JP2016134514A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】排気機構を容易に切り替える。【解決手段】基板処理装置1では、カップ部4が上下方向に移動し、カップ排気ポート(すなわち、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422の一方)が第1チャンバ排気ポート631または第2チャンバ排気ポート632に選択的に重ねられる。カップ排気ポートが第1チャンバ排気ポート631に重なる状態では、第1排気機構951によりカップ部4内の気体がカップ排気ポートおよび第1チャンバ排気ポート631を介してチャンバ6外に排出される。また、カップ排気ポートが第2チャンバ排気ポート632に重なる状態では、第2排気機構952によりカップ部4内の気体がカップ排気ポートおよび第2チャンバ排気ポート632を介してチャンバ6外に排出される。このように、カップ部4からの排気を行う排気機構を、第1排気機構951および第2排気機構952の間で容易に切り替えることができる。【選択図】図1

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。
従来より、半導体基板(以下、単に「基板」という。)の製造工程では、回転する基板に対して処理液を供給して様々な処理を行う基板処理装置が利用される。このような基板処理装置では、遠心力により基板から飛散する処理液等を受けるカップ部が、基板の周囲に設けられることがある。
例えば、特許文献1のレジスト塗布処理装置では、処理カップの底部に排気口が設けられる。処理カップは、基板の周囲から径方向外方へと広がる庇部を有する。基板上方の気体は、処理カップの庇部の内周縁と基板との隙間から処理カップ内に流入し、排気口を介して処理カップ外へと排出される。庇部の外周部には複数の通気孔が設けられ、庇部の上方には、複数の通気孔を上方から覆って閉塞する開閉機構が設けられる。基板上にレジスト膜が生成される際には、当該開閉機構を上昇させて庇部から離間させることにより、複数の通気孔が開放される。このため、基板上方の気体は、処理カップの庇部の内周縁と基板との隙間、および、複数の通気孔から処理カップ内に流入する。これにより、基板の外周縁部近傍の気流が制御され、基板の外周縁部においてレジスト液が盛り上がる現象が抑制される。
特許文献2の基板の処理装置では、カップ体の底部から上方に広がる円筒状の可動仕切体により、カップ体の内部空間が内周空間部と外周空間部とに隔別される。可動仕切体には開口が形成されており、当該開口には、気体を通過して液体の通過を阻止する材料(例えば、布地や多孔質材により形成された通気性部材)が設けられている。基板に純水が供給される場合、可動仕切体が下降して基板よりも下方に位置し、純水は外周空間部に落下する。外周空間部の底部には、気液分離器を介して排気ブロアが接続されており、外周空間部に落下した純水および外周空間部の雰囲気が、気液分離器を介してカップ体の外部へと排出される。基板に薬液が供給される場合、可動仕切体が上昇して基板の周囲に位置し、薬液は内周空間部に落下する。また、内周空間部の雰囲気は、可動仕切体の上記開口を介して外周空間部へと吸引され、気液分離器を介してカップ体の外部へと排出される。
特許文献3のウエーハ洗浄装置では、スピンカップの底部近傍に排気口と排液口とが設けられる。当該ウエーハ洗浄装置では、スピンカップの底部近傍に設けられた排気口と、スピンカップおよび基板よりも上方にてチャンバの側面に設けられた排気口とが切り替えられる。具体的には、チャンバの側面に設けられた排気口を開閉するシャッタが設けられ、当該シャッタは、スピンカップの昇降と連動して昇降する。そして、基板の搬出入の際には、スピンカップが下降してスピンカップの底部近傍に設けられた排気口が閉塞され、チャンバの側面に設けられた排気口が開放される。また、基板の液処理の際には、スピンカップが上昇してスピンカップの底部近傍に設けられた排気口が開放され、チャンバの側面に設けられた排気口が閉塞される。これにより、チャンバの内圧がほぼ一定に保持される。
特開2010−10251号公報 特開2010−10555号公報 特開2012−146835号公報
ところで、特許文献1ないし3の装置では、基板の処理に使用される処理液の種類が変更されても、処理カップ内の雰囲気を排出する排気口は同一である。したがって、排気口に接続された配管等の内部において、吸引された処理液の雰囲気が、配管内等に残留する他の処理液の雰囲気と混ざり、混蝕が生じるおそれがある。特許文献2の処理装置では、上述のように気液分離器がカップ体の外部に設けられるため、処理装置が大型化するおそれがある。また、上述のような基板処理装置では、排気口からの排気流量の調節が要求される場合、排気流量を調節する機構を排気管上に設けることになり、装置構造が複雑化するとともに装置が大型化する可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、排気機構を容易に切り替えることを目的としている。
請求項1に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、水平状態で基板を保持する基板保持部と、前記基板上に処理液を供給する処理液供給部と、上下方向を向く中心軸を中心とする環状であり、前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記基板保持部および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記カップ部を前記基板保持部に対して前記上下方向に相対的に移動するカップ昇降機構と、前記カップ昇降機構により前記カップ部を相対移動させ、前記カップ部の前記基板保持部に対する相対位置を決定する制御部とを備え、前記カップ部が、円環状のカップ底部と、前記カップ底部の内周部から上方に広がる筒状のカップ内側壁部と、前記カップ底部の外周部から上方に広がる筒状のカップ外側壁部とを備え、前記カップ内側壁部または前記カップ外側壁部にカップ排気ポートが設けられ、前記カップ内側壁部の内側にて前記カップ内側壁部と対向する、または、前記カップ外側壁部の外側にて前記カップ外側壁部と対向する第1チャンバ排気ポートおよび第2チャンバ排気ポートが設けられ、前記制御部が前記カップ昇降機構を制御することにより、前記カップ排気ポートが前記第1チャンバ排気ポートまたは前記第2チャンバ排気ポートに選択的に重ねられ、前記カップ排気ポートが前記第1チャンバ排気ポートに重なる状態では、前記第1チャンバ排気ポートに接続される第1排気機構により、前記カップ部内の気体が前記カップ排気ポートおよび前記第1チャンバ排気ポートを介して前記チャンバ外に排出され、前記カップ排気ポートが前記第2チャンバ排気ポートに重なる状態では、前記第2チャンバ排気ポートに接続される第2排気機構により、前記カップ部内の気体が前記カップ排気ポートおよび前記第2チャンバ排気ポートを介して前記チャンバ外に排出される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の基板処理装置であって、前記第2チャンバ排気ポートが、周方向において前記第1チャンバ排気ポートと異なる位置に位置し、前記カップ排気ポートが、前記第1チャンバ排気ポートと周方向の同じ位置に位置する第1カップ排気ポートと、前記第2チャンバ排気ポートと周方向の同じ位置に位置する第2カップ排気ポートとを備える。
請求項3に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、水平状態で基板を保持する基板保持部と、前記基板上に処理液を供給する処理液供給部と、上下方向を向く中心軸を中心とする環状であり、前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記基板保持部および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記カップ部を前記基板保持部に対して前記上下方向に相対的に移動するカップ昇降機構と、前記カップ昇降機構により前記カップ部を相対移動させ、前記カップ部の前記基板保持部に対する相対位置を決定する制御部とを備え、前記カップ部が、円環状のカップ底部と、前記カップ底部の内周部から上方に広がる筒状のカップ内側壁部と、前記カップ底部の外周部から上方に広がる筒状のカップ外側壁部とを備え、前記カップ内側壁部または前記カップ外側壁部にカップ排気ポートが設けられ、前記カップ内側壁部の内側にて前記カップ内側壁部と対向する、または、前記カップ外側壁部の外側にて前記カップ外側壁部と対向するチャンバ排気ポートが設けられ、前記カップ排気ポートが前記チャンバ排気ポートに重なる状態では、前記チャンバ排気ポートに接続される排気機構により、前記カップ部内の気体が前記カップ排気ポートおよび前記チャンバ排気ポートを介して前記チャンバ外に排出され、前記カップ昇降機構が前記制御部により制御され、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積が変更されることにより、前記排気機構による前記チャンバからの排気流量が変更される。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の基板処理装置であって、前記チャンバ排気ポートが、大チャンバ排気ポートと、前記大チャンバ排気ポートと共に前記上下方向に並び、前記大チャンバ排気ポートよりも断面積が小さい小チャンバ排気ポートとを備え、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、前記カップ排気ポートを、前記大チャンバ排気ポートまたは前記小チャンバ排気ポートに選択的に重ねることである。
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の基板処理装置であって、前記カップ排気ポートが、大カップ排気ポートと、前記大カップ排気ポートと共に前記上下方向に並び、前記大カップ排気ポートよりも断面積が小さい小カップ排気ポートとを備え、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、前記大カップ排気ポートまたは前記小カップ排気ポートを、前記チャンバ排気ポートに選択的に重ねることである。
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の基板処理装置であって、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複を維持しつつ前記カップ部を前記基板保持部に対して前記上下方向に相対移動させることにより実現される。
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記カップ排気ポートが、前記カップ内側壁部に設けられる。
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板保持部が、前記中心軸を中心とする円板状の保持部本体を備え、前記カップ部が、前記カップ外測壁部の上端部から内方に広がる円環状のカップ庇部をさらに備え、基板の搬出入の際に、前記カップ昇降機構が前記制御部により制御され、前記保持部本体が前記カップ庇部の内周部と前記上下方向において同じ位置に前記カップ庇部の前記内周部に近接して位置する。
請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記カップ部が、前記カップ内側壁部と前記カップ外側壁部との間にて前記カップ底部から上方に広がる筒状のカップ中間壁部をさらに備え、前記カップ底部に、前記仕切り壁よりも内側に位置する第1カップ排液ポートと、前記仕切り壁よりも外側に位置する第2カップ排液ポートとが設けられ、前記第1カップ排液ポートは、前記チャンバのチャンバ底部に設けられた第1チャンバ排液ポートを介して前記チャンバ外の第1排液部に接続され、前記第2カップ排液ポートは、前記チャンバ底部に設けられた第2チャンバ排液ポートを介して前記チャンバ外の第2排液部に接続され、前記カップ昇降機構により、前記カップ部が、前記基板保持部を基準とする第1位置と前記第1位置よりも下方の第2位置との間を移動し、前記カップ部が前記第1位置に位置する状態では、前記処理液供給部から前記基板上に供給された処理液が、前記カップ部の前記カップ内側壁部と前記カップ中間壁部との間の空間に流入し、前記第1排液部へと排出され、前記カップ部が前記第2位置に位置する状態では、前記処理液供給部から前記基板上に供給された処理液が、前記カップ部の前記カップ中間壁部と前記カップ外側壁部との間の空間に流入し、前記第2排液部へと排出される。
請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板保持部が、前記中心軸を中心とする円板状の保持部本体を備え、前記保持部本体が、前記カップ部の上方にて前記カップ部と前記上下方向に対向し、前記保持部本体の下面から下方に突出するとともに前記中心軸の周囲を囲む環状の突出部が設けられる。
請求項11に記載の発明は、請求項1ないし10のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記チャンバが、前記基板保持部および前記カップ部が配置される密閉空間を形成する密閉空間形成部である。
本発明では、排気機構を容易に切り替えることができる。
第1の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 基板処理装置の横断面図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 基板処理装置の縦断面図である。 基板処理装置の横断面図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 基板処理装置の縦断面図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板処理装置の縦断面図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 第2の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 第3の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 カップ内側壁部およびチャンバ内側壁部の一部を展開して示す図である。 第4の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 基板処理装置の縦断面図である。 第5の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 第6の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 他の基板処理装置の縦断面図である。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1を示す縦断面図である。基板処理装置1は、略円板状の半導体基板9(以下、単に「基板9」という。)に処理液を供給して基板9を1枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1では、純水、酸性の薬液、アルカリ性の薬液等が処理液として利用され、基板9の洗浄処理やその他の様々な処理が行われる。図1では、基板処理装置1の一部の構成の断面には、平行斜線の付与を省略している(他の縦断面図においても同様)。
基板処理装置1は、基板保持部31と、基板回転機構32と、カップ部4と、カップ昇降機構7と、処理液供給部5と、チャンバ6と、制御部10とを備える。なお、図2以降では、制御部10の図示を省略する。チャンバ6の内部には、基板保持部31と、基板回転機構32と、カップ部4と、処理液供給部5とが収容される。
チャンバ6は、チャンバ底部61と、チャンバ上底部62と、チャンバ内側壁部63と、チャンバ外側壁部64と、チャンバ天蓋部65とを備える。チャンバ底部61は、カップ部4および基板回転機構32の下方を覆う。チャンバ上底部62は、上下方向を向く中心軸J1を中心とする略円環板状の部位である。チャンバ上底部62は、チャンバ底部61の上方にて、基板回転機構32の上方を覆うとともに基板保持部31の下方を覆う。チャンバ6の側壁部であるチャンバ内側壁部63は、中心軸J1を中心とする略円筒状の部位である。チャンバ内側壁部63は、チャンバ上底部62の外周部から下方に広がり、チャンバ底部61に至る。チャンバ内側壁部63は、カップ部4の径方向内側に位置する。
チャンバ6の側壁部であるチャンバ外側壁部64は、カップ部4の径方向外側に位置する略筒状の部位である。チャンバ外側壁部64は、チャンバ底部61の外周部から上方に広がり、チャンバ天蓋部65の外周部に至る。チャンバ天蓋部65は、カップ部4および基板保持部31の上方を覆う。チャンバ外側壁部64には、基板9をチャンバ6内に搬入および搬出するための搬出入口66が設けられる。搬出入口66は、上下方向に移動可能な蓋部67により閉塞される。蓋部67により搬出入口66が閉塞されることにより、チャンバ6の内部空間が密閉空間となる。すなわち、チャンバ6は、基板保持部31およびカップ部4が配置される密閉空間を形成する密閉空間形成部である。
図2は、図1に示すチャンバ内側壁部63およびカップ部4を示す横断面図である。図2は、上下方向に関し、後述する第1チャンバ排気ポート631の位置における横断面である。図2では、断面よりも下方の構成の一部も併せて描いている。図5においても同様である。図3は、後述するカップ内側壁部42およびチャンバ内側壁部63の外側面の一部を展開して示す図である。図3中の左右方向は、中心軸J1を中心とする周方向(以下、単に「周方向」ともいう。)に対応する。図6、図10、図12、図13、図15ないし図18においても同様である。
図1ないし図3に示すように、チャンバ内側壁部63には、第1チャンバ排気ポート631と、第2チャンバ排気ポート632とが設けられる。第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632は、カップ部4内の気体をチャンバ6外に排出する際に利用される。
第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632は、例えば、チャンバ内側壁部63を略径方向に貫通する貫通孔である。第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632のそれぞれの流路に垂直な断面形状(以下、単に「断面形状」ともいう。)は、例えば、略円形である。第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632の断面形状は適宜変更されてよい。図1ないし図3に示す例では、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632は、上下方向のおよそ同じ位置に位置する。また、第2チャンバ排気ポート632は、周方向において第1チャンバ排気ポート631と異なる位置に位置する。詳細には、第2チャンバ排気ポート632は、第1チャンバ排気ポート631から周方向に180度ずれた位置(すなわち、中心軸J1を挟んで径方向の反対側の位置)に位置する。
第1チャンバ排気ポート631は、チャンバ内側壁部63の内側(すなわち、径方向内側)にて上下方向に延びる第1ダクト681に接続される。換言すれば、第1チャンバ排気ポート631は、チャンバ6の内部空間と第1ダクト681とを接続する。第1ダクト681は、第1排気機構951に接続される。第2チャンバ排気ポート632は、チャンバ内側壁部63の内側(すなわち、径方向内側)にて上下方向に延びる第2ダクト682に接続される。換言すれば、第2チャンバ排気ポート632は、チャンバ6の内部空間と第2ダクト682とを接続する。第2ダクト682は、第1排気機構951とは別の第2排気機構952に接続される。第1ダクト681および第2ダクト682は、チャンバ6の一部である。第1排気機構951および第2排気機構952は、チャンバ6および基板処理装置1の外部に配置される。基板処理装置1が使用される間、第1排気機構951および第2排気機構952による吸引は、継続的に一定の出力にて行われている。
以下の説明では、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632をまとめて、「チャンバ排気ポート」とも呼ぶ。換言すれば、チャンバ排気ポートは、第1チャンバ排気ポート631と、第2チャンバ排気ポート632とを備える。第1チャンバ排気ポート631と第2チャンバ排気ポート632とを区別する必要がない場合、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632の一方を、「チャンバ排気ポート」とも呼ぶ。
また、第1排気機構951および第2排気機構952をまとめて、「排気機構」とも呼ぶ。換言すれば、排気機構は、第1排気機構951と、第2排気機構952とを備える。第1排気機構951と第2排気機構952とを区別する必要がない場合、第1排気機構951および第2排気機構952の一方を、「排気機構」とも呼ぶ。
チャンバ底部61には、チャンバ内側壁部63よりも径方向外側において、第1チャンバ排液ポート611と、第2チャンバ排液ポート612とが設けられる。第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612は、カップ部4内の液体をチャンバ6外に排出する際に利用される。第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612は、例えば、チャンバ底部61を上下方向に貫通する貫通孔である。図1に示す例では、第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612はそれぞれ、チャンバ底部61から上方に突出する略円柱状のチャンバ突出部616,617の内部に形成される。第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612のそれぞれの流路に垂直な断面形状(以下、単に「断面形状」ともいう。)は、例えば、略円形である。第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612の断面形状は適宜変更されてよい。
第1チャンバ排液ポート611は、第2チャンバ排液ポート612よりも径方向内側に位置する。図1および図2に示す例では、第2チャンバ排液ポート612は、周方向において第1チャンバ排液ポート611と異なる位置に位置する。詳細には、第2チャンバ排液ポート612は、第1チャンバ排液ポート611から周方向に180度ずれた位置(すなわち、中心軸J1を挟んで径方向の反対側の位置)に位置する。第1チャンバ排液ポート611は、第1チャンバ排気ポート631から周方向に180度ずれた位置、すなわち、第2チャンバ排気ポート632と周方向の同じ位置に位置する。第2チャンバ排液ポート612は、第2チャンバ排気ポート632から周方向に180度ずれた位置、すなわち、第1チャンバ排気ポート631と周方向の同じ位置に位置する。第1チャンバ排液ポート611は、第1排液部961に接続される。第2チャンバ排液ポート612は、第2排液部962に接続される。第1排液部961および第2排液部962は、チャンバ6および基板処理装置1の外部に配置される。
以下の説明では、第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612をまとめて、「チャンバ排液ポート」とも呼ぶ。換言すれば、チャンバ排液ポートは、第1チャンバ排液ポート611と、第2チャンバ排液ポート612とを備える。第1チャンバ排液ポート611と第2チャンバ排液ポート612とを区別する必要がない場合、第1チャンバ排液ポート611および第2チャンバ排液ポート612の一方を、「チャンバ排液ポート」とも呼ぶ。
また、第1排液部961および第2排液部962をまとめて、「排液部」とも呼ぶ。換言すれば、排液部は、第1排液部961と、第2排液部962とを備える。第1排液部961と第2排液部962とを区別する必要がない場合、第1排液部961および第2排液部962の一方を、「排液部」とも呼ぶ。
基板保持部31は、基板9を水平状態で保持する。具体的には、基板9は、微細パターンが予め形成された上面91を中心軸J1に垂直に上側を向く状態で基板保持部31により保持される。基板保持部31は、ベース部311と、複数のチャック312と、突出部34とを備える。ベース部311は、中心軸J1を中心とする略円板状の保持部本体である。ベース部311は、中心軸J1に垂直であり、中央に開口を有する。ベース部311の外周部は、カップ部4の内周部の上方にてカップ部4と上下方向に対向する。ベース部311の外周縁は、カップ部4の外周部の径方向内側にてカップ部4と径方向に対向する。
複数(例えば、3つ)のチャック312は、ベース部311の上面に固定される。複数のチャック312は、中心軸J1を中心とする周方向におよそ等角度間隔にて配置される。複数のチャック312により、ベース部311の上方にて基板9の外縁部が保持される。突出部34は、ベース部311の外周部において、ベース部311の下面から下方に(すなわち、カップ部4に向かって)突出する。突出部34は、中心軸J1の周囲を囲む環状である。詳細には、突出部34は、中心軸J1を中心とする略円筒状の部位である。突出部34は、例えば、ベース部311と一体的に形成される。
基板回転機構32は、チャンバ内側壁部63の径方向内側にて、チャンバ底部61とチャンバ上底部62との間に配置される。基板回転機構32は、例えば、軸回転型の電動モータである。基板回転機構32の回転軸321は、チャンバ上底部62の中央部を貫通してチャンバ6の内部へと延びる。回転軸321は、中心軸J1を中心とする略円筒状である。回転軸321の先端部には、基板保持部31のベース部311が固定される。回転軸321とチャンバ上底部62との間には、気体や液体の通過を防止するシールが設けられる。回転軸321が回転することにより、基板保持部31が基板9と共に中心軸J1を中心として回転する。
処理液供給部5は、基板9上に処理液を吸収する。処理液供給部5は、上部ノズル51と、下部ノズル52とを備える。上部ノズル51は、基板保持部31および基板9の上方に位置する。上部ノズル51は、図示省略のノズル支持部により指示される。上部ノズル51の下端は、基板9の上面91の中央部に対向する。上部ノズル51は、チャンバ6の外部に設けられた処理液供給源(図示省略)に接続される。処理液供給源から上部ノズル51に供給された処理液は、上部ノズル51の下端から基板9の上面91上の中央部に向けて供給される。
下部ノズル52は、基板回転機構32の回転軸321の内側に配置され、基板保持部31のベース部311の中央に位置する開口を介して、ベース部311から上方に突出する。下部ノズル52は、回転軸321には接触しておらず、回転軸321が回転する際にも回転しない。下部ノズル52とベース部311との間には、気体や液体の通過を防止するシールが設けられている。下部ノズル52は、チャンバ6の外部に設けられた処理液供給源(図示省略)に接続される。下部ノズル52の上端は、基板9の下方に位置し、基板9の下面の中央部に対向する。処理液供給源から下部ノズル52に供給された処理液は、下部ノズル52の上端から基板9の下面の中央部に向けて供給される。
カップ部4は、中心軸J1を中心とする環状の部材である。カップ部4は、基板保持部31および基板9の周囲および下方に位置し、基板9からの処理液を受ける。カップ部4は、また、チャンバ6のチャンバ内側壁部63の径方向外側に位置し、チャンバ内側壁部63および基板回転機構32の周囲を囲む。
カップ部4は、カップ底部41と、カップ内側壁部42と、カップ仕切り壁43と、カップ中間壁部44と、カップ外側壁部45と、カップ庇部46とを備える。カップ底部41は、中心軸J1を中心とする略円環状の部位である。カップ内側壁部42は、カップ底部41の内周部から上方に広がる略筒状の部位である。カップ内側壁部42の内側(すなわち、径方向内側)にはチャンバ内側壁部63が配置される。換言すれば、チャンバ内側壁部63は、カップ内側壁部42の内側にてカップ内側壁部42と径方向に対向する。
カップ外側壁部45は、カップ底部41の外周部から上方に広がる略筒状の部位である。図1および図2に示す例では、カップ内側壁部42およびカップ外側壁部45は、中心軸J1を中心とする略円筒状の部位である。カップ庇部46は、カップ外側壁部45の上端部から内方(すなわち、径方向内方)に広がる略円環状の部位である。図1に示す例では、カップ庇部46は、カップ外側壁部45の上端部から径方向内方に向かうに従って上方に向かう傾斜部である。カップ庇部46の上端縁の直径は、基板保持部31の直径よりも僅かに大きい。
カップ中間壁部44は、カップ内側壁部42とカップ外側壁部45との間にて、カップ底部41から上方に広がる略筒状の部位である。図1および図2に示す例では、カップ中間壁部44は、中心軸J1を中心とする略円筒状の部位である。カップ中間壁部44は、基板保持部31のベース部311よりも径方向外側に位置する。カップ中間壁部44の上部は、上方に向かうに従って径方向内方に向かう傾斜部である。カップ中間壁部44の上端縁の直径は、基板保持部31の直径よりも大きい。カップ中間壁部44の上端縁の直径は、カップ庇部46の上端縁の直径よりも大きい。
カップ仕切り壁43は、カップ内側壁部42とカップ中間壁部44との間にて、カップ底部41から上方に広がる略筒状の部位である。図1および図2に示す例では、カップ仕切り壁43は、中心軸J1を中心とする略円筒状の部位である。カップ仕切り壁43は、ベース部311の下方に位置する。カップ仕切り壁43は、基板保持部31の突出部34よりも径方向内側に位置する。突出部34は、カップ仕切り壁43から上方に離間して、カップ仕切り壁43と径方向の同じ位置に位置してもよい。
以下の説明では、カップ部4のカップ中間壁部44とカップ外側壁部45との間の空間を「外側カップ空間48」と呼ぶ。また、カップ部4のカップ内側壁部42とカップ中間壁部44との間の空間を「内側カップ空間47」と呼ぶ。内側カップ空間47は、カップ仕切り壁43により、径方向内側の空間である液避け空間471と、径方向外側の空間である液受け空間472とに分割される。外側カップ空間48、内側カップ空間47、液避け空間471および液受け空間472はそれぞれ、中心軸J1を中心とする略円筒状の空間である。
カップ内側壁部42には、第1カップ排気ポート421と、第2カップ排気ポート422とが設けられる。第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422は、カップ部4内の気体をチャンバ6外に排出する際に利用される。第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422は、例えば、カップ内側壁部42を略径方向に貫通する貫通孔である。第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422のそれぞれの流路に垂直な断面形状(以下、単に「断面形状」ともいう。)は、例えば、略円形である。第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422の断面の直径は、例えば、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632の断面の直径よりも大きい。第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422の断面形状は適宜変更されてよい。
図1ないし図3に示す例では、第2カップ排気ポート422の上下方向の位置は、第1カップ排気ポート421の上下方向の位置と異なる。第2カップ排気ポート422は、第1カップ排気ポート421よりも上方に位置する。また、第2カップ排気ポート422は、周方向において第1カップ排気ポート421と異なる位置に位置する。詳細には、第2カップ排気ポート422は、第1カップ排気ポート421から周方向に180度ずれた位置(すなわち、中心軸J1を挟んで径方向の反対側の位置)に位置する。
第1カップ排気ポート421は、第1チャンバ排気ポート631と周方向の同じ位置に位置する。第2カップ排気ポート422は、第2チャンバ排気ポート632と周方向の同じ位置に位置する。図1ないし図3に示す状態では、第1カップ排気ポート421は、第1チャンバ排気ポート631と径方向に対向する。第2カップ排気ポート422は、第2チャンバ排気ポート632よりも上方に位置する。
以下の説明では、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422をまとめて、「カップ排気ポート」とも呼ぶ。換言すれば、カップ排気ポートは、第1カップ排気ポート421と、第2カップ排気ポート422とを備える。また、第1カップ排気ポート421と第2カップ排気ポート422とを区別する必要がない場合、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422の一方を、「カップ排気ポート」とも呼ぶ。
カップ底部41には、第1カップ排液ポート411と、第2カップ排液ポート412とが設けられる。第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412は、カップ部4内の液体をチャンバ6外に排出する際に利用される。第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412は、例えば、カップ底部41を貫通する貫通孔である。
図1に示す例では、第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412はそれぞれ、カップ底部41から下方に突出する略円柱状のカップ突出部416,417の内部に形成される。第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412のそれぞれの流路に垂直な断面形状(以下、単に「断面形状」ともいう。)は、例えば、略円形である。第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412の断面形状は適宜変更されてよい。
図1および図2に示す例では、第2カップ排液ポート412は、周方向において第1カップ排液ポート411と異なる位置に位置する。詳細には、第2カップ排液ポート412は、第1カップ排液ポート411から周方向に180度ずれた位置(すなわち、中心軸J1を挟んで径方向の反対側の位置)に位置する。第1カップ排液ポート411は、第1カップ排気ポート421から周方向に180度ずれた位置、すなわち、第2カップ排気ポート422と周方向の同じ位置に位置する。第2カップ排液ポート412は、第2カップ排気ポート422から周方向に180度ずれた位置、すなわち、第1カップ排気ポート421と周方向の同じ位置に位置する。
第1カップ排液ポート411が内部に設けられたカップ突出部416は、チャンバ突出部616の内部の第1チャンバ排液ポート611に挿入される。これにより、第1カップ排液ポート411が、チャンバ6のチャンバ底部61に設けられた第1チャンバ排液ポート611に接続され、第1チャンバ排液ポート611を介してチャンバ6外の第1排液部961に接続される。第2カップ排液ポート412が内部に設けられたカップ突出部417は、チャンバ突出部617の内部の第2チャンバ排液ポート612に挿入される。これにより、第2カップ排液ポート412が、チャンバ6のチャンバ底部61に設けられた第2チャンバ排液ポート612に接続され、第2チャンバ排液ポート612を介してチャンバ6外の第2排液部962に接続される。
第1カップ排液ポート411は、第2カップ排液ポート412よりも径方向内側に位置する。第1カップ排液ポート411は、カップ底部41において、カップ中間壁部44よりも内側に位置する。詳細には、第1カップ排液ポート411は、カップ中間壁部44よりも径方向内側、かつ、カップ内側壁部42およびカップ仕切り壁43よりも径方向外側に位置する。換言すれば、第1カップ排液ポート411は、内側カップ空間47の下方にて液受け空間472の底面から下方に延びる。内側カップ空間47の液受け空間472は、第1カップ排液ポート411および第1チャンバ排液ポート611を介して第1排液部961に接続される。
第2カップ排液ポート412は、カップ底部41において、カップ中間壁部44よりも外側に位置する。詳細には、第2カップ排液ポート412は、カップ中間壁部44よりも径方向外側、かつ、カップ外側壁部45よりも径方向内側に位置する。換言すれば、第2カップ排液ポート412は、外側カップ空間48の下方にて外側カップ空間48の底面から下方に延びる。外側カップ空間48は、第2カップ排液ポート412および第2チャンバ排液ポート612を介して第2排液部962に接続される。
以下の説明では、第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412をまとめて、「カップ排液ポート」とも呼ぶ。換言すれば、カップ排液ポートは、第1カップ排液ポート411と、第2カップ排液ポート412とを備える。また、第1カップ排液ポート411と第2カップ排液ポート412とを区別する必要がない場合、第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412の一方を、「カップ排液ポート」とも呼ぶ。
カップ昇降機構7は、カップ部4を基板保持部31に対して上下方向の相対的に移動する。図1に示す例では、カップ昇降機構7は、周方向に配置される複数のリニアアクチュエータ71を備える。各リニアアクチュエータ71は、ピストン部72と、ロッド73とを備える。ピストン部72は、チャンバ6外においてチャンバ底部61の下面に固定される。ロッド73は、ピストン部72からチャンバ底部61を貫通して上方に延びる。ロッド73の先端部は、カップ部4に接続される。詳細には、ロッド73の先端部は、カップ外側壁部45から径方向外方に突出するカップフランジ部451の下面に接続される。ロッド73の周囲には、上下方向において伸縮可能な略円筒状のベローズ74が設けられる。ベローズ74の上端部は、カップフランジ部451の下面に接続され、ベローズ74の下端部は、チャンバ底部61の上面に接続される。これにより、ロッド73が配置されるベローズ74の内部空間は、チャンバ6の内部空間から隔絶される。カップ昇降機構7において、各リニアアクチュエータ71のピストン部72によりロッド73が上下方向に進退することにより、カップ部4がチャンバ6内において上下方向に移動する。
図4は、カップ部4が図1とは異なる位置に位置する基板処理装置1を示す縦断面図である。図5は、図4に示すチャンバ内側壁部63およびカップ部4を示す横断面図である。図5は、上下方向に関し、第1チャンバ排気ポート631の位置における横断面である。図6は、図4に示すカップ内側壁部42およびチャンバ内側壁部63の外側面の一部を展開して示す図である。図7は、カップ部4が図1および図4とは異なる位置に位置する基板処理装置1を示す縦断面図である。
基板処理装置1では、制御部10(図1参照)によりカップ昇降機構7が制御されることにより、カップ部4が上下方向に相対移動し、カップ部4の基板保持部31に対する上下方向の相対位置が決定される。カップ部4は、カップ昇降機構7により、図1に示す位置と、図4に示す位置と、図7に示す位置との間を移動する。以下の説明では、基板保持部31を基準とした図1に示すカップ部4の上下方向の位置を「第1位置」と呼ぶ。また、基板保持部31を基準とした図4および図7にそれぞれ示すカップ部4の上下方向の位置を「第2位置」および「第3位置」と呼ぶ。第2位置は、第1位置よりも下方であり、第3位置は、第2位置よりも下方である。
カップ部4が図1に示す第1位置に位置する状態では、基板9の外周縁は、カップ中間壁部44と径方向に対向する。処理液供給部5の上部ノズル51から、基板回転機構32により回転する基板9の上面91上に供給された処理液は、遠心力により基板9から径方向外方に飛散し、内側カップ空間47の液受け空間472に流入する。液受け空間472に流入した処理液は、第1カップ排液ポート411および第1チャンバ排液ポート611を介して、第1排液部961へと排出される。
カップ部4が第1位置に位置する状態では、図1ないし図3に示すように、第1カップ排気ポート421が第1チャンバ排気ポート631と径方向にて重なる。図3では、第1カップ排気ポート421と第1チャンバ排気ポート631との重複部分に平行斜線を付す(図6、図10、図12、図13、図15ないし図18においても同様)。カップ排気ポートのうち第1カップ排気ポート421が第1チャンバ排気ポート631に重なる状態では、第1チャンバ排気ポート631に接続される第1排気機構951により、カップ部4内の気体が、第1カップ排気ポート421、第1チャンバ排気ポート631および第1ダクト681を介してチャンバ6外に排出される。また、第2カップ排気ポート422は、第2チャンバ排気ポート632よりも上方に位置し、第2チャンバ排気ポート632とは重ならない。第2チャンバ排気ポート632は、カップ内側壁部42により覆われる。このため、カップ部4内の気体は、第2チャンバ排気ポート632、第2ダクト682および第2排気機構952には、実質的に流入しない。
カップ部4が図4に示す第2位置に位置する状態では、基板9の外周縁は、カップ外側壁部45の上端部から広がるカップ庇部46と径方向に対向する。基板9の外周縁は、カップ外側壁部45と径方向に対向してもよい。処理液供給部5の上部ノズル51から回転中の基板9の上面91上に供給された処理液は、遠心力により基板9から径方向外方に飛散し、外側カップ空間48に流入する。外側カップ空間48に流入した処理液は、第2カップ排液ポート412および第2チャンバ排液ポート612を介して、第2排液部962へと排出される。
カップ部4が第2位置に位置する状態では、図4ないし図6に示すように、第2カップ排気ポート422が第2チャンバ排気ポート632と径方向にて重なる。カップ排気ポートのうち第2カップ排気ポート422が第2チャンバ排気ポート632に重なる状態では、第2チャンバ排気ポート632に接続される第2排気機構952により、カップ部4内の気体が、第2カップ排気ポート422、第2チャンバ排気ポート632および第2ダクト682を介してチャンバ6外に排出される。また、第1カップ排気ポート421は、第1チャンバ排気ポート631よりも下方に位置し、第1チャンバ排気ポート631とは重ならない。第1チャンバ排気ポート631は、カップ内側壁部42により覆われる。このため、カップ部4内の気体は、第1チャンバ排気ポート631、第1ダクト681および第1排気機構951には、実質的に流入しない。
基板処理装置1では、制御部10(図1参照)がカップ昇降機構7を制御することにより、カップ排気ポート(すなわち、第1カップ排気ポート421または第2カップ排気ポート422)が第1チャンバ排気ポート631または第2チャンバ排気ポート632に選択的に重ねられる。
カップ部4が図7に示す第3位置に位置する状態では、基板保持部31のベース部311が、カップ庇部46の内周部と上下方向において略同じ位置に位置する。ベース部311の外周部は、径方向において、僅かな間隙を介してカップ庇部46の内周部に近接する。基板処理装置1では、基板9の搬出入の際に、カップ昇降機構7が制御部10により制御され、カップ部4が第3位置に位置する。
図8は、基板処理装置1における基板9の処理の流れの一例を示す図である。当該処理例では、下部ノズル52からの処理液の供給は行われない。基板処理装置1において基板9に対する処理が行われる際には、まず、カップ部4が図7に示す第3位置に位置する状態で、搬出入口66から基板9がチャンバ6内に搬入され、基板保持部31により保持される(ステップS11)。
カップ部4が第3位置に位置する状態では、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632はカップ内側壁部42には覆われていない。このため、第1排気機構951および第2排気機構952により継続的に行われている吸引により、カップ部4内における第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632の近傍の気体が吸引される。一方、カップ庇部46の内周部は、上述のように、ベース部311の外周部と径方向において近接するため、カップ部4よりも上方の気体が、カップ庇部46とベース部311との間の間隙からカップ部4内に流入することが抑制される。したがって、第1排気機構951および第2排気機構952によるカップ部4内の気体の吸引も抑制される。これにより、基板9の搬入の際に、開放状態の搬出入口66からチャンバ6外の気体がチャンバ6内に流入することを抑制することができる。
基板9が搬入されると、蓋部67により搬出入口66が閉塞され、チャンバ6の内部空間が密閉空間となる。また、制御部10によりカップ昇降機構7が制御されることにより、カップ部4が第3位置から上昇し、図1に示す第1位置へと移動する(ステップS12)。カップ部4が第1位置に位置すると、基板回転機構32が駆動され、基板9および基板保持部31の回転が開始される(ステップS13)。ステップS13は、ステップS12と並行して行われてもよく、ステップS11とステップS12との間に行われてもよい。
続いて、処理液供給部5の上部ノズル51から、回転中の基板9の上面91への第1処理液の供給が開始される(ステップS14)。基板9の上面91の中央部に連続的に供給された第1処理液は、遠心力により径方向外方へと移動する。第1処理液は、基板9の上面91上に拡がって上面91の全面を覆う。これにより、第1処理液による基板9の上面91に対する処理が行われる。第1処理液は、例えば、基板9の薬液処理に用いられる薬液(ポリマー除去液やエッチング液等)である。
基板9の外周縁に到達した第1処理液は、当該外周縁から径方向外方へと飛散し、カップ部4の内側カップ空間47の液受け空間472へと流入する。液受け空間472内に流入した第1処理液は、第1カップ排液ポート411および第1チャンバ排液ポート611を介して、チャンバ6外の第1排液部961へと排出される。第1排液部961へと排出された第1処理液は必要に応じて回収されて再利用される。第1排液部961へと排出された第1処理液は廃棄されてもよい。
第1処理液による基板9の処理中は、カップ部4内の気体は、上述のように、第1排気機構951により、第1カップ排気ポート421、第1チャンバ排気ポート631および第1ダクト681を介して、チャンバ6外に排出される。
上部ノズル51からの第1処理液の供給開始から所定時間が経過すると、第1処理液の供給が停止され、第1処理液による基板9の処理が終了する。基板9上に残っている第1処理液は、基板9の回転により基板9上から除去され、液受け空間472、第1カップ排液ポート411および第1チャンバ排液ポート611を介して第1排液部961へと排出される。
第1処理液による処理が終了すると、制御部10によりカップ昇降機構7が制御されることにより、カップ部4が第1位置から下降し、図4に示す第2位置へと移動する(ステップS15)。続いて、処理液供給部5の上部ノズル51から、回転中の基板9の上面91への第2処理液の供給が開始される(ステップS16)。基板9の上面91の中央部に連続的に供給された第2処理液は、遠心力により基板9の上面91上に拡がって上面91の全面を覆う。これにより、第2処理液による基板9の上面91に対する処理が行われる。第2処理液は、例えば、基板9の洗浄処理に用いられる純水(DIW:deionized water)や炭酸水等の洗浄液である。
基板9の外周縁に到達した第2処理液は、当該外周縁から径方向外方へと飛散し、カップ部4の外側カップ空間48へと流入する。外側カップ空間48内に流入した第2処理液は、第2カップ排液ポート412および第2チャンバ排液ポート612を介して、チャンバ6外の第2排液部962へと排出される。第2排液部962へと排出された第2処理液は廃棄され、あるいは、必要に応じて回収されて再利用される。
第2処理液による基板9の処理中は、カップ部4内の気体は、上述のように、第2排気機構952により、第2カップ排気ポート422、第2チャンバ排気ポート632および第2ダクト682を介して、チャンバ6外に排出される。
上部ノズル51からの第2処理液の供給開始から所定時間が経過すると、第2処理液の供給が停止され、第2処理液による基板9の処理が終了する。基板9上に残っている第2処理液は、基板9の回転により基板9上から除去され、外側カップ空間48、第2カップ排液ポート412および第2チャンバ排液ポート612を介して第2排液部962へと排出される。
基板9上から第2処理液が除去されると、基板9および基板保持部31の回転が停止される(ステップS17)。続いて、制御部10によりカップ昇降機構7が制御されることにより、カップ部4が第2位置から下降し、図7に示す第3位置へと移動する(ステップS18)。ステップS18は、ステップS17と並行して行われてもよい。カップ部4が第3位置に位置すると、搬出入口66が開放され、基板9が基板処理装置1から搬出される(ステップS19)。
上述のように、カップ部4が第3位置に位置する状態では、カップ庇部46の内周部が、ベース部311の外周部と径方向において近接する。これにより、基板9の搬出の際に、開放状態の搬出入口66からチャンバ6外の気体がチャンバ6内に流入することを抑制することができる。
基板処理装置1では、複数の基板9に対して、上述のステップS11〜S19が順次実施され、複数の基板9に対する処理が順次行われる。
以上に説明したように、基板処理装置1では、制御部10がカップ昇降機構7を制御することにより、カップ排気ポート(すなわち、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422の一方)が第1チャンバ排気ポート631または第2チャンバ排気ポート632に選択的に重ねられる。そして、カップ排気ポートが第1チャンバ排気ポート631に重なる状態では、第1チャンバ排気ポート631に接続される第1排気機構951により、カップ部4内の気体がカップ排気ポートおよび第1チャンバ排気ポート631を介してチャンバ6外に排出される。また、カップ排気ポートが第2チャンバ排気ポート632に重なる状態では、第2チャンバ排気ポート632に接続される第2排気機構952により、カップ部4内の気体がカップ排気ポートおよび第2チャンバ排気ポート632を介してチャンバ6外に排出される。
このように、基板処理装置1では、カップ昇降機構7によりチャンバ6内のカップ部4を基板保持部31に対して上下方向に相対移動させることにより、カップ部4からの排気を行う排気機構を、第1排気機構951および第2排気機構952の間で容易に切り替えることができる。また、カップ部4からの排気の送出先(以下、「排気先」という。)を、簡素な構造の機構にて切り替えることができるため、基板処理装置1の構造を簡素化することができる。これにより、カップ部からの排気先を切り替える切替器をチャンバの外部に設ける場合に比べ、基板処理装置1を小型化することができる。さらに、カップ部4からの排気先をチャンバ6内にて切り替えることにより、チャンバ外の切替器まで共通配管等により排気を導く場合に比べ、排気中のガス状やミスト状の処理液が混蝕することを抑制することができる。
基板処理装置1では、基板9の外周縁よりも径方向内側に位置するカップ内側壁部42にカップ排気ポート(すなわち、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422)が設けられ、チャンバ内側壁部63に第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632が設けられる。これにより、基板9からカップ部4に流入した処理液が、カップ排気ポートを介して第1排気機構951および第2排気機構952に進入することを抑制することができる。また、カップ部4では、処理液が流入する外側カップ空間48および液受け空間472の径方向内側に、カップ底部41から上方に広がるカップ仕切り壁43が設けられる。これにより、カップ部4に流入した処理液が、カップ排気ポートを介して第1排気機構951および第2排気機構952に進入することを、より一層抑制することができる。
基板処理装置1では、基板9の処理の際に、基板9の回転速度を低下させて(あるいは、基板9の回転を停止して)基板9の上面91を処理液によりパドルする場合がある。このとき、基板9上からベース部311の上面上に流れた処理液が、ベース部311の下面に回り込む(すなわち、ベース部311の表面を伝わって下面へと移動する)可能性がある。
基板処理装置1では、上述のように、ベース部311の下面から下方に突出する環状の突出部34が設けられるため、ベース部311の下面に回り込んだ処理液は、突出部34の外周面を伝わってカップ部4の液受け空間472へと落下する。このように、基板処理装置1では、ベース部311の下面に回り込んだ処理液が、突出部34よりも径方向内側へと移動し、カップ排気ポートを介して第1排気機構951および第2排気機構952に進入することを防止することができる。
上述のように、第2チャンバ排気ポート632は、周方向において第1チャンバ排気ポート631と異なる位置に位置する。また、カップ排気ポートは、第1チャンバ排気ポート631と周方向の同じ位置に位置する第1カップ排気ポート421と、第2チャンバ排気ポート632と周方向の同じ位置に位置する第2カップ排気ポート422とを備える。これにより、第1排気機構951に接続される第1ダクト681と、第2排気機構952に接続される第2ダクト682とを、平面視において異なる位置に配置することができる。その結果、基板処理装置1の構造を簡素化することができる。
基板処理装置1では、カップ部4が第1位置に位置する状態(すなわち、カップ排気ポートが第1チャンバ排気ポート631に重なる状態)では、処理液供給部5から基板9上に供給された処理液が、カップ部4の液受け空間472へと流入し、第1排液部961へと排出される。また、カップ部4が第2位置に位置する状態(すなわち、カップ排気ポートが第2チャンバ排気ポート632に重なる状態)では、処理液供給部5から基板9上に供給された処理液が、カップ部4の外側カップ空間48へと流入し、第2排液部962へと排出される。
このように、基板処理装置1では、カップ昇降機構7によりカップ部4を基板保持部31に対して上下方向に相対移動させることにより、カップ部4からの排気先の切り替えと、カップ部4からの処理液の送出先(以下、「排液先」という。)の切り替えとを、1つの機構により1つの動作にて同時に行うことができる。その結果、基板処理装置1の構造を簡素化することができるとともに、基板処理装置1を小型化することができる。
基板処理装置1では、カップ部4の上下方向の位置を、第1位置または第2位置から少し変更することにより(すなわち、微調整することにより)、排気機構の出力を変更することなく、カップ部4を介したチャンバ6からの排気流量を変更可能である。
具体的には、例えば、カップ部4が図1に示す第1位置から、第1チャンバ排気ポート631の上下方向の大きさよりも小さい距離だけ下降し、図9に示す位置に位置する。これにより、図9および図10に示すように、第1カップ排気ポート421と第1チャンバ排気ポート631との重複は維持されたまま、第1カップ排気ポート421と第1チャンバ排気ポート631との重複面積が小さくなる。上述のように、第1カップ排気ポート421が第1チャンバ排気ポート631に重なる状態では、第1チャンバ排気ポート631に接続される第1排気機構951により、カップ部4内の気体が第1カップ排気ポート421および第1チャンバ排気ポート631を介してチャンバ6外に排出される。したがって、第1カップ排気ポート421と第1チャンバ排気ポート631との重複面積が小さくなると、第1排気機構951によるカップ部4内の気体の排出が抑制され、チャンバ6内からチャンバ6外への排気流量が減少する。
また、例えば、カップ部4が図4に示す第2位置から、第2チャンバ排気ポート632の上下方向の大きさよりも小さい距離だけ上昇することにより、第2カップ排気ポート422と第2チャンバ排気ポート632との重複は維持されたまま、第2カップ排気ポート422と第2チャンバ排気ポート632との重複面積が小さくなる。上述のように、第2カップ排気ポート422が第2チャンバ排気ポート632に重なる状態では、第2チャンバ排気ポート632に接続される第2排気機構952により、カップ部4内の気体が第2カップ排気ポート422および第2チャンバ排気ポート632を介してチャンバ6外に排出される。したがって、第2カップ排気ポート422と第2チャンバ排気ポート632との重複面積が小さくなると、第2排気機構952によるカップ部4内の気体の排出が抑制され、チャンバ6内からチャンバ6外への排気流量が減少する。
このように、基板処理装置1では、カップ排気ポートがチャンバ排気ポートに重なる状態で、チャンバ排気ポートに接続される排気機構により、カップ部4内の気体がカップ排気ポートおよびチャンバ排気ポートを介してチャンバ6外に排出される。そして、カップ昇降機構7が制御部10により制御され、カップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複面積が変更されることにより、排気機構によるチャンバ6からの排気流量が変更される。
基板処理装置1では、カップ部4の上下方向の位置を変更することにより、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、基板処理装置1では、カップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、カップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複を維持しつつカップ部4を基板保持部31に対して上下方向に相対移動させることにより実現される。これにより、チャンバ6からの排気流量の変更が、カップ部4を、カップ排気ポートの上下方向の大きさよりも小さい距離だけ相対移動させることにより実現される。換言すれば、カップ部4の上下方向の位置の微調整により、チャンバ6からの排気流量が変更される。このように、基板処理装置1では、排気流量変更に伴うカップ部4の相対移動距離を小さくすることができるため、基板処理装置1の上下方向における大型化を抑制することもできる。
上記排気流量の変更は、例えば、ステップS16における第2処理液(例えば、洗浄液)による処理の終了後、基板9上にイソプロピルアルコール(IPA)等の第3処理液を供給して、基板9上に残留する第2処理液を第3処理液に置換する置換処理の際に行われる。当該置換処理の際には、基板回転機構32による基板9の回転速度を低下させ、あるいは、基板9の回転を停止し、基板9の上面91上に第3処理液がパドル(すなわち、液盛り)される。このとき、上述のように、カップ部4が図4に示す第2位置から少しだけ上昇し、チャンバ6からの排気流量が減少する。これにより、基板9上の第3処理液の液膜形状を適切に維持することができ、上記置換処理を適切に行うことができる。
置換処理が終了すると、カップ部4を第2位置へと戻し、基板9の回転速度を増加させる。これにより、第3処理液が基板9上から周囲へと飛散して除去され、基板9の乾燥処理が行われる。乾燥処理の際には、上述のように、カップ部4が第2位置に位置するため、チャンバ6からの排気流量は置換処理時よりも増加する。その結果、基板9の乾燥処理を短時間で完了することができる。
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る基板処理装置1aを示す縦断面図である。図12は、図11に示すカップ内側壁部42およびチャンバ内側壁部63の外側面の一部を展開して示す図である。基板処理装置1aでは、カップ部4からの排気先の切り替えは行われず、カップ部4からの排気流量の変更が行われる。
図11に示す基板処理装置1aでは、図1に示す基板処理装置1の第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422に代えて、1つのカップ排気ポート423がカップ内側壁部42に設けられる。また、基板処理装置1aでは、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632に代えて、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635がチャンバ内側壁部63に設けられる。さらに、第1ダクト681および第2ダクト682に代えて1つの排気ダクト683が設けられ、第1排気機構951および第2排気機構952に代えて1つの排気機構953が設けられる。これらの点を除き、基板処理装置1aは、図1に示す基板処理装置1とおよそ同様の構造を有する。以下の説明では、基板処理装置1の各構成と対応する基板処理装置1aの構成に同符号を付す。
小チャンバ排気ポート635は、大チャンバ排気ポート634と周方向の同じ位置に位置し、大チャンバ排気ポート634と共に上下方向に並ぶ。図11に示す例では、小チャンバ排気ポート635は、大チャンバ排気ポート634から離間して大チャンバ排気ポート634の下方に位置する。小チャンバ排気ポート635の断面積は、大チャンバ排気ポート634の断面積よりも小さい。当該断面積は、各チャンバ排気ポートの流路に垂直な断面の面積である。以下の説明では、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635をまとめて、「チャンバ排気ポート」とも呼ぶ。換言すれば、チャンバ排気ポートは、大チャンバ排気ポート634と、小チャンバ排気ポート635とを備える。大チャンバ排気ポート634と小チャンバ排気ポート635とを区別する必要がない場合、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635の一方を、「チャンバ排気ポート」とも呼ぶ。
大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635は、チャンバ内側壁部63の径方向内側にて上下方向に延びる排気ダクト683に接続され、排気ダクト683は排気機構953に接続される。排気機構953は、チャンバ6および基板処理装置1aの外部に配置される。基板処理装置1aが使用される間、排気機構953による吸引は、継続的に一定の出力にて行われている。
カップ排気ポート423は、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635と周方向の同じ位置に配置される。カップ排気ポート423の断面積は、小チャンバ排気ポート635の断面積よりも大きい。図11および図12に示す例では、カップ排気ポート423の断面積は、大チャンバ排気ポート634の断面積よりも大きい。カップ排気ポート423の断面積は、大チャンバ排気ポート634の断面積よりも小さくてもよい。
カップ部4が、図11に示す第1位置に位置する状態では、図11および図12に示すように、カップ排気ポート423は大チャンバ排気ポート634に重なり、小チャンバ排気ポート635はカップ内側壁部42により実質的に閉塞される。そして、この状態で、大チャンバ排気ポート634に接続される排気機構953により、カップ部4内の気体がカップ排気ポート423、大チャンバ排気ポート634および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
カップ部4が第1位置から下降して第2位置(図4参照)に位置する状態では、図13に示すように、カップ排気ポート423は小チャンバ排気ポート635に重なり、大チャンバ排気ポート634はカップ内側壁部42により実質的に閉塞される。そして、この状態で、小チャンバ排気ポート635に接続される排気機構953により、カップ部4内の気体がカップ排気ポート423、小チャンバ排気ポート635および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
カップ排気ポート423を小チャンバ排気ポート635全体と重ねることにより、カップ排気ポート423が大チャンバ排気ポート634全体と重なる状態に比べて、カップ排気ポート423とチャンバ排気ポート(すなわち、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635)との重複面積が小さくなる。これにより、排気機構953によるカップ部4内の気体の排出が抑制され、チャンバ6内からチャンバ6外への排気流量が減少する。
このように、基板処理装置1aでは、カップ排気ポート423がチャンバ排気ポート(すなわち、大チャンバ排気ポート634または小チャンバ排気ポート635)に重なる状態で、チャンバ排気ポートに接続される排気機構953により、カップ部4内の気体がカップ排気ポート423およびチャンバ排気ポートを介してチャンバ6外に排出される。そして、カップ昇降機構7が制御部10により制御され、カップ排気ポート423とチャンバ排気ポートとの重複面積が変更されることにより、排気機構953によるチャンバ6からの排気流量が変更される。
基板処理装置1aでは、カップ部4の上下方向の位置を変更することにより、排気機構953の出力を変更することなく、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、基板処理装置1aでは、カップ排気ポート423とチャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、カップ排気ポート423を大チャンバ排気ポート634または小チャンバ排気ポート635に選択的に重ねることにより実現される。これにより、チャンバ6からの排気流量の変更(すなわち、排気流量の切り替え)を簡素化することができる。
図14は、本発明の第3の実施の形態に係る基板処理装置1bを示す縦断面図である。図15は、図14に示すカップ内側壁部42およびチャンバ内側壁部63の外側面の一部を展開して示す図である。基板処理装置1bでは、図11に示す基板処理装置1aと同様に、カップ部4からの排気先の切り替えは行われず、カップ部4からの排気流量の変更が行われる。
図14に示す基板処理装置1bでは、図11に示す基板処理装置1aのカップ排気ポート423に代えて、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425がカップ内側壁部42に設けられる。また、基板処理装置1bでは、図11に示す大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635に代えて、1つのチャンバ排気ポート633がチャンバ内側壁部63に設けられる。これらの点を除き、基板処理装置1bは、図11に示す基板処理装置1aとおよそ同様の構造を有する。以下の説明では、基板処理装置1aの各構成と対応する基板処理装置1bの構成に同符号を付す。
小カップ排気ポート425は、大カップ排気ポート424と周方向の同じ位置に位置し、大カップ排気ポート424と共に上下方向に並ぶ。図14に示す例では、小カップ排気ポート425は、大カップ排気ポート424から離間して大カップ排気ポート424の上方に位置する。小カップ排気ポート425の断面積は、大カップ排気ポート424の断面積よりも小さい。当該断面積は、各カップ排気ポートの流路に垂直な断面の面積である。以下の説明では、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425をまとめて、「カップ排気ポート」とも呼ぶ。換言すれば、カップ排気ポートは、大カップ排気ポート424と、小カップ排気ポート425とを備える。大カップ排気ポート424と小カップ排気ポート425とを区別する必要がない場合、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425の一方を、「カップ排気ポート」とも呼ぶ。
チャンバ排気ポート633は、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425と周方向の同じ位置に配置される。チャンバ排気ポート633の断面積は、小カップ排気ポート425の断面積よりも大きい。図14および図15に示す例では、チャンバ排気ポート633の断面積は、大カップ排気ポート424の断面積よりも大きい。チャンバ排気ポート633の断面積は、大カップ排気ポート424の断面積よりも小さくてもよい。チャンバ排気ポート633は、チャンバ内側壁部63の径方向内側にて上下方向に延びる排気ダクト683に接続され、排気ダクト683は排気機構953に接続される。排気機構953は、チャンバ6および基板処理装置1bの外部に配置される。基板処理装置1bが使用される間、排気機構953による吸引は、継続的に一定の出力にて行われている。
カップ部4が、図14に示す第1位置に位置する状態では、図14および図15に示すように、大カップ排気ポート424がチャンバ排気ポート633に重なり、小カップ排気ポート425はチャンバ内側壁部63により実質的に閉塞される。そして、この状態で、チャンバ排気ポート633に接続される排気機構953により、カップ部4内の気体が大カップ排気ポート424、チャンバ排気ポート633および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
カップ部4が第1位置から下降して第2位置(図4参照)に位置する状態では、図16に示すように、小カップ排気ポート425がチャンバ排気ポート633に重なり、大カップ排気ポート424はチャンバ内側壁部63により実質的に閉塞される。そして、この状態で、チャンバ排気ポート633に接続される排気機構953により、カップ部4内の気体が小カップ排気ポート425、チャンバ排気ポート633および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
小カップ排気ポート425全体をチャンバ排気ポート633と重ねることにより、大カップ排気ポート424全体がチャンバ排気ポート633と重なる状態に比べて、カップ排気ポート(すなわち、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425)とチャンバ排気ポート633との重複面積が小さくなる。これにより、排気機構953によるカップ部4内の気体の排出が抑制され、チャンバ6内からチャンバ6外への排気流量が減少する。
このように、基板処理装置1bでは、カップ排気ポート(すなわち、大カップ排気ポート424または小カップ排気ポート425)がチャンバ排気ポート633に重なる状態で、チャンバ排気ポート633に接続される排気機構953により、カップ部4内の気体がカップ排気ポートおよびチャンバ排気ポート633を介してチャンバ6外に排出される。そして、カップ昇降機構7が制御部10により制御され、カップ排気ポートとチャンバ排気ポート633との重複面積が変更されることにより、排気機構953によるチャンバ6からの排気流量が変更される。
基板処理装置1bでは、カップ部4の上下方向の位置を変更することにより、排気機構953の出力を変更することなく、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、基板処理装置1bでは、カップ排気ポートとチャンバ排気ポート633との重複面積の変更が、大カップ排気ポート424または小カップ排気ポート425をチャンバ排気ポート633に選択的に重ねることにより実現される。これにより、チャンバ6からの排気流量の変更(すなわち、排気流量の切り替え)を簡素化することができる。
図1に示す基板処理装置1では、図11に示す基板処理装置1aと同様に、カップ排気ポートが大チャンバ排気ポートまたは小チャンバ排気ポートに選択的に重ねられることにより、カップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複面積が変更され、チャンバ6からの排気流量が変更されてもよい。
例えば、図17に示すように、第1チャンバ排気ポート631の下方において、第1チャンバ排気ポート631よりも断面積が小さいもう1つの第1チャンバ排気ポート631aがチャンバ内側壁部63に設けられる。第1チャンバ排気ポート631aも第1チャンバ排気ポート631と同様に、第1排気機構951(図1参照)に接続される。この場合、第1チャンバ排気ポート631,631aはそれぞれ、大チャンバ排気ポートおよび小チャンバ排気ポートに相当する。そして、第1カップ排気ポート421が、第1チャンバ排気ポート631または第1チャンバ排気ポート631aに選択的に重ねられることにより、第1カップ排気ポート421と第1チャンバ排気ポートとの重複面積が変更され、チャンバ6からの排気流量が容易に変更される。
また、第2チャンバ排気ポート632の下方において、第2チャンバ排気ポート632よりも断面積が小さいもう1つの第2チャンバ排気ポート632aがチャンバ内側壁部63に設けられる。第2チャンバ排気ポート632aも第2チャンバ排気ポート632と同様に、第2排気機構952(図1参照)に接続される。この場合、第2チャンバ排気ポート632,632aはそれぞれ、大チャンバ排気ポートおよび小チャンバ排気ポートに相当する。そして、第2カップ排気ポート422が、第2チャンバ排気ポート632または第2チャンバ排気ポート632aに選択的に重ねられることにより、第2カップ排気ポート422と第2チャンバ排気ポートとの重複面積が変更され、チャンバ6からの排気流量が容易に変更される。
図1に示す基板処理装置1では、図14に示す基板処理装置1bと同様に、大カップ排気ポートまたは小カップ排気ポートがチャンバ排気ポートに選択的に重ねられることにより、カップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複面積が変更され、チャンバ6からの排気流量が変更されてもよい。
例えば、図18に示すように、第1カップ排気ポート421の上方において、第1カップ排気ポート421よりも断面積が小さいもう1つの第1カップ排気ポート421aがカップ内側壁部42に設けられる。この場合、第1カップ排気ポート421,421aはそれぞれ、大カップ排気ポートおよび小カップ排気ポートに相当する。そして、第1カップ排気ポート421または第1カップ排気ポート421aが、第1チャンバ排気ポート631に選択的に重ねられることにより、第1カップ排気ポートと第1チャンバ排気ポート631との重複面積が変更され、チャンバ6からの排気流量が容易に変更される。
また、第2カップ排気ポート422の上方において、第2カップ排気ポート422よりも断面積が小さいもう1つの第2カップ排気ポート422aがカップ内側壁部42に設けられる。この場合、第2カップ排気ポート422,422aはそれぞれ、大カップ排気ポートおよび小カップ排気ポートに相当する。そして、第2カップ排気ポート422または第2カップ排気ポート422aが、第2チャンバ排気ポート632に選択的に重ねられることにより、第2カップ排気ポートと第2チャンバ排気ポート632との重複面積が変更され、チャンバ6からの排気流量が容易に変更される。
図19は、本発明の第4の実施の形態に係る基板処理装置1cを示す縦断面図である。基板処理装置1cでは、図1に示すカップ部4とは形状が異なるカップ部4aがチャンバ6内に設けられる。カップ部4aでは、図1に示すカップ部4のカップ中間壁部44が省略され、第1カップ排液ポート411および第2カップ排液ポート412に代えて、1つのカップ排液ポート413が設けられる。カップ部4aに流入した液体は、カップ排液ポート413およびチャンバ排液ポート613を介して排液部963へと排出される。
また、カップ部4aでは、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422がカップ外側壁部45に設けられる。カップ部4aでは、カップ外側壁部45の上端部から径方向内方に広がり、さらに下方に広がって第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422と径方向にそれぞれ対向するカバー部49が設けられることが好ましい。カバー部49は、さらに、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422の周方向の両側を覆うことが好ましい。カバー部49が設けられることにより、基板9から飛散した処理液が第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422に進入することを抑制することができる。カバー部49は、後述する基板処理装置1d,1eにおいても設けられることが好ましい。
さらに、チャンバ6の一部である第1ダクト681および第2ダクト682が、カップ外側壁部45の外側(すなわち、径方向外側)に設けられる。第1ダクト681の側壁部には、カップ外側壁部45と径方向にて対向する第1チャンバ排気ポート631が設けられ、第2ダクト682の側壁部には、カップ外側壁部45と径方向にて対向する第2チャンバ排気ポート632が設けられる。これらの点を除き、基板処理装置1cは、図1に示す基板処理装置1とおよそ同様の構造を有する。以下の説明では、基板処理装置1の各構成と対応する基板処理装置1cの構成に同符号を付す。
図19に示す例では、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632は、上下方向のおよそ同じ位置に位置する。また、第2チャンバ排気ポート632は、周方向において第1チャンバ排気ポート631と異なる位置に位置する。詳細には、第2チャンバ排気ポート632は、第1チャンバ排気ポート631から周方向に180度ずれた位置(すなわち、中心軸J1を挟んで径方向の反対側の位置)に位置する。
図19に示す例では、第2カップ排気ポート422の上下方向の位置は、第1カップ排気ポート421の上下方向の位置と異なる。第2カップ排気ポート422は、第1カップ排気ポート421よりも上方に位置する。また、第2カップ排気ポート422は、周方向において第1カップ排気ポート421と異なる位置に位置する。詳細には、第2カップ排気ポート422は、第1カップ排気ポート421から周方向に180度ずれた位置(すなわち、中心軸J1を挟んで径方向の反対側の位置)に位置する。第1カップ排気ポート421は、第1チャンバ排気ポート631と周方向の同じ位置に位置する。第2カップ排気ポート422は、第2チャンバ排気ポート632と周方向の同じ位置に位置する。
図19に示す状態では、第1カップ排気ポート421は、第1チャンバ排気ポート631と径方向にて対向して重なる。また、第2カップ排気ポート422は、第2チャンバ排気ポート632よりも上方にて、第2ダクト682の側壁部により実質的に閉塞される。第1カップ排気ポート421が第1チャンバ排気ポート631に重なる状態では、第1チャンバ排気ポート631に接続される第1排気機構951により、カップ部4a内の気体が、第1カップ排気ポート421、第1チャンバ排気ポート631および第1ダクト681を介してチャンバ6外に排出される。
また、カップ部4aが、カップ昇降機構7により図19に示す位置から下降して図20に示す位置に位置すると、第2カップ排気ポート422が第2チャンバ排気ポート632と径方向に対向して重なる。また、第1カップ排気ポート421は、第1チャンバ排気ポート631よりも下方にて、第1ダクト681の側壁部により実質的に閉塞される。第2カップ排気ポート422が第2チャンバ排気ポート632に重なる状態では、第2チャンバ排気ポート632に接続される第2排気機構952により、カップ部4a内の気体が、第2カップ排気ポート422、第2チャンバ排気ポート632および第2ダクト682を介してチャンバ6外に排出される。
基板処理装置1cでは、図1に示す基板処理装置1と同様に、カップ昇降機構7により、チャンバ6を開放することなくチャンバ6内のカップ部4aを基板保持部31に対して上下方向に相対移動させることにより、カップ部4aからの排気を行う排気機構を、第1排気機構951および第2排気機構952の間で容易に切り替えることができる。また、カップ部4aからの排気先を、簡素な構造の機構にて切り替えることができるため、基板処理装置1cの構造を簡素化することができる。
図21は、本発明の第5の実施の形態に係る基板処理装置1dを示す縦断面図である。基板処理装置1dでは、図11に示す基板処理装置1aと同様に、カップ部4aからの排気先の切り替えは行われず、カップ部4aからの排気流量の変更が行われる。
図21に示す基板処理装置1dでは、図19に示す基板処理装置1cの第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422に代えて、1つのカップ排気ポート423がカップ外側壁部45に設けられる。また、第1ダクト681および第2ダクト682に代えて1つの排気ダクト683が設けられ、第1排気機構951および第2排気機構952に代えて1つの排気機構953が設けられる。さらに、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632に代えて、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635が、排気ダクト683の側壁部に設けられる。これらの点を除き、基板処理装置1dは、図19に示す基板処理装置1cとおよそ同様の構造を有する。以下の説明では、基板処理装置1cの各構成と対応する基板処理装置1dの構成に同符号を付す。
小チャンバ排気ポート635は、大チャンバ排気ポート634と周方向の同じ位置に位置し、大チャンバ排気ポート634と共に上下方向に並ぶ。図21に示す例では、小チャンバ排気ポート635は、大チャンバ排気ポート634から離間して大チャンバ排気ポート634の下方に位置する。小チャンバ排気ポート635の断面積は、大チャンバ排気ポート634の断面積よりも小さい。大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635は、カップ外側壁部45の径方向外側にて上下方向に延びる排気ダクト683を介して排気機構953に接続される。
カップ排気ポート423は、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635と周方向の同じ位置に配置される。カップ排気ポート423の断面積は、小チャンバ排気ポート635の断面積よりも大きい。図21に示す例では、カップ排気ポート423の断面積は、大チャンバ排気ポート634の断面積よりも大きい。カップ排気ポート423の断面積は、大チャンバ排気ポート634の断面積よりも小さくてもよい。
図21に示す状態では、カップ排気ポート423は、大チャンバ排気ポート634と径方向にて対向して重なる。また、小チャンバ排気ポート635は、カップ外側壁部45により実質的に閉塞される。この状態で、排気機構953により、カップ部4a内の気体が、カップ排気ポート423、大チャンバ排気ポート634および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
また、カップ部4aが、カップ昇降機構7により図21に示す位置から下降し、カップ排気ポート423が小チャンバ排気ポート635と径方向に対向して重なると、大チャンバ排気ポート634は、カップ外側壁部45により実質的に閉塞される。この状態で、排気機構953により、カップ部4a内の気体が、カップ排気ポート423、小チャンバ排気ポート635および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
基板処理装置1dでは、図11に示す基板処理装置1aと同様に、カップ部4aの上下方向の位置を変更することにより、排気機構953の出力を変更することなく、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、基板処理装置1dでは、カップ排気ポート423とチャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、カップ排気ポート423を大チャンバ排気ポート634または小チャンバ排気ポート635に選択的に重ねることにより実現される。これにより、チャンバ6からの排気流量の変更(すなわち、排気流量の切り替え)を簡素化することができる。
図22は、本発明の第6の実施の形態に係る基板処理装置1eを示す縦断面図である。基板処理装置1eでは、図21に示す基板処理装置1dと同様に、カップ部4aからの排気先の切り替えは行われず、カップ部4aからの排気流量の変更が行われる。
図22に示す基板処理装置1eでは、図21に示す基板処理装置1dのカップ排気ポート423に代えて、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425がカップ外側壁部45に設けられる。また、基板処理装置1eでは、図21に示す大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635に代えて、1つのチャンバ排気ポート633が排気ダクト683の側壁部に設けられる。これらの点を除き、基板処理装置1eは、図21に示す基板処理装置1dとおよそ同様の構造を有する。以下の説明では、基板処理装置1dの各構成と対応する基板処理装置1eの構成に同符号を付す。
小カップ排気ポート425は、大カップ排気ポート424と周方向の同じ位置に位置し、大カップ排気ポート424と共に上下方向に並ぶ。図22に示す例では、小カップ排気ポート425は、大カップ排気ポート424から離間して大カップ排気ポート424の上方に位置する。小カップ排気ポート425の断面積は、大カップ排気ポート424の断面積よりも小さい。
チャンバ排気ポート633は、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425と周方向の同じ位置に配置される。チャンバ排気ポート633の断面積は、小カップ排気ポート425の断面積よりも大きい。図22に示す例では、チャンバ排気ポート633の断面積は、大カップ排気ポート424の断面積よりも大きい。チャンバ排気ポート633の断面積は、大カップ排気ポート424の断面積よりも小さくてもよい。チャンバ排気ポート633は、カップ外側壁部45の径方向外側にて上下方向に延びる排気ダクト683を介して排気機構953に接続される。
図22に示す状態では、大カップ排気ポート424は、チャンバ排気ポート633と径方向にて対向して重なる。また、小カップ排気ポート425は、排気ダクト683の側壁部により実質的に閉塞される。この状態で、排気機構953により、カップ部4a内の気体が、大カップ排気ポート424、チャンバ排気ポート633および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
また、カップ部4aが、カップ昇降機構7により図22に示す位置から下降し、小カップ排気ポート425がチャンバ排気ポート633と径方向に対向して重なると、大カップ排気ポート424は、排気ダクト683の側壁部により実質的に閉塞される。この状態で、排気機構953により、カップ部4a内の気体が、小カップ排気ポート425、チャンバ排気ポート633および排気ダクト683を介してチャンバ6外に排出される。
基板処理装置1eでは、図21に示す基板処理装置1dと同様に、カップ部4aの上下方向の位置を変更することにより、排気機構953の出力を変更することなく、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、基板処理装置1eでは、カップ排気ポートとチャンバ排気ポート633との重複面積の変更が、大カップ排気ポート424または小カップ排気ポート425をチャンバ排気ポート633に選択的に重ねることにより実現される。これにより、チャンバ6からの排気流量の変更(すなわち、排気流量の切り替え)を簡素化することができる。
上述の基板処理装置1,1a〜1eでは、様々な変更が可能である。
図1に示す基板処理装置1では、必ずしも、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632は、上下方向のおよそ同じ位置に位置する必要はない。例えば、図23に示すように、第2チャンバ排気ポート632が第1チャンバ排気ポート631よりも下方にてチャンバ内側壁部63に設けられてもよい。図23に示す例では、第1カップ排気ポート421および第2カップ排気ポート422が、上下方向のおよそ同じ位置に位置する。
図11に示す基板処理装置1aでは、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635に代えて1つのチャンバ排気ポートが設けられ、当該チャンバ排気ポートとカップ排気ポート423との重複を維持しつつカップ部4を基板保持部31に対して上下方向に相対移動させることにより、チャンバ排気ポートとカップ排気ポート423との重複面積が変更されてもよい。この場合も、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、排気流量変更に伴うカップ部4の相対移動距離を小さくすることができるため、基板処理装置1aの上下方向における大型化を抑制することもできる。
図14に示す基板処理装置1bでは、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425に代えて1つのカップ排気ポートが設けられ、当該カップ排気ポートとチャンバ排気ポート633との重複を維持しつつカップ部4を基板保持部31に対して上下方向に相対移動させることにより、チャンバ排気ポート633とカップ排気ポートとの重複面積が変更されてもよい。この場合も、チャンバ6からの排気流量を容易に変更することができる。また、排気流量変更に伴うカップ部4の相対移動距離を小さくすることができるため、基板処理装置1bの上下方向における大型化を抑制することもできる。
図1に示す基板処理装置1では、第1チャンバ排気ポート631と第2チャンバ排気ポート632とは、周方向において180度ずれた位置に位置する必要はない。第1チャンバ排気ポート631と第2チャンバ排気ポート632との周方向における位置関係は、適宜変更されてよい。例えば、第1チャンバ排気ポート631および第2チャンバ排気ポート632が周方向の同じ位置にて上下方向に並んで配置され、第1ダクト681および第2ダクト682にそれぞれ接続されてもよい。この場合、カップ内側壁部42には1つのカップ排気ポートが設けられ、当該カップ排気ポートが第1チャンバ排気ポート631または第2チャンバ排気ポート632に選択的に重ねられることにより、排気先の切り替えが容易に行われる。図19に示す基板処理装置1cにおいても同様である。
図1に示す基板処理装置1では、カップ庇部46は、必ずしも傾斜部である必要はなく、例えば、カップ外側壁部45の上端部から略水平に径方向内方に広がってもよい。基板処理装置1a〜1eにおいても同様である。
第1カップ排気ポート421、第2カップ排気ポート422、カップ排気ポート423、大カップ排気ポート424および小カップ排気ポート425の断面形状は、例えば、各辺が上下方向に平行または垂直な略矩形であってもよい。第1チャンバ排気ポート631、第2チャンバ排気ポート632、チャンバ排気ポート633、大チャンバ排気ポート634および小チャンバ排気ポート635の断面形状も、同様に、各辺が上下方向に平行または垂直な略矩形であってもよい。このように、各排気ポートの断面形状が略矩形であれば、カップ部4,4aの上下位置を微調整してカップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複を維持しつつ重複面積を変更する場合、カップ部4,4aの上下方向の移動距離に応じて重複面積が線形に変化する。このため、カップ排気ポートとチャンバ排気ポートとの重複面積を、容易に所望の面積とすることができる。
基板処理装置1,1a〜1eでは、カップ昇降機構7の構造は、様々に変更されてよい。また、基板9に対する処理において、下部ノズル52から基板9の下面への処理液の供給が行われてもよい。
基板処理装置1,1a〜1eでは、基板9からカップ部に流入した処理液は、共通配管によりチャンバ外かつハウジング外へと排出され、ハウジング外においてバルブ等により排出先が切り替えられてもよい。この場合であっても、処理液用のバルブや配管は比較的小型であるため、基板処理装置1,1a〜1eの大型化は抑制される。
上述の基板処理装置では、半導体基板以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、FED(field emission display)等の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。あるいは、上述の基板処理装置は、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
1,1a〜1e 基板処理装置
4,4a カップ部
5 処理液供給部
6 チャンバ
7 カップ昇降機構
9 基板
10 制御部
31 基板保持部
34 突出部
41 カップ底部
42 カップ内側壁部
44 カップ中間壁部
45 カップ外側壁部
46 カップ庇部
47 内側カップ空間
48 外側カップ空間
61 チャンバ底部
311 ベース部
411 第1カップ排液ポート
412 第2カップ排液ポート
413 カップ排液ポート
421,421a 第1カップ排気ポート
422,422a 第2カップ排気ポート
423 カップ排気ポート
424 大カップ排気ポート
425 小カップ排気ポート
611 第1チャンバ排液ポート
612 第2チャンバ排液ポート
613 チャンバ排液ポート
631,631a 第1チャンバ排気ポート
632,632a 第2チャンバ排気ポート
633 チャンバ排気ポート
634 大チャンバ排気ポート
635 小チャンバ排気ポート
951 第1排気機構
952 第2排気機構
953 排気機構
961 第1排液部
962 第2排液部
963 排液部
J1 中心軸
S11〜S19 ステップ

Claims (11)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    水平状態で基板を保持する基板保持部と、
    前記基板上に処理液を供給する処理液供給部と、
    上下方向を向く中心軸を中心とする環状であり、前記基板からの処理液を受けるカップ部と、
    前記基板保持部および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、
    前記カップ部を前記基板保持部に対して前記上下方向に相対的に移動するカップ昇降機構と、
    前記カップ昇降機構により前記カップ部を相対移動させ、前記カップ部の前記基板保持部に対する相対位置を決定する制御部と、
    を備え、
    前記カップ部が、
    円環状のカップ底部と、
    前記カップ底部の内周部から上方に広がる筒状のカップ内側壁部と、
    前記カップ底部の外周部から上方に広がる筒状のカップ外側壁部と、
    を備え、
    前記カップ内側壁部または前記カップ外側壁部にカップ排気ポートが設けられ、
    前記カップ内側壁部の内側にて前記カップ内側壁部と対向する、または、前記カップ外側壁部の外側にて前記カップ外側壁部と対向する第1チャンバ排気ポートおよび第2チャンバ排気ポートが設けられ、
    前記制御部が前記カップ昇降機構を制御することにより、前記カップ排気ポートが前記第1チャンバ排気ポートまたは前記第2チャンバ排気ポートに選択的に重ねられ、
    前記カップ排気ポートが前記第1チャンバ排気ポートに重なる状態では、前記第1チャンバ排気ポートに接続される第1排気機構により、前記カップ部内の気体が前記カップ排気ポートおよび前記第1チャンバ排気ポートを介して前記チャンバ外に排出され、
    前記カップ排気ポートが前記第2チャンバ排気ポートに重なる状態では、前記第2チャンバ排気ポートに接続される第2排気機構により、前記カップ部内の気体が前記カップ排気ポートおよび前記第2チャンバ排気ポートを介して前記チャンバ外に排出されることを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項1に記載の基板処理装置であって、
    前記第2チャンバ排気ポートが、周方向において前記第1チャンバ排気ポートと異なる位置に位置し、
    前記カップ排気ポートが、
    前記第1チャンバ排気ポートと周方向の同じ位置に位置する第1カップ排気ポートと、
    前記第2チャンバ排気ポートと周方向の同じ位置に位置する第2カップ排気ポートと、
    を備えることを特徴とする基板処理装置。
  3. 基板を処理する基板処理装置であって、
    水平状態で基板を保持する基板保持部と、
    前記基板上に処理液を供給する処理液供給部と、
    上下方向を向く中心軸を中心とする環状であり、前記基板からの処理液を受けるカップ部と、
    前記基板保持部および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、
    前記カップ部を前記基板保持部に対して前記上下方向に相対的に移動するカップ昇降機構と、
    前記カップ昇降機構により前記カップ部を相対移動させ、前記カップ部の前記基板保持部に対する相対位置を決定する制御部と、
    を備え、
    前記カップ部が、
    円環状のカップ底部と、
    前記カップ底部の内周部から上方に広がる筒状のカップ内側壁部と、
    前記カップ底部の外周部から上方に広がる筒状のカップ外側壁部と、
    を備え、
    前記カップ内側壁部または前記カップ外側壁部にカップ排気ポートが設けられ、
    前記カップ内側壁部の内側にて前記カップ内側壁部と対向する、または、前記カップ外側壁部の外側にて前記カップ外側壁部と対向するチャンバ排気ポートが設けられ、
    前記カップ排気ポートが前記チャンバ排気ポートに重なる状態では、前記チャンバ排気ポートに接続される排気機構により、前記カップ部内の気体が前記カップ排気ポートおよび前記チャンバ排気ポートを介して前記チャンバ外に排出され、
    前記カップ昇降機構が前記制御部により制御され、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積が変更されることにより、前記排気機構による前記チャンバからの排気流量が変更されることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項3に記載の基板処理装置であって、
    前記チャンバ排気ポートが、
    大チャンバ排気ポートと、
    前記大チャンバ排気ポートと共に前記上下方向に並び、前記大チャンバ排気ポートよりも断面積が小さい小チャンバ排気ポートと、
    を備え、
    前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、前記カップ排気ポートを、前記大チャンバ排気ポートまたは前記小チャンバ排気ポートに選択的に重ねることであることを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項3に記載の基板処理装置であって、
    前記カップ排気ポートが、
    大カップ排気ポートと、
    前記大カップ排気ポートと共に前記上下方向に並び、前記大カップ排気ポートよりも断面積が小さい小カップ排気ポートと、
    を備え、
    前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、前記大カップ排気ポートまたは前記小カップ排気ポートを、前記チャンバ排気ポートに選択的に重ねることであることを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項3に記載の基板処理装置であって、
    前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複面積の変更が、前記カップ排気ポートと前記チャンバ排気ポートとの重複を維持しつつ前記カップ部を前記基板保持部に対して前記上下方向に相対移動させることにより実現されることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記カップ排気ポートが、前記カップ内側壁部に設けられることを特徴とする基板処理装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記基板保持部が、前記中心軸を中心とする円板状の保持部本体を備え、
    前記カップ部が、前記カップ外測壁部の上端部から内方に広がる円環状のカップ庇部をさらに備え、
    基板の搬出入の際に、前記カップ昇降機構が前記制御部により制御され、前記保持部本体が前記カップ庇部の内周部と前記上下方向において同じ位置に前記カップ庇部の前記内周部に近接して位置することを特徴とする基板処理装置。
  9. 請求項1ないし8のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記カップ部が、前記カップ内側壁部と前記カップ外側壁部との間にて前記カップ底部から上方に広がる筒状のカップ中間壁部をさらに備え、
    前記カップ底部に、
    前記仕切り壁よりも内側に位置する第1カップ排液ポートと、
    前記仕切り壁よりも外側に位置する第2カップ排液ポートと、
    が設けられ、
    前記第1カップ排液ポートは、前記チャンバのチャンバ底部に設けられた第1チャンバ排液ポートを介して前記チャンバ外の第1排液部に接続され、
    前記第2カップ排液ポートは、前記チャンバ底部に設けられた第2チャンバ排液ポートを介して前記チャンバ外の第2排液部に接続され、
    前記カップ昇降機構により、前記カップ部が、前記基板保持部を基準とする第1位置と前記第1位置よりも下方の第2位置との間を移動し、
    前記カップ部が前記第1位置に位置する状態では、前記処理液供給部から前記基板上に供給された処理液が、前記カップ部の前記カップ内側壁部と前記カップ中間壁部との間の空間に流入し、前記第1排液部へと排出され、
    前記カップ部が前記第2位置に位置する状態では、前記処理液供給部から前記基板上に供給された処理液が、前記カップ部の前記カップ中間壁部と前記カップ外側壁部との間の空間に流入し、前記第2排液部へと排出されることを特徴とする基板処理装置。
  10. 請求項1ないし9のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記基板保持部が、前記中心軸を中心とする円板状の保持部本体を備え、
    前記保持部本体が、前記カップ部の上方にて前記カップ部と前記上下方向に対向し、
    前記保持部本体の下面から下方に突出するとともに前記中心軸の周囲を囲む環状の突出部が設けられることを特徴とする基板処理装置。
  11. 請求項1ないし10のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記チャンバが、前記基板保持部および前記カップ部が配置される密閉空間を形成する密閉空間形成部であることを特徴とする基板処理装置。
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