特許 6370678 基板液処理装置

(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】6370678

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】基板液処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20180730BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 643C

   H01L21/304 643A

   H01L21/306 J

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-219315(P2014-219315)

(22)【出願日】2014年10月28日

(65)【公開番号】特開2016-86116(P2016-86116A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2017年2月16日

(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】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】梅 ▲崎▼ 翔 太

(72)【発明者】

【氏名】甲 斐 義 広

(72)【発明者】

【氏名】小佐井 一 樹

(72)【発明者】

【氏名】田 中 満 雄

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０４６９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−１１２９３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１３５１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８５８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８１８０８（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】

基板を水平に保持する基板保持部と、
基板保持部により保持された基板上に前記基板の外側に設けられた吐出口から、横方向に処理液を吐出するノズルと、
前記ノズルの下方に設けられ、前記ノズルの吐出口から下方または斜め下方に落下する前記処理液を受け止める液受け部と、
前記基板に供給された後の前記処理液を回収するために前記基板の周囲に配置された回収カップと、
を備え、
前記液受け部は、平面視で、前記基板の周縁よりも前記基板の半径方向外側の位置で前記処理液を受け止めるように設けられ、
前記液受け部は前記回収カップの上方に設けられ、
前記液受け部は、液受け部材と、前記ノズルの吐出口の開口端から下方に延びる第１案内壁と、前記第１案内壁に対面する第２案内壁と、を有し、
前記第１案内壁と前記第２案内壁との間に隙間が形成され、この隙間を通って処理液が前記液受け部材に導かれる
ことを特徴とする基板液処理装置。

【請求項2】

前記処理液の前記第２案内壁に対する接触角は、前記処理液の前記第１案内壁に対する接触角よりも大きい、請求項１記載の基板液処理装置。

【請求項3】

前記第１案内壁の表面は、前記ノズルの開口端と同一平面上に位置している、請求項２記載の基板液処理装置。

【請求項4】

前記隙間の大きさは、前記ノズルの吐出口から吐出される液滴の大きさよりも小さい、請求項２記載の基板液処理装置。

【請求項5】

前記第２案内壁が前記液受け部材と一体的に形成されている、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。

【請求項6】

前記液受け部材の上方が蓋により覆われている、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。

【請求項7】

前記蓋は、前記ノズルを予め定められた位置に保持するための保持部材の一部分により形成されている、請求項６記載の基板液処理装置。

【請求項8】

基板を水平に保持する基板保持部と、
基板保持部により保持された基板上に前記基板の外側に設けられた吐出口から、横方向に処理液を吐出するノズルと、
前記ノズルの下方に設けられ、前記ノズルの吐出口から下方または斜め下方に落下する前記処理液を受け止める液受け部と、
前記基板に供給された後の前記処理液を回収するために前記基板の周囲に配置された回収カップと、
を備え、
前記液受け部は、平面視で、前記基板の周縁よりも前記基板の半径方向外側の位置で前記処理液を受け止めるように設けられ、
前記液受け部は前記回収カップの上方に設けられ、
前記液受け部は、上側液受け部材と、その下方にある下側液受け部材とを含むことを特徴とする基板液処理装置。

【請求項9】

前記上側液受け部材の下面の前端部は、前記ノズルから吐出される前記処理液の前記基板上への着液目標位置からの水平方向距離が大きくなるに従って低くなるように傾斜しており、前記上側液受け部材の前端縁の前記着液目標位置からの水平方向距離は、前記下側液受け部材の前端縁の前記着液目標位置からの水平方向距離よりも小さい、請求項８記載の基板液処理装置。

【請求項10】

基板に供給された後の処理液を回収するために基板の周囲に配置された回収カップをさらに備え、前記回収カップが、鉛直軸線周りに回転するリング状の回転カップ体を有しており、前記上側液受け部材の前端縁の前記着液目標位置からの水平方向距離は、前記回転カップ体の上面の内周縁の前記着液目標位置からの水平方向距離以下である、請求項９記載の基板液処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理液を用いて基板に液処理を施すための基板液処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハ等の基板にウエットエッチング処理または洗浄処理を施す際に、枚葉式の基板処理装置がよく用いられる。枚葉式の基板処理装置は、基板を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させるスピンチャックと、回転する基板の上面に処理液を供給するノズルを備える。多くの場合、ノズルは、可動アームに取り付けられていて、基板の真上の処理位置と、基板の外方にある待機位置との間で移動することができる。処理位置にあるとき、ノズルは鉛直方向下方に処理液を吐出する。

【0003】

上記の鉛直下方向吐出タイプのノズルに加えて、あるいはこれに代えて、基板の外側から基板上面の中央部に向けて横方向（概ね水平方向）に処理液を吐出するタイプのノズルを設けることがある（例えば特許文献１を参照）。このような横方向吐出タイプのノズルは、通常は、基板の半径方向外側の位置（例えばカップの上面）に固定され、例えば、第１の処理液による基板の処理と第２の処理液による基板の処理との間に、基板上面を大気に触れさせないために基板上面に液膜を形成するために用いることができる。

【0004】

固定式の横方向吐出タイプのノズルには、ダミーディスペンスを行うことができないという欠点がある。ダミーディスペンスを行うと、基板またはスピンチャックに、これらを汚染しうる液が当たってしまうからである。また、ノズルから吐出された液がノズルの下方にある基板液処理装置の構成部材（例えばカップの上面）上に落ちると、当該構成部材自体が汚染される可能性がある。さらに、当該構成部材上で跳ねた液が当該部材の周囲の部材を汚染する可能性もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−０９３３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、横方向吐出タイプのノズルから液が基板液処理装置の構成部材に落下することを防止しうる技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態によれば、基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部により保持された基板上に前記基板の外側に設けられた吐出口から、横方向に処理液を吐出するノズルと、前記ノズルの下方に設けられ、前記ノズルの吐出口から下方または斜め下方に落下する処理液を受け止める液受け部と、
を備えたことを特徴とする基板液処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

上記の実施形態によれば、ノズルから液が基板液処理装置の構成部材に落下することを防止することができ、当該構成部材の汚染、あるいは当該構成部材上で跳ねた液が当該部材の周囲の部材を汚染することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図。

【図2】図１に示す処理ユニットの概略構成を示す縦断面図。

【図3】第１実施形態に係る固定供給部及び液受け部の構成を示す斜視図。

【図4】第１実施形態に係る固定供給部及び液受け部の構成を示す、図２のIV−IV線に沿った縦断面図である。

【図5】第１実施形態に係る固定供給部及び液受け部の作用を示す図である。

【図6】第２実施形態に係る固定供給部及び液受け部を備えた処理ユニットの一部を示す縦断面図である。

【図7】第２実施形態に係る固定供給部及び液受け部の作用を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0011】

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

【0012】

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚のウエハＷを水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

【0013】

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

【0014】

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

【0015】

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

【0016】

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。

【0017】

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

【0018】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0019】

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

【0020】

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

【0021】

次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

【0022】

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

【0023】

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

【0024】

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウエハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸線まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウエハＷを回転させる。

【0025】

処理流体供給部４０は、ウエハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、少なくとも１つの固定供給部４１を有している。固定供給部４１はノズル（後述のノズル４１０に対応）を有する。このノズルは、保持部３１により保持されたウエハＷ上に設定された着液目標位置（例えばここではウエハ中心またはその近傍）に向けて、着液目標位置から水平方向に予め定められた距離Ｄだけ離れた吐出位置（例えば平面視でウエハＷの外方であってかつウエハＷよりやや高い位置）に位置する吐出口から、横方向に処理液を吐出する。回転するウエハＷの中心部に落ちた処理液は遠心力により広がり、ウエハＷの表面全体が処理液の液膜により覆われる。この処理液によりウエハＷに対して洗浄またはエッチング等の液処理が施される。

【0026】

固定供給部４１の下方には、固定供給部４１から吐出されウエハＷの外側に落ちる流体を受け止める液受け部４２が設けられている。固定供給部４１は、例えば、チャンバ２０の壁面にブラケットを介して固定されている。

【0027】

処理流体供給部４０は、さらに少なくとも１つの可動供給部４３を有していてもよい。可動供給部４３は、例えば、鉛直軸線周りに旋回可能なノズルアーム４４と、ノズルアーム４４の先端部に担持された少なくとも１つのノズル４５から構成することができる。ノズル４５は、ウエハＷの上方の処理位置（例えばウエハＷの中心の真上から真下に向けて処理液を出する位置）と、ウエハＷの半径方向外側の待機位置との間で移動可能である。

【0028】

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

【0029】

［固定供給部及び液受け部の第１実施形態］
以下に、図２に概略的に示した固定供給部４１及び液受け部４２の第１実施形態について、図３〜図５を参照して説明する。この第１実施形態の液受け部４２は、固定供給部４１からのダミーディスペンスの際に、固定供給部４１から微小流量で吐出される処理液を、チャンバ２０内に配置された固定供給部４１の下方にある処理ユニット１６の構成部材（例えば回収カップ５０の上面）に垂れ落ちることを防止するために設けられている。なお、「ダミーディスペンス」とはノズル及びノズルに接続された供給ライン内に存在する処理に不適切な組成の処理液または長期滞留した処理液をノズル及び供給ライン内から廃棄する等の目的で、処理対象基板（ウエハ）とは異なる場所に向けてノズルから処理液を吐出する操作を意味する。

【0030】

固定供給部４１は、ノズル４１０と、ノズル４１０を保持するノズル保持体４１１を有している。ノズル４１０は円筒形の管状部材からなり、ノズル保持体４１１に形成された円柱形のノズル挿入穴４１２に挿入されている。ノズル保持体４１１は、ブラケット（固定部材）４１３を介してチャンバ２０の壁体に固定されている。ノズル４１０を形成するパイプは、ブラケット４１３に設けられた穴にも通されている。

【0031】

図４に示すように、ノズル４１０には、処理液供給機構４３０が接続されている。処理液供給機構４３０は、処理液供給源４３１からノズル４１０に処理液を供給する処理液供給ライン４３２を有している。処理液供給ライン４３２には開閉弁４３３が設けられている。開閉弁４３３を迂回する小流量ライン４３４が処理液供給ライン４３２に接続されている。小流量ライン４３４には開閉弁４３５が設けられている。小流量ライン４３４は処理液供給ライン４３２より流路径が小さいか、あるいは図４に示したように小流量ライン４３４にオリフィス４３６が設けられている。

【0032】

開閉弁４３３を開き開閉弁４３５を閉じることにより、ノズル４１０から横方向に（ほぼ水平方向に）通常流量で処理液が吐出される（図５の液流ＬＪを参照）。このとき、処理液は、着液目標位置である回転するウエハＷの中央部に到達する（図２の固定供給部４１から延びる破線を参照）。開閉弁４３３を閉じ開閉弁４３５を開くことにより、ノズル４１０から微小流量で処理液が吐出される（図５の液滴ＬＤ_１,ＬＤ_２を参照）。

【0033】

液受け部４２は、ノズル４１０の下方に設けられた液受け皿４２０を有している。図３及び図４に示すように、液受け皿４２０は、底壁４２１と、底壁４２１の前端部から上方に伸びる液案内壁４２２とを有している。液案内壁４２２の上端の高さは、ノズル４１０の開口端４１０ａの最も低い部分４１０ｂよりもやや低い。このため、ノズル４１０から通常流量で水平に吐出される処理液が液案内壁４２２に衝突しない。

【0034】

液受け皿４２の底壁４２１の上面４２１ａは、液案内壁４２２から遠ざかるに従って低くなるように傾斜している。上面４２１ａの最も低い位置には、図４の奥から手前側に向けて延びる排液溝４２４が形成されている。排液溝４２４は、図４の紙面の奥側から手前側に向かうに従って低くなるように傾斜している。排液溝４２４の最も低い部分は、図３に示すように、液受け皿４２の側壁４２５に開口しており、この開口部分に排液管４２６が接続されている。排液管４２６は、チャンバ２０の外側まで延びている。このため、排液管４２６に一旦流入した処理液が、チャンバ２０内の雰囲気（例えば湿度）に影響を及ぼすことはない。

【0035】

ノズル保持体４１１は、液案内壁４２２のノズル４１０を向いた液案内面４２３と平行に延びる液案内面４１４を有している。液案内面４２３と液案内面４１４との間には、隙間Ｇが形成されている。図４に示した実施形態では、液案内面４２３及び液案内面４１４の両方が鉛直方向に延びている。隙間Ｇの大きさが上方にゆくに従って大きくなるように液案内面４２３を傾斜させてもよい。隙間Ｇの大きさは例えば２ｍｍである。

【0036】

液受け皿４２の底壁４２１の周縁部からは、前述した液案内壁４２２及び一対の側壁４２５に加えて、後壁４２７（図４参照）及び一対の前壁４２８（液案内壁４２２の両脇にある）が起立している。すなわち、液受け皿４２の底壁４２１の上面４２１ａは、上記の壁４２２，４２５，４２７，４２８に囲まれている。上記の壁４２２，４２５，４２７，４２８が堰としての役割を果たすので、液受け皿４２に流入した処理液の全ては、排液溝４２４及び排液管４２６に流出し、他の部位から流出することはない。

【0037】

底壁４２１の上面４２１ａの上方は、ブラケット４１３の一部分４１３ａ及びノズル保持体４１１の底面４１１ａにより覆われている。すなわち、ブラケット４１３の一部及びノズル保持体４１１の一部が、液受け皿４２の上方を覆う蓋としての役割を有している。なお、ブラケット４１３の一部及びノズル保持体４１１の一部を蓋として利用する代わりに専用の蓋を設けてもよいし、ノズル保持体４１１の底面４１１ａだけにより液受け皿４２の上方を覆ってもよい。

【0038】

ノズル保持体４１１の液案内面４１４に対する処理液の接触角は、液受け皿４２の液案内壁４２２の液案内面４２３に対する処理液の接触角よりも小さい。例えば、ノズル４１０から吐出される処理液が純水（ＤＩＷ）であるときには、ノズル保持体４１１をＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）により形成し、液受け皿４２をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により形成することにより、上記の接触角の関係が成立する。

【0039】

液案内面４１４，４２３に対する処理液の接触角が同じである場合には、液案内面４１４，４２３間に液膜が形成されやすくなり、処理液が液案内面４１４，４２３間で滞留する。その結果、その後にノズル４１０から吐出される液が隙間Ｇ内に入ってゆかずに外にこぼれ落ちてしまう現象が生じる。

【0040】

これに対して、液案内面４１４，４２３に対する処理液の接触角を異ならせると、処理液は、図５に概略的に示したように、隙間Ｇより大きな液滴ＬＤ１が隙間Ｇの上端開口部に落ちて隙間Ｇを塞ごうとしても、液滴ＬＤ１は液案内面４１４上で直ちに平べったく広がり、液案内面４２３上では球状になる（液滴ＬＤ２を参照）。処理液がこのような形状になることにより、液案内面４１４，４２３間に液膜が形成されないようになり、処理液は液案内面４１４，４２３間の隙間Ｇにスムースに流入して下方に流れてゆく。実験により、隙間Ｇの大きさが２ｍｍ程度であっても、ノズル４１０から吐出直後のサイズが３ｍｍ程度の液滴（隙間Ｇの大きさより大きな液滴）がスムースに隙間Ｇ内に流入していくことが確認されている。

【0041】

なお、ノズル保持体４１１の液案内面４１４に対する処理液の接触角を、液受け皿４２の液案内壁４２２の液案内面４２３に対する処理液の接触角よりも大きくしてもかまわない。しかしながら、ノズル保持体４１１の液案内面４１４に対する処理液の接触角は、液受け皿４２の液案内壁４２２の液案内面４２３に対する処理液の接触角よりも小さくした方が好ましい。なお、この場合、処理液を隙間Ｇにスムースに流入させるためには、ノズル４１０の吐出口をなす開口端４１０ａと液案内面４１４を、図４に示されているように同一平面上に位置させることが好ましい。

【0042】

隙間Ｇの大きさを小さくしても処理液が隙間Ｇにスムースに流入してゆくのであれば、隙間Ｇの大きさを小さくすることができる。前述したように液受け皿４２の上方はブラケット４１３の一部及びノズル保持体４１１の一部により覆われているので、液受け皿４２上にある処理液が蒸発したときに、その蒸気は、隙間Ｇ及びその近傍の小さな隙間を通ってのみ、チャンバ２０内の空間（ウエハＷの近傍の空間）に侵入することができる。このため、隙間Ｇの大きさを小さくすることができれば、液受け皿４２上にある処理液及びその蒸気がチャンバ２０内の空間（ウエハＷの近傍の空間）の湿度管理に及ぼす悪影響を最小限にすることができる。

【0043】

［固定供給部及び液受け部の第２実施形態］
次に、図６及び図７を参照して、図２に概略的に示した固定供給部４１及び液受け部４２の第２実施形態について説明する。ノズル４１０からウエハＷ中心部に向けて処理液が吐出されている状態から、処理液供給ライン４３２の開閉弁４３３が閉じられた直後に、液勢が衰えて下方または斜め下方に落下している処理液が、ウエハＷの外方にある処理ユニット１６の構成部材（例えば回転カップ体５０２）に着液することにより不具合（液滴飛散によるパーティクル発生等）が生じる。これを防止するために、液受け部４２が設けられている。第２実施形態において、第１実施形態と同一または実質的に同一な部材に対しては、同一符号を付して重複説明は省略する。

【0044】

回収カップ５０には、回収カップ５０内のガス及び処理液の整流等を目的として、ウエハＷと一緒に回転する回転カップ体を備えたものがある。そのような回転カップ体を備えた回収カップ５０の例が図６に示されている。図６の構成では、保持部３１が、回転プレート３１１と、回転プレート３１１に取り付けられた複数の（図６には一つだけ示す）ウエハ保持爪３１２を備えている。ウエハ保持爪３１２のうちの少なくとも一つは、ウエハＷの周縁を保持する保持位置と、ウエハＷの周縁から離れる解放位置との間で移動可能である。回収カップ５０は、外側にある非回転カップ体５０１と、非回転カップ体５０１の内側に設けられた２つの回転カップ体５０２、５０３とを有している。回転カップ体５０２、５０３は、回転プレート３１１に固定された支柱５０４に取り付けられている。従って、回転カップ体５０２、５０３はウエハＷと同じ角速度で回転する。

【0045】

回転する回転カップ体５０２の上面にノズル４１０から吐出された処理液が落ちると、処理液が回転カップ体５０２に弾かれて微小液滴となって飛散し、これがパーティクルの原因となりうる（図７の矢印Ｐで示した液滴を参照）。これを防止するためにこの第２実施形態に係る液受け部４２が設けられる。液受け部４２を設けることと直接関係が無い回収カップ５０の構成及び作用の説明は本明細書では省略するが、所望ならば、本願の出願人と同一出願人による特許出願の公開公報である特開２０１４−１２３７１３号を参照することにより理解することができる。

【0046】

第２実施形態に係る液受け部４２は、上側液受け皿４４１と、その下方に位置する下側液受け皿４４２とを有している。上側液受け皿４４１及び下側液受け皿４４２は例えば平面視で略長方形とすることができるが、これに限定されるものではない。

【0047】

上側液受け皿４４１は底壁４４１１と、底壁４４１１の左右両端の縁から上方に延びる一対の側壁４４１２と、後壁４４１３とを有している。側壁４４１２及び後壁４４１３は、底壁４４１１上に落ちた処理液が上側液受け皿４４１からこぼれ落ちることを防止する堰の役割を果たす。底壁４４１１は、ノズル４１０からの処理液の吐出方向（図６、図７における図中右方向）と反対の方向に進むに従って（すなわちウエハＷ上の着液目標場所からの水平方向距離が大きくなるに従って）低くなるように傾斜している。底壁４４１１の後端には排液口４４１４が設けられており、この排液口４４１４は、排液管４４１５を介してチャンバ２０の外側に接続されている。

【0048】

下側液受け皿４４２は底壁４４２１と、底壁４４２１の左右両端の縁から上方に延びる一対の側壁４４２２と、後壁４４２３とを有している。側壁４４２２及び後壁４４２３は、底壁４４２１上に落ちた処理液が下側液受け皿４４２からこぼれ落ちることを防止する堰の役割を果たす。底壁４４２１は、ノズル４１０からの処理液の吐出方向と反対の方向に進むに従って低くなるように傾斜している。底壁４４２１の後端には排液口４４２４が設けられており、この排液口４４２４は、排液管４４２５を介してチャンバ２０の外側に接続されている。

【0049】

図７に示すように、底壁４４１１の下面のうち、上側液受け皿４４１の先端４４１６から後方に所定距離だけ進んだ位置までの間の領域４４１７は、ウエハＷ上の着液目標場所からの水平方向距離が大きくなるに従って低くなるように、比較的大きな角度で傾斜している（水平面に対して角度βをなす）。

【0050】

ウエハＷ上の着液目標場所からの上側液受け皿４４１の先端４４１６までの水平方向距離は、ウエハＷ上の着液目標場所からの下側液受け皿４４２の先端４４２６までの水平方向距離よりも小さい。

【0051】

ウエハＷ上の着液目標場所（例えばウエハ上面の中心部）からの上側液受け皿４４１の先端４４１６までの水平方向距離は、ウエハＷ上の着液目標場所からの回転カップ体５０２の上面５０２１の内周縁５０２２までの水平方向距離よりと同じか、もしくはやや小さい。すなわち、ノズル４１０からの処理液の吐出方向に関して、上側液受け皿４４１の先端４４１６の位置は、回転カップ体５０２の上面５０２１の内周縁５０２２と同じであるかあるいはそれよりもやや進んだ位置にある。

【0052】

ウエハＷの上面の中心部に着液するような液勢でノズル４１０から処理液が吐出されているときには、処理液は上側液受け皿４４１の上方を概ね水平方向に飛んでいる（図６で一点鎖線で示した処理液の飛行軌跡及び図７の液流ＬＡを参照）。この状態から開閉弁４３３（図６参照）を閉じると、直ちにノズル４１０からの処理液の吐出が完全に停止するのではなく、開閉弁４３３閉鎖からごく短時間の間に液勢の低い処理液がノズル４１０から吐出され、その後にノズル４１０からの処理液の吐出が停止する。このとき液勢の衰えに応じて処理液の飛行軌跡は矢印ＬＢ、ＬＣ、ＬＤのように順に変化してゆく。このように処理液の飛行軌跡が変化してゆくときでも、上述した形態の上側液受け皿４４１及び下側液受け皿４４２が配置されているため、回転カップ体５０２の上面に処理液の液滴が衝突することが防止される。以下、この点について詳述する。

【0053】

ここで、考慮しなければならないことは、上側液受け皿４４１の先端４４１６の近傍、及び下側液受け皿４４２の先端４４２６の近傍に処理液の液滴が落下すると、落下により液滴がつぶれることにより、あるいは、液滴のノズル４１０から遠ざかる方向の運動エネルギーにより、液滴が先端４４１６（４４２６）を乗り越えて液受け皿４４１（４４２）の裏面（底壁の下面）に回り込む現象が発生するということである（図７の液滴ＬＥを参照）。この裏面に回り込んだ液滴は、そのまま裏面に沿ってウエハの回転中心軸線から遠ざかる方向に流れてゆくこともあるが、多くの場合、途中で下方に落下する。落下した位置が回転カップ体５０２の上面であれば、上述した望ましくない液滴の飛散が生じる。

【0054】

処理液の飛行軌跡が鉛直線と成す角度α（図７参照）は、処理液をノズル４１０側に押し戻す気流が無い限り０度以上である。従って、（ｉ）上側液受け皿４４１の先端４４１６のウエハＷ上の着液目標場所からの水平方向距離は、回転カップ体５０２の上面の内周縁５０２２の前記着液目標場所からの水平方向距離と同じか、もしくはやや小さいため、処理液の飛行軌跡に係わらず、ノズル４１０から吐出された後に上側液受け皿４４１及び下側液受け皿４４２のいずれにも触れずに直接回転カップ体５０２に衝突する処理液はない。

【0055】

また、（ii）上側液受け皿４４１の先端４４１６のウエハＷ上の着液目標場所からの水平方向距離は、下側液受け皿４４２の先端４４２６よりも小さいため、ノズル４１０から吐出された後に上側液受け皿４４１に触れずに下側液受け皿４４２の先端４４２６の近傍に衝突する処理液もない。このため、下側液受け皿４４２の先端４４２６の近傍に衝突した処理液が下側液受け皿４４２の裏面に回り込んだ後に、回転カップ体５０２の上面５０２１上に落下することもない。

【0056】

上側液受け皿４４１の先端４４１６の近傍に落下した処理液の一部は、上側液受け皿４４１の裏面（底壁の下面）に回り込み、底壁４４１１の下面の先端部の領域４４１７上を図７の左方向に流れてゆき、その多くは下側液受け皿４４２の上に落下する。仮に、上側液受け皿４４１の裏面に回り込んだ直後に先端４４１６の近傍の位置で液滴が下方に落下すると、落下した液滴は下側液受け皿４４２の先端４４２６の近傍に衝突し、下側液受け皿４４２の裏面に回り込んだ後に、回転カップ体５０２の上面５０２１上に落下する可能性がある。しかしながら、底壁４４１１の下面の先端部の領域４４１７の水平面に対する角度βを比較的大きくとること（例えば２０度以上）、並びに、ノズル４１０からの処理液の吐出方向に測定した距離である下側液受け皿４４２の先端４４２６と上側液受け皿４４１の先端４４１６との距離Ｘを小さくすることにより、上記の望ましくない事象は回避することができる。

【0057】

この第２実施形態によれば、上側液受け皿４４１及び下側液受け皿４４２を上述した位置関係で配置することにより、ノズル４１０からの吐出停止直前にノズル４１０から吐出される液勢の衰えた処理液が、ウエハＷの外方にある処理ユニット１６の構成部材（例えば回転カップ体５０２）に落下することにより生じうる不具合（液滴飛散によるパーティクル発生等）を防止することができる。なお、液勢の衰えた処理液の落下地点が回転カップ体５０２以外の構成部材（例えば固定カップ体）であっても、処理液により当該部材が汚染される場合もあり、当該構成部材上で跳ねた液が、当該構成部材の周囲の部材を汚染する可能性もある。従って、回転カップ体５０２を有しない処理ユニット１６においても、上述した上側液受け皿４４１及び下側液受け皿４４２を設けることは有益である。

【0058】

上記第１実施形態及び第２実施形態の共通の効果は、通常吐出時よりも低い液勢で固定ノズルから吐出された処理液がウエハＷの外方にある処理ユニット１６の構成部材に落下して当該構成部材を汚染すること、並びに当該構成部材上で跳ねた液滴が当該構成部材及び当該構成部材の周囲にある部材を汚染することを防止することができることである。

【0059】

上記第１及び第２実施形態では、可動供給部４３と対比するため「固定」供給部４１という名称を付けたが、固定供給部４１は完全に不動でなくてもよい。基板上への着液位置の調整のため、例えば、処理液の吐出角度（水平面に対する仰角ないし俯角）を変化させるために固定供給部４１にチルト機構を設けてもよい。あるいは固定供給部を着液目標位置に対して接近（例えばノズル４１０がウエハの上方にやや張り出す場合も含む）または離間させることができる移動機構を設けてもよい。このような移動機構を設けた場合、液受け部４２は、完全に不動であってもよいし、固定供給部４１の動きに追従するように液受け部４２を移動させる移動機構を設けてもよい。固定供給部４１が多少動けたとしても、可動供給部４３のように動けないのであれば、背景技術の項で説明した問題は依然として存在するので、上述した第１及び第２実施形態の構成は有益である。

【0060】

上記第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、第１実施形態の液受け皿４２０の下方に、第２実施形態の上側液受け皿４４１及び下側液受け皿４４２を設けてもよい。

【0061】

上記の実施形態において、処理ユニット１６で処理される基板は、半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ用のガラス基板、セラミック基板等、半導体装置製造の技術分野で用いられる任意の基板とすることができる。

【符号の説明】

【0062】

Ｗ 基板（ウエハ）
３１ 基板保持部
４１０ ノズル
４２ 液受け部
４１３ 第１案内壁
４２０ 液受け部材
４２３ 第２案内壁
４４１ 上側液受け部材
４４２ 下側液受け部材
Ｇ 隙間
５０ 回収カップ
５０２ 回転カップ体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】