JP2010021279A - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体の裏面に供給された処理液が、被処理体の周縁部で、処理液の表面張力によって被処理体の表面側に回り込むことを防止し、このことによって、被処理体の周縁部の表面を精度良く処理すること。
【解決手段】液処理装置は、被処理体Ｗを支持する支持部４０と、支持部４０を回転させる回転駆動部６０と、支持部４０によって支持された被処理体Ｗの表面の周縁部に向かって処理液を供給する表面処理液供給機構３５と、支持部４１によって支持された被処理体Ｗの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構３０と、を備えている。被処理体Ｗの周縁外方には、間隙Ｇ_０を介して、第一ガイド部材２１が配置されている。被処理体Ｗの裏面を経て周縁部に達した処理液の流速は、被処理体Ｗの表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被処理体の表面と裏面に処理液を供給することによって、該被処理体を処理する液処理装置および液処理方法に関する。

従来、半導体ウエハなどの基板（被処理体）を処理する基板処理装置（液処理装置）としては、基板を保持する基板保持手段と、この基板保持手段に保持された基板の上面（表面）に処理液を供給するためのノズルと、基板保持手段に保持された基板の下面（裏面）の中心部に処理液を供給する下面供給管と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−３０３９６７号公報

しかしながら、従来の液処理装置においては、被処理体の裏面に供給された処理液が、被処理体の周縁部で、処理液の表面張力によって被処理体の表面側に回り込むことがある。このように処理液が被処理体の表面側に回り込むと、この処理液が被処理体の周縁部の表面に予定外の処理を施してしまい、周縁部の表面を精度良く処理できない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、被処理体の裏面に供給された処理液が、被処理体の周縁部で、処理液の表面張力によって被処理体の表面側に回り込むことを防止し、被処理体の周縁部の表面を精度良く処理することができる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。

本発明による液処理装置は、
被処理体を支持する支持部と、
前記支持部を回転させる回転駆動部と、
前記支持部によって支持された前記被処理体の表面の周縁部に向かって処理液を供給する表面処理液供給機構と、
前記支持部によって支持された前記被処理体の裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構と、
前記被処理体の周縁外方に間隙を介して配置された第一ガイド部材と、を備え、
前記被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液の流速が、前記被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなるように構成されている。

本発明による液処理装置において、
前記支持部は、該支持部と前記被処理体の裏面との間の間隙を、該被処理体の中心部から周縁部へ向かう方向で小さくする加速傾斜部を有することが好ましい。

本発明による液処理装置において、
前記第一ガイド部材の周縁外方に配置された第二ガイド部材をさらに備えたことが好ましい。

本発明による液処理装置において、
前記第一ガイド部材の上面に、複数の位置ずれ防止ガイドが設けられていることが好ましい。

本発明による液処理方法は、
支持部によって、被処理体を支持する支持工程と、
回転駆動部によって、前記支持部を回転させる回転駆動工程と、
表面処理液供給機構によって、前記支持部によって支持された前記被処理体の表面の周縁部に向かって処理液を供給する表面処理液供給工程と、
裏面処理液供給機構によって、前記支持部によって支持された前記被処理体の裏面に処理液を供給する裏面処理液供給工程と、
前記被処理体の周縁外方に間隙を介して配置された第一ガイド部材によって、前記被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液、および、記被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液を案内する案内工程と、を備え、
前記被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液の流速が、前記被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなっている。

本発明によれば、被処理体の周縁外方に間隙を介して第一ガイド部材が配置され、かつ、被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液の流速が、被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなっているので、被処理体と第一ガイド部材との間の間隙で、被処理体の裏面側に処理液を引き込む吸引効果を発生させることができる。このため、被処理体の裏面に供給された処理液が、被処理体の周縁部で、処理液の表面張力によって被処理体の表面側に回り込むことを防止することができ、被処理体の周縁部の表面を精度良く処理することができる。

発明を実施するための形態

実施の形態
以下、本発明に係る液処理装置および液処理方法と、このような液処理方法を格納した記憶媒体の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態を示す図である。

図１に示すように、液処理装置は、下方カップ１と、下方カップ１に対向して配置され、下方カップ１に当接可能な上方カップ２と、下方カップ１の内方に配置され、被処理体である半導体ウエハＷ（以下、単にウエハＷとも言う）を支持する支持ピン１１を有する支持台（支持部）１０と、支持台１０から下方に延びる回転軸５と、この回転軸５を回転させることによって、支持台１０で支持されたウエハＷを回転させる回転駆動部６０と、を備えている。なお、図１において、ウエハＷの表面は上方側に位置し、ウエハＷの裏面は下方側に位置している。

ところで、支持ピン１１は三箇所設けられており、図１では、そのうちの一つだけが示されている。また、図２に示すように、支持ピン１１の先端は、Ｒ形状からなっている。

図１に示すように、回転駆動部６０は、回転軸５の周縁外方に配置されたプーリ６２と、このプーリ６２に巻きかけられた駆動ベルト６３と、この駆動ベルト６３に駆動力を付与することによって、プーリ６２を介して回転軸５を回転させるモータ６１とを有している。また、回転軸５の周縁外方にはベアリング６６が配置されている。

また、図１に示すように、上方カップ２には、Ｏリングなどからなるシール部材５が設けられている。また、上方カップ２は上下方向に移動可能となっており、上方カップ２と下方カップ１とは、当接することもできるし、離隔することもできるようになっている（図３（ａ）（ｂ）参照）。なお、上方カップ２と下方カップ１とが当接するときには、シール部材５によって、上方カップ２と下方カップ１との間が密封されることとなる。

また、図１に示すように、上方カップ２の周縁部近傍には、支持台１０の支持ピン１１によって支持されたウエハＷの表面の周縁部に処理液を供給する表面処理液供給機構３５が設けられている。また、この表面処理液供給機構３５には、表面処理液供給機構３５を水平方向に移動させる水平方向駆動部３６が連結されている。

ところで、本願で洗浄液とは、薬液やリンス液のことを意味している。そして、薬液としては、例えば、希フッ酸などを用いることができる。他方、リンス液としては、例えば、純水（ＤＩＷ）などを用いることができる。

また、図１に示すように、支持台１０は中空構造となっており、支持台１０の中空内には、リフトピン４１を有するリフトピンプレート４０が配置されている。なお、このリフトピンプレート４０には、リフトピンプレート４０を上下方向に駆動する昇降部材（図示せず）が連結されている。また、このリフトピンプレート４０も中空構造となっており、リフトピンプレート４０の中空内には、支持台１０の支持ピン１１によって支持されたウエハＷの裏面に、裏面処理液供給部３２からの処理液を供給する裏面処理液供給管３１が延在している。なお、本実施の形態では、裏面処理液供給部３２と裏面処理液供給管３１とから、裏面処理液供給機構３０が構成されている。

また、図２に示すように、ウエハＷの周縁外方であって、支持ピン１１によって支持されたウエハＷと同程度の高さの位置には、ウエハＷの裏面を経て周縁部に達した処理液、および、ウエハＷの表面を経て周縁部に達した処理液を案内する第一ガイド部材２１が、間隙Ｇ_０を介して配置されている。

また、支持台１０は、図２に示すように、支持台１０とウエハＷの裏面との間の間隙を、ウエハＷの中心部から周縁部へ向かう方向で小さくする（Ｇ_１＞Ｇ_２となる）加速傾斜部１５を有している。

なお、本実施の形態では、ウエハＷの裏面を経て周縁部に達した処理液の流速は、ウエハＷの表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなるように（Ｖ１＞Ｖ２となるように）構成されている（図２参照）。この点、例えば、裏面処理液供給機構３０によって供給される処理液の量を、表面処理液供給機構３５によって供給される処理液の量よりも多くすることによって、ウエハＷの裏面を経て周縁部に達した処理液の流速を、ウエハＷの表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くすることができる。ところで、本実施の形態では、加速傾斜部１５が設けられているので、裏面処理液供給機構３０によって供給される処理液の量が表面処理液供給機構３５によって供給される処理液の量と同程度の場合であっても、ウエハＷの裏面を経て周縁部に達した処理液の流速を、ウエハＷの表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くすることができる。

また、図１および図２に示すように、第一ガイド部材２１の周縁外方には、所定の間隔を介して、第二ガイド部材２２が配置されている。

なお、ウエハＷを回転させるときに、当該ウエハＷが遠心力によって周縁外方へ位置がずれてしまうことを防止するために、第一ガイド部材２１の上面の内端部には、複数のウエハＷの位置ずれ防止ガイド２６が設けられている。ところで、図１には、一つの位置ずれ防止ガイド２６のみが示されている。

また、図１に示すように、上方カップ２のうち表面処理液供給機構３５より内方側には、ウエハＷの表面の周縁部に供給された処理液がウエハＷの中心部に向かって流れ込むことを防止するために、窒素ガスを供給する上方窒素ガス供給部２ａが設けられている。また、下方カップ１のうち支持台１０の下方には、支持台１０と下方カップ１との間の間隙から処理液が流れ込むことを防止するために、窒素ガスを供給する下方窒素ガス供給部１ａが設けられている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まず、昇降部材（図示せず）によって、リフトピンプレート４０が上方位置（ウエハ搬送ロボット（図示せず）がウエハＷを受け渡す位置）に位置づけられる（上方位置づけ工程）（図３（ａ）参照）。このとき、上方カップ２は上方位置に位置づけられている（図３（ａ）参照）。

次に、リフトピンプレート４０のリフトピン４１によって、ウエハ搬送ロボットからウエハＷが受け取られ、当該リフトピン４１によってウエハＷが支持される（第一支持工程）（図３（ａ）参照）。

次に、昇降部材によって、リフトピンプレート４０が下方位置に位置づけられる（下方位置づけ工程）（図３（ａ）参照）。

このようにリフトピンプレート４０が下方位置に位置づけられる際に、支持台１０の支持ピン１１によって、ウエハＷの裏面が支持される（第二支持工程）（図３（ｂ）参照）。

次に、上方カップ２が下方に移動して下方位置に位置づけられて、上方カップ２と下方カップ１とが当接される（図３（ｂ）参照）（当接工程）。このとき、上方カップ２に設けられたシール部材５によって、上方カップ２と下方カップ１との間が密封される。

次に、回転駆動部６０により回転軸５が回転駆動されることによって支持台１０が回転され、支持部１の支持ピン１１で支持されたウエハＷが回転される（図３（ｂ）参照）（回転駆動工程）。このとき、モータ６１から駆動ベルト６３を介してプーリ６２に駆動力が付与されることによって、回転軸５が回転駆動される。

ウエハＷが支持台１０の支持ピン１１上に載置されると、水平方向駆動部３６によって、裏面側薬液供給ノズル５６ａが移動されて位置決めされる（図３（ｂ）参照）。その後、表面処理液供給機構３５によって、支持台１０の支持ピン１１によって支持されたウエハＷの表面の周縁部に処理液が供給される（表面処理液供給工程）（図３（ｂ）参照）。

このとき、裏面処理液供給機構３０によって、支持台１０の支持ピン１１によって支持されたウエハＷの裏面の中心部に処理液が供給される（裏面処理液供給工程）（図３（ｂ）参照）。なお、本実施の形態では、裏面処理液供給機構３０によって供給される処理液の量は、表面処理液供給機構３５によって供給される処理液の量よりも多くなっている。

このようにウエハＷの裏面の中心部に供給された処理液は、リフトピンプレート４０および支持台１０を順次経て、ウエハＷの周縁部に達する（図３（ｂ）参照）。このとき、処理液は、支持台１０の加速傾斜部１５を経るので、その流速が加速されることとなる。その後、処理液は、第一ガイド部材２１に達して、この第一ガイド部材２１によって案内される（案内工程）（図２参照）。

他方、ウエハＷの表面の周縁部に供給された処理液は、ウエハＷの周縁部と第一ガイド部材２１との間の間隙Ｇ_０を経て、第一ガイド部材２１によって案内される（案内工程）（図２参照）。

このとき、本実施の形態によれば、ウエハＷの周縁外方に間隙Ｇ_０を介して第一ガイド部材２１が配置され、かつ、ウエハＷの裏面を経て周縁部に達した処理液の流速が、ウエハＷの表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなっている（Ｖ１＞Ｖ２となっている）（図２参照）。このため、ウエハＷと第一ガイド部材２１との間の間隙Ｇ_０で、ウエハＷの裏面側に処理液を引き込む吸引効果を発生させることができる。この結果、ウエハＷの裏面に供給された処理液が、ウエハＷの周縁部で、処理液の表面張力によってウエハＷの表面側に回り込むことを確実に防止することができ、ウエハＷの周縁部の表面を精度良く処理することができる。

すなわち、従来の液処理装置においては、ウエハの裏面に供給された処理液が、ウエハの周縁部で、処理液の表面張力によって被処理体の表面側に回り込むことがあるので、処理液がウエハの周縁部の表面に予定外の処理を施してしまい、周縁部の表面を精度良く処理できないことがある。

これに対して、本実施の形態によれば、ウエハＷと第一ガイド部材２１との間の間隙Ｇ_０で、ウエハＷの裏面側に処理液を引き込む吸引効果を発生させることができる。このため、ウエハＷの裏面に供給された処理液が、ウエハＷの周縁部で、処理液の表面張力によってウエハＷの表面側に回り込むことを確実に防止することができる。この結果、ウエハＷの周縁部の表面を精度良く処理することができる。

さらに、本実施の形態では、裏面処理液供給機構３０によって供給される処理液の量が、表面処理液供給機構３５によって供給される処理液の量よりも多くなっているだけではなく、処理液が支持台１０の加速傾斜部１５で加速されるので、ウエハＷの裏面を経て周縁部に達した処理液の流速をさらに速くすることができる（図２参照）。このため、ウエハＷの裏面側に処理液を引き込む吸引効果を、さらに強くすることができる。この結果、ウエハＷの周縁部の表面を、さらに精度良く処理することができる。

なお、ウエハＷの表面の周縁部に供給された処理液のうち、ウエハＷと第一ガイド部材２１との間の間隙Ｇ_０内に吸引されなかった処理液は、第二ガイド部材２２によって案内される（図２参照）。

また、図２に示すように、支持ピン１１の先端はＲ形状からなっているので、処理液のリンス液によってすすぎやすくなっており、次回以降に処理するウエハＷに悪影響を及ぼすことを防止することができる。

このようにして供給された処理液は、排出管（図示せず）によって、液処理装置の外方に排出される。

上述のようにウエハＷの表面の周縁部と、ウエハＷの裏面の処理液による処理が終了すると、処理液の供給が停止される。その後、回転駆動部６０によってウエハＷが高速に回転され、ウエハＷの周縁部が乾燥される（乾燥工程）（図３（ｂ）参照）。

次に、上方カップ２が上方に移動して上方位置に位置づけられる（図３（ａ）参照）（離隔工程）。

次に、昇降部材によって、リフトピンプレート４０が上方位置に位置づけられる（上方位置づけ工程）（図３（ａ）参照）。このようにリフトピンプレート４０が上方位置に位置づけられる際に、支持台１０の支持ピン１１に載置されたウエハＷが、リフトピンプレート４０のリフトピン４１によって支持されて上昇される（図３（ａ）参照）。

次に、リフトピンプレート４０のリフトピン４１上のウエハＷが、ウエハ搬送ロボット（図示せず）によって受け取られ、当該リフトピン４１からウエハＷが取り除かれる（除去工程）（図１および図３参照）。

ところで、本実施の形態においては、上述した液処理方法の各工程に関する情報が記憶媒体５２に記憶されている（図１参照）。そして、液処理装置は、記憶媒体５２を受け付けるコンピュータ５５と、当該コンピュータ５５からの信号を受けて液処理装置を制御する制御部５０とを備えている。このため、この記憶媒体５２をコンピュータ５５に挿入することで、制御部５０によって、上述した一連の液処理方法を当該液処理装置１０に実行させることができる（図１参照）。

本発明の実施の形態による液処理装置の構成を示す側方断面図。 本発明の実施の形態による液処理装置の加速傾斜部近辺を拡大した側方断面図。 本発明の実施の形態による液処理装置の駆動態様を示す側方断面図。

符号の説明

１ 下方カップ
２ 上方カップ
５ シール部材
１０ 支持台（支持部）
１１ 支持ピン
１５ 加速傾斜部
２１ 第一ガイド部材
２２ 第二ガイド部材
２６ 位置ずれ防止ガイド
３０ 裏面処理液供給機構
３５ 表面処理液供給機構
５０ 制御部
５２ 記憶媒体
５５ コンピュータ
６０ 回転駆動部
Ｗ ウエハ（被処理体）

Claims (5)

1. 被処理体を支持する支持部と、
   前記支持部を回転させる回転駆動部と、
   前記支持部によって支持された前記被処理体の表面の周縁部に向かって処理液を供給する表面処理液供給機構と、
   前記支持部によって支持された前記被処理体の裏面に処理液を供給する裏面処理液供給機構と、
   前記被処理体の周縁外方に間隙を介して配置された第一ガイド部材と、を備え、
   前記被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液の流速は、前記被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなっていることを特徴とする液処理装置。
2. 前記支持部は、該支持部と前記被処理体の裏面との間の間隙を、該被処理体の中心部から周縁部へ向かう方向で小さくする加速傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記第一ガイド部材の周縁外方に配置された第二ガイド部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の液処理装置。
4. 前記第一ガイド部材の上面に、複数の位置ずれ防止ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液処理装置。
5. 支持部によって、被処理体を支持する支持工程と、
   回転駆動部によって、前記支持部を回転させる回転駆動工程と、
   表面処理液供給機構によって、前記支持部によって支持された前記被処理体の表面の周縁部に向かって処理液を供給する表面処理液供給工程と、
   裏面処理液供給機構によって、前記支持部によって支持された前記被処理体の裏面に処理液を供給する裏面処理液供給工程と、
   前記被処理体の周縁外方に間隙を介して配置された第一ガイド部材によって、前記被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液、および、記被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液を案内する案内工程と、を備え、
   前記被処理体の裏面を経て周縁部に達した処理液の流速は、前記被処理体の表面を経て周縁部に達した処理液の流速よりも速くなっていることを特徴とする液処理方法。

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