CN109791884B - 衬底处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供抑制衬底的污染的技术。衬底处理装置具备：衬底保持部，其水平地保持衬底；处理液供给部，其向被保持于衬底保持部的衬底供给处理液；和受液部，其围绕衬底保持部的周围，并接收从衬底飞散的处理液。另外，受液部的内周面具有在被保持于衬底保持部的衬底侧露出的多个槽，多个槽各自的延伸方向包含铅垂方向的分量。因此，处理液的液滴易于在槽内合流并因自重而落下。

Description

衬底处理装置
技术领域
本发明涉及向衬底供给处理液从而对该衬底进行处理的技术。
背景技术
以往，在使衬底旋转的同时向该衬底供给处理液的技术是已知的。在这种装置中，被供给至衬底的处理液由于该衬底的旋转而向周围飞散，并与围绕该衬底的周围的受液部的内周面碰撞。碰撞后的处理液的大部分沿着该内周面落下，但也存在碰撞后的处理液的一部分附着于该内周面的情况。
若对附着于受液部的内周面的处理液置之不理，则该处理液可能会固化而成为颗粒。另外，若对附着于受液部的内周面的处理液置之不理，则还可能出现下述现象：在此后的液体处理中从衬底向受液部飞散的新处理液与附着于受液部的内周面的旧处理液碰撞，这些处理液向衬底回弹(也称为回溅现象)。
颗粒的产生、回溅现象成为污染衬底的原因。因此，为了抑制这样的污染，专利文献1中公开了在比受液部的内周面更靠内侧处设置筛网部件的技术。另外，专利文献2中公开了在比受液部的内周面更靠内侧处设置PVA(polyvinyl alcohol：聚乙烯醇)海绵等亲水性部件的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-207320号公报
专利文献2：日本特开2010-149003号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，对于抑制由附着于受液部内周面的处理液导致的衬底污染的技术而言，还有改善的余地。
本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供抑制衬底的污染的技术。
用于解决课题的手段
为解决上述课题，第1方案涉及的衬底处理装置具备：衬底保持部，其水平地保持衬底；处理液供给部，其向被保持于所述衬底保持部的所述衬底供给处理液；受液部，其围绕所述衬底保持部的周围，并接收从所述衬底飞散的所述处理液；和衬底旋转部，其以穿过被保持于所述衬底保持部的所述衬底的中心且沿铅垂方向延伸的旋转轴为中心而使该衬底旋转，其中，所述受液部的内周面具有在被保持于所述衬底保持部的所述衬底侧露出的多个槽，所述多个槽各自的延伸方向包含铅垂方向的分量。
第2方案涉及的衬底处理装置为第1方案涉及的衬底处理装置，其中，所述延伸方向是由所述衬底的旋转方向的分量与铅垂向下的分量合成的方向。
第3方案涉及的衬底处理装置为第1方案涉及的衬底处理装置，其中，所述多个槽包含与所述衬底的旋转方向的上游侧的部分相比、下游侧的部分更深地凹陷的槽。
第4方案涉及的衬底处理装置为第1方案涉及的衬底处理装置，其中，所述内周面至少在与被保持于所述衬底保持部的所述衬底相同的铅垂方向的位置包含所述多个槽。
第5方案涉及的衬底处理装置为第1方案涉及的衬底处理装置，其中，在周向上，所述内周面交替地具有相对于基准面凹陷的所述多个槽、和位于相邻的槽间且沿着所述基准面的多个堤部，沿着所述基准面的各槽的第1长度比沿着所述基准面的各堤部的第2长度长。
第6方案涉及的衬底处理装置为第1至第5方案中任一方案涉及的衬底处理装置，其中，所述受液部具有从内侧杯部至外侧杯部的多个杯部，所述内侧杯部的直径相对小且在接近所述衬底的位置处围绕所述衬底保持部的周围，所述外侧杯部的直径相对大且在远离所述衬底的位置处围绕所述衬底保持部的周围，至少所述内侧杯部的内周面包含所述多个槽。
发明效果
在第1至第6方案涉及的衬底处理装置中，能够抑制由附着于受液部内周面的处理液导致的衬底污染。
附图说明
[图1]为衬底处理装置1的俯视图。
[图2]为衬底处理装置1的纵剖面图。
[图3]为示出集液部70的水平剖面的剖面图。
[图4]为从内侧(旋转轴CX侧)观察时的集液部70的侧视图。
[图5]为示出药液处理及纯水漂洗处理的情形的衬底处理装置1的局部放大图。
[图6]为示出IPA处理的情形的衬底处理装置1的局部放大图。
[图7]为示出比较例中药液处理的情形的图。
[图8]为示意性地表示比较例中处理液的液滴101、102移动的情形的横剖面图。
[图9]为示意性地表示处理液的液滴101～103移动的情形的横剖面图。
[图10]为比较例中的回溅现象的检查结果。
[图11]为本实施方式中的回溅现象的检查结果。
[图12]为示出第2实施方式涉及的衬底处理装置1A的剖面图。
[图13]为第2实施方式中的回溅现象的检查结果。
[图14]为示意性地表示变形例中处理液的液滴101～103移动的情形的横剖面图。
[图15]为在变形例中从内侧(旋转轴CX侧)观察时的集液部70C的侧视图。
[图16]为各槽71C的第1长度为8mm且各堤部72C的第2长度为1mm的情况下的回溅现象的检查结果。
[图17]为各槽71C的第1长度为4mm且各堤部72C的第2长度为1mm的情况下的回溅现象的检查结果。
[图18]为各槽71C的第1长度为2mm且各堤部72C的第2长度为1mm的情况下的回溅现象的检查结果。
[图19]为归纳回溅现象的多个检查结果的表。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在图1及其后的各图中，为易于理解，根据需要而将各部的尺寸、数量夸张或简化地描摹。
＜1第1实施方式＞
＜1.1衬底处理装置1的构成＞
图1为第1实施方式涉及的衬底处理装置1的俯视图。另外，图2为衬底处理装置1的纵剖面图。该衬底处理装置1为一次处理一片半导体用途的衬底W的单片式处理装置，在对圆形的硅衬底W实施药液处理及漂洗处理(其使用纯水等漂洗液)后实施干燥处理。更具体而言，其为单片式的衬底清洗装置，其中，向衬底W供给SC1液、DHF液、SC2液等药液从而对衬底W进行清洗处理(药液处理)，然后使用漂洗液实施漂洗处理从而将药液从衬底W上除去，最后实施衬底W的干燥处理。需要说明的是，图1示出在旋转卡盘20上未保持衬底W的状态，图2示出在旋转卡盘20上保持有衬底W的状态。
对于衬底处理装置1而言，在腔室10内作为主要要素而具备：以水平姿态(法线沿铅垂方向的姿态)保持衬底W的旋转卡盘20、用于向被保持于旋转卡盘20的衬底W的上表面供给处理液的上表面处理液喷嘴30、和围绕旋转卡盘20的周围且接收从衬底W飞散的处理液的受液部40。另外，在腔室10内的受液部40的周围，设置有将腔室10的内侧空间分隔为上下的分隔板15。需要说明的是，在本说明书中，处理液为包括药液、漂洗液及清洗液中的全部的总称。
腔室10具备沿铅垂方向的侧壁11、将由侧壁11围成的空间的上侧封闭的顶壁12及将下侧封闭的底壁13。由侧壁11、顶壁12及底壁13围成的空间为衬底W的处理空间。另外，在腔室10的侧壁11的一部分上，设置有用于将衬底W搬入腔室10或从腔室10搬出的搬出搬入口、及将该搬出搬入口开闭的闸门(均省略图示)。
在腔室10的顶壁12上，安装有用于将设置有衬底处理装置1的洁净室内的空气进一步洁净化并向腔室10内的处理空间供给的风扇过滤器单元(FFU)14。风扇过滤器单元14具备用于取得洁净室内的空气并将其送出至腔室10内的风扇及过滤器(例如HEPA过滤器)，并且在腔室10内的处理空间中形成洁净空气的下向流。为了将从风扇过滤器单元14供给的洁净空气均匀地分散，也可以在顶壁12的正下方设置穿通有大量吹出孔的冲孔板。
旋转卡盘20具备以水平姿态被固定于沿铅垂方向延伸的旋转轴24的上端的圆板形状的旋转基座21。在旋转基座21的下方，设置有使旋转轴24旋转的旋转电机22。旋转电机22通过旋转轴24而使旋转基座21在水平面内旋转。另外，以围绕旋转电机22及旋转轴24的周围的方式设置有筒状的罩部件(cover member)23。
圆板形状的旋转基座21的外径比被保持于旋转卡盘20的圆形衬底W的直径稍大。因此，旋转基座21具有与要保持的衬底W的下表面的整面相对的圆形平坦基面21a。
在旋转基座21的基面21a的周缘部，竖立设置有多个(本实施方式中为4个)卡盘销26。多个卡盘销26沿着与圆形衬底W的外周圆对应的圆周上而隔开均等的间隔(如本实施方式这样，为4个卡盘销26时，间隔90°)地配置。多个卡盘销26通过被收容在旋转基座21内的连杆机构(省略图示)而被联动驱动。对于旋转卡盘20而言，通过使多个卡盘销26分别与衬底W的外周端抵接来把持衬底W，从而能够在旋转基座21的上方以与基面21a隔开规定间隔的水平姿态来保持该衬底W(参见图2)，并且，能够使多个卡盘销26分别从衬底W的外周端离开从而解除把持。
覆盖旋转电机22的罩部件23的下端被固定于腔室10的底壁13，上端到达旋转基座21的正下方位置。在罩部件23的上端部设置有檐状部件25，所述檐状部件25大致水平地从罩部件23向外侧伸出，进而向下方弯曲并延伸。在通过基于多个卡盘销26的把持而使得旋转卡盘20保持衬底W的状态下，旋转电机22使旋转轴24旋转，由此，能够使衬底W围绕着穿过衬底W中心的沿铅垂方向的旋转轴CX进行旋转。需要说明的是，旋转电机22的驱动被控制部9控制。如上所述，旋转卡盘20作为将衬底W水平地保持的衬底保持机构而发挥功能。另外，旋转电机22还作为以旋转轴CX为中心使被保持于旋转卡盘20的衬底W旋转的衬底旋转部而发挥功能。
上表面处理液喷嘴30通过在喷嘴臂32的前端安装喷出头31而构成。喷嘴臂32的基端侧被固定连接于喷嘴基台33。喷嘴基台33能够通过省略了图示的电机而围绕着沿铅垂方向的轴进行旋转。通过喷嘴基台33的旋转，上表面处理液喷嘴30的喷出头31在旋转卡盘20的上方的处理位置与比受液部40更靠外侧的待机位置之间沿水平方向以圆弧状移动。以能够向上表面处理液喷嘴30供给多种处理液(至少包含纯水)的方式构成。在处理位置，从上表面处理液喷嘴30的喷出头31喷出的处理液接触被保持于旋转卡盘20的衬底W的上表面。另外，通过喷嘴基台33的旋转，使上表面处理液喷嘴30能够在旋转基座21的基面21a的上方摇动。
另一方面，以插通旋转轴24的内侧的方式沿铅垂方向设置有下表面处理液喷嘴28。下表面处理液喷嘴28的上端开口形成在与被保持于旋转卡盘20的衬底W的下表面中央相对的位置。以也向下表面处理液喷嘴28供给多种处理液的方式构成。从下表面处理液喷嘴28喷出的处理液接触被保持于旋转卡盘20的衬底W的下表面。
另外，在衬底处理装置1上，以独立于上表面处理液喷嘴30的方式设置有双流体喷嘴60。双流体喷嘴60是下述喷嘴：将纯水等处理液和经加压的气体混合而生成液滴，将该液滴与气体的混合流体(双流体)向衬底W喷射。双流体喷嘴60构成为：在喷嘴臂62的前端安装液体喷头(省略图示)，并且，在以从喷嘴臂62分支的方式设置的支承部件上安装气体喷头64。喷嘴臂62的基端侧固定连接于喷嘴基台63。喷嘴基台63能够通过省略了图示的电机而围绕着沿铅垂方向的轴进行旋转。通过喷嘴基台63的旋转，双流体喷嘴60在旋转卡盘20的上方的处理位置与比受液部40更靠外侧的待机位置之间沿水平方向以圆弧状移动。向液体喷头供给纯水等处理液，向气体喷头64供给经加压的非活性气体(本实施方式中为氮气(N2))。在处理位置，从双流体喷嘴60喷出的处理液的混合流体被吹喷至被保持于旋转卡盘20的衬底W的上表面。由此，下表面处理液喷嘴28、上表面处理液喷嘴30及双流体喷嘴60分别作为向被保持于旋转卡盘20的衬底W供给处理液的处理液供给部而发挥功能。
受液部40具备能够彼此独立地升降的回收部41及杯部42、43。回收部41围绕旋转卡盘20的周围，并且具有相对于穿过被保持于旋转卡盘20的衬底W中心的旋转轴CX而言大致呈旋转对称的形状。该回收部41一体地具备：俯视下呈圆环状的底部44；从底部44的内周缘向上方竖立的圆筒状的内壁部45；从底部44的外周缘向上方竖立的圆筒状的外壁部46；和从内壁部45与外壁部46之间向上方竖立的圆筒状的中壁部48。
内壁部45形成为下述长度：在回收部41被升得最高的状态下，能在罩部件23与檐状部件25之间以保持适当间隙的方式被收容这样的长度。中壁部48形成为下述长度：在回收部41与杯部42最接近的状态下，能在杯部42的后述引导部52与处理液分离壁53之间以保持适当间隙的方式被收容这样的长度。
在内壁部45与中壁部48之间，形成了用于将使用完毕的处理液集中并废弃的废弃槽49。另外，在中壁部48与外壁部46之间，形成了用于将使用完毕的处理液集中并回收的圆环状的外侧回收槽51。
在废弃槽49上连接有气液排出机构(省略图示)，所述气液排出机构用于将集中在该废弃槽49中的处理液排出、并且强制地对废弃槽49内进行排气。气液排出机构例如沿着废弃槽49的周向而等间隔地设置有4个。另外，在外侧回收槽51上连接有回收机构(省略图示)，所述回收机构用于将集中在外侧回收槽51中的处理液回收至设置于衬底处理装置1外部的回收罐。需要说明的是，外侧回收槽51的底部相对于水平方向而仅以微小角度倾斜，在其最低的位置连接有回收机构。由此，流入外侧回收槽51中的处理液能够被平稳地回收。
杯部42围绕旋转卡盘20的周围，并且具有相对于穿过被保持于旋转卡盘20的衬底W中心的旋转轴CX而言大致呈旋转对称的形状。该杯部42一体地具备引导部52、和与该引导部52连接的圆筒状的处理液分离壁53。
引导部52具有：在回收部41的中壁部48的内侧与中壁部48下端部呈同轴圆筒状的下端部52a；从下端部52a的上端描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近衬底W的旋转轴CX的方向)斜上方延伸的上端部52b；和使上端部52b的前端部向下方折返而形成的折返部52c。在回收部41与杯部42最接近的状态下，下端部52a能在内壁部45与中壁部48之间以保持适当间隙的方式被收容在废弃槽49内。
另外，引导部52的上端部52b以越靠下方则壁厚越厚的方式形成，处理液分离壁53具有以从上端部52b的下端外周缘部向下方延伸的方式设置的圆筒形状。在回收部41与杯部42最接近的状态下，处理液分离壁53能在中壁部48与杯部43之间以保持适当间隙的方式被收容在外侧回收槽51内。
杯部43在杯部42的引导部52的外侧围绕旋转卡盘20的周围，并且具有相对于穿过被保持于旋转卡盘20的衬底W中心的旋转轴CX而言大致呈旋转对称的形状。该杯部43具有作为引导部的功能。杯部43具有：与引导部52的下端部52a呈同轴圆筒状的下端部43a；从下端部43a的上端描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近衬底W的旋转轴CX的方向)斜上方延伸的上端部43b；和使上端部43b的前端部向下方折返而形成的折返部43c。
在回收部41与杯部43最接近的状态下，下端部43a能在杯部42的处理液分离壁53与回收部41的外壁部46之间以保持适当间隙的方式被收容在外侧回收槽51内。另外，上端部43b以在上下方向上与杯部42的引导部52重合的方式设置，在杯部42与杯部43最接近的状态下，相对于引导部52的上端部52b保持极微小的间隔而与其接近。此外，以在杯部42与杯部43最接近的状态下、折返部43c在水平方向上与引导部52的折返部52c重合的方式，形成了使上端部43b的前端部向下方折返而形成的折返部43c。
回收部41及杯部42、43能够彼此独立地升降。即，在回收部41及杯部42、43各自中分别地设置有升降机构(省略图示)，由此，使它们分别独立地升降。作为这样的升降机构，可采用例如滚珠丝杠机构、气缸等已知的各种机构。
另外，受液部40具有安装在杯部42的下端部52a内侧的圆筒状的集液部70。图3为示出集液部70的水平剖面的剖面图。图4为从内侧(旋转轴CX侧)观察时的集液部70的侧视图。
集液部70的内周面75具有在被保持于旋转卡盘20的衬底W侧露出的多个槽71。各槽71的延伸方向沿着铅垂方向。内周面75在周向上交替地具有：相对于基准面76凹陷的多个槽71；和位于相邻的槽71间且沿着基准面76的多个堤部72。
各槽71的形状及大小是相同的，各槽71在俯视下形成为半圆状的凹陷。另外，各堤部72的形状及大小也是相同的。沿着基准面76的各槽71的第1长度d1(例如为8mm)比沿着基准面76的各堤部72的第2长度d2(例如为1mm)长。从接收处理液的观点考虑，集液部70优选具有耐化学药品性等，可由例如Teflon(注册商标)材料构成。更具体而言，例如，集液部70可由PTFE(polytetrafluoroethylene：聚四氟乙烯)构成。
集液部70使从衬底W飞散并附着于内周面75的处理液的液滴在各槽71内合流，并使合流后的液滴利用其自重而沿槽71的延伸方向朝下方落下。落下的液滴通过废弃槽49并利用气液排出机构(省略图示)而被从衬底处理装置1排出。
分隔板15以在受液部40的周围将腔室10的内侧空间分隔为上下的方式设置。分隔板15既可以是围绕受液部40的1个板状部件，也可以是将多个板状部件对合而成的部件。另外，在分隔板15中，也可以形成有沿厚度方向贯通的贯通孔、切口，在本实施方式中，形成有供用于支承上表面处理液喷嘴30及双流体喷嘴60的喷嘴基台33、63的支承轴穿过的贯通孔。
分隔板15的外周端连接于腔室10的侧壁11。另外，分隔板15的围绕受液部40的端缘部以成为直径比杯部43的外径大的圆形形状的方式形成。因此，分隔板15不会成为杯部43升降的障碍。
另外，在作为腔室10的侧壁11的一部分的、底壁13附近的位置处，设置有排气管道18。排气管道18与排气机构(省略图示)连通而连接。从风扇过滤器单元14供给并在腔室10内流下的洁净空气之中，从受液部40与分隔板15之间通过的空气被从排气管道18排出至装置外。
作为设置于衬底处理装置1的控制部9的硬件的构成与通常的计算机相同。即，控制部9构成为具备：实施各种运算处理的CPU；存储基本程序的只读存储器ROM；存储各种信息的随机读写存储器RAM；以及预先存储控制用软件、数据等的磁盘等。通过使控制部9的CPU执行规定的处理程序，由此，衬底处理装置1的各工作机构被控制部9控制，衬底处理装置1中的处理得以进行。
＜1.2处理的一例＞
对衬底W的处理步骤的一例进行概括说明。以下，针对下述情况进行说明：对旋转中的衬底W的表面依次实施药液处理、纯水漂洗处理、IPA(isopropyl alcohol：异丙醇)处理，然后以更高的速度使衬底W旋转从而实施甩干处理。对衬底W实施各处理时，将衬底W保持于旋转卡盘20，并且受液部40进行升降动作。
图5为示出药液处理及纯水漂洗处理的情形的衬底处理装置1的局部放大图。图6为示出IPA处理的情形的衬底处理装置1的局部放大图。需要说明的是，在图5及图6中，在衬底W的上表面流动的处理液由实线箭头表示，从衬底W的端缘部朝侧向飞散的处理液由两个虚线箭头表示。以下，参照图5及图6，针对处理的一例进行说明。
当对衬底W实施药液处理时，例如回收部41及杯部42、43中的全部均上升，被保持于旋转卡盘20的衬底W的周围被杯部42的引导部52围绕(图5)。在该状态下，衬底W与旋转卡盘20一同旋转，从喷出头31向衬底W的上表面供给药液(例如DHF液)。所供给的药液通过由衬底W的旋转带来的离心力而沿衬底W的上表面流动，最终从衬底W的端缘部朝侧向飞散。由此，衬底W的药液处理得以进行。从旋转的衬底W的端缘部飞散的药液沿着引导部52的内壁及集液部70的内周面75流下，并从废弃槽49排出。
接下来，对衬底W实施纯水漂洗处理。此时，例如也使得回收部41及杯部42、43中的全部均上升，维持被保持于旋转卡盘20的衬底W的周围被杯部42的引导部52所围绕的状态(图5)。在该状态下，衬底W与旋转卡盘20一同旋转，从喷出头31向衬底W的上表面供给纯水。所供给的纯水通过由衬底W的旋转带来的离心力而沿衬底W的上表面流动，最终从衬底W的端缘部朝侧向飞散。由此，衬底W的纯水漂洗处理得以进行。从旋转的衬底W的端缘部飞散的纯水沿着引导部52的内壁及集液部70的内周面75流下，并从废弃槽49排出。
接下来，对衬底W实施IPA处理。此时，例如，处于回收部41及杯部42下降、仅杯部43上升的状态。结果，在杯部43的上端部43b与杯部42的引导部52的上端部52b之间，形成围绕被保持于旋转卡盘20的衬底W周围的开口(图6)。在该状态下，衬底W与旋转卡盘20一同旋转，从喷出头31向衬底W的上表面供给IPA。所供给的IPA通过由衬底W的旋转带来的离心力而沿衬底W的上表面流动，最终从衬底W的端缘部朝侧向飞散。由此，衬底W的IPA处理得以进行。从旋转的衬底W的端缘部飞散的IPA被杯部42的上端部52b及杯部43的上端部43b阻挡，沿着杯部42的外表面及杯部43的内表面流下，并被回收至外侧回收槽51。
另外，当实施甩干处理时，回收部41及杯部42、43中的全部均下降，杯部43的上端部43b的外侧上表面43d位于比被保持于旋转卡盘20的衬底W更靠下方的位置(图2)。在该状态下，衬底W与旋转卡盘20一同高速旋转，附着于衬底W的水滴通过离心力而被甩脱，从而实施干燥处理。
＜1.3效果＞
图7为示出比较例中药液处理的情形的图。图7中，以实线箭头表示在衬底W的上表面流动的处理液，以两个虚线箭头表示从衬底W的端缘部朝侧向飞散的处理液。图8为示意性地表示比较例中处理液的液滴101、102移动的情形的横剖面图。图9为示意性地表示本实施方式中处理液的液滴101～103移动的情形的横剖面图。图8及图9中，以实线箭头表示各液滴的移动方向。
若对附着于受液部40的内周面的处理液置之不理，则该处理液可能会固化而成为颗粒，或者可能发生回溅现象。颗粒的产生、回溅现象成为污染衬底的原因，因此期望抑制这样的污染。
对于比较例涉及的受液部40Y而言，其不同于本实施方式涉及的受液部40，在引导部52的内侧不具有集液部70。因此，在比较例中，若对衬底W实施液体处理，则从旋转的衬底W的端缘部飞散的处理液的液滴101首先附着于引导部52的内壁。上述附着的液滴102的一部分维持附着于引导部52的内壁的状态，剩余的液滴102沿着引导部52的内壁流下并从废弃槽49排出。
与此相对，本实施方式涉及的受液部40在引导部52的内侧具有集液部70，由此，处于在受液部40的内周面形成有多个槽71的状态。因此，在本实施方式中，若对衬底W实施液体处理，则从旋转的衬底W的端缘部飞散的处理液的液滴101首先附着于集液部70的内周面75。上述附着的液滴102的大部分沿各槽71中的半圆状的局部表面流动，并与其他附着的液滴102合流。结果，合流后的液滴103通过较之液滴102而言相对更大的自重沿槽71的延伸方向(本实施方式中为铅垂方向)朝下方落下。
如上所述地，在本实施方式中，通过促进附着于受液部40的内周面的各液滴102的合流，从而能够抑制液滴102附着于受液部40内周面的状态。结果，能够降低因对液滴102附着于内周面的状态置之不理(进而为颗粒的产生、回溅现象)而导致的污染风险。
尤其是，在使附着于受液部40的内周面的液滴迅速落下的本实施方式的方案中，与向受液部的内周面补充液滴并进行维持的专利文献1、专利文献2的方案相比，能够更有效地降低污染风险。
图10为比较例中的回溅现象的检查结果。图11为本实施方式中的回溅现象的检查结果。在该检查中，在杯部43的上端部43b的上侧粘贴PH试纸，在图7及图5所示的受液部40Y、40的升降状态下对衬底W实施液体处理。具体而言，该液体处理为下述液体处理：从位于旋转轴CX上的喷出头31，以每分钟500ml的流量向以800rpm的旋转速度旋转的衬底W的上表面供给DHF。该液体处理总计实施5次，每次均将PH试纸更换为新的PH试纸。另外，图10及图11的“变色部位的个数”栏示出处理液的液滴附着于PH试纸上而使得PH试纸发生了变色的部位的个数。
如图10及图11所示，对5次检查进行平均时，在比较例中，在PH试纸上产生约51个变色部位，与此相对，在本实施方式中，在PH试纸上仅产生0.6个变色部位。通常，从衬底W飞散的液滴从该衬底W沿大致水平方向移动，因此，不易想到在图7及图5所示的受液部40Y、40的升降状态下，该液滴直接附着于杯部43的上端部43b的上侧。这样一来，在杯部43的上端部43b的上侧附着的液滴有很大的可能为下述液滴，即从衬底向受液部40Y、40飞散的处理液与从受液部40Y、40回溅的处理液相碰撞而产生的液滴。从上述观点考虑，若重新审视图10及图11的检查结果，则可知在本实施方式中，与比较例相比能够将回溅现象减少9成左右。认为这是抑制液滴102附着于受液部40内周面的状态这一本实施方式的效果。
尤其是，在本实施方式中，在使用集液部70来接收液体的情况下(图5所示的情况下)，集液部70的内周面75至少在与被保持于旋转卡盘20的衬底W相同的铅垂方向的位置包含多个槽71。通常，从衬底W飞散的液滴从该衬底W沿大致水平方向移动，因此，通过在与衬底W相同的铅垂方向的位置处设置多个槽71，能够更有效地促进附着于受液部40的内周面的各液滴102的合流。
另外，在本实施方式中，各槽71与各堤部72沿周向而交替配置，沿着基准面76的各槽71的第1长度d1(例如为8mm)比沿着基准面76的各堤部72的第2长度d2(例如为1mm)长。因此，在内周面75的大部分处形成沿着半圆状的曲面使多个液滴合流的作用相对强的槽71(而非使多个液滴合流的作用相对弱的堤部72)，由此，能够更有效地促进附着于受液部40的内周面的各液滴102的合流。
另外，在本实施方式中，受液部40具有：内侧杯部42，其直径相对小且在接近衬底W的位置处围绕旋转卡盘20的周围；和外侧杯部43，其直径相对大且在远离衬底W的位置处围绕旋转卡盘20的周围。另外，通过在比内侧杯部42更靠内侧处设置集液部70，从而成为该杯部42的内周面包含多个槽71的状态。通常，在接近衬底W的杯部的内周面附着有处理液的情况下，较之在远离衬底W的杯部的内周面附着有处理液的情况而言，由颗粒的产生、回溅现象带来的衬底污染的风险更高。在本实施方式中，通过在衬底污染的风险高的杯部42的内侧设置集液部70，从而能够更有效地降低该风险。
＜2第2实施方式＞
图12为示出第2实施方式涉及的衬底处理装置1A的剖面图。第2实施方式的衬底处理装置1A的整体构成及处理动作与第1实施方式大致相同。第2实施方式不同于第1实施方式之处主要在于受液部40A及集液部70A的构成。
第2实施方式涉及的受液部40A代替第1实施方式的回收部41而具备杯部41A。杯部41A除了回收部41的各构成以外还具有引导部47，所述引导部47从内壁部45与中壁部48之间竖立，上端部描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近被保持于旋转卡盘20的衬底W的旋转轴CX的方向)斜上方延伸。
引导部47具有描绘出平滑的圆弧并且向中心侧(接近衬底W的旋转轴CX的方向)斜上方延伸的上端部47b。
另外，在引导部47与中壁部48之间，形成了用于将使用完毕的处理液集中并回收的圆环状的内侧回收槽50。另外，内侧回收槽50的构成与上述外侧回收槽51的构成相同。具体而言，在内侧回收槽50上连接有回收机构(省略图示)，所述回收机构用于将集中在内侧回收槽50中的处理液回收至设置于衬底处理装置1外部的回收罐。需要说明的是，内侧回收槽50的底部相对于水平方向而仅以微小角度倾斜，在其最低的位置连接有回收机构。由此，流入内侧回收槽50中的处理液能够被平稳地回收。
另外，杯部42的引导部52的上端部52b以在上下方向上与杯部41A的引导部47的上端部47b重合的方式设置。因此，在杯部41A与杯部42最接近的状态下，引导部52的上端部52b以保持极微小的间隔的方式接近引导部47的上端部47b。此外，将上端部52b的前端向下方折返而形成的折返部52c形成为下述长度：在杯部41A与杯部42最接近的状态下，在水平方向上与引导部47的上端部47b的前端重合这样的长度。
另外，受液部40A具有安装在杯部41A的引导部47内侧的圆筒状的集液部70A。集液部70A的内周面75A与上述实施方式的内周面75同样地，在周向上交替地具有在被保持于旋转卡盘20的衬底W侧露出的多个槽及多个堤部(均省略图示)。另外，与第1实施方式同样地，沿着基准面的各槽的第1长度(例如为8mm)比沿着基准面的各堤部的第2长度(例如为1mm)长。集液部70A使从衬底W飞散并附着于内周面75的处理液的液滴在各槽内合流，并使合流后的液滴利用其自重而沿槽的延伸方向朝下方落下。落下的液滴通过废弃槽49并利用气液排出机构(省略图示)而被从衬底处理装置1A排出。
图13为第2实施方式中的回溅现象的检查结果。在该检查中，在杯部43的上端部43b的上侧粘贴PH试纸，在使杯部41A、42、43上升的状态下对衬底W实施液体处理。具体而言，该液体处理为下述液体处理：从位于旋转轴CX上的喷出头31，以每分钟500ml的流量向以800rpm的旋转速度旋转的衬底W的上表面供给DHF。该液体处理总计实施5次，每次均将PH试纸更换为新的PH试纸。另外，图13的“变色部位的个数”栏示出处理液的液滴附着于PH试纸上而使得PH试纸发生了变色的部位的个数。
如图13所示，对5次检查进行平均时，在第2实施方式中，在PH试纸上产生约164个变色部位。将第2实施方式的检查结果(图13)与第1实施方式的检查结果(图11)进行比较时，第2实施方式的PH试纸的变色部位更多。认为其理由在于，第2实施方式的液体接收位置(杯部41A的引导部47及集液部70A)比第1实施方式的液体接收位置(杯部42的引导部52及集液部70)更靠近衬底W，从衬底W向受液部40A飞散的处理液与从受液部40A回溅的处理液易于发生碰撞。
在第2实施方式中，也与第1实施方式同样地，通过设置集液部70A，从而与不设置集液部70A的情况相比，能够降低衬底污染的风险。
另外，在第2实施方式中，也与第1实施方式同样地，通过在与衬底W相同的铅垂方向的位置设置多个槽，从而能够更有效地促进附着于受液部40A的内周面的各液滴的合流。
另外，在第2实施方式中，也与第1实施方式同样地，在内周面75A的大部分处形成使多个液滴合流的作用相对强的槽(而非使多个液滴合流的作用相对弱的堤部)，由此，能够更有效地促进附着于受液部40A的内周面的各液滴的合流。
另外，在第2实施方式中，也与第1实施方式同样地，通过在接近衬底W且衬底污染的风险高的杯部41A的内侧设置集液部70A，从而能够更有效地降低该风险。
＜3变形例＞
以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但本发明也能够在上述方案以外进行各种变更，只要不超出其主旨即可。
在上述实施方式中，针对将形成有槽及堤部的集液部70、70A安装于杯部42、41A的引导部52、47的内侧的方案进行了说明，但不限于此。例如，也可以通过对杯部42、41A的引导部52、47的内侧进行切削，从而在该引导部52、47的内侧形成槽及堤部(即，集液部)。
另外，在上述第1实施方式中，针对在引导部52的下端部52a的内侧的一部分处设置集液部70的方案进行了说明，但不限于此。例如，可以是在引导部52的下端部52a的内侧的整体设置集液部70的方案，也可以是在引导部52的下端部52a及上端部52b的内侧的整体设置集液部70的方案。
另外，在上述各实施方式中，针对在受液部40、40A所具有的多个杯部之中的最内侧的杯部的内周面设置集液部70、70A的方案进行了说明，但不限于此。当在上述多个杯部之中的、至少最内侧的杯部的内周面设置集液部时，能够更有效地降低衬底污染的风险。另外，也可以仅在上述多个杯部之中的、最内侧的杯部以外的杯部的内周面设置集液部。
另外，在上述第1实施方式中，针对集液部70由PTFE构成的方案进行了说明，但也可以是集液部70由其他材质(例如PFA)构成的方案。
图14为示意性地表示变形例中处理液的液滴101～103移动的情形的横剖面图。图14中，示出了变形例涉及的集液部70B的多个槽之中的2个槽71B。另外，图14中，未图示的衬底W的旋转方向为纸面的逆时针旋转的方向，从该衬底W飞散的液滴101按实线箭头的轨迹进行移动。
集液部70B的多个槽包含与衬底W的旋转方向的上游侧的部分相比、下游侧的部分更深地凹陷的槽71B。换言之，集液部70B的多个槽包含朝着相对于衬底W的径向而向该衬底W的旋转方向倾斜的方向凹陷的槽71B。由此，从衬底W飞散并与槽71B内接触的液滴102藉由飞散之势而易于在该槽71B内流动，变得易于与其他液滴102合流。如上所述地，通过使槽71B的凹陷形状变形，能够促进液滴彼此的合流，抑制液滴102附着于受液部内周面的状态。
图15为在变形例中从内侧(旋转轴CX侧)观察时的集液部70C的侧视图。图16为各槽71C的第1长度为8mm且各堤部72C的第2长度为1mm的情况下的回溅现象的检查结果。图17为各槽71C的第1长度为4mm且各堤部72C的第2长度为1mm的情况下的回溅现象的检查结果。图18为各槽71C的第1长度为2mm且各堤部72C的第2长度为1mm的情况下的回溅现象的检查结果。
如图15所示，集液部70C的内周面75C在周向上交替地具有：相对于基准面凹陷的多个槽71C；和位于相邻的槽71C间且沿着基准面的多个堤部72C。各槽71C的延伸方向是由衬底W的旋转方向(图15中从右向左的方向)的分量与铅垂向下的分量合成的方向(更具体而言，倾斜45度的方向)。
因此，在该变形例中，从旋转的衬底W飞散的处理液的液滴与集液部70C的内周面75C接触后，藉由飞散之势而沿多个槽71C向斜下方流动。另外，通过旋转电机22而使得衬底W旋转，由此，在集液部70C的内周面75C上沿各槽71C的延伸方向产生气流，并促进附着于内周面75C的液滴的落下。
另外，由归纳图16～图18的检查结果而得到的图19可知，通过缩短第1长度，能够减小发生回溅现象的可能性。认为其原因在于，通过使槽71C的宽度变窄，多个液滴变得易于在槽71C内合流。但是，从在槽71C内使多个液滴合流的观点考虑，理想的是，将第1长度设定为比从衬底W飞散的液滴的直径(例如为1～2mm)长。
另外，由归纳图16～图18的检查结果而得到的图19可知，当第2长度短时，能够减小发生回溅现象的可能性。认为其原因在于，通过使堤部72C的宽度变窄，液滴变得不易附着于堤部72C上(液滴变得易于向位于堤部72C的两个相邻位置的各槽71C移动)。
另外，在上述各实施方式中，受液部具备能够彼此独立地升降的多个杯部，但多个杯部也可以一体地构成并进行升降。此外，受液部40也可以仅具备围绕旋转基座21的1个杯部。
另外，作为通过衬底清洗装置1进行处理的对象的衬底不限于半导体用途的衬底，也可以为太阳能电池用途的衬底、液晶显示装置等平板显示器用的玻璃衬底。
此外，衬底处理装置1只要为一边使保持于旋转卡盘的衬底旋转一边向其表面供给处理液、并利用杯部接收从衬底飞散的处理液的装置即可，除了单片式的清洗处理装置、蚀刻处理装置以外，例如也可以是涂布抗蚀剂等的旋转涂布装置(旋涂机)、旋转显影装置(旋转显影机)。
以上，对实施方式及其变形例涉及的衬底处理装置进行了说明，但它们为本发明优选的实施方式的例子，并不限定本发明的实施范围。对于本发明而言，可在其发明范围内进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意构成要素的变形、或各实施方式中任意构成要素的省略。
附图标记说明
1衬底处理装置
9控制部
20旋转卡盘
31喷出头
40、40A、40Y受液部
41回收部
41A、42、43杯部
70、70A～70C集液部
71、71B、71C槽
72、72B、72C堤部
W衬底

Claims (5)

1.衬底处理装置，其具备：
衬底保持部，其水平地保持衬底；
处理液供给部，其向被保持于所述衬底保持部的所述衬底供给处理液；
受液部，其围绕所述衬底保持部的周围，并接收从所述衬底飞散的所述处理液；和
衬底旋转部，其以穿过被保持于所述衬底保持部的所述衬底的中心且沿铅垂方向延伸的旋转轴为中心而使所述衬底旋转，
其中，所述受液部的内周面具有在被保持于所述衬底保持部的所述衬底侧露出的多个槽，所述多个槽各自的延伸方向包含铅垂方向的分量，
在周向上，所述内周面交替地具有相对于基准面凹陷的所述多个槽、和位于相邻的槽间且沿着所述基准面的多个堤部，
沿着所述基准面的各槽的第1长度比沿着所述基准面的各堤部的第2长度长。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述延伸方向是由所述衬底的旋转方向的分量与铅垂向下的分量合成的方向。
3.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述多个槽包含相对于所述衬底的径向而向所述衬底的旋转方向倾斜的该旋转方向上的下游侧部分比上游侧部分凹陷得更深的槽。
4.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述内周面至少在与被保持于所述衬底保持部的所述衬底相同的铅垂方向的位置包含所述多个槽。
5.如权利要求1至4中任一项所述的衬底处理装置，其中，所述受液部具有从内侧杯部至外侧杯部的多个杯部，所述内侧杯部的直径相对小且在接近所述衬底的位置处围绕所述衬底保持部的周围，所述外侧杯部的直径相对大且在远离所述衬底的位置处围绕所述衬底保持部的周围，
至少所述内侧杯部的内周面包含所述多个槽。
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