特許 6804325 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】6804325

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】液処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20201214BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 643A

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-22350(P2017-22350)

(22)【出願日】2017年2月9日

(65)【公開番号】特開2018-129438(P2018-129438A)

(43)【公開日】2018年8月16日

【審査請求日】2019年11月21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】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】脇山 輝史

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 規宏

【審査官】 平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１５１４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７３７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１８１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１１３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１６２００７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１８２３７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(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、
前記基板保持部を回転させる駆動部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の回転軸を含み、前記回転軸の軸方向に沿って延設され、かつ前記基板よりも下方に設けられた軸部と、
前記軸部の上端に取り付けられる基部と、前記基部から前記基板の径方向外側に延設され、前記基板に向けて液を吐出する吐出口が形成された液供給部とを有し、前記基板の下面に向けて液を吐出するノズルと、
挿入孔に挿入された前記軸部によって回転自在に支持されて前記基板保持部とともに回転する支柱部と、
前記基部の下面および前記基板の下面と向かい合い、前記基板保持部と一体に回転する板部と、
前記挿入孔を形成する内周面と前記軸部との間に形成される第１間隙を介して、前記基部の下面と前記板部との間に形成され、前記第１間隙に連通する第２間隙に気体を供給する気体供給部と
を備え、
前記軸部および前記基部は、
前記軸方向に沿って形成され、前記基板の下面に向けて吐出された前記液を排出する排出路を備え、
前記基部は、
前記液が前記排出路に向けて流れるように下方に向けて窪んだ凹部と、
前記凹部の周縁から前記基部の外側となるにつれて下方に傾斜する傾斜部と、
を備え、
前記傾斜部は、
前記基部の下面まで延設される
液処理装置。

【請求項2】

基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を回転させる駆動部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の回転軸を含み、前記回転軸の軸方向に沿って延設され、かつ前記基板よりも下方に設けられた軸部と、
前記基板の下面に向けて液を吐出するノズルと、
を備え、
前記ノズルは、
前記軸部の上端に取り付けられる基部と、前記基部から前記基板の径方向外側に延設され、前記基板に向けて液を吐出する吐出口が形成された液供給部とを備え、
前記軸部および前記基部は、
前記軸方向に沿って形成され、前記基板の下面に向けて吐出された前記液を排出する排出路を備え、
前記基部は、
前記液が前記排出路に向けて流れるように下方に向けて窪んだ凹部を備え、
前記液供給部は、
前記基板の径方向に沿って形成され、前記吐出口と連通する液供給流路を備え、
前記吐出口は、
前記基部側に形成され、上下方向において前記液供給流路と重なるように形成された１個以上の第１吐出口と、
前記第１吐出口よりも前記径方向外側に複数形成され、前記上下方向において前記液供給流路と重ならないように、前記液供給流路に対して前記基板の回転方向の下流側にオフセットして形成される１個以上の第２吐出口と
を含み、
前記回転軸側の前記液供給部は、
前記凹部内に突出し、
前記第１吐出口は、
前記凹部内の前記液供給部に形成される
液処理装置。

【請求項3】

前記回転軸に最も近い前記第１吐出口は、
前記回転軸よりも前記径方向外側に形成される
請求項２に記載の液処理装置。

【請求項4】

前記液供給部は、
前記液供給部の先端側の上部に形成されたテーパ部
をさらに備え、
前記吐出口は、
前記テーパ部に形成された１個以上の第３吐出口を含む、
請求項２または３に記載の液処理装置。

【請求項5】

前記第３吐出口は、
前記径方向外側に向けて前記液を吐出するように形成される
請求項４に記載の液処理装置。

【請求項6】

前記液供給部は、
前記基部から前記径方向に沿って延設される第１液供給部と、
前記径方向外側の前記第１液供給部の端部に取り付けられ、前記径方向に沿って延設される第２液供給部とを備える
請求項２〜５のいずれか一つに記載の液処理装置。

【請求項7】

前記第２液供給部は、
前記液供給流路および前記吐出口が形成される供給部と、
前記径方向外側の前記供給部の先端よりも前記軸部側に設けられ、固定部によって前記第１液供給部に取り付けられる取付部と
を備える
請求項６に記載の液処理装置。

【請求項8】

前記第１液供給部は、
前記液供給流路に対して平行に形成された孔と、
前記孔に挿入される補強部材と
を備える
請求項６または７に記載の液処理装置。

【請求項9】

前記補強部材は、
中空状である
請求項８に記載の液処理装置。

【請求項10】

前記吐出口の合計面積は、
前記液供給部に前記液を供給する流路の断面積よりも小さい
請求項１〜９のいずれか一つに記載の液処理装置。

【請求項11】

前記ノズルは、
前記基部の上端の高さが、前記液供給部の上端の高さよりも低くなるように形成される
請求項１〜１０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】

開示の実施形態は、液処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板の下面に流体を供給するノズルユニットを有する液処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−３３５８６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記液処理装置では、基板の下面に向けて吐出された液が、ノズルユニットの中心側の上端面に残ることがある。この場合、上端面に残った液が基板の下面に付着するおそれがある。

【0005】

実施形態の一態様は、基板の下面に向けて吐出された液が、ノズルユニットの中心側の上端面に残ることを抑制する液処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の一態様に係る液処理装置は、基板保持部と、駆動部と、軸部と、ノズルとを備える。基板保持部は、基板を水平に保持する。駆動部は、基板保持部によって基板が保持された状態で、基板および基板保持部を回転させる。軸部は、基板保持部に保持された基板の回転軸を含み、回転軸の軸方向に沿って延設され、かつ基板よりも下方に設けられる。ノズルは、基板の下面に向けて液を吐出する。また、ノズルは、軸部の上端に取り付けられる基部と、基部から基板の径方向外側に延設され、基板に向けて液を吐出する吐出口が形成された液供給部とを備える。また、軸部および基部は、軸方向に沿って形成され、基板の下面に向けて吐出された液を排出する排出路を備える。また、基部は、液が排出路に向けて流れるように下方に向けて窪んだ凹部を備える。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の一態様によれば、基板の下面に向けて吐出された液が、ノズルユニットの中心側の上端面に残ることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】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。

【図2】図２は、処理ユニットの概略構成を示す図である。

【図3】図３は、処理ユニットの具体的な構成を示す図である。

【図4】図４は、ノズルの平面図である。

【図5】図５は、図４の矢視Ａ図である。

【図6】図６は、ノズルの斜視図である。

【図7】図７は、ノズルの分解図である。

【図8】図８は、図６のVIII−VIII断面図である。

【図9】図９は、図３における下面処理部の一部を拡大した模式図である。

【図10】図１０は、第２吐出口から吐出される温調液の吐出方向を側面視で示す概略図である。

【図11】図１１は、第２吐出口から吐出される温調液の吐出方向およびウェハの下面における温調液の吐出範囲を示す概略図である。

【図12】図１２は、本実施形態に係る基板処理システムが実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する液処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【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、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハ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、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。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、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハ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、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。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、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハ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ェハ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からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハ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へ搬入されたウェハ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ェハ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について図２を参照し説明する。図２は、処理ユニット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、ウェハ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に保持されたウェハＷを回転させる。

【0025】

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

【0026】

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の回転によってウェハ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。

【0027】

以下において、支柱部３２の回転軸、すなわちウェハＷの回転軸を、回転軸Ｃｅ（図３参照）として説明する。また、ウェハＷの径方向を、径方向として説明することがある。

【0028】

ここで、処理ユニット１６について、図３を参照し詳しく説明する。図３は、処理ユニット１６の具体的な構成を示す図である。なお、図３では、処理流体供給部４０など、一部の構成を省略している。

【0029】

保持部３１は、保持プレート３１０と、基板保持部３１１と、リフトプレート３１２と、リフトピン３１３とを備える。

【0030】

保持プレート３１０は、円板状に形成され、支柱部３２の上端が挿入される孔が中心部に形成される。保持プレート３１０は、支柱部３２の上端に接合される。保持プレート３１０は、支柱部３２と同軸上に配置される。保持プレート３１０の外周端の上面には、複数の基板保持部３１１が設けられる。例えば、基板保持部３１１は、３か所設けられ、各基板保持部３１１は、周方向に１２０°の間隔で設けられる。基板保持部３１１は、リフトプレート３１２の上下動に合わせて保持プレート３１０側の基端部に設けた回動軸を中心に回動し、ウェハＷの保持状態が切り替えられる。

【0031】

また、保持プレート３１０には、昇降部材３４が挿入可能な複数の挿入孔３１０ａが形成される。例えば、挿入孔３１０ａは、３か所設けられ、各挿入孔３１０ａは、周方向に１２０度の間隔で設けられる。

【0032】

昇降部材３４は、各挿入孔３１０ａに応じて複数設けられる。昇降部材３４は、昇降駆動部３５によって昇降する。昇降部材３４は、昇降駆動部３５によって待機位置から上昇されると挿入孔３１０ａに挿入され、挿入孔３１０ａを貫通してリフトプレート３１２に当接する。そして、昇降部材３４は、昇降駆動部３５によってさらに上昇されると、リフトプレート３１２を上方に押し上げる。昇降部材３４は、リフトプレート３１２を所定の上昇位置まで押し上げる。所定の上昇位置は、ウェハＷを基板搬送装置１７によって搬入および搬送する位置である。昇降部材３４は、待機位置では、挿入孔３１０ａに挿入されず、保持プレート３１０は、回転可能となる。

【0033】

なお、昇降部材３４は、保持プレート３１０に設けられた中間部材を介してリフトプレート３１２を昇降させてもよい。

【0034】

リフトプレート３１２は、円板状に形成され、下面処理部８０の軸部８１が挿入される挿入孔が中心部に形成される。リフトプレート３１２は、保持プレート３１０、すなわち支柱部３２と同軸上に配置される。リフトプレート３１２は、保持プレート３１０の上方に設けられ、昇降部材３４が待機位置にある場合には、リフトプレート３１２の下面は保持プレート３１０の上面に当接する。リフトプレート３１２の外周端の上面には、複数のリフトピン３１３が設けられる。例えば、リフトピン３１３は、３か所設けられ、各リフトピン３１３は、周方向に１２０度の間隔で設けられる。リフトプレート３１２の径はウェハＷの径よりも小さく、リフトプレート３１２は、昇降部材３４によって押し上げられた場合に、基板保持部３１１に当接しないように形成される。

【0035】

リフトピン３１３は、リフトプレート３１２が押し上げられると、ウェハＷの下面に当接し、ウェハＷが基板保持部３１１によって保持されない状態で、ウェハＷを下面側から支持する。また、ウェハＷを支持した状態でリフトプレート３１２が降下し、基板保持部３１１によってウェハＷが保持された後に、さらにリフトプレート３１２が降下すると、リフトピン３１３は、ウェハＷの下面から離間する。

【0036】

リフトプレート３１２の下面が保持プレート３１０の上面に当接する状態では、リフトプレート３１２と保持プレート３１０とは、例えば、係合部により係合する。そのため、駆動部３３によって支柱部３２が回転すると、リフトプレート３１２と保持プレート３１０とは支柱部３２とともに回転する。

【0037】

処理ユニット１６は、ウェハＷの下面に温調液などを供給する下面処理部８０をさらに備える。下面処理部８０は、軸部８１と、ノズル８２とを備える。軸部８１およびノズル８２は、耐薬品性を有する樹脂、例えば、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフロオエチレン）樹脂によって構成される。なお、図３においては、説明のため下面処理部８０のハッチングを省略している。

【0038】

軸部８１は、支柱部３２と同軸上に配置される。軸部８１は、中空状の支柱部３２およびリフトプレート３１２の挿入孔に挿入され、ベアリング（不図示）を介して支柱部３２、保持プレート３１０およびリフトプレート３１２を回転自在に支持する。

【0039】

軸部８１の内部には、第１流路８１ａと、第２流路８１ｂと、第３流路８１ｃとが形成される。各流路８１ａ〜８１ｃは、軸方向に延設される。なお、軸部８１を中空状に形成し、各流路となる配管を、軸部８１内に設けてもよい。

【0040】

第１流路８１ａには、温調液供給源７１によって温調液、例えば温度が調整された純水（温水）が第１配管９０を介して供給される。なお、第１配管９０には、開閉弁９０ａが設けられている。

【0041】

第２流路８１ｂには、ＤＩＷ供給源７２によってＤＩＷ（常温の純水）が第２配管９１を介して供給される。なお、第２配管９１には、切替弁９１ａが設けられており、切替弁９１ａを切り替えて第２流路８１ｂおよび第２配管９１の一部とドレン流路９１ｂとを連通することで、軸部８１の上面に付着した薬液などを、液吐出流路８２０ａ（例えば、図４参照）、第２流路８１ｂおよび第２配管９１を介して排出可能となっている。すなわち、液吐出流路８２０ａ、第２流路８１ｂおよび第２配管９１の一部は排出路としても機能する。なお、切替弁９１ａとＤＩＷ供給源７２との間の第２配管９１には、開閉弁９１ｃが設けられている。また、切替弁９１ａが開閉弁９１ｃの機能を有してもよい。

【0042】

第３流路８１ｃには、Ｎ２供給源７３によってＮ２ガスが第３配管９２を介して供給される。Ｎ２ガスは、高温（例えば、９０℃程度）に温調される。また、第３流路８１ｃは、軸部８１の上端に形成され、上方に延設されるＮ２ノズル８１ｄ内にも形成される。Ｎ２ノズル８１ｄは、ノズル８２の基部８２０（例えば、図４参照）に形成される挿入孔８２０ｂ（例えば、図４参照）に挿入される。なお、第３配管９２には、開閉弁９２ａが設けられている。

【0043】

ここで、ノズル８２について、図４〜図８を参照し詳しく説明する。図４は、ノズル８２の平面図である。図５は、図４の矢視Ａ図である。図６は、ノズル８２の斜視図である。図７は、ノズル８２の分解図である。図８は、図６のVIII−VIII断面図である。

【0044】

ノズル８２は、基部８２０と、液供給部８２１とを備える。ノズル８２は、リフトプレート３１２（図３参照）とウェハＷ（図３参照）との間に設けられ、ウェハＷの下面と向き合うように設けられる。すなわち、ノズル８２は、ウェハＷよりも下方に設けられる。また、ノズル８２は、ウェハＷの下面とわずかに離間するように設けられる。

【0045】

基部８２０は、軸部８１と同軸上に配置される。すなわち、基部８２０は、ウェハＷの回転軸Ｃｅを含むように設けられる。基部８２０は、軸部８１の上端に取り付けられる。基部８２０には、第２流路８１ｂと連通する液吐出流路８２０ａと、Ｎ２ノズル８１ｄが挿入される挿入孔８２０ｂとが形成される。液吐出流路８２０ａおよび挿入孔８２０ｂは、軸方向に沿って形成される。また、基部８２０には、第１流路８１ａ（図３参照）に連通し、かつ液供給部８２１のノズル基部８２２に形成される第１液供給路８２２ａに連通する中間流路（不図示）が内部に形成される。中間流路は、軸方向に沿って形成される。

【0046】

基部８２０は、ベアリング（不図示）を介してリフトプレート３１２（図３参照）に着座しており、リフトプレート３１２を回転自在に支持すると共に、リフトプレート３１２の昇降に伴い昇降する。すなわち、ノズル８２（下面処理部８０）は、リフトプレート３１２とともに昇降する。

【0047】

基部８２０の上端中央部には、下方に向けて窪んだ凹部８２０ｃが形成される。凹部８２０ｃには、液吐出流路８２０ａおよび挿入孔８２０ｂが開口する。凹部８２０ｃは、凹部８２０ｃに付着した液が液吐出流路８２０ａに流入するように形成される。すなわち、凹部８２０ｃは、液吐出流路８２０ａに液が流入するように、すり鉢状に形成され、例えば、凹部８２０ｃを形成する面が液吐出流路８２０ａの中心に向けて収束するように形成される。

【0048】

液吐出流路８２０ａおよび挿入孔８２０ｂは、回転軸Ｃｅ付近に形成される。すなわち、挿入孔８２０ｂおよび挿入孔８２０ｂに挿入されるＮ２ノズル８１ｄは、回転軸Ｃｅから径方向外側にオフセットした位置に設けられる。Ｎ２ノズル８１ｄから吐出されるＮ２ガスが、ウェハＷの中心に供給されると、Ｎ２ノズル８１ｄの径より小さい液滴がウェハＷに残るおそれがある。これを抑制するために、Ｎ２ノズル８１ｄは、回転軸Ｃｅから径方向外側にオフセットした位置に設けられる。

【0049】

また、基部８２０の上端外周部には、凹部８２０ｃの周縁から外周側下方に向けて傾斜する傾斜部８２０ｅが形成される。すなわち、傾斜部８２０ｅは、径方向外側となるにつれて下方に傾斜する。傾斜部８２０ｅは、基部８２０の中心側から傾斜するように形成されることが望ましい。すなわち、凹部８２０ｃの周縁がより径方向内側に位置するように、凹部８２０ｃおよび傾斜部８２０ｅが形成されることが望ましい。

【0050】

傾斜部８２０ｅは、図９に示すように、基部８２０の下面８２０ｆに接続される。すなわち、傾斜部８２０ｅは、凹部８２０ｃの周縁から基部８２０の下面まで延設して形成される。図９は、図３における下面処理部８０の一部を拡大した模式図である。

【0051】

軸部８１と、軸部８１が挿入される支柱部３２の挿入孔の内周面との間には、第１隙間３２０が形成される。また、基部８２０の下面８２０ｆとリフトプレート３１２との間には、第１隙間３２０と連通する第２隙間３２１が形成される。このような隙間３２０、３２１は、回転しない軸部８１およびノズル８２と、回転する支柱部３２およびリフトプレート３１２との間に生じる。

【0052】

ウェハＷ、支柱部３２およびリフトプレート３１２が回転すると、第１隙間３２０および第２隙間３２１で負圧を発生することがあり、ウェハＷの中心側が下側に撓むことがある。これを防ぐために、第１隙間３２０および第２隙間３２１には、気体、例えば、Ｎ２供給源７３からＮ２ガスが供給される。これにより、負圧が発生することを防止し、ウェハＷが下側に撓んだ状態で回転することを抑制することができ、ウェハＷとノズル８２などの接触を抑制することができる。

【0053】

しかし、第１隙間３２０および第２隙間３２１から吐出されたＮ２ガスがウェハＷの下面に当たると、ウェハＷの温度が低くなり、処理の進行が遅くなったり、ウェハＷにおける処理が不均一になったりするおそれがある。

【0054】

本実施形態では、傾斜部８２０ｅを基部８２０の下面８２０ｆまで延設することで、基部８２０の下面８２０ｆを径方向外側まで延設することができ、Ｎ２ガスがウェハＷに向けて吐出されることを抑制することができる。これにより、処理の進行が遅くなったり、ウェハＷにおける処理が不均一になったりすることを抑制することができる。

【0055】

また、傾斜部８２０ｅは、基部８２０の強度を確保しつつ、回転軸Ｃｅとのなす角がより鋭角となることが望ましい。例えば、傾斜部８２０ｅは回転軸Ｃｅとのなす角が４５度から５０度程度となるように設けられる。

【0056】

このように、傾斜部８２０ｅを設けることで、基部８２０の上面に付着した液を基部８２０の外側へ流すことができる。

【0057】

なお、基部８２０の上端の高さが、後述するノズル基部８２２の上端の高さよりも低くなるように基部８２０は形成される。これにより、基部８２０側のノズル基部８２２に付着した液を基部８２０の凹部８２０ｃや傾斜部８２０ｅに流すことができる。

【0058】

液供給部８２１は、棒状に形成され、基部８２０の中心付近から径方向外側に延設される。液供給部８２１は、ノズル基部８２２と、ノズルキャップ８２３とを備える。

【0059】

径方向内側のノズル基部８２２の端部は、凹部８２０ｃ内に突出するように形成される。なお、径方向内側のノズル基部８２２の先端は、回転軸Ｃｅよりも径方向外側に位置する。

【0060】

ノズル基部８２２の内部には、第１液供給路８２２ａと、圧入孔８２２ｂとが径方向に沿って形成される。第１液供給路８２２ａと圧入孔８２２ｂとは平行に形成される。径方向内側の圧入孔８２２ｂの端部は、閉塞されている。圧入孔８２２ｂには、補強部材８２４が圧入される。

【0061】

補強部材８２４は、中空状の空洞部を有する金属部材であり、例えば、ステンレス鋼である。なお、補強部材８２４は、ステンレス鋼に限定されず、液供給部８２１の撓みを抑制する部材であればよい。補強部材８２４を中空状にすることで、補強部材８２４を圧入孔８２２ｂに圧入する際に、空洞部を介して圧入孔８２２ｂ内の空気が外部に排出されるので、補強部材８２４を圧入孔８２２ｂへ容易に圧入することができる。また、中空状にすることで、ノズル８２の保温効果を向上させることができ、第１液供給路８２２ａを流れる温調液の温度が低下することを抑制することができる。

【0062】

径方向外側の圧入孔８２２ｂの端部には、シール材８２５が挿入される。また、径方向外側の圧入孔８２２ｂにはネジ溝が形成されており、ネジ８２６によってノズルキャップ８２３が取り付けられる。ネジ８２６は、ノズル８２と同様に耐薬品性の樹脂によって構成される。

【0063】

ノズルキャップ８２３は、径方向外側のノズル基部８２２の先端に取り付けられる。ノズルキャップ８２３には、第１液供給路８２２ａと連通する第２液供給路８２３ａが形成される供給部８２３ｄと、ネジ８２６が挿入されるネジ孔が形成されるネジ取付部８２３ｂとを備える。ノズルキャップ８２３は、ネジ８２６によってノズル基部８２２に取り付けられる。

【0064】

供給部８２３ｄは、第２液供給路８２３ａが、ノズルキャップ８２３の先端側、すなわち径方向外側で閉塞されるように形成される。このように、第１液供給路８２２ａと第２液供給路８２３ａとによって液供給路が形成される。また、供給部８２３ｄの先端側の上部には、下方に傾斜するテーパ部８２３ｃが形成される。

【0065】

ネジ取付部８２３ｂは、ウェハＷの回転時に、ネジ８２６がリフトピン３１３（図３参照）に当接しないように、供給部８２３ｄの先端よりも径方向内側に設けられる。すなわち、ノズルキャップ８２３は、平面視において略Ｌ字状に形成される。

【0066】

ノズル基部８２２およびノズルキャップ８２３には、上方の突出する段部８２７が形成される。段部８２７は、例えば、平面視において、頂部から径方向とは交差する方向に傾斜する傾斜面によって形成される。段部８２７には、液供給路に連通し、ウェハＷの下面に向けて温調液を吐出する吐出口８２８が複数形成される。吐出口８２８を段部８２７に形成することで、例えば、液吐出流路８２０ａから吐出された液が吐出口８２８内に流入することを抑制することができる。

【0067】

吐出口８２８は、基部８２０の中心側からノズルキャップ８２３の先端側、すなわちノズルキャップ８２３のテーパ部８２３ｃまで所定の間隔を設けて形成される。また、吐出口８２８は、吐出口８２８の合計面積が、第１流路８１ａの断面積や、最も径方向内側の第１液供給路８２２ａの断面積よりも小さくなるように形成される。これにより、各吐出口８２８から吐出される温調液の流量を均一にすることができる。

【0068】

吐出口８２８は、基部８２０の中心側、すなわち回転軸Ｃｅ付近に形成された第１吐出口８２８ａと、第１吐出口８２８ａよりも径方向外側に形成される第２吐出口８２８ｂと、テーパ部８２３ｃに形成される第３吐出口８２８ｃとにより構成される。

【0069】

第１吐出口８２８ａは、凹部８２０ｃ内に突出するノズル基部８２２に形成される。第１吐出口８２８ａは、上下方向（鉛直方向）において、第１液供給路８２２ａと重なるように形成される。また、第１吐出口８２８ａは、軸方向に沿って温調液を吐出するように形成される。これにより、ウェハＷの中心付近の下面に温調液を吐出することができる。

【0070】

なお、最も回転軸Ｃｅ側の第１吐出口８２８ａは、回転軸Ｃｅよりも径方向外側に形成される。最も回転軸Ｃｅ側の第１吐出口８２８ａを回転軸Ｃｅよりも径方向外側に形成することで、遠心力が働かないウェハＷの中心部が、第１吐出口８２８ａから吐出された温調液により温度が高くなることを抑制し、ウェハＷの中心部の処理が他の領域よりも進行することを抑制し、エッチング処理を均一に行うことができる。

【0071】

第２吐出口８２８ｂは、図１０に示すように、上下方向において、第１液供給路８２２ａおよび第２液供給路８２３ａと重ならないように、第１液供給路８２２ａおよび第２液供給路８２３ａに対してウェハＷの回転方向の下流側にオフセットして形成される。第２吐出口８２８ｂは、ウェハＷの回転方向においてノズル８２よりも後方側の斜め上方に向けて温調液を吐出する。図１０は、第２吐出口８２８ｂから吐出される温調液の吐出方向を側面視で示す概略図である。これにより、ウェハＷに当たった温調液がノズル８２に向けて落ちることを抑制し、ノズル８２に温調液が付着することを抑制することができる。

【0072】

また、第２吐出口８２８ｂは、図１１に示すように、平面視においてノズル８２に対して垂直な方向（図１１中、破線矢印）よりも外側(図１１中、実線矢印)に向けて温調液を吐出するように形成される。すなわち、第２吐出口８２８ｂは、温調液を外側斜め上方に向けて吐出するように形成される。図１１は、第２吐出口８２８ｂから吐出される温調液の吐出方向およびウェハＷの下面における温調液の吐出範囲を示す概略図である。温調液を外側斜め上方に向けて吐出することで、ノズル８２に対して垂直な方向に向けて吐出する場合（図１１中、破線範囲）よりも吐出距離が長くなるため、ウェハＷの下面の広範囲（図１１中、実線範囲）に温調液を吐出することができる。なお、図４〜図７では、一部の第２吐出口８２８ｂを省略している。

【0073】

第３吐出口８２８ｃは、基本的な構成は、第２吐出口８２８ｂと同じであり、第２吐出口８２８ｂよりも温調液を径方向外側に向けて吐出するように形成される。これにより、液供給部８２１を延ばすことができないウェハＷの外周端側の下面に温調液を吐出することができる。例えば、リフトピン３１３の上方に位置するウェハＷの下面や、リフトピン３１３よりも径方向外側に位置するウェハＷの下面に温調液を吐出することができる。これにより、ウェハＷの外周端側の温度が低下することを抑制することができる。

【0074】

なお、第３吐出口８２８ｃは、温調液を、ウェハＷの回転方向においてノズル８２よりも後方側に吐出せずに、径方向外側の斜め上方に向けて吐出するように形成されてもよい。

【0075】

ノズルキャップ８２３の先端側の第２吐出口８２８ｂの間隔、および第３吐出口８２８ｃの間隔は、基部８２０側の第２吐出口８２８ｂの間隔よりも短い。例えば、基部８２０側の第２吐出口８２８ｂの間隔は、１０ｍｍであり、第３吐出口８２８ｃおよびテーパ部８２３ｃ近傍の第２吐出口８２８ｂの間隔は、８ｍｍである。

【0076】

このように、ノズルキャップ８２３の先端側に設けた第２吐出口８２８ｂおよび第３吐出口８２８ｃの間隔を短くすることで、ウェハＷの周縁側の下面に吐出される面積当たりの供給量を多くすることができる。

【0077】

また、第２吐出口８２８ｂは、径方向外側となるにつれて第２吐出口８２８ｂの間隔が小さくなるように形成してもよい。

【0078】

なお、図４〜図７では、第１吐出口８２８ａおよび第３吐出口８２８ｃを２つ形成した一例を示しているが、これに限られることはなく、１つ以上であればよい。

【0079】

ノズル８２の外周端、すなわちノズルキャップ８２３の外周端は、リフトピン３１３よりも径方向内側に位置する。そのため、リフトプレート３１２が保持プレート３１０と共に回転した場合であっても、ノズル８２とリフトピン３１３とが接触することはない。

【0080】

次に、本実施形態に係る基板処理システム１が実行する基板処理の内容について図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態に係る基板処理システム１が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１２に示す各処理手順は、制御装置４の制御部１８の制御に従って実行される。

【0081】

基板搬送装置１７によって処理ユニット１６にウェハＷを搬入する搬入処理が行われる（Ｓ１）。搬入処理では、所定の上昇位置までリフトプレート３１２が押し上げられ、基板搬送装置１７によってリフトピン３１３上にウェハＷが載置される。そして、リフトピン３１３上に載置された後に、リフトプレート３１２が降下し、基板保持部３１１によってウェハＷが保持される。この状態では、ノズル８２およびリフトピン３１３と、ウェハＷの下面とはわずかに離間している。

【0082】

処理ユニット１６では、薬液処理が行われる（Ｓ２）。薬液処理では、駆動部３３によって保持部３１が回転され、ウェハＷが回転する。そして、処理流体供給部４０のエッチング液供給用ノズル（不図示）からエッチング液、例えば、ＳＣ１や、ＤＨＦや、ＳＰＭがウェハＷの上面に供給され、また、下面処理部８０のノズル８２から温調液がウェハＷの下面に供給される。これにより、ウェハＷの上面にエッチング処理が行われる。

【0083】

その際、吐出口８２８からウェハＷの下面に温調液が供給されることで、ウェハＷの温度を均一にすることができ、ウェハＷに対し、エッチング処理を均一に行うことができる。

【0084】

また、エッチング液供給用ノズルは、ウェハＷの中心から外周端まで往復動しながらエッチング液をウェハＷの上面に供給する。なお、ウェハＷの外周端にエッチング液を供給するノズル８２を別に設けてもよい。これにより、ウェハＷに対し、エッチング処理を均一に行うことができる。

【0085】

処理ユニット１６では、薬液処理後にリンス処理が行われる（Ｓ３）。リンス処理では、処理流体供給部４０のリンス液供給用ノズル（不図示）からＤＩＷがウェハＷの上面に供給される。また、下面処理部８０の液吐出流路８２０ａからＤＩＷがウェハＷの下面に供給される。これにより、ウェハＷに残存するエッチング液がＤＩＷによって洗い流される。

【0086】

続いて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（Ｓ４）。乾燥処理では、処理流体供給部４０の乾燥液供給用ノズル（不図示）からＩＰＡがウェハＷの上面に供給される。また、下面処理部８０のＮ２ノズル８１ｄからＮ２ガスがウェハＷの下面に供給される。Ｎ２ガスがウェハＷの下面に供給されることで、乾燥処理が促進される。

【0087】

ウェハＷが回転している場合に、ウェハＷの中心部は、ウェハＷの周縁部よりも遠心力が小さい。そのため、ウェハＷの中心部の下に位置する基部８２０の上端中央部には液が落下し易く、液が付着し易い。

【0088】

上記実施形態では、基部８２０の上端中央部に付着した液が液吐出流路８２０ａに流入するように凹部８２０ｃが形成されている。そのため、凹部８２０ｃに残存する液が少なく、乾燥処理時に、凹部８２０ｃに残存した液がウェハＷの下面に付着することを抑止することができる。

【0089】

また、乾燥処理では、切替弁９１ａが切り替えられ、液吐出流路８２０ａ、第２流路８１ｂおよび第２配管９１の一部と、ドレン流路９１ｂとが連通する。これにより、液吐出流路８２０ａに流入した液がドレン流路９１ｂを介して排出されるので、ウェハＷの下面に液が付着することを抑制することができる。また、液吐出流路８２０ａとドレン流路９１ｂとが連通することで液吐出流路８２０ａの開口付近が負圧となるため、凹部８２０ｃに残存した液が液吐出流路８２０ａに吸引され排出される。これにより、凹部８２０ｃに残存した液がウェハＷの下面に付着することをさらに抑制することができる。

【0090】

なお、リンス処理および乾燥処理では、ウェハＷは基板保持部３１１により保持され、回転している。

【0091】

次に、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（Ｓ５）。搬出処理では、ウェハＷの回転が停止された後に、昇降部材３４によりリフトプレート３１２が所定の上昇位置まで押し上げられる。そして、基板搬送装置１７によってウェハＷが処理ユニット１６から搬出される。

【0092】

次に本実施形態の効果について説明する。

【0093】

基部８２０の上面に開口する液吐出流路８２０ａを排出路として機能させ、基部８２０の上端中央部に液吐出流路８２０ａに向けて液が流れるように下方に窪んだ凹部８２０ｃを形成することで、凹部８２０ｃに残存した液を液吐出流路８２０ａに流すことができる。

【0094】

これにより、凹部８２０ｃに液が残ることを抑制し、凹部８２０ｃに残存した液がウェハＷの下面に付着することを抑制することができる。

【0095】

凹部８２０ｃの周縁から基部８２０の外側となるにつれて下方に傾斜する傾斜部８２０ｅを設け、基部８２０の上面に付着した液を基部８２０の外側に排出することで、基部８２０の上面に残存する液を少なくし、液がウェハＷの下面に付着することを抑制することができる。

【0096】

また、凹部８２０ｃの周縁から傾斜部８２０ｅを設けることで、水平な面が基部８２０の上面に形成されない。そのため、基部８２０の上面に残存する液を少なくし、液がウェハＷの下面に付着することを抑制することができる。

【0097】

軸部８１と支柱部３２との間に形成される第１隙間３２０と、リフトプレート３１２と基部８２０の下面８２０ｆとの間に形成される第２隙間３２１とにＮ２ガスなどを供給し、傾斜部８２０ｅを基部８２０の下面８２０ｆまで延設する。

【0098】

これにより、ウェハＷを回転させる場合に、第１隙間３２０および第２隙間３２１で負圧が発生することを防止し、ウェハＷが撓んだ状態で回転することを抑制することで、ウェハＷとノズル８２などの接触を抑制することができる。また、第２隙間３２１から吐出されたＮ２ガスがウェハＷに向けて吐出されることを抑制することができ、ウェハＷが冷却されることを抑制することができる。そのため、処理の進行が遅くなったり、ウェハＷにおける処理が不均一になったりすることを抑制することができる。

【0099】

上下方向において第１液供給路８２２ａと重なるように第１吐出口８２８ａが形成される。また、第１吐出口８２８ａよりも径方向外側であり、上下方向において第１液供給路８２２ａおよび第２液供給路８２３ａと重ならないように、第１液供給路８２２ａおよび第２液供給路８２３ａに対してウェハＷの回転方向の下流側にオフセットされた第２吐出口８２８ｂが形成される。

【0100】

これにより第１吐出口８２８ａによってウェハＷの中心側の下面に温調液を吐出することができる。また、第２吐出口８２８ｂから吐出された温調液がノズル８２に付着することを抑制することができる。

【0101】

ノズル８２に上方の突出する段部８２７を設け、段部８２７に吐出口８２８が形成される。これにより、ノズル８２の上面に液が残ることを抑制することができる。

【0102】

また、基部８２０の上端の高さを、ノズル基部８２２の上端の高さよりも低くする。これにより、基部８２０側のノズル基部８２２に付着した液を基部８２０の凹部８２０ｃや傾斜部８２０ｅに流すことができる。

【0103】

液供給部８２１の先端側の上部にテーパ部８２３ｃを設け、テーパ部８２３ｃに第３吐出口８２８ｃが形成される。これにより、テーパ部８２３ｃが形成されない場合と比較して、よりウェハＷの外周側へ温調液を届かせることができ、液供給部８２１の先端側に温調液が残りにくい。さらに、第３吐出口８２８ｃの加工が容易になる。

【0104】

また、第３吐出口８２８ｃは、径方向外側に向けて温調液を吐出するように形成される。これにより、ウェハＷの外周端の下方にリフトピン３１３が設けられている場合でも、ウェハＷの外周端の下面に温調液を吐出することができ、ウェハＷの外周側の温度が低くなることを抑制し、ウェハＷに対し、エッチング処理を均一に行うことができる。

【0105】

径方向内側のノズル基部８２２の端部は、凹部８２０ｃ内に突出するように形成され、凹部８２０ｃ内に突出するノズル基部８２２に第１吐出口８２８ａが形成される。これにより、第１吐出口８２８ａから吐出され、ウェハＷに当たって落ちた温調液を凹部８２０ｃを介して液吐出流路８２０ａに流すことができる。

【0106】

また、最も回転軸Ｃｅ側の第１吐出口８２８ａは、回転軸Ｃｅよりも径方向外側に形成される。これにより、回転軸Ｃｅの下面に温調液が吐出されることを抑制し、遠心力が働かないウェハＷの中心部の処理が他の領域よりも進行することを抑制し、ウェハＷに対し、エッチング処理を均一に行うことができる。

【0107】

吐出口８２８は、吐出口８２８の合計面積が、第１流路８１ａや、最も径方向内側の第１液供給路８２２ａの断面積よりも小さくなるように形成される。これにより、各吐出口８２８から吐出される温調液の流量を均一にすることができる。

【0108】

液供給部８２１は、ノズル基部８２２と、径方向外側のノズル基部８２２の先端に取り付けられるノズルキャップ８２３とによって構成される。これにより、簡易な構成で液供給部８２１を形成することができる。

【0109】

ノズルキャップ８２３は、第２液供給路８２３ａが形成される供給部８２３ｄと、供給部８２３ｄの先端よりも径方向内側に形成され、ネジ８２６によってノズルキャップ８２３をノズル基部８２２に取り付けるネジ取付部８２３ｂとを備える。これにより、ウェハＷが回転した場合に、ネジ８２６がリフトピン３１３に接触することを防止することができる。

【0110】

第１液供給路８２２ａに対して平行に補強部材８２４を設けることで、液供給部８２１が撓むことを抑制し、液供給部８２１と他の部材、例えば、ウェハＷやリフトプレート３１２に接触することを防止することができる。

【0111】

補強部材８２４に中空状の空洞部を設けることで、ノズル８２の保温効果を向上させることができ、温調液の温度が低くなることを抑制することができる。

【0112】

次に本実施形態の変形例について説明する。

【0113】

上記実施形態では、ノズル８２から温調液である純水を吐出したが、エッチング液を吐出してもよい。また、液吐出流路８２０ａからウェハＷの下面にＤＩＷを供給したが、ＳＣ１などの薬液を供給してもよい。

【0114】

また、上記実施形態では、薬液処理を１回行う場合について説明したが、薬液処理を複数回行ってもよい。また、切替弁９１ａを切り替えて液吐出流路８２０ａとドレン流路９１ｂとが連通するタイミングは、乾燥処理時に限られず、他の処理時に、または各処理間であってもよい。これにより、ウェハＷの下面に液が付着することを抑制することができる。

【0115】

また、上記実施形態では、補強部材８２４は空洞部を有しているが、空洞部を有しない、例えば円柱状としてもよい。また、補強部材８２４を圧入孔８２２ｂに圧入したが、ノズル基部８２２に設けた孔に、例えば、円柱状の補強部材８２４を挿入してもよい。なお、孔に挿入する場合には補強部材８２４と孔との隙間が小さくなるように補強部材８２４および孔が調整される。このような構成によっても、液供給部８２１の撓みを抑制することができる。

【0116】

また、凹部８２０ｃに付着した液を排出する排出口、排出路を、基部８２０や軸部８１などに別途設けてもよい。

【0117】

また、ノズル８２の表面を疎水性にしてもよい。これにより、凹部８２０ｃや傾斜部８２０ｅや、段部８２７に液が残ることを抑制することができる。

【0118】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0119】

１ 基板処理システム（液処理装置）
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
３０ 基板保持機構
３１ 保持部
３２ 支柱部
３３ 駆動部
７３ Ｎ２供給源（気体供給部）
８０ 下面処理部
８１ 軸部
８１ｂ 第２流路（排出路）
８２ ノズル
９１ 第２配管（排出路）
３１０ 保持プレート
３１１ 基板保持部
３１２ リフトプレート（板部）
３１３ リフトピン
８２０ 基部
８２０ａ 液吐出流路（排出路）
８２０ｃ 凹部
８２０ｅ 傾斜部
８２１ 液供給部
８２２ ノズル基部（第１供給部）
８２２ａ 第１液供給路（液供給流路）
８２２ｂ 圧入孔
８２３ ノズルキャップ（第２供給部）
８２３ａ 第２液供給路（液供給流路）
８２３ｂ ネジ取付部（取付部）
８２３ｃ テーパ部
８２３ｄ 供給部
８２４ 補強部材
８２６ ネジ（固定部）
８２８ 吐出口
８２８ａ 第１吐出口
８２８ｂ 第２吐出口
８２８ｃ 第３吐出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】