JP2020004880A - 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による基板処理装置は、基板処理部と、隔壁部と、第１ガス供給部と、第２ガス供給部とを備える。基板処理部は、基板に液処理を施す。隔壁部は、基板が搬入される搬入出口から基板処理部までの第１空間と、第１空間以外の第２空間との間を仕切る。第１ガス供給部は、隔壁部に接続され、第１空間に雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する。第２ガス供給部は、隔壁部における第１ガス供給部とは異なる箇所に接続され、第１空間に雰囲気調整ガスを供給する。【選択図】図３

Description

本開示は、基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法に関する。
従来、半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）などの基板を処理する基板処理装置では、筐体内にＦＦＵ（Fan Filter Unit）を用いて清浄化された大気雰囲気が供給されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００１−３１９８４５号公報
本開示は、基板を処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、基板処理部と、隔壁部と、第１ガス供給部と、第２ガス供給部とを備える。基板処理部は、基板に液処理を施す。隔壁部は、前記基板が搬入される搬入出口から前記基板処理部までの第１空間と、前記第１空間以外の第２空間との間を仕切る。第１ガス供給部は、前記隔壁部に接続され、前記第１空間に雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する。第２ガス供給部は、前記隔壁部における前記第１ガス供給部とは異なる箇所に接続され、前記第１空間に前記雰囲気調整ガスを供給する。
本開示によれば、基板を処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る処理ユニットの構成を示す上面図である。 図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図５は、実施形態に係る天板部およびスキャン天板の構成を説明するための模式図である。 図６Ａは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（１）である。 図６Ｂは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（２）である。 図６Ｃは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（３）である。 図６Ｄは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（４）である。 図６Ｅは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（５）である。 図６Ｆは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（６）である。 図６Ｇは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（７）である。 図６Ｈは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（８）である。 図７は、実施形態に係る液処理全体の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る液処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法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本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、ウェハなどの基板を処理する基板処理装置では、筐体内にＦＦＵを用いて清浄化された大気雰囲気が供給されている。
一方で、処理によっては大気雰囲気ではなく、ウェハ周囲の雰囲気を低湿度や低酸素濃度などの所定の条件に調整する場合がある。しかしながら、雰囲気を所定の条件に調整するガス（以下、雰囲気調整ガスと呼称する。）で筐体の内部全体の雰囲気を調整した場合、かかる雰囲気調整ガスの使用量が増大する恐れがある。
そこで、ウェハを処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することが期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す模式図である。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。
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。
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、実施形態では半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。ウェハＷは、基板の一例である。
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。
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。搬送部１５は、共通搬送路の一例であり、処理ユニット１６は、基板処理装置の一例である。
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、搬送機構の一例であり、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。
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に対して所定の液処理を行う。処理ユニット１６の詳細については後述する。
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。
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。
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。
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。
＜処理ユニットの概要＞
次に、処理ユニット１６の概要について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係る処理ユニット１６の構成を示す上面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。なお、理解の容易のため、図３および図４ではウェハＷが搬入された状態を示すとともに、図４ではＬＭ（Linear Motion）ガイド５３の図示を省略している。
図２に示すように、処理ユニット１６は、筐体２０と、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０と、スキャン天板６０とを備える。筐体２０は、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０と、スキャン天板６０とを収容する。
筐体２０は、搬送部１５と接する位置に搬入出口２１を有する。そして、搬送部１５の基板搬送装置１７で搬送されたウェハＷは、かかる搬入出口２１から筐体２０の内部に搬入される。また、筐体２０は、かかる搬入出口２１を開閉可能に構成されるシャッター２２を有する。
なお、実施形態では、かかるシャッター２２が後述する隔壁部４０に組み込まれて構成される例について示しているが、シャッター２２は必ずしも隔壁部４０に組み込まれて構成される必要はない。
図３および図４に示すように、筐体２０の天井部には、ＦＦＵ２３が設けられる。ＦＦＵ２３は、筐体２０内に供給される清浄化された大気雰囲気のダウンフローを形成する。また、筐体２０の底部には、ＦＦＵ２３から供給される大気雰囲気を処理ユニット１６の外部へ排気する排気口２４が形成される。
基板処理部３０は、ウェハＷに所定の液処理を施す。図３および図４に示すように、基板処理部３０は、基板保持部３１と、支柱部３２と、液受けカップ３３と、回収カップ３４と、排液口３５とを有する。基板保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。かかる基板保持部３１は、たとえば、ウェハＷの外縁部を側方から保持する。
支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、下方側の基端部が図示しない駆動部によって回転可能に支持される。また、図３および図４には図示していないが、支柱部３２は、上方側の先端部において基板保持部３１を水平に支持することができる。
そして、基板処理部３０は、駆動部を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された基板保持部３１を回転させる。これにより、基板処理部３０は、基板保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。また、支柱部３２は、上下に移動可能に構成されており、基板処理部３０の上方に搬入されたウェハＷに向かって移動し、ウェハＷを受け取ることができる。
液受けカップ３３は、略円環状であり、下側に凹んだ湾曲形状を有する。液受けカップ３３は、基板保持部３１の外縁部を取り囲むように配置され、基板保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する薬液Ｌ１（図６Ｆ参照）やリンス液Ｌ２（図６Ｇ参照）などの処理液を捕集する。
たとえば、液受けカップ３３は、基板保持部３１に保持されたウェハＷの同一平面より少なくとも上側における基板保持部３１の外縁部を囲むように配置される。なお、液受けカップ３３は、基板保持部３１とともに回転してもよい。
回収カップ３４は、基板保持部３１を取り囲むように配置され、基板保持部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。なお、図３および図４には図示していないが、回収カップ３４は、複数の処理液をそれぞれ捕集可能なマルチカップであってもよい。
かかる回収カップ３４の底部には、排液口３５が形成されている。そして、液受けカップ３３または回収カップ３４によって捕集された処理液は、かかる排液口３５から処理ユニット１６の外部へ排出される。
図４に示すように、隔壁部４０は、筐体２０の内部において、上述の搬入出口２１から基板処理部３０までの第１空間Ａ１と、かかる第１空間Ａ１以外の第２空間Ａ２との間を仕切る。また、隔壁部４０は、仕切られた第１空間Ａ１内の雰囲気を所定の条件に調整可能に構成される。
図３に示すように、隔壁部４０は、天板部４１と、側壁部４２と、隙間埋め部４３（図２参照）と、第１ガス供給部４４と、第２ガス供給部４５とを有する。天板部４１は、略円板状の形状を有し、基板保持部３１に保持されたウェハＷと略平行に向かい合って設けられ、ウェハＷの上方を覆うように配置される。
また、天板部４１は、筐体２０内を上下に移動可能に構成され、ウェハＷが搬入出口２１から搬入出される際には、ウェハＷの搬送路と干渉しない上方に移動する。一方で、天板部４１は、ウェハＷが基板処理部３０で処理される際には、かかるウェハＷに近接する下方の位置に移動する。なお、天板部４１の配置は上述の位置に限られず、ウェハＷを処理する条件や天板部４１を洗浄する条件により自由に変更することができる。
天板部４１には、上下に連通する貫通孔４１ａが形成される。たとえば、図２および図３に示すように、かかる貫通孔４１ａはスリット状であり、少なくとも基板保持部３１に保持されたウェハＷの中心部に対向するように形成される。また、貫通孔４１ａは、後述する処理液ノズル５１を挿通可能に形成される。
また、図４に示すように、天板部４１は、ウェハＷに向かって突出する凸部４１ｂを有する。かかる凸部４１ｂは、たとえば略円柱状に突出する。そして、凸部４１ｂの外径は、向かい合うウェハＷの外径より大きく、隣接する液受けカップ３３の内径より小さい。
側壁部４２は、ウェハＷを保持する基板保持部３１や液受けカップ３３、天板部４１などの側方を囲む。側壁部４２は、たとえば、図２に示すように、上面視で搬入出口２１がある手前側が直線状であり、ウェハＷが液処理される奥側がウェハＷの形状に沿った半円状の形状を有する。
実施形態において、側壁部４２は、天板部４１と一体で上下に移動可能である。一方で、側壁部４２は、天板部４１とともに上下に移動する必要はなく、筐体２０内で固定されていてもよい。この場合、天板部４１は、固定された側壁部４２に沿って上下に移動可能に構成されるとよい。
図２に示すように、隙間埋め部４３は、ウェハＷが基板処理部３０で処理される際に、第１空間Ａ１における基板処理部３０以外の隙間（たとえば、搬入出口２１の周辺）を埋める。実施形態において、隙間埋め部４３は、天板部４１と一体で上下に移動可能であり、ウェハＷが搬入出口２１から搬入出される際には、ウェハＷの搬送路と干渉しない位置に移動する。
隙間埋め部４３は、たとえば、上面視において内側が円弧状であり、外側が矩形状の略Ｕ字形状を有する。なお、側壁部４２は、天板部４１とともに上下に移動する必要はなく、天板部４１と独立で上下に移動可能であってもよい。
第１ガス供給部４４は、第１空間Ａ１に接続され、かかる第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する。たとえば、図４に示すように、第１ガス供給部４４における雰囲気調整ガスの吐出ノズルが、天板部４１に形成される貫通孔４１ａの側壁に接続される。そして、第１ガス供給部４４は、かかる吐出ノズルから貫通孔４１ａを経由して第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する。
第２ガス供給部４５は、第１空間Ａ１における第１ガス供給部４４とは異なる箇所に接続され、かかる第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する。たとえば、図２および図３に示すように、第２ガス供給部４５における雰囲気調整ガスの吐出ノズルが、ウェハＷの外周部に向かい合う位置のうち、スリット状の貫通孔４１ａに向かい合うウェハＷの外周部からもっとも離れた位置に接続される。
そして、第２ガス供給部４５は、かかる吐出ノズルからウェハＷの外周部に向かって雰囲気調整ガスを供給する。なお、かかる雰囲気調整ガスは、搬送部１５に設けられる図示しない第３ガス供給部から、かかる搬送部１５を経由して供給されてもよい。
実施形態における雰囲気調整ガスは、たとえば、窒素ガスやＡｒガスなどの大気雰囲気より酸素濃度が低い不活性ガスや、乾燥ガスなどの大気雰囲気より湿度が低いガスなどである。
図２に示す液供給部５０は、第１空間Ａ１に保持されたウェハＷに対して薬液Ｌ１やリンス液Ｌ２などの処理液を供給する。液供給部５０は、複数の処理液ノズル５１と、アーム５２と、ＬＭガイド５３とを有し、第２空間Ａ２に配置される。
処理液ノズル５１は、図示しないバルブおよび流量調整器を介して処理液供給源に接続され、天板部４１に形成された貫通孔４１ａを用いてウェハＷに処理液を吐出する。
処理液ノズル５１から吐出される処理液は、たとえば、酸系処理液やアルカリ系処理液、有機系処理液、リンス液などウェハＷの各種液処理に用いられる様々な液体を含む。酸系処理液は、たとえば、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid：希フッ酸）などである。
アルカリ系処理液は、たとえばＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）などである。有機系処理液は、たとえば、ＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）などである。リンス液は、たとえば、ＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）などである。
アーム５２は、処理液ノズル５１を支持する。ＬＭガイド５３は、アーム５２をＸ軸方向にガイドする。そして、ＬＭガイド５３にガイドされたアーム５２は、ＬＭガイド５３に含まれる図示しない駆動部から駆動力が伝達されることにより、処理液ノズル５１とともにＬＭガイド５３に沿ってスライド移動する。これにより、処理液ノズル５１を筐体２０内の所定の位置にスライド移動させることができる。
また、アーム５２には図示しない昇降機構が備えられている。そして、液供給部５０は、かかる昇降機構を動作させることにより、処理液ノズル５１を昇降させることができる。
このように、液供給部５０は、ＬＭガイド５３および昇降機構を動作させることにより、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａの位置に移動させて、かかる貫通孔４１ａに挿通させることができる。
また、実施形態では、貫通孔４１ａがスリット状であり、ＬＭガイド５３の延伸方向と貫通孔４１ａの延伸方向とが略平行であることから、貫通孔４１ａ内で処理液ノズル５１をスキャン移動させることができる。
なお、図２に示した例では、処理液ノズル５１がアーム５２に固定されている場合について示したが、処理液ノズル５１はアーム５２に固定されている場合に限られない。たとえば、処理液ノズル５１は、かかる処理液ノズル５１をアーム５２がつかんで移動させるピックアップ式ノズルなどであってもよい。また、アーム５２をスライド移動させる機構はＬＭガイド５３に限られず、様々な既知の機構を用いることができる。
スキャン天板６０は、貫通孔４１ａの上方を覆うとともに、貫通孔４１ａの延伸方向に沿って延びるように配置されている。かかるスキャン天板６０により、第２空間Ａ２から第１空間Ａ１への大気雰囲気の流入を抑制することができる。
また、実施形態では、図５に示すように、天板部４１とスキャン天板６０との間の隙間が、ラビリンス構造を有するとよい。図５は、実施形態に係る天板部４１およびスキャン天板６０の構成を説明するための模式図である。
かかるラビリンス構造は、天板部４１の上面に形成される凸部４１ｃと、スキャン天板６０の下面に形成される凹部６０ａとが、たがいに接触せずに噛み合う構造である。かかるラビリンス構造により、天板部４１とスキャン天板６０との間の隙間に圧力損失を発生させることができることから、第２空間Ａ２から第１空間Ａ１への大気雰囲気の流入をさらに抑制することができる。
なお、かかるラビリンス構造は、天板部４１の上面に形成される凸部４１ｃとスキャン天板６０の下面に形成される凹部６０ａとの組み合わせに限られない。たとえば、かかるラビリンス構造は、天板部４１の上面に形成される凹部とスキャン天板６０の下面に形成される凸部との組み合わせであってもよい。
スキャン天板６０には、複数の処理液ノズル５１をそれぞれ挿通可能である複数の貫通孔６０ｂ（図６Ｃ参照）が形成される。これにより、かかる貫通孔６０ｂを介して、液供給部５０は、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａに挿通させることができる。
図２に示すように、スキャン天板６０は、アーム６１に支持される。上述のＬＭガイド５３は、かかるアーム６１をＸ軸方向にガイドする。そして、ＬＭガイド５３にガイドされたアーム６１は、ＬＭガイド５３に含まれる図示しない駆動部から駆動力が伝達されることにより、スキャン天板６０とともにＬＭガイド５３に沿ってスライド移動する。これにより、スキャン天板６０を筐体２０内の所定の位置にスライド移動させることができる。
また、アーム６１には図示しない昇降機構が備えられている。そして、アーム６１は、かかる昇降機構を動作させることにより、スキャン天板６０を昇降させることができる。
ここまで説明したように、スキャン天板６０は、処理液ノズル５１と同じ方向に第２空間Ａ２内を移動することができることから、処理液ノズル５１と同期して第２空間Ａ２内を移動することができる
＜液処理の詳細＞
つづいて、図６Ａ〜図６Ｈを参照しながら、実施形態に係る液処理の詳細について説明する。図６Ａ〜図６Ｈは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（１）〜（８）である。
図６Ａに示すように、処理ユニット１６内にウェハＷが搬入される前の状態では、シャッター２２が閉じられ（ステップＳ１）、天板部４１が下方に移動している（ステップＳ２）。そして、この状態で、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５（図３参照）が雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給する（ステップＳ３）。これにより、所定の条件に雰囲気が調整された第１空間Ａ１にウェハＷを搬入することができる。
また、実施形態では、第１空間Ａ１を雰囲気調整ガスで事前に置換する際に、第１空間Ａ１内で基板保持部３１を回転させてもよい。これにより、第１空間Ａ１内に雰囲気調整ガス以外の雰囲気が滞留することを抑制することができることから、効率よく第１空間Ａ１を雰囲気調整ガスで置換することができる。
一方で、処理ユニット１６の第２空間Ａ２は、ＦＦＵ２３を用いて清浄化された大気雰囲気である。そして、第１空間Ａ１に供給された雰囲気調整ガスと、第２空間Ａ２に供給された大気雰囲気とは、排気口２４で共通に排気される。
次に、図６Ｂに示すように、処理ユニット１６では、ウェハＷを基板処理部３０に搬入するに先立って、第１空間Ａ１におけるウェハＷの搬送路を確保する。具体的には、処理ユニット１６は、ウェハＷの搬送路から天板部４１を上方に退避させる（ステップＳ４）。
次に、処理ユニット１６は、シャッター２２を移動させて搬入出口２１を開放し（ステップＳ５）、基板搬送装置１７（図２参照）は、ウェハＷを処理ユニット１６内に搬入する（ステップＳ６）。そして、処理ユニット１６は、基板保持部３１の上方まで搬入されたウェハＷを、上方に移動させた支柱部３２で受け取ってから下方に移動させて、基板保持部３１で保持する（ステップＳ７）。
また、かかるウェハＷの搬入処理の際には、図６Ｃに示すように、貫通孔６０ｂが天板部４１で塞がる位置までスキャン天板６０を移動させる（ステップＳ８）。具体的には、スキャン天板６０の貫通孔６０ｂが天板部４１の貫通孔４１ａと連通しない位置まで、スキャン天板６０を移動させる。
これにより、ウェハＷの搬入処理の際に、第２空間Ａ２から貫通孔６０ｂを介した第１空間Ａ１への大気雰囲気の流入を抑制することができる。なお、かかるステップＳ８は、図６Ａに示したウェハＷが搬入される前の状態で行ってもよい。
また、ウェハＷの搬入処理の際には、上述の第３ガス供給部から、搬送部１５および搬入出口２１を経由して雰囲気調整ガスが第１空間Ａ１に供給される。これにより、ウェハＷが搬入中の処理ユニット１６内において、第１空間Ａ１の雰囲気を所定の条件に調整し続けることができる。
次に、図６Ｄに示すように、処理ユニット１６は、シャッター２２を移動させて搬入出口２１を閉じる（ステップＳ９）。また、処理ユニット１６は、天板部４１を下方に移動させて、ウェハＷに近接させる（ステップＳ１０）。
たとえば、かかるステップＳ１０では、天板部４１とウェハＷとのギャップが１〜４ｍｍ程度となる位置に天板部４１を近接させる。このように、天板部４１をウェハＷに近接させることにより、天板部４１に設けられる隙間埋め部４３で第１空間Ａ１の隙間を埋めることができる。
実施形態では、かかるステップＳ９、Ｓ１０の間、処理ユニット１６は、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５を動作させて所定の雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給し続ける。これにより、ウェハＷが配置された第１空間Ａ１の雰囲気を所定の条件に調整し続けることができる。
次に、図６Ｅに示すように、処理ユニット１６は、液供給部５０およびスキャン天板６０を動作させることにより、処理液ノズル５１をウェハＷ上の所定の位置に移動させて、貫通孔６０ｂ（図６Ｃ参照）および貫通孔４１ａに挿通させる（ステップＳ１１）。そして、処理ユニット１６は、処理液ノズル５１を動作させることにより、処理液の一例である薬液Ｌ１をウェハＷに供給する（ステップＳ１２）。
次に、図６Ｆに示すように、処理ユニット１６は、液供給部５０およびスキャン天板６０を動作させることにより、処理液ノズル５１をウェハＷ上でスキャンさせる（ステップＳ１３）。なお、処理液ノズル５１をウェハＷ上でスキャンさせる際には、スキャン天板６０を処理液ノズル５１と同期させてスキャンさせる。
そして、処理ユニット１６は、基板処理部３０を動作させてウェハＷを回転させることにより、薬液Ｌ１をウェハＷの外周側に移動させて、ウェハＷを液処理する（ステップＳ１４）。なお、かかる薬液Ｌ１による液処理の際、天板部４１とウェハＷとの間は薬液Ｌ１では満たされていない状態である。
また、実施形態では、かかるステップＳ１１〜Ｓ１４の間、処理ユニット１６は、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５を動作させて、所定の雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給し続ける。
ここで、実施形態では、天板部４１の異なる箇所に接続される第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５から、第１空間Ａ１にまんべんなく雰囲気調整ガスを供給することができる。これにより、液処理されるウェハＷ周囲の雰囲気を所定の条件に効果的に調整し続けることができる。
そして、実施形態では、筐体２０内の第２空間Ａ２には大気雰囲気が供給され、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１に限って雰囲気調整ガスが供給されている。したがって、実施形態によれば、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
ここで、天板部４１の一箇所から雰囲気調整ガスを供給する場合と、天板部４１の異なる２箇所に接続される第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５から雰囲気調整ガスを供給する場合とを比較する比較実験についての結果を示す。
参考例として、ウェハＷを回転させながら、雰囲気調整ガスの一例である窒素ガスをウェハＷの中心部上方に接続される第１ガス供給部４４のみから２００（Ｌ／ｍｉｎ）供給した。その結果、第１空間Ａ１の酸素濃度は１％以上にとどまった。
一方、実施例として、ウェハＷを回転させながら、窒素ガスをウェハＷの中心部上方に接続される第１ガス供給部４４から１３０（Ｌ／ｍｉｎ）供給し、ウェハＷの周縁部上方に接続される第２ガス供給部４５から８０（Ｌ／ｍｉｎ）供給した。その結果、第１空間Ａ１の酸素濃度を０．０１％以下に低減することができた。
このように、実施形態では、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５より第１空間Ａ１にまんべんなく雰囲気調整ガスを供給することができることから、ウェハＷ周囲の雰囲気を所定の条件に効果的に調整し続けることができる。
また、実施形態では、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５が、隔壁部４０におけるウェハＷと向かい合う位置（すなわち、天板部４１におけるウェハＷと向かい合う位置）に接続されるとよい。これにより、雰囲気を調整する必要があるウェハＷの周囲に雰囲気調整ガスを効率よく供給することができる。
また、実施形態では、第１ガス供給部４４が、ウェハＷの中心部上方の天板部４１に接続され、第２ガス供給部４５は、ウェハＷの外周部上方の天板部４１に接続される。これにより、第１空間Ａ１にさらにまんべんなく雰囲気調整ガスを供給することができる。したがって、実施形態によれば、液処理されるウェハＷ周囲の雰囲気を所定の条件にさらに効果的に調整し続けることができる。
また、実施形態では、天板部４１をウェハＷに近接させるとともに、隙間埋め部４３で第１空間Ａ１の隙間を埋めることにより、第１空間Ａ１を狭小にすることができる。したがって、実施形態によれば、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
なお、実施形態では、液受けカップ３３の内径を天板部４１の凸部４１ｂの外径より大きくするとよい。これにより、図６Ｅなどに示すように、液受けカップ３３に干渉することなく、天板部４１をウェハＷに近接させることができる。したがって、実施形態によれば、第１空間Ａ１を狭小にすることができることから、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態では、貫通孔４１ａが、少なくとも基板保持部３１に保持されたウェハＷの中心部に対向するように形成されるとよい。これにより、処理液ノズル５１をウェハＷの中心部の上方に配置することができることから、ウェハＷの中心部に対して処理液を吐出することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの全面に均等に処理液を供給することができる。
処理ユニット１６における処理の続きを説明する。次に、図６Ｇに示すように、処理ユニット１６は、天板部４１をさらに下方に移動させて、ウェハＷにさらに近接させる（ステップＳ１５）。たとえば、かかるステップＳ１５では、天板部４１とウェハＷとのギャップが１〜４ｍｍ程度となる位置に天板部４１を近接させる。なお、かかるステップＳ１５の際、スキャン天板６０および処理液ノズル５１も天板部４１と同期させて下方に移動させるとよい。
次に、処理ユニット１６は、処理液ノズル５１を動作させることにより、処理液の別の一例であるリンス液Ｌ２をウェハＷに供給する（ステップＳ１６）。なお、図６Ｇには図示していないが、かかるステップＳ１６の際、上述のステップＳ１３と同様に処理液ノズル５１をウェハＷ上でスキャンさせてもよい。
そして、処理ユニット１６は、基板処理部３０を動作させてウェハＷを回転させることにより、リンス液Ｌ２をウェハＷの外周側に移動させて、ウェハＷをリンス処理する。
なお、かかるリンス液Ｌ２による液処理の際、天板部４１にリンス液Ｌ２を接液させ、天板部４１とウェハＷとの間をリンス液Ｌ２で満たすとよい。これにより、上述のステップＳ１２〜Ｓ１４の際に天板部４１に付着した薬液Ｌ１をリンス液Ｌ２で洗い流すことができる。
次に、処理ユニット１６は、ステップＳ１６と同様に、天板部４１をウェハＷに近接させた状態で処理液ノズル５１を動作させることにより、処理液の別の一例であるＩＰＡをウェハＷに供給する。そして、処理ユニット１６は、基板処理部３０を動作させてウェハＷを回転させることにより、ＩＰＡをウェハＷの外周側に移動させて、ウェハＷをスピン乾燥する。
なお、かかるＩＰＡによるスピン乾燥の際、天板部４１にＩＰＡを接液させ、天板部４１とウェハＷとの間をＩＰＡで満たすとよい。これにより、上述のステップＳ１６の際に天板部４１に付着したリンス液Ｌ２をＩＰＡで乾燥させることができる。
また、天板部４１にリンス液Ｌ２やＩＰＡなどの処理液を接液させる際には、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５からの雰囲気調整ガスの供給を停止させるとよい。これにより、天板部４１に接液されている処理液が雰囲気調整ガスの吐出により波立ち、液処理に支障が出ることを抑制することができる。
なお、実施形態では、天板部４１とウェハＷとの間を処理液で満たした場合でも、ウェハＷの回転を比較的低速で開始し、徐々に回転速度を上げることにより、天板部４１表面の処理液をウェハＷ表面の処理液とともに外周側に移動させることができる。これにより、実施形態では、液処理の後、天板部４１の表面に処理液が残ることを抑制することができる。
また、実施形態では、図６Ｇなどに示すように、天板部４１の凸部４１ｂの外径を、ウェハＷの外径より大きくするとよい。これにより、液処理の後に凸部４１ｂの外縁部に処理液が残った場合でも、かかる残った処理液がウェハＷに付着することを抑制することができる。
なお、液処理の後に凸部４１ｂの外縁部に処理液が残った場合には、かかる外縁部に残った処理液を雰囲気調整ガスなどでパージするとよい。
処理ユニット１６における処理の続きを説明する。図６Ｈに示すように、液処理が終わった処理ユニット１６は、ウェハＷの搬送路から天板部４１を上方に退避させて（ステップＳ１７）、第１空間Ａ１におけるウェハＷの搬送路を確保する。
次に、シャッター２２を移動させて搬入出口２１を開放し（ステップＳ１８）、ウェハＷごと支柱部３２を上方に動作させる（ステップＳ１９）。そして、基板搬送装置１７を用いてウェハＷを処理ユニット１６から搬出する（ステップＳ２０）。
そして、ウェハＷが搬出された後、処理ユニット１６は、図６Ａに示したように、シャッター２２を閉じ、天板部４１を下方に移動させる。最後に、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５による雰囲気調整ガスの供給を停止する。
このように、ウェハＷが搬出された第１空間Ａ１への雰囲気調整ガスの供給を停止することにより、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態では、図５に示すように、貫通孔４１ａ内で向かい合う一対の第１ガス供給部４４から雰囲気調整ガスなどを吐出している。これにより、貫通孔４１ａ内にガスカーテンを形成することができる。
したがって、実施形態によれば、第２空間Ａ２の大気雰囲気が第１空間Ａ１に流入することを抑制することができることから、所定の条件に調整された雰囲気で第１空間Ａ１を良好に維持することができる。
実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、基板処理部３０と、隔壁部４０と、第１ガス供給部４４と、第２ガス供給部４５とを備える。基板処理部３０は、基板（ウェハＷ）に液処理を施す。隔壁部４０は、基板（ウェハＷ）が搬入される搬入出口２１から基板処理部３０までの第１空間Ａ１と、第１空間Ａ１以外の第２空間Ａ２との間を仕切る。第１ガス供給部４４は、隔壁部４０に接続され、第１空間Ａ１に雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する。第２ガス供給部４５は、隔壁部４０における第１ガス供給部４４とは異なる箇所に接続され、第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５は、隔壁部４０における基板（ウェハＷ）と向かい合う位置に接続される。これにより、雰囲気を調整する必要があるウェハＷの周囲に雰囲気調整ガスを効率よく供給することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、隔壁部４０は、基板（ウェハＷ）の上方を覆う天板部４１と、基板（ウェハＷ）の側方を囲む側壁部４２とを有する。そして、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５は、天板部４１に接続される。これにより、雰囲気を調整する必要があるウェハＷの周囲に雰囲気調整ガスを効率よく供給することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、第１ガス供給部４４は、基板（ウェハＷ）の中心部上方の天板部４１に接続され、第２ガス供給部４５は、基板（ウェハＷ）の外周部上方の天板部４１に接続される。これにより、第１空間Ａ１にさらにまんべんなく雰囲気調整ガスを供給することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、基板（ウェハＷ）に処理液を吐出する処理液ノズル５１を有する液供給部５０をさらに備える。そして、天板部４１には、処理液ノズル５１を挿通する貫通孔４１ａが形成される。これにより、雰囲気が調整された第１空間Ａ１内のウェハＷに処理液を円滑に供給することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、第１ガス供給部４４は、貫通孔４１ａの内壁に接続される。これにより、貫通孔４１ａ内にガスカーテンを形成することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、貫通孔４１ａは、基板（ウェハＷ）の中心部に向かい合う位置から基板（ウェハＷ）の外周部に向かい合う位置に延びるスリット状である。これにより、貫通孔４１ａ内で処理液ノズル５１をスキャン移動させることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、スリット状の貫通孔４１ａを覆うように配置され、処理液ノズル５１と同期して基板（ウェハＷ）上でスキャンされるスキャン天板６０をさらに備える。これにより、第２空間Ａ２から第１空間Ａ１への大気雰囲気の流入を抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、天板部４１とスキャン天板６０との間の隙間は、ラビリンス構造を有する。これにより、天板部４１とスキャン天板６０との間の隙間に圧力損失を発生させることができることから、第２空間Ａ２から第１空間Ａ１への大気雰囲気の流入をさらに抑制することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０とを収容する筐体２０をさらに備える。そして、筐体２０内の第２空間Ａ２は、大気雰囲気である。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、第１ガス供給部４４から供給される雰囲気調整ガスの流量は、第２ガス供給部４５から供給される雰囲気調整ガスの流量より多い。これにより、第２ガス供給部４５よりも開口が広い第１ガス供給部４４から雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に均等に供給することができる。
実施形態に係る基板処理システム１は、上述の基板処理装置（処理ユニット１６）が複数配置される。また、複数の基板処理装置に隣接し、それぞれの基板処理装置に基板（ウェハＷ）を搬送する搬送機構（基板搬送装置１７）が設けられる共通搬送路（搬送部１５）を備える。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる基板処理システム１を実現することができる。
また、実施形態に係る基板処理システム１は、雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを共通搬送路（搬送部１５）に供給する第３ガス供給部をさらに備える。これにより、ウェハＷが搬入中の処理ユニット１６内において、第１空間Ａ１の雰囲気を所定の条件に調整し続けることができる。
＜液処理の詳細＞
つづいて、図７および図８を参照しながら、実施形態に係る液処理の詳細について説明する。図７は、実施形態に係る液処理全体の処理手順を示すフローチャートである。
なお、図７および図８に示す液処理は、実施形態に係る記憶媒体から記憶部１９にインストールされたプログラムを制御部１８が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて、制御部１８が搬送部１２や搬送部１５、処理ユニット１６などを制御することにより実行される。
まず、制御部１８は、処理ユニット１６を制御して、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５から、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する（ステップＳ１０１）。
つづいて、制御部１８は、基板搬送装置１３および基板搬送装置１７を制御して、キャリアＣから、基板搬送装置１３と、受渡部１４と、基板搬送装置１７とを経由して、ウェハＷを処理ユニット１６内の第１空間Ａ１に搬入する（ステップＳ１０２）。
次に、制御部１８は、基板搬送装置１７および処理ユニット１６を制御して、ウェハＷを基板処理部３０に載置する（ステップＳ１０３）。かかるステップＳ１０３は、たとえば、基板保持部３１の上方まで搬入されたウェハＷを、上方に移動させた支柱部３２で受け取ってから下方に移動させて、基板保持部３１に載置することにより行われる。
次に、制御部１８は、処理ユニット１６を制御して、天板部４１をウェハＷに近接させる（ステップＳ１０４）。なお、かかるステップＳ１０４の際に、スキャン天板６０を天板部４１と同期させて移動させるとよい。
次に、制御部１８は、処理ユニット１６の液供給部５０を制御して、処理液ノズル５１を天板部４１の貫通孔４１ａに挿通する（ステップＳ１０５）。そして、制御部１８は、液供給部５０を制御して、処理液ノズル５１から処理液をウェハＷに供給する（ステップＳ１０６）。
次に、制御部１８は、基板処理部３０を制御して、ウェハＷを液処理する（ステップＳ１０７）。かかるステップＳ１０７は、たとえば、基板保持部３１を回転させることによりウェハＷを回転させて、ウェハＷに供給された処理液を外周側に移動させることにより行われる。なお、かかるステップＳ１０７の詳細については後述する。
次に、制御部１８は、隔壁部４０を制御して、第１空間Ａ１におけるウェハＷの搬送路を確保する（ステップＳ１０８）。かかるステップＳ１０８は、たとえば、ウェハＷの搬送路から天板部４１を上方に退避させることにより行われる。
次に、制御部１８は、基板処理部３０、基板搬送装置１７および基板搬送装置１３を制御して、処理ユニット１６内の第１空間Ａ１から基板搬送装置１７と、受渡部１４と、基板搬送装置１３とを経由して、キャリアＣにウェハＷを搬出する（ステップＳ１０９）。
最後に、制御部１８は、第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５を制御して、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１への雰囲気調整ガスの供給を停止して（ステップＳ１１０）、処理を完了する。
図８は、実施形態に係る液処理（上述のステップＳ１０７）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
実施形態の液処理は、まず所定の薬液Ｌ１で薬液処理を行う（ステップＳ２０１）。かかる薬液処理は、たとえば、ＤＨＦなどの酸系処理液やＳＣ１などのアルカリ系処理液といった薬液を処理液ノズル５１からウェハＷに供給することにより行われる。
次に、所定のリンス液Ｌ２でリンス処理を行う（ステップＳ２０２）。かかるリンス処理は、たとえば、ＤＩＷなどのリンス液を処理液ノズル５１からウェハＷに供給することにより行われる。
次に、処理液ノズル５１を用いて、ウェハＷにＩＰＡを供給する（ステップＳ２０３）。最後に、ＩＰＡが供給されたウェハＷを回転させることにより、ウェハＷをスピン乾燥して（ステップＳ２０４）、処理を完了する。なお、上述のステップＳ２０２およびＳ２０３では、供給されるリンス液Ｌ２やＩＰＡを天板部４１に接液しながら液処理を行うとよい。
実施形態に係る基板処理方法は、雰囲気調整ガスを供給する工程と、第１空間Ａ１に基板（ウェハＷ）を搬入する工程と、基板（ウェハＷ）を基板処理部３０に載置する工程と、液処理する工程とを含む。雰囲気調整ガスを供給する工程は、基板（ウェハＷ）が搬入される搬入出口２１から基板に液処理を施す基板処理部３０までの第１空間Ａ１に２つのガス供給部（第１ガス供給部４４および第２ガス供給部４５）から雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する。液処理する工程は、隔壁部４０により第１空間Ａ１から仕切られた第２空間Ａ２に配置される液供給部５０を用いて基板（ウェハＷ）を液処理する。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウェハ（基板の一例）
１ 基板処理システム
１５ 搬送部（共通搬送路の一例）
１６ 処理ユニット（基板処理装置の一例）
１７ 基板搬送装置（搬送機構の一例）
２０ 筐体
２１ 搬入出口
３０ 基板処理部
３１ 基板保持部
３２ 支柱部
３３ 液受けカップ
３４ 回収カップ
４０ 隔壁部
４１ 天板部
４１ａ 貫通孔
４１ｂ 凸部
４２ 側壁部
４３ 隙間埋め部
４４ 第１ガス供給部
４５ 第２ガス供給部
５０ 液供給部
５１ 処理液ノズル
６０ スキャン天板
Ａ１ 第１空間
Ａ２ 第２空間

Claims (14)

  1. 基板に液処理を施す基板処理部と、
    前記基板が搬入される搬入出口から前記基板処理部までの第１空間と、前記第１空間以外の第２空間との間を仕切る隔壁部と、
    前記隔壁部に接続され、前記第１空間に雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する第１ガス供給部と、
    前記隔壁部における前記第１ガス供給部とは異なる箇所に接続され、前記第１空間に前記雰囲気調整ガスを供給する第２ガス供給部と、
    を備える基板処理装置。
  2. 前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部は、前記隔壁部における前記基板と向かい合う位置に接続される請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記隔壁部は、前記基板の上方を覆う天板部と、前記基板の側方を囲む側壁部とを有し、
    前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部は、前記天板部に接続される請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１ガス供給部は、前記基板の中心部上方の前記天板部に接続され、前記第２ガス供給部は、前記基板の外周部上方の前記天板部に接続される請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記基板に処理液を吐出する処理液ノズルを有する液供給部をさらに備え、
    前記天板部には、前記処理液ノズルを挿通する貫通孔が形成される請求項３または４に記載の基板処理装置。
  6. 前記第１ガス供給部は、前記貫通孔の内壁に接続される請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記貫通孔は、前記基板の中心部に向かい合う位置から前記基板の外周部に向かい合う位置に延びるスリット状である請求項５または６に記載の基板処理装置。
  8. スリット状の前記貫通孔を覆うように配置され、前記処理液ノズルと同期して前記基板上でスキャンされるスキャン天板をさらに備える請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記天板部と前記スキャン天板との間の隙間は、ラビリンス構造を有する請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 前記基板処理部と、前記隔壁部と、前記液供給部とを収容する筐体をさらに備え、
    前記筐体内の前記第２空間は、大気雰囲気である請求項５〜９のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  11. 前記第１ガス供給部から供給される前記雰囲気調整ガスの流量は、前記第２ガス供給部から供給される前記雰囲気調整ガスの流量より多い請求項１〜１０のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  12. 請求項１〜１１のいずれか一つに記載の基板処理装置が複数配置され、
    複数の前記基板処理装置に隣接し、それぞれの前記基板処理装置に前記基板を搬送する搬送機構が設けられる共通搬送路を備える基板処理システム。
  13. 雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを前記共通搬送路に供給する第３ガス供給部をさらに備える請求項１２に記載の基板処理システム。
  14. 基板が搬入される搬入出口から前記基板に液処理を施す基板処理部までの第１空間に２つのガス供給部から雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する工程と、
    前記第１空間に前記基板を搬入する工程と、
    前記基板を前記基板処理部に載置する工程と、
    隔壁部により前記第１空間から仕切られた第２空間に配置される液供給部を用いて前記基板を液処理する工程と、
    を含む基板処理方法。
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