、2に示すように制御部7と接続されている。制御部7は例えば図示しないCPUと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には液処理装置の作用、即ち搬入されたウエハWを支持プレート21上に支持し、予め設定されたスケジュールに基づいて回転するウエハWの表面に処理液を切り替えて供給し、液処理、乾燥処理を行った後、当該ウエハWを搬出するまでの制御についてのステップ(命令)群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。
【0036】
本液処理装置の作用について説明する。液処理装置は、ノズルブロック42を外カップ14の外側に退避させ、支持プレート21を停止させた状態で待機している。そして外部のウエハ搬送機構が、ウエハWを保持したフォークを支持プレート21の上方側まで進入させると、外カップ14の開口部の上方側までリフト軸25を上昇させてフォークと交差させ、リフト軸25の支持ピン26上にウエハWを受け渡す。
【0037】
フォークが支持プレート21の上方から退避した後、リフト軸25を降下させ、支持プレート21の支持部材23上にウエハWを載置する。次いで回転モータ31を作動させ、支持プレート21上のウエハWを回転させた後、ウエハWが所定の回転速度に到達したらノズルブロック42をウエハWの中央部の上方位置まで移動させる。
【0038】
しかる後、液ノズル411から予め設定された時間だけ薬液を供給し、ウエハWの表面(上面)の液処理を行う。供給された薬液は遠心力の作用によってウエハWの中央部から周縁部へ向けて広がり、薬液と接触する領域にてウエハWの処理が進行する。薬液による処理を終えたら、液ノズル411から供給される処理液をDIWに変更して、ウエハW表面の薬液を洗い流すリンス処理を行う。またこの間、必要に応じてウエハWの裏面(下面)にも各種処理液が供給される。
【0039】
このようにして、薬液処理とリンス処理を交互に実施しながら、薬液の種類を切り替えて所定の薬液処理を行ったら、最後のリンス処理の後、IPAノズル412からウエハWにIPAを供給する。その後、IPAの供給を停止してウエハWの回転を継続することにより、IPAが振り切られ、乾燥したウエハWが得られる。
【0040】
IPAの振り切り乾燥が完了したら、ノズルブロック42をウエハWの上方から退避させると共に、ウエハWの回転を停止する。しかる後、リフト軸25を上昇させてウエハWを持ち上げ、外部のウエハ搬送機構に処理済みのウエハWを受け渡した後、リフト軸25を降下させて次のウエハWの搬入を待つ。
【0041】
以下、ウエハWに処理液(薬液、DIW、IPA)を供給した際の処理液の挙動及び上側ガイドリング52、下側ガイドリング53の作用について説明する。
ウエハWの表面を広がり周縁部に到達した処理液は、図5に示すようにベベルの傾斜面に沿って流れ、斜め下方側へ向けて振り切られる。
【0042】
上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間は、ウエハWから振り切られた処理液が到達する位置に開口しており、ウエハWの表面から振り切られた処理液は例えば下側ガイドリング53の上面に到達した後、この下側ガイドリング53に案内されて前記隙間内を流れる。その後、当該隙間から流れ出た処理液は、側壁部512に案内されて下方側へ流れ落ち、図1に示す周囲壁142と凸部151とに挟まれる空間に溜まった後、排液管171から排出される。
【0043】
また、回転するウエハWの表面には、図3、5に破線の矢印で示すように筐体11に供給された清浄空気が旋回流となってウエハWの中央部側から周縁部側へ向けて流れている。この気流の一部が前記隙間内に流れ込むので、気流のベルヌーイ効果により、ウエハWから振り切られた処理液が当該隙間内に引き込まれやすくなる。
【0044】
また、上側ガイドリング52または下側ガイドリング53に線条突起部522を設けることにより、前記隙間から側壁部512へ気体や処理液が流れ出る際の勢いを増大させることもできる。
【0045】
このようにウエハWの表面から振り切られた処理液は上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間を介して外方へ案内される。これにより、ベベルに沿って斜め下方側へ向けて振り切られた処理液が支持プレート21やこの上面を流れる処理液との衝突してミストを発生することを抑制できる。
【0046】
そして、振り切られた処理液は、前記隙間内を通流し、ウエハWから離れ、下方側へ向けて排気が行われている領域に排出されることにより、側壁部512との衝突により発生したミストがウエハWの載置されている内側の領域に戻ることを抑制できる。
【0047】
さらに、ウエハWの厚さ方向の中心の高さ位置を、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間の中心の高さ位置に合わせておくことにより、ウエハWの周縁部が上向きの反り(図4中に実線で示してある)や下向きの反り(同図中、破線で示してある)が発生した場合でも、当該隙間内に処理液が流入しやすくなる。
【0048】
これらに加え、回転カップ51や外カップ14の上壁部511、141を円錐形状とすることにより、これら上壁部511、141に沿って流れる気流の流れ方向の急激な変化が抑えられるので、逆流を抑制しウエハWへのミストの再付着を防止できる。
【0049】
一方、リフト軸25に設けられた液供給部24からウエハWの裏面(下面)に処理液を供給する場合には、処理液は遠心力の作用によりウエハWと支持プレート21との隙間内を広がる。ウエハWの周縁部に到達した処理液の一部は、図5に示すようにベベルの傾斜面に沿って流れ、斜め上方側へ向けて振り切られる。また、残る処理液は支持プレート21の上面に案内され、支持プレート21の周縁部から側壁部512へ向けて振り切られる。
【0050】
上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間は、ウエハWから振り切られた処理液が到達する位置に開口しており、ウエハWの表面から振り切られた処理液は例えば上側ガイドリング52の下面に到達した後、この上側ガイドリング52に案内されて前記隙間内を流れる。その後、当該隙間から流れ出た処理液は、側壁部512に案内されて下方側へ流れ落ち、排液管171から排出される点については表面から振り切られる処理液と同様である。
【0051】
そのほか、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間内に気流が流れ込むことにより、処理液が引き込まれる作用、上壁部141や回転カップ51の開口部140、ウエハWの厚さ方向の中心の高さ位置を、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間の中心の高さ位置に合わせておくことによりウエハWに反りが生じても隙間内に処理液を流入しやすくする作用、回転カップ51や外カップ14の上壁部511、141を円錐形状とすることにより、気流の逆流を抑制しウエハWへのミストの再付着を防止する作用、線条突起部522を設けることにより、前記隙間から側壁部512へ気体や処理液が流れ出る際の勢いを増大させる作用についてはウエハWの表面に供給される処理液へ働くものと同様である。

【0052】
このようにウエハWの裏面から振り切られた処理液を上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間を介して外方へ案内することにより、ベベルに沿って斜め上方側へ向けて振り切られた処理液が回転カップ51と衝突してミストを発生することや、ミストがウエハWへ再付着することを抑制できる。また、振り切られた処理液がウエハWから離れ、下方側へ向けて排気が行われている領域に排出されることにより、側壁部512との衝突により発生したミストがウエハWの載置されている内側の領域に戻ることを抑制できる点についても表面に供給される処理液の場合と同様である。
【0053】
また、ウエハWの表面や裏面から振り切られたすべての処理液が前記隙間内に流れ込まなくてもよい。処理液の一部が上側ガイドリング52の上面、または下側ガイドリング53の下面に沿って回転カップ51の側壁部512へ向けて流れていくことによっても、従来のガイドリングと同様に、ウエハの周囲に形成される乱流に処理液が巻き込まれてミスト化することを抑える作用が発揮される。
【0054】
本実施の形態に係わる液処理装置によれば以下の効果がある。回転するウエハWの周囲に上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53を上下に配置し、回転するウエハWから側方へ向けて気流及び処理液を案内するので、ウエハWから離れた位置に処理液が排出され、上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53に沿って流れた処理液がミストとなってウエハWに再付着することを抑えることができる。
【0055】
上述の例では、2枚のガイドリング52、53を設けた例について説明したが、ガイドリングの枚数は3枚以上であってもよい。図6には、3枚のガイドリング(第1ガイドリング561、第2ガイドリング562、第3ガイドリング563)を下方側から順に隙間を介して上下方向に設けた例を示している。
【0056】
この場合には、上下方向に隣り合う第1ガイドリング561と第2ガイドリング562との間では、第1ガイドリング561が下側ガイドリング、第2ガイドリング562が上側ガイドリングに相当する。また、第2ガイドリング562と第3ガイドリング563との間では、第2ガイドリング562が下側ガイドリング、第3ガイドリング563が上側ガイドリングに相当する。
【0057】
このように上下方向に3枚以上のガイドリング561〜563を配置することにより、ウエハWのさらなる大型化などにより、ウエハWの反り幅が大きくなった場合であってもウエハWから振り切られた処理液をガイドリング561〜563の隙間に案内しやすい。
【0058】
一方で、ウエハWの反り幅の増大に対応させて上段側の第3ガイドリング563と下段側の第1ガイドリング561との間に距離を大きくした場合であっても、その中間に第2ガイドリング562を配置して各隙間の高さhを1.0〜5.0mm程度に維持することにより、これらの隙間に気体が流れ込む際の流速の低下を抑え、処理液を引き込む作用を維持することができる。
【0059】
但し、上側ガイドリングと下側ガイドリングとの隙間は、支持プレート21に保持されたウエハWの側方からずれた位置に開口していてもよい。上側ガイドリングの下面がウエハWの下面よりも低い位置に配置されていたり、下側ガイドリングの上面がウエハWの上面よりも高い位置に配置されていたりする場合であっても、前記隙間に気流が流れ込むことにより、ウエハWから振り切られた処理液を引き込むことが可能な開口位置の範囲が存在するからである。
【0060】
また、支持プレート21と下側ガイドリング53とを一体に構成してもよい。図7は、支持プレート21の周縁領域を階段状に上方側へ屈曲させることにより、下側ガイドリング53aを構成した例を示している。この例では、支持プレート21周縁の立ち上がり箇所に、ウエハWの裏面を広がった処理液を排出するための排液溝210が設けられている。
【0061】
次に、回転カップ51の上壁部511、及び外カップ14の上壁部141が内側に向けて伸びるように構成された液処理装置の例について説明する。図8、9に示すように、本例の回転カップ51aの上壁部511は、支持プレート21上に保持されたウエハWの周縁部の上方側を覆うように内側に向けて伸びており、開口部510の直径はウエハWの直径よりも小さい。また、同様に外カップ14aの上壁部141についても回転カップ51aの上壁部511を上方側から覆うように内側へ向けて伸び、開口部140の直径はウエハWの直径よりも小さい。
【0062】
ここで、回転カップ51aや外カップ14aに形成された開口部510、140の直径が、ウエハWの直径よりも小さいと、外部のウエハ搬送機構とリフト軸25との間でのウエハWの受け渡し時に、ウエハWはこれら開口部510、140を上下方向に通過することができない。そこで、本例の回転カップ51a及び外カップ14aは、ウエハ搬送機構とリフト軸25との間のウエハWの受け渡し時に、支持プレート21の上方側へ退避させるための機構54、55、18、143を備えている。
【0063】
図8、10、11に示すように、上壁部141には昇降機構143が設けられており、回転カップ51aを上面側から覆う処理位置(図10)と、その上方側の退避位置(図11)との間で上壁部141を移動させることができる。
【0064】
一方回転カップ51aは、支持プレート21の上面側の周縁部から上方へ向けて伸び出すように設けられた筒状の支持管55と、回転カップ51aの下面側に設けられ、前記支持管55内に上方側から挿入される棒状の支持ピン54とによって支持される(図10)。支持管55は、例えば互いに隙間を介して上下に重なるように上側ガイドリング52、下側ガイドリング53を支持する支持部材などを利用して設けられる。
【0065】
支持プレート21及び回転カップ51aには、周方向に間隔を空けてこれら支持管55及び支持ピン54が複数組設けられており、各支持管55内に支持ピン54を挿入して回転カップ51aを支持する。これにより、支持プレート21と共に回転カップ51aを回転させても回転カップ51aの位置がずれないようになっている。
【0066】
支持ピン54の下面には凹部541が形成されており、前述の床板110や底板部162、仕切壁部15を貫通して昇降する昇降棒18を挿入することができる。そして図11に示すように昇降棒18を上昇させて凹部541内に挿入し、回転カップ51aを持ち上げることにより、支持プレート21を覆う位置から回転カップ51aを退避させることができる。外部のウエハ搬送機構は、回転カップ51a(側壁部512)の下端部と、支持プレート21の上面との間に形成される隙間に進入し、リフト軸25との間でのウエハWの受け渡しを行う。
【0067】
このように外カップ14a、回転カップ51aの開口部140、510の直径をウエハWの直径よりも小さくすることにより、開口部140、510を通過する気流の流速を上げ、外カップ14aの外部への気流の逆流を抑制することができる。さらに、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間内に気流が流れ込むときの流速も大きくなって、より強い力で処理液を引き込むことができる。また、開口部140、510がウエハWよりも小さいことから、比較的少ない排気量で、気流の逆流を抑制するのに十分な流速を得ることも可能となる。
【0068】
また、ウエハWの直径よりも小さな開口部140、510を通過させて気流の速度を上昇させる手法は、内側へ伸びるように外カップ14aや回転カップ51の上壁部141、511を設け、支持プレート21上に保持されたウエハWの周縁部の上方側を覆う場合に限定されない。例えば図12に示すように回転カップ51の上方側に、当該回転カップ51と共に回転する円錐形状の蓋部材である円錐蓋144を配置し、その上面中央部にウエハWの直径よりも小さな開口部140aを設けてもよい。
【0069】
この場合、例えば図13図14に示すように、回転カップ51、上側ガイドリング52及び下側ガイドリング53は、互いに隙間を介して上下に重なるように支持管55によって支持されている。そして、図8図11に示した回転カップ51aの例と同様に、円錐蓋144の下面側に設けられた支持ピン54を支持管55内に挿入することにより、支持プレート21と共に回転自在に円錐蓋144が支持される。また、ウエハWの受け渡しの際には昇降棒18により円錐蓋144を持ち上げて、円錐蓋144の退避が行われる。なお、本例においては外カップ14には上壁部141を設けなくてもよい。
【0070】
円錐蓋144を設ける例においても、開口部140aを通過する気流の流速の上昇により、円錐蓋144や外カップ14の外部への気流の逆流が抑制されると共に、上側ガイドリング52と下側ガイドリング53との隙間内に処理液を引き込む力も強くなる。また、開口部140aが小さいことにより、排気量の低減にも寄与する。なお、回転カップ51上に設けられる蓋部材の形状は、円錐形の場合に限られるものではなく、例えば四角錐などの多角錐の上面中央部にウエハWの直径よりも小さな開口部140aを設けてもよい。
【0071】
ここで、上壁部141や回転カップ51、円錐蓋144の開口部140、510、140aの開口直径がウエハWの直径よりも小さい場合に、ウエハWの搬入出時に上壁部141や回転カップ51を支持プレート21の上方位置から退避させる手法は既述の例に限定されるものではない。例えば、ロボットアームによって上壁部141や回転カップ51、円錐蓋144を把持して支持プレート21の上方から退避させてもよい。
【0072】
さらに、回転カップ51、51aと外カップ14、14aとを2つ設けることは必須ではなく、必要に応じてウエハWと共に回転する回転カップ51、51aか、床板110上に固定された外カップ14、14aかのいずれか一方だけを設けてもよい。回転カップ51、51aを設けない場合には、外カップ14、14aが処理液を受け止めて下方側へ案内するカップの役割を果たす。
【符号の説明】
【0073】
W ウエハ
144 円錐蓋
21 支持プレート
24 液供給部
411 液ノズル
412 IPAノズル
51、51a
回転カップ
510 開口部
52 上側ガイドリング
53 下側ガイドリング
7 制御部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
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