JP3755821B2

JP3755821B2 - Substrate processing equipment

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Publication number: JP3755821B2
Application number: JP2002231619A
Authority: JP
Inventors: 常長中島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP2004071964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理基板に所定の処理を施す場合に使用される基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造工程において、例えば層間絶縁膜等の誘電体膜（塗布膜）を形成する方法としては、ＳＯＤ（ｓｐｉｎｏｎｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）システムを用い、半導体ウエハ（以下「ウエハ」と称す）に塗布液を塗布した後に加熱等の物理的処理を施す方法が知られている。
ここで、塗布液（塗布膜形成用の処理液）を塗布するには、一般的に停止または回転するウエハの略中心部に塗布液を滴下した後、ウエハを所定の回転数で回転させることにより塗布液をウエハの全面に拡散させることが行われる。
【０００３】
従来、この種のスピン塗布方法に用いられる基板処理装置としては、例えば図１５に示すように構成されたものが知られている。この基板処理装置につき、図１５を用いて説明すると、同図において、符号１２１で示す基板処理装置は、ウエハＷに対して所定の処理を施すためのカップ１２２と、このカップ１２２内においてウエハＷを吸着保持して回転させるスピンチャック１２３とを備えている。
【０００４】
前記カップ１２２の上面中央部にはカップ内外に開口する貫通窓１２２ａが配設され、内部にはカップ内周部からカップ外周部に向かって下る勾配をもつ整流板１２４が配設されている。また、前記カップ１２２の底面中央部には排気ダクト１２５に連通する排気口１２２ｂが配設され、その底面周縁部には廃液ダクト１２６に連通する廃液口１２２ｃが配設されている。
【０００５】
前記スピンチャック１２３は、回転モータ１２７に支軸１２８を介して連結されている。そして、回転モータ１２７の回転によって鉛直軸線の回りに回転し得るように構成されている。このスピンチャック１２３の上方には、ウエハＷの表面に処理液を供給する処理液供給ノズル１２８が配設されている。
【０００６】
このような基板処理装置１２１を用い、ウエハＷに対して処理液による処理（基板処理）を施すには、スピンチャック１２３によってウエハＷを水平に吸着保持して回転させながら、処理液供給ノズル１２８からウエハＷの表面に処理液を供給するとともに、貫通窓１２２ａからクリーンエアをカップ１２２内に供給することにより行う。
【０００７】
この場合、ウエハＷに処理液を供給すると、このうち大部分の処理液（処理済み液）がウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの周囲に飛散し、カップ１２２の周壁内面に衝突して下方に流動した後、廃液口１２２ｃから廃液ダクト１２６を介してカップ１２２外に排出される。
【０００８】
一方、クリーンエアをカップ１２２内に供給すると、クリーンエアがウエハＷの回転動作に伴って旋回しながら、図１５に矢印で示すように整流板１２４の上面に沿って下方に流動した後、排気ポンプ（図示せず）の排気圧によって整流板１２４の下側に回り込み、排気口１２２ｂから排気ダクト１２５を介してカップ１２２外に排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した基板処理装置においては、廃液とクリーンエア（排気気体）とを分離させる機能を備えておらず、このため基板処理時に廃液の一部がミストとなって排気気体中に混入し、排気ダクトの内面にミストが付着し、固化していた。
この結果、ミストが固化した堆積物によって排気ダクト内の排気性が悪くなり、ダクト清掃の回数が増すばかりでなく、カップ内における排気の流動性が悪化することがあった。また、ミストが固化した堆積物によってパーティクルが増加することがあった。
そして、これらに起因して、従来の基板処理装置においては、良好な膜形成を行うことができないという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたもので、カップ内における良好な排気流動性を維持でき、良好な膜形成を行うことができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明に係る基板処理装置は、被処理基板を水平に保持して鉛直軸線回りに回転させる保持・回転手段と、前記保持・回転手段の周囲に配設され、前記被処理基板上から周囲に飛散する処理液を廃液として回収するための環状の廃液路を有する外カップと、前記外カップの内側に配設され、前記廃液路内に廃液を誘導する整流部を有する内カップと、前記廃液路内を排気する排気路とを備え、前記内カップ整流部の外周縁に周方向に所定の間隔をもって配置される複数の切り欠きとを備え、前記切り欠きは、保持・回転手段の回転軸線に対して回転方向に傾斜して設けられていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成されているため、基板処理時に被処理基板を回転させると、廃液路内にサイクロン気流が発生し、遠心分離作用によって廃液と排気とが分離する。この場合、廃液の一部が細かなミストとなっても、該ミストは廃液路の外周壁に衝突して付着し、次第にミスト径が大きくなって、廃液路に落下する。
したがって、基板処理時に、ミストの排気気体に混入する割合が抑制され、排気ダクトの内面に対するミストの付着を抑制することができる。
これにより、排気ダクトの排気性の悪化、あるいはパーティクルの増加を抑制でき、良好な膜形成を行うことができる。
【００１３】
ここで、前記排気路が、内カップの壁部と外カップの内周壁部との間の間隙によって形成されていることが望ましい。
このように、内カップの壁部と外カップの内周壁部との間の間隙を排気路とすることにより、容易に排気路を形成できる。また、前記排気路が、内カップの壁部と外カップの内周壁部との間の間隙によって形成されているため、サイクロン気流の遠心分離作用によって分離された排気気体のみを排出することができる。
なお、前記排気路が、内カップあるいは外カップのいずれかに形成されていても良い。
【００１４】
また、前記切り欠きが、前記保持・回転手段の回転軸線に対して３０°〜６０°傾斜する方向に開口する凹溝によって形成されていることが望ましい。このように構成されているため、廃液路内におけるサイクロン気流の発生が促進される。
【００１５】
また、前記廃液路の外周壁に、外カップの外から気流を導入するための開口部を設けることが望ましい。このように構成されているため、廃液路内に開口部からカップ外の気流が被処理基板の回転方向に沿うような方向に導入され、廃液路内に発生するサイクロン気流の流速が高められる。
【００１６】
更に、前記内外両カップの下方に、前記排気路に連通する第一流通部および前記第一流通部に連通する第二流通部を有する排気ダクトを配設し、前記排気ダクトの第一流通部内に、周方向に延設する仕切壁を配設し、前記仕切壁の外側に第一流通部の排気口を配置することが望ましい。
このように構成されているため、排気ダクトの第一流通部内においては、仕切壁の内周部と第一流通部の内周壁との間に形成された領域に流入する排気流が、第一流通部の内外両周壁間に形成された領域を経て仕切壁の外周部と第一流通部の外周壁との間に形成された領域に向かう。これにより、排気路内から第一流通部に流入する排気流が排気口を経て第二流通部に円滑に誘導される。特に、排気ダクトの第一流通部内に周方向に延設する仕切壁が配設されているため、第一流通部の排気口に近い部分のみ排気するという弊害を防止できる。
【００１７】
なお、前記仕切壁が排気ダクトの第一流通部の半周以上に形成されていることが望ましい。これにより、排気路全体から排気気体を第一流通部に導入することができる。
【００１８】
また、ガイド溝が前記廃液路の外周壁に配設されていることが望ましい。このように、ガイド溝が前記廃液路の外周壁に配設されているため、該ミストは廃液路の外周壁に衝突して付着し、ガイド溝において次第にミスト径が大きくなって、廃液路に落下する。
なお、前記ガイド溝が前記廃液路の外周壁に螺旋状に配設されていても良く、また前記ガイド溝が前記廃液路の外周壁に上下方向に複数並列に配設されていても良い。
【００１９】
また、前記外カップの外周壁に排出口を配設し、前記排出口からミストを排出することが望ましい。
該ミストは廃液路の外周壁に衝突して付着し、ガイド溝において次第にミスト径が大きくなって、廃液路に落下する。このように排気気体に含まれるミストの大部分は除去される。
しかし、該ミストを廃液路の外周壁に衝突させても、完全にミストを除去することができないため、ミストを含んだ排気気体を、排気路とは別の前記外カップの外周壁に形成された排出口から排出することにより、排気ダクトのミストの付着を抑制しても良い。
【００２５】
また、本発明に係る基板処理装置は、被処理基板を水平に保持して鉛直軸線回りに回転させる保持・回転手段と、前記保持・回転手段の周囲に配設され、前記被処理基板上から周囲に飛散する処理液を廃液として回収するための環状の廃液路を有するカップとを備えた基板処理装置であって、前記環状の廃液路内の上方領域から排気気体を導出する排気口と、前記廃液路内の廃液を排出する廃液口と、前記廃液路の円周方向に沿って設けられたミスト捕捉リングとを具備し、前記ミスト捕捉リングは、廃液路の円周方向に沿う環状のリング体と、前記リング体の円周方向に等間隔に設けられた複数の気流誘導片とを備え、前記気流誘導片によって廃液路内の気流を被処理基板の回転方向に導くと共に、ミスト捕捉リングに廃液のミストを付着させ、廃液路内において廃液を排気とを分離することを特徴としている。
【００２６】
このように構成されているため、基板処理時に被処理基板を回転させると、廃液路内に鉛直面内でスパイラル気流が発生し、廃液路内において廃液と排気とが分離する。この場合、廃液の一部が細かなミストになっても、ミストがミスト捕捉リングに衝突して付着する。
したがって、基板処理時にミストが排気気体に混入しないため、排気ダクト内面のミストの付着を抑制でき、ミストの固化物である堆積物の付着を防止することができる。これにより、排気ダクト内の排気性の悪化、あるいはパーティクルの増加を抑制でき、良好な膜形成を行うことができる。
【００２７】
ここで、前記気流誘導片は、前記リング本体の内側に突出する水平部と、前記水平部の下側に折曲する垂直部と、この垂直部の内側に折曲する傾斜部とを備えていることが望ましい。このように構成されているため、廃液路内における排気の流れが気流誘導片によって促進され、排気圧損が低減される。
また前記リング本体には、前記リング本体の円周方向にかつ等間隔に、複数の取付片が廃液路の底面に対向して設けられ、前記取付片によって気流を水平方向に向かうように規制することが望ましい。
更に、前記廃液路内の底面に、廃液を廃液口側に誘導する傾斜部を配設したことが望ましい。このように構成されているため、廃液が傾斜部に沿って廃液口側に誘導される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板処理装置につき、図１〜図６に示す第一の実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置の内部構造を示す断面図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置の外観を示す斜視図である。図３および図４は、本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置における外カップの一部を示す断面図と斜視図である。図５は、本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置における内カップの全体を示す斜視図である。図６は、本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置の排気ダクトを示す断面図である。
【００２９】
図１において、符号１で示す基板処理装置は、ウエハＷに対して所定の塗布処理を施すための塗布処理装置からなり、保持・回転手段２およびカップ３を備えている。
前記保持・回転手段２は、ウエハＷを真空吸着によって水平に保持するスピンチャック４およびこのスピンチャック４を高速回転させる駆動モータ５を有している。
前記スピンチャック４は、前記駆動モータ５に支軸６を介して連結され、支軸６（鉛直軸）の回りに回転するように構成されている。このスピンチャック４の上方には、ウエハＷに対して処理液を供給する処理液供給ノズル（図示せず）が配設されている。
【００３０】
前記駆動モータ５は、例えばパルスモータからなり、前記スピンチャック４の下方に配設されている。
なお、前記駆動モータ５による前記スピンチャック４の回転速度は任意に制御可能となっている。
【００３１】
一方、前記カップ３は、外カップ３ａおよび内カップ３ｂからなり、前記保持・回転手段２の周囲に配設されている。
前記外カップ３ａは、天井部８と底面部９および中間部１０とを有している。
前記天井部８は、前記外カップ３ａのカップ上部を構成し、平面円形部材によって形成されている。その中央位置には、前記駆動モータ５の軸線方向に開口する貫通窓８ａが設けられている。
【００３２】
前記底面部９は、前記外カップ３ａのカップ下部を構成し、全体が図３および図４に示すような環状部材によって形成されている。この底面部９には、上方に開口する環状の廃液路１１が設けられている。これにより、スピンチャック４上のウエハＷから周囲に飛散する処理済み液を廃液として廃液路１１内に回収するように構成されている。
【００３３】
前記廃液路１１は、相互に対向する内外二つの周壁１１ａ，１１ｂおよびこれら内外両周壁１１ａ，１１ｂに接続する連結部１１ｃからなる断面略コ字状の凹溝によって形成されている。
前記内周壁１１ａは前記内カップ３ｂ（壁部）と共に排気路を形成し、その高さ寸法が前記外周壁１１ｂの高さ寸法より大きく設定されている。
【００３４】
前記外周壁１１ｂの内面部には、前記廃液路１１に連通する排出口１２（図２に図示）およびこの排出口１２にミストを誘導するための凹部１３（溝幅１ｍｍ〜５ｍｍ程度のガイド溝）が上下方向に二個並列して設けられている。
なお、前記凹部１３としては、上下方向に二個並列するガイド溝である場合について説明したが、一端が排出口１２に向かった螺旋状のガイド溝であってもよい。この場合、ミストが廃液路１１の外周壁１１ｂに沿って排出口１２に円滑に誘導される。
【００３５】
また、前記外周壁１１ｂには、図３に示すように、円周方向に等間隔をもって並列する例えば直径５ｍｍ程度の開口部１４が複数、例えば８個設けられている。これは、カップ内を排気する作用（排気圧力）により、スピンチャック４上のウエハＷの回転方向に沿うような方向に、カップ外の気体を廃液路１１内に開口部から流速を高めて導入し、廃液路１１内に発生するサイクロン気流の流速を高めるために設けられている。
なお、サイクロン気流の流速は、例えばウエハＷの回転数を１５００ｒｐｍとするとともに、カップ内の排気量を２リットル／分とすると、８〜９ｍ／秒に設定される。
また、この開口部に図示しない配管を接続して、排気に影響を及ぼさない程度の圧力の気体を導入させてもよい。また、開口部は上下方向に夫々角度を設けてもよい。
【００３６】
さらに、前記外周壁１１ｂには、図２に示すように、前記排出口１２に連通するミスト回収箱１５がミストダクト１６を介して取り付けられている。
このミスト回収箱１５内には、吸引装置（図示せず）に至る漏斗状の流通路（図示せず）が設けられ、逆流の防止が図られている。これら排出口１２、ミスト回収箱１５、ミストダクト１６は必ずしも設ける必要はないが、カップ以外でミストが流出する排気ダクト２２のミスト固化物の付着をより抑制するためには、設けることが好ましい。
【００３７】
前記連結部１１ｃには、前記廃液路１１に連通する廃液口１７が設けられている。これにより、前記廃液路１１内に回収された廃液を廃液口１７から廃液ダクト（図示せず）を介してカップ外に排出するように構成されている。
【００３８】
また前記中間部１０は、前記外カップ３ａのカップ中間部を構成し、全体が環状部材によって形成されている。この中間部１０の内面には、カップ内に突出する整流部１８が設けられている。これにより、内カップ３ｂの整流部１９と共にスピンチャック４上のウエハＷからの廃液を廃液路１１内に誘導するように構成されている。
【００３９】
一方、前記内カップ３ｂは、前記外カップ３ａの内側に前記外周壁１１ｂから例えば１〜２ｍｍ程度離間して配設され、図５に示すような環状部材によって形成されている。この内カップ３ｂは、前記廃液路１１内にウエハＷからの廃液を誘導する截頭円錐形状の整流部１９および前記廃液路１１に連通する排気路２０を形成するための円筒形状の壁部２１を有している。
【００４０】
また、前記整流部１９の外周縁には、円周方向に所定の間隔をもって並列する多数の切り欠き１９ａが設けられている。これにより、ウエハＷの回転によって前記廃液路１１内にサイクロン気流を発生させるように構成されている。これら各切り欠き１９ａは、前記駆動モータ５の回転方向の回転軸線に対してθ（３０°〜６０°）傾斜する方向に開口する凹溝によって形成されている。これにより、カップ内排気流を斜めに規制すると共に処理中の基板回転方向に伴って発生する気流を規制することにより廃液路１１内におけるサイクロン気流の発生を促進するように構成されている。
【００４１】
また、前記壁部２１は、前記廃液路１１の内周壁１１ａに所定の間隔（排気路２０の路幅）をもって対向し、前記内カップ３ｂの基部に一体に設けられている。この壁部２１の下方には、前記排気路２０からの排気気体をカップ外に排出するための排気ダクト２２が配設されている。
前記排気ダクト２２は、前記排気路２０に連通する環状の第一流通部２２ａと、この第一流通部２２ａに連通する円筒状の第二流通部２２ｂとを有している。
【００４２】
前記第一流通部２２ａ内には、前記廃液路１１における底面部に当接する円周方向に延設された仕切壁２３が配設されている。この仕切壁２３は、図６に示すように、中心角を所定の角度２α（例えばα＝１１０°）とする円弧に沿う湾曲壁からなり、前記第二流通部２２ｂの流路軸線に関して対称となるような位置に配置されている。
また、前記仕切壁２３中央の外周部近傍（外側）には、前記第一流通部２２ａの排気口２２Ａが配置されている。
【００４３】
そして、前記排気ダクト２２の第一流通部２２ａ内においては、仕切壁２３の内周部と第一流通部２２ａの内周壁との間に形成された領域ａに流動する排気流が、第一流通部２２ａの内外両周壁間に形成された領域ｂを経て、仕切壁２３の外周部と第一流通部２２ａの外周壁との間に形成された領域ｃに向かうように構成されている。
これにより、排気路２０内から排気ダクト２２の第一流通部２２ａに流動する排気流が排気口２２Ａを介して第二流通部２２ｂに円滑に誘導される。特に、排気ダクト２２の第一流通部２２ａ内に周方向に延設された仕切壁２３が配設されているため、第一流通部２２ａの排気口２２Ａに近い部分のみ排気するという弊害を防止できる。
【００４４】
なお、前記第二流通部２２ｂには、前記排気路２０から前記第一流通部２２ａ内の領域ａ〜ｃ、あるいは領域ｂ、ｃを経て、前記排気口２２Ａに向かう排気流を形成するための排気ポンプ（図示せず）が接続されている。
【００４５】
以上の構成により、基板処理時にウエハＷを回転させると、ウエハＷの表面上から処理済み液が廃液としてウエハＷの周囲に飛散し、両整流部１８，１９間を流下する。そして、廃液が整流部１９の切り欠き１９ａ内を通過すると、廃液路１１内でサイクロン気流に乗って外周壁１１ｂに衝突する。
この際、廃液の一部が細かなミストとなっても、ミストが廃液路１１の外周壁１１ｂに衝突，付着して、次第にミスト径が大きくなり、滴となって廃液中に落下する。
一方、排気気体は、排気路２０に流入し、前記排気路２０から前記第一流通部２２ａの領域ａ〜ｃ、あるいは領域ｂ、ｃを経て、前記第２流通部２２ｂから排出される。
【００４６】
したがって、本実施形態においては、基板処理時にミストの排気気体への混入が抑制されるため、排気ダクト２２のミスト固化物の付着を防止することができる。これにより、排気ダクト２２の排気性の悪化、あるいはパーティクルの増加を抑制でき、良好な膜形成を行うことができる。
【００４７】
なお、廃液路１１（外周壁１１ｂ）に衝突後における廃液は、廃液路１１内（連結部１１ｃ）に流下し、廃液口１７から廃液ダクト（図示せず）を介してカップ外に排出される。
また、外周壁１１ｂに付着したミストは、前記したように、凹部１３によってミストが集合しミスト径が大きくなり、廃液中に落下する。このように排気気体に含まれるミストの大部分は除去される。しかし、該ミストを廃液路の外周壁に衝突させても、完全にミストを除去することができないため、ミストを含んだ気体を、排気路とは別の前記外カップの外周壁に形成された排出口１２から排出する。該ミストは、排出口１２からミスト回収箱１５内にミストダクト１６を介して回収され、排気ダクトのミストの付着が抑制される。
【００４８】
次に、本発明が適用された基板処理装置につき、図７〜図９を用いて説明する。図７は、本発明の第二の実施形態に係る基板処理装置の内部構造を示す断面図である。図８は、本発明の第二の実施形態に係る基板処理装置の廃液貯留部を示す斜視図である。図９は、本発明の第二の実施形態に係る基板処理装置の要部を拡大して示す断面図である。これら図７〜図９において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４９】
図７において、符号５１で示す基板処理装置は、前記基板処理装置１と同様、ウエハＷに対して所定の塗布処理を施すための塗布処理装置からなり、前記保持・回転手段２およびカップ５２を備えている。
【００５０】
前記カップ５２は、天井部５３と底面部５４および中間部５５とを有し、前記保持・回転手段２の周囲に配設されている。このカップ５２内には、カップ内周部からカップ外周部に向かって下る勾配をもつ整流板５６が配設されている。
前記天井部５３は、前記カップ５２のカップ上部を構成している。その中央位置には、前記駆動モータ５の軸線方向に開口する貫通窓５３ａが設けられている。
【００５１】
前記底面部５４は、前記カップ５２のカップ下部を構成し、環状部材によって形成されている。この底面部５４には、上方に開口する環状の廃液貯留部５７が設けられている。これにより、スピンチャック４上のウエハＷから周囲に飛散する処理済み液を廃液として廃液貯留部５７内に貯留するように構成されている。
【００５２】
また、前記底面部５４には、図８に示すように、円周方向に等間隔をもって並列する二つの第一排気ダクト５８，５９が配設されている。これら排気ダクト５８，５９は、前記廃液貯留部５７内の上方領域から排気気体を導出するための排気口５８ａ，５９ａを有し、全体が円筒体によって形成されている。
【００５３】
さらに、前記底面部５４には、図８、９に示すように、前記両第一排気ダクト５８，５９の周方向の略中間に廃液ダクト６０が配設されている。この廃液ダクト６０は、前記廃液貯留部５７内の上方領域から廃液を排出する排出口６０ａを有し、その上部６０ｂに円筒状のフロート部材が形成されている。
そして、前記廃液ダクト６０は浮力により、前記廃液貯留部５７内における廃液の液位によって高さ位置が可変するように構成されている。
なお、前記廃液ダクト６０の上方への移動は、所定の高さ位置においてストッパ６１によって規制される。
【００５４】
前記廃液貯留部５７は、相互に対向する内外二つの周壁５７ａ，５７ｂおよびこれら内外両周壁５７ａ，５７ｂに接続する連結部５７ｃからなる断面略コ字状の凹溝によって形成されている。
この廃液貯留部５７における内周壁５７ａの先端面には、前記整流板５６が一体に設けられている。また、前記廃液貯留部５７内の底面（連結部５７ｃ）には、図７に示すように、廃液を廃液ダクト側に誘導する傾斜部６２が設けられている。
【００５５】
また、前記中間部５５は、前記カップ５２のカップ中間部を構成し、環状部材によって形成されている。この中間部５５の内面には、カップ内に突出する整流部６３が設けられている。
これにより、前記整流板５６と共にスピンチャック４上のウエハＷからの廃液を廃液貯留部５７内に誘導し、ウエハＷの回転方向と同じ向きの鉛直面内でスパイラル気流を発生させるように構成されている。
【００５６】
一方、前記カップ５２の下方には、前記両第一排気ダクト５８，５９からの排気をカップ外に排出するための第二排気ダクト６４が配設されている。この第二排気ダクト６４は、前記第一排気ダクト５８，５９に連通する横断面略Ｙ字状の第一流通部６４ａと、この第一流通部６４ａに連通する円筒状の第二流通部６４ｂとを有している。前記第二排気ダクト６４には、前記第一流通部６４ａから前記第二流通部６４ｂに向かう排気流を形成するための排気ポンプ（図示せず）が接続されている。
【００５７】
以上の構成により、基板処理時にウエハＷを回転させると、廃液貯留部５７内に鉛直面内でスパイラル気流が発生し、廃液貯留部５７内において廃液と排気とが分離する。
この場合、ウエハＷが回転すると、ウエハＷの表面上から処理済み液が廃液としてウエハＷの周囲に飛散し、整流板５６と整流部６３との間を流下する。そして、廃液が廃液貯留部５７内に流動して貯留される。この際、廃液の一部が細かなミストとなっても、ミストが廃液貯留部５７内でスパイラル気流に乗って廃液貯留部５７内の廃液に複数回衝突し、吸収される。
【００５８】
したがって、本実施形態においては、基板処理時にミストが排気気体に混入しないため、第一排気ダクト５８，５９および第二排気ダクト６４内面のミスト固化物の付着を抑制できる。
これにより、第一排気ダクト５８，５９および第二排気ダクト６４内の排気性悪化、あるいはパーティクルの増加を抑制でき、良好な膜形成を行うことができる。
【００５９】
なお、廃液貯留部５７内に所定量の廃液が貯留すると、廃液ダクト６０の上方への移動がストッパ６１によって規制され、廃液ダクト６９が所定の高さ位置に配置される。この状態において、廃液貯留部５７内に廃液がさらに流入すると、導入口６０ａから廃液ダクト６０を介してカップ外に排出される。
一方、廃液貯留部５７内の排気は、廃液貯留部５７から第一排気ダクト５８，５９を介して第二排気ダクト６４内に流動してカップ外に排出される。
【００６０】
また、本実施形態においては、廃液ダクト６０を移動ダクトによって形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、固定ダクトによって形成しても勿論よい。この場合、廃液貯留部内に常に廃液を貯留し得るような高さ位置に固定ダクトが配設される。また、メンテナンス時に廃液貯留部内の廃液を外部に排出する必要があるため、廃液貯留部の底面部に貫通孔を設け、この貫通孔内に栓体を着脱自在に取り付けることが望ましい。
【００６１】
次に、本発明が適用された基板処理装置につき、図１０〜図１３を用いて説明する。図１０は、本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置の内部構造を示す断面図である。図１１は、本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置の要部を拡大して示す断面図である。図１２は、本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置の廃液路を示す斜視図である。図１３は、本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置のミスト捕捉部材を示す斜視図である。これら図１０〜図１３において、図７〜図９と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図１０において、符号７１で示す基板処理装置は、前記基板処理装置１、５１と同様、ウエハＷに対して所定の塗布処理を施すための塗布処理装置からなり、前記保持・回転手段２およびカップ７２を備えている。
前記カップ７２は、天井部５３と底面部７３および中間部５５とを有し、前記保持・回転手段２の周囲に配設されている。このカップ７２内には、カップ内周部からカップ外周部に向かって下る勾配をもつ前記整流板５６が配設されている。
【００６３】
前記底面部７３は、前記カップ７２のカップ下部を構成し、環状部材によって形成されている。この底面部７３には、上方に開口する環状の廃液路７４が設けられている。これにより、前記スピンチャック４上のウエハＷから周囲に飛散する処理済み液を廃液として回収するように構成されている。
【００６４】
また、前記底面部７３には、図１２に示すように、周方向に等間隔をもって並列する二つの第一排気ダクト５８，５９が配設されている。これら第一排気ダクト５８，５９は、前記廃液路７４内の上方領域から排気気体を導出するための排気口５８ａ，５９ａを有し、円筒体によって形成されている。さらに、前記底面部７３には、前記両第一排気ダクト５８，５９の周方向の略中間に廃液口７５が設けられている。
【００６５】
前記廃液路７４は、相互に対向する内外二つの周壁７４ａ，７４ｂおよびこれら内外両周壁７４ａ，７４ｂに接続する連結部７４ｃからなる断面略コ字状の凹溝によって形成されている。この廃液路７４内の底面（連結部７４ｃ）には、図１０および図１１に示すように、廃液を廃液口７５側に誘導する傾斜部７６が設けられている。また、前記廃液路７４内には、板金等からなるミスト捕捉リング７７が配設されている。
【００６６】
前記ミスト捕捉リング７７は、図１３，図１４に示すように、前記廃液路７４の円周方向に沿う環状のリング本体７８と、このリング本体７８の円周方向に等間隔をもって並列する多数の気流誘導片７９とからなり、前記廃液路７４内に発生するスパイラル気流を受けてミストを捕捉するように構成されている。
前記リング本体７８は、円周方向に等間隔をもって水平方向に向かうように気流を規制させる並列する多数の取付片８０を有し、前記連結部７４ｃの外周部（底面）に対向する位置に配置されている。
【００６７】
前記気流誘導片７９は、前記リング本体７８の内側に突出する水平部８１と、この水平部８１の下側に折曲する垂直部８２と、この垂直部８２の内側に折曲する傾斜部８３とを有し、前記リング本体７８に一体に設けられている。そして、図１４に矢印で示すように前記スパイラル気流をウエハＷの回転方向に導くように構成されている。これにより、廃液路７４内における排気の流れが促進され、排気圧損が低減される。
【００６８】
以上の構成により、基板処理時にウエハＷを回転させると、廃液路７４内に鉛直面内でスパイラル気流が発生し、廃液路７４内において廃液と排気とが分離する。
この場合、ウエハＷが回転すると、ウエハＷの表面上から処理済み液が廃液としてウエハＷの周囲に飛散し、整流板５６と整流部６３との間を流下して廃液路７４内に流入する。この際、廃液の一部が細かなミストとなっても、ミストがミスト捕捉リング７７のリング本体７８および気流誘導片７９に衝突して付着し、廃液滴となって、傾斜部７６に落下する。そして、廃液路７４内に流入した廃液は、廃液口７５から廃液ダクト（図示せず）を介してカップ外に排出される。
一方、廃液路７４内の排気気体は、廃液路７４から第一排気ダクト５８，５９を介して第二排気ダクト６４内に流動し、カップ外に排出される。
【００６９】
したがって、本実施形態においては、基板処理時にミストの排気気体への混入が抑制されるため、第一排気ダクト５８，５９および第二排気ダクト６４のミスト固化物の付着を抑制できる。
これにより、第一排気ダクト５８，５９および第二排気ダクト６４内の排気性の悪化、あるいはパーティクルの増加を抑制でき、良好な膜形成を行うことができる。
【００７０】
上記第一〜第三の実施形態においては、被処理基板がウエハＷである場合について説明したが、これに限定されず、例えばＬＣＤ基板やＣＤ等の他の基板であってもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなとおり、本発明に係る基板処理装置によると、カップ内における良好な排気流動性を維持でき、良好な膜形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置の内部構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置における外カップの一部を示す断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置における外カップの一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置における内カップの全体を示す斜視図である。
【図６】本発明の第一の実施形態に係る基板処理装置における排気ダクトを示す断面図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る基板処理装置の内部構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る基板処理装置の廃液貯留部を示す斜視図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る基板処理装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置の内部構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置の廃液路を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態に係る基板処理装置のミスト捕捉部材を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示したミスト捕捉部材の要部拡大図である。
【図１５】従来の基板処理装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１基板処理装置
２保持・回転手段
３カップ
３ａ外カップ
３ｂ内カップ
４スピンチャック
５駆動モータ
６支軸
８天井部
８ａ貫通窓
９底面部
１０中間部
１１廃液路
１１ａ内周壁
１１ｂ外周壁
１１ｃ連結部
１２排出口
１３凹部
１４開口部
１５ミスト回収箱
１６ミストダクト
１７廃液口
１８，１９整流部
１９ａ切り欠き
２０排気路
２１壁部
２２排気ダクト
２２ａ第一流通部
２２Ａ排気口
２２ｂ第二流通部
２３仕切壁
Ｗウエハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus used when a predetermined processing is performed on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer or an LCD substrate.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor device manufacturing process, for example, a dielectric film (coating film) such as an interlayer insulating film is formed by using a SOD (spin on dielectric) system and applying a coating liquid to a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”). A method of performing physical treatment such as heating after coating is known.
Here, in order to apply a coating solution (a processing solution for forming a coating film), the coating solution is generally dropped on a substantially central portion of a wafer that is stopped or rotated, and then the wafer is rotated at a predetermined rotational speed. Thus, the coating liquid is diffused over the entire surface of the wafer.
[0003]
Conventionally, as a substrate processing apparatus used in this type of spin coating method, for example, an apparatus configured as shown in FIG. 15 is known. This substrate processing apparatus will be described with reference to FIG. 15. In FIG. 15, a substrate processing apparatus denoted by reference numeral 121 includes a cup 122 for performing predetermined processing on the wafer W, and a wafer W in the cup 122. And a spin chuck 123 that rotates by suction.
[0004]
A through window 122a that opens to the inside and outside of the cup is disposed at the center of the upper surface of the cup 122, and a rectifying plate 124 having a gradient that descends from the inner periphery of the cup toward the outer periphery of the cup is disposed inside. Further, an exhaust port 122b communicating with the exhaust duct 125 is disposed at the center of the bottom surface of the cup 122, and a waste liquid port 122c communicating with the waste liquid duct 126 is disposed at the bottom periphery thereof.
[0005]
The spin chuck 123 is connected to a rotary motor 127 via a support shaft 128. And it is comprised so that it can rotate around a vertical axis line by rotation of the rotary motor 127. FIG. A processing liquid supply nozzle 128 that supplies a processing liquid to the surface of the wafer W is disposed above the spin chuck 123.
[0006]
In order to perform processing with the processing liquid (substrate processing) on the wafer W using such a substrate processing apparatus 121, the processing liquid supply nozzle 128 is used while the wafer W is sucked and held horizontally by the spin chuck 123 and rotated. The processing liquid is supplied from the through hole 122a to the surface of the wafer W, and clean air is supplied from the through window 122a into the cup 122.
[0007]
In this case, when the processing liquid is supplied to the wafer W, most of the processing liquid (processed liquid) is scattered around the wafer W by the centrifugal force accompanying the rotation of the wafer W and collides with the inner surface of the peripheral wall of the cup 122. After flowing downward, the liquid is discharged out of the cup 122 from the waste liquid port 122c through the waste liquid duct 126.
[0008]
On the other hand, when clean air is supplied into the cup 122, the clean air swirls as the wafer W rotates, and flows downward along the upper surface of the rectifying plate 124 as indicated by arrows in FIG. The exhaust pressure of a pump (not shown) wraps around the rectifying plate 124 and is discharged out of the cup 122 from the exhaust port 122b through the exhaust duct 125.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described substrate processing apparatus does not have a function of separating waste liquid and clean air (exhaust gas), and therefore, a part of the waste liquid becomes mist during the substrate processing and is mixed into the exhaust gas. Mist adhered to the inner surface of the exhaust duct and solidified.
As a result, the deposit in which the mist has solidified deteriorates the exhaustability in the exhaust duct, which not only increases the number of times of duct cleaning, but also deteriorates the fluidity of the exhaust in the cup. In addition, particles may increase due to deposits that solidify the mist.
Due to these problems, the conventional substrate processing apparatus has a problem that a satisfactory film cannot be formed.
[0010]
The present invention has been made to solve such a technical problem, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of maintaining good exhaust fluidity in a cup and forming good film. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  A substrate processing apparatus according to the present invention, which has been made to achieve the above object, is provided with holding / rotating means for holding a substrate to be processed horizontally and rotating it around a vertical axis, and arranged around the holding / rotating means. And scattered from above the substrate to be processed.Treatment liquidAn outer cup having an annular waste liquid path for recovering as a waste liquid, an inner cup disposed inside the outer cup and having a rectifier for guiding the waste liquid in the waste liquid path, and exhausting the waste liquid path An exhaust passage,A plurality of cutouts arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the inner cup rectification unit, and the cutouts are provided to be inclined in the rotation direction with respect to the rotation axis of the holding / rotating means. It is characterized by having.
[0012]
With this configuration, when the substrate to be processed is rotated during substrate processing, a cyclone air current is generated in the waste liquid path, and the waste liquid and the exhaust are separated by the centrifugal separation action. In this case, even if a part of the waste liquid becomes fine mist, the mist collides with and adheres to the outer peripheral wall of the waste liquid path, and gradually increases in mist diameter and falls to the waste liquid path.
Therefore, the ratio of the mist mixed into the exhaust gas during substrate processing is suppressed, and adhesion of mist to the inner surface of the exhaust duct can be suppressed.
Thereby, the deterioration of the exhaust property of an exhaust duct or the increase in a particle can be suppressed, and favorable film formation can be performed.
[0013]
Here, it is desirable that the exhaust path is formed by a gap between the wall portion of the inner cup and the inner peripheral wall portion of the outer cup.
Thus, an exhaust path can be easily formed by using the gap between the wall part of the inner cup and the inner peripheral wall part of the outer cup as an exhaust path. Further, since the exhaust passage is formed by a gap between the wall portion of the inner cup and the inner peripheral wall portion of the outer cup, only the exhaust gas separated by the centrifugal separation action of the cyclone airflow can be discharged. .
The exhaust path may be formed in either the inner cup or the outer cup.
[0014]
Further, it is desirable that the notch is formed by a concave groove that opens in a direction inclined by 30 ° to 60 ° with respect to the rotation axis of the holding / rotating means. Since it is comprised in this way, generation | occurrence | production of the cyclone airflow in a waste liquid path is accelerated | stimulated.
[0015]
Moreover, it is desirable to provide an opening for introducing an airflow from the outside of the outer cup on the outer peripheral wall of the waste liquid path. Since it is configured in this manner, the airflow outside the cup is introduced into the waste liquid path from the opening in the direction along the rotation direction of the substrate to be processed, and the flow velocity of the cyclone airflow generated in the waste liquid path is increased.
[0016]
Furthermore, an exhaust duct having a first circulation part communicating with the exhaust passage and a second circulation part communicating with the first circulation part is disposed below the inner and outer cups, and the inside of the first circulation part of the exhaust duct is arranged. In addition, it is desirable that a partition wall extending in the circumferential direction is disposed, and an exhaust port of the first circulation portion is disposed outside the partition wall.
Since it is configured in this way, in the first flow part of the exhaust duct, the exhaust flow flowing into the region formed between the inner peripheral part of the partition wall and the inner peripheral wall of the first flow part is the first flow part. It goes to the area | region formed between the outer peripheral part of a partition wall, and the outer peripheral wall of a 1st flow part through the area | region formed between the inner and outer peripheral walls of a distribution | circulation part. Thereby, the exhaust flow flowing into the first circulation part from the inside of the exhaust passage is smoothly guided to the second circulation part through the exhaust port. In particular, since the partition wall extending in the circumferential direction is disposed in the first flow part of the exhaust duct, it is possible to prevent the adverse effect of exhausting only the part close to the exhaust port of the first flow part.
[0017]
In addition, it is desirable that the partition wall is formed at least half a circumference of the first flow part of the exhaust duct. Thereby, exhaust gas can be introduce | transduced into a 1st distribution part from the whole exhaust path.
[0018]
Further, it is desirable that a guide groove is disposed on the outer peripheral wall of the waste liquid path. As described above, since the guide groove is disposed on the outer peripheral wall of the waste liquid path, the mist collides with and adheres to the outer peripheral wall of the waste liquid path, and the mist diameter gradually increases in the guide groove. Fall.
The guide groove may be spirally disposed on the outer peripheral wall of the waste liquid path, and a plurality of the guide grooves may be disposed in parallel in the vertical direction on the outer peripheral wall of the waste liquid path.
[0019]
Moreover, it is desirable to arrange | position a discharge port in the outer peripheral wall of the said outer cup, and to discharge mist from the said discharge port.
The mist collides with and adheres to the outer peripheral wall of the waste liquid path, and the mist diameter gradually increases in the guide groove and falls into the waste liquid path. Thus, most of the mist contained in the exhaust gas is removed.
However, even if the mist collides with the outer peripheral wall of the waste liquid path, the mist cannot be completely removed, so that exhaust gas containing mist is formed on the outer peripheral wall of the outer cup different from the exhaust path. By discharging from the exhaust port, adhesion of mist in the exhaust duct may be suppressed.
[0025]
  The substrate processing apparatus according to the present invention includes a holding / rotating unit that horizontally holds a substrate to be processed and rotates it around a vertical axis, and is disposed around the holding / rotating unit. Splash aroundTreatment liquidA cup with an annular waste channel for recovery as waste fluid;A substrate processing apparatus comprising: an exhaust port for leading exhaust gas from an upper region in the annular waste liquid path; a waste liquid port for discharging waste liquid in the waste liquid path; and a circumferential direction of the waste liquid path A mist capturing ring provided along the circumferential direction of the waste liquid path, and a plurality of air currents provided at equal intervals in the circumferential direction of the ring body. A guide piece, and guides the air flow in the waste liquid path in the direction of rotation of the substrate to be processed by the air flow guide piece, attaches the mist of the waste liquid to the mist capturing ring, and separates the waste liquid from the exhaust in the waste liquid path TheIt is a feature.
[0026]
  With this configuration, when the substrate to be processed is rotated during substrate processing, a spiral air flow is generated in the vertical plane in the waste liquid path, and the waste liquid and the exhaust are separated in the waste liquid path. In this case, even if a part of the waste liquid becomes a fine mist,Mist catch ringIt collides with and adheres.
  Accordingly, since mist is not mixed into the exhaust gas during substrate processing, adhesion of mist on the inner surface of the exhaust duct can be suppressed, and adhesion of deposits that are solidified mist can be prevented. Thereby, the deterioration of the exhaust property in an exhaust duct or the increase in a particle can be suppressed, and favorable film formation can be performed.
[0027]
  Here, the air flow guide piece includes a horizontal portion protruding inside the ring body, a vertical portion bent below the horizontal portion, and an inclined portion bent inside the vertical portion. It is desirable. Since it is configured in this way, the flow of exhaust gas in the waste liquid passage is promoted by the air flow guide piece, and exhaust pressure loss is reduced.
  The ring body is provided with a plurality of mounting pieces facing the bottom surface of the waste liquid path at equal intervals in the circumferential direction of the ring body, and the mounting pieces regulate the air flow in the horizontal direction. It is desirable.
  Furthermore, it is desirable that an inclined portion for guiding the waste liquid to the waste liquid outlet side is disposed on the bottom surface in the waste liquid path. Since it is configured in this way, the waste liquid is guided to the waste liquid outlet side along the inclined portion.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a substrate processing apparatus according to the present invention will be described based on a first embodiment shown in FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 3 and 4 are a cross-sectional view and a perspective view showing a part of the outer cup in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing the entire inner cup in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing an exhaust duct of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0029]
In FIG. 1, a substrate processing apparatus denoted by reference numeral 1 includes a coating processing apparatus for performing a predetermined coating process on a wafer W, and includes a holding / rotating unit 2 and a cup 3.
The holding / rotating means 2 includes a spin chuck 4 that holds the wafer W horizontally by vacuum suction, and a drive motor 5 that rotates the spin chuck 4 at a high speed.
The spin chuck 4 is connected to the drive motor 5 via a support shaft 6 and is configured to rotate around the support shaft 6 (vertical shaft). A processing liquid supply nozzle (not shown) for supplying a processing liquid to the wafer W is disposed above the spin chuck 4.
[0030]
The drive motor 5 is a pulse motor, for example, and is disposed below the spin chuck 4.
The rotational speed of the spin chuck 4 by the drive motor 5 can be arbitrarily controlled.
[0031]
On the other hand, the cup 3 includes an outer cup 3 a and an inner cup 3 b and is disposed around the holding / rotating means 2.
The outer cup 3 a has a ceiling portion 8, a bottom surface portion 9, and an intermediate portion 10.
The ceiling part 8 constitutes the upper part of the outer cup 3a and is formed by a flat circular member. A through window 8 a that opens in the axial direction of the drive motor 5 is provided at the center position.
[0032]
The bottom surface portion 9 constitutes a cup lower portion of the outer cup 3a, and is entirely formed by an annular member as shown in FIGS. The bottom surface portion 9 is provided with an annular waste liquid passage 11 that opens upward. Thus, the processed liquid that scatters from the wafer W on the spin chuck 4 to the surroundings is collected in the waste liquid path 11 as a waste liquid.
[0033]
The waste liquid passage 11 is formed by a concave groove having a substantially U-shaped cross section comprising two inner and outer peripheral walls 11a and 11b facing each other and a connecting portion 11c connected to both the inner and outer peripheral walls 11a and 11b.
The inner peripheral wall 11a forms an exhaust passage together with the inner cup 3b (wall portion), and the height dimension thereof is set larger than the height dimension of the outer peripheral wall 11b.
[0034]
A discharge port 12 (shown in FIG. 2) communicating with the waste liquid passage 11 and a recess 13 for guiding mist to the discharge port 12 (a guide groove having a groove width of about 1 mm to 5 mm) are provided on the inner surface of the outer peripheral wall 11b. ) Are provided in parallel in the vertical direction.
In addition, although the said recessed part 13 demonstrated the case where it was a guide groove paralleled in the up-down direction, the spiral guide groove which one end went to the discharge port 12 may be sufficient. In this case, the mist is smoothly guided to the discharge port 12 along the outer peripheral wall 11 b of the waste liquid path 11.
[0035]
Further, as shown in FIG. 3, the outer peripheral wall 11b is provided with a plurality of, for example, eight openings 14 having a diameter of about 5 mm, for example, which are arranged in parallel at equal intervals in the circumferential direction. This is due to the action of exhausting the inside of the cup (exhaust pressure) and introducing the gas outside the cup into the waste liquid path 11 from the opening in a direction along the rotation direction of the wafer W on the spin chuck 4. In order to increase the flow velocity of the cyclone airflow generated in the waste liquid path 11.
The flow rate of the cyclone air flow is set to 8 to 9 m / second, for example, when the rotational speed of the wafer W is 1500 rpm and the exhaust amount in the cup is 2 liters / minute.
Further, a pipe (not shown) may be connected to the opening to introduce a gas having a pressure that does not affect the exhaust. Further, the opening may be provided with an angle in the vertical direction.
[0036]
Further, as shown in FIG. 2, a mist collection box 15 communicating with the discharge port 12 is attached to the outer peripheral wall 11 b via a mist duct 16.
In the mist collection box 15, a funnel-shaped flow passage (not shown) that leads to a suction device (not shown) is provided to prevent backflow. The discharge port 12, the mist collection box 15, and the mist duct 16 are not necessarily provided, but are preferably provided in order to further suppress adhesion of the mist solidified material in the exhaust duct 22 from which the mist flows out of other than the cup.
[0037]
The connecting portion 11 c is provided with a waste liquid port 17 that communicates with the waste liquid path 11. Thus, the waste liquid collected in the waste liquid path 11 is discharged from the waste liquid port 17 to the outside of the cup through a waste liquid duct (not shown).
[0038]
Moreover, the said intermediate part 10 comprises the cup intermediate part of the said outer cup 3a, and the whole is formed of the annular member. On the inner surface of the intermediate part 10, a rectifying part 18 protruding into the cup is provided. Accordingly, the waste liquid from the wafer W on the spin chuck 4 is guided into the waste liquid path 11 together with the rectifying unit 19 of the inner cup 3b.
[0039]
On the other hand, the inner cup 3b is disposed on the inner side of the outer cup 3a at a distance of, for example, about 1 to 2 mm from the outer peripheral wall 11b, and is formed by an annular member as shown in FIG. The inner cup 3b includes a frustoconical rectifying portion 19 for guiding waste liquid from the wafer W in the waste liquid passage 11 and a cylindrical wall portion 21 for forming an exhaust passage 20 communicating with the waste liquid passage 11. have.
[0040]
In addition, on the outer peripheral edge of the rectifying unit 19, a number of notches 19a arranged in parallel at a predetermined interval in the circumferential direction are provided. As a result, a cyclone airflow is generated in the waste liquid path 11 by the rotation of the wafer W. Each of these notches 19a is formed by a concave groove that opens in a direction inclined by θ (30 ° to 60 °) with respect to the rotational axis of the drive motor 5 in the rotational direction. Thereby, it is configured to promote the generation of a cyclone airflow in the waste liquid path 11 by restricting the exhaust flow in the cup obliquely and restricting the airflow generated along with the direction of substrate rotation during processing.
[0041]
The wall portion 21 faces the inner peripheral wall 11a of the waste liquid passage 11 with a predetermined interval (the width of the exhaust passage 20), and is provided integrally with the base portion of the inner cup 3b. An exhaust duct 22 for discharging exhaust gas from the exhaust path 20 to the outside of the cup is disposed below the wall portion 21.
The exhaust duct 22 includes an annular first circulation portion 22a that communicates with the exhaust passage 20, and a cylindrical second circulation portion 22b that communicates with the first circulation portion 22a.
[0042]
A partition wall 23 extending in the circumferential direction is disposed in the first flow part 22a so as to contact the bottom surface part of the waste liquid path 11. As shown in FIG. 6, the partition wall 23 is formed of a curved wall along an arc whose central angle is a predetermined angle 2α (for example, α = 110 °), and is symmetric with respect to the flow path axis of the second circulation portion 22b. It is arranged at such a position.
In addition, an exhaust port 22A of the first circulation portion 22a is disposed in the vicinity (outside) of the outer peripheral portion at the center of the partition wall 23.
[0043]
And in the 1st distribution part 22a of the said exhaust duct 22, the exhaust flow which flows into the area | region a formed between the inner peripheral part of the partition wall 23 and the inner peripheral wall of the 1st distribution part 22a is 1st. It passes through the area | region b formed between the inner and outer peripheral walls of the distribution | circulation part 22a, and is comprised so that it may go to the area | region c formed between the outer peripheral part of the partition wall 23 and the outer peripheral wall of the 1st distribution | circulation part 22a.
Thereby, the exhaust flow flowing from the exhaust path 20 to the first circulation part 22a of the exhaust duct 22 is smoothly guided to the second circulation part 22b via the exhaust port 22A. In particular, since the partition wall 23 extending in the circumferential direction is disposed in the first flow part 22a of the exhaust duct 22, the adverse effect of exhausting only a portion close to the exhaust port 22A of the first flow part 22a is prevented. it can.
[0044]
The second circulation part 22b is configured to form an exhaust flow from the exhaust passage 20 toward the exhaust port 22A through the areas a to c in the first circulation part 22a or the areas b and c. An exhaust pump (not shown) is connected.
[0045]
With the above configuration, when the wafer W is rotated during substrate processing, the processed liquid scatters around the wafer W as waste liquid from the surface of the wafer W and flows down between the rectifying units 18 and 19. When the waste liquid passes through the notch 19 a of the rectifying unit 19, it rides on the cyclone air current in the waste liquid path 11 and collides with the outer peripheral wall 11 b.
At this time, even if a part of the waste liquid becomes a fine mist, the mist collides with and adheres to the outer peripheral wall 11b of the waste liquid path 11, and the mist diameter gradually increases and drops into the waste liquid as a droplet.
On the other hand, the exhaust gas flows into the exhaust passage 20 and is discharged from the second circulation portion 22b from the exhaust passage 20 through the regions a to c or the regions b and c of the first circulation portion 22a.
[0046]
Therefore, in this embodiment, since mixing of the mist into the exhaust gas during the substrate processing is suppressed, adhesion of the mist solidified product in the exhaust duct 22 can be prevented. Thereby, the deterioration of the exhaust property of the exhaust duct 22 or the increase of particles can be suppressed, and favorable film formation can be performed.
[0047]
In addition, the waste liquid after colliding with the waste liquid path 11 (outer peripheral wall 11b) flows down into the waste liquid path 11 (connecting portion 11c), and is discharged out of the cup from the waste liquid port 17 through a waste liquid duct (not shown). .
Further, as described above, the mist adhering to the outer peripheral wall 11b is gathered by the concave portion 13 to increase the mist diameter and falls into the waste liquid. Thus, most of the mist contained in the exhaust gas is removed. However, since the mist cannot be completely removed even when the mist collides with the outer peripheral wall of the waste liquid passage, the gas containing the mist is formed on the outer peripheral wall of the outer cup different from the exhaust passage. Discharge from the discharge port 12. The mist is recovered from the discharge port 12 into the mist recovery box 15 via the mist duct 16, and adhesion of mist in the exhaust duct is suppressed.
[0048]
Next, a substrate processing apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a sectional view showing the internal structure of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing a waste liquid storage part of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. 7 to 9, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0049]
In FIG. 7, the substrate processing apparatus denoted by reference numeral 51 is formed of a coating processing apparatus for performing a predetermined coating process on the wafer W, like the substrate processing apparatus 1. I have.
[0050]
The cup 52 has a ceiling portion 53, a bottom surface portion 54, and an intermediate portion 55, and is disposed around the holding / rotating means 2. A rectifying plate 56 having a gradient descending from the inner peripheral portion of the cup toward the outer peripheral portion of the cup is disposed in the cup 52.
The ceiling 53 constitutes the upper part of the cup 52. A through window 53 a that opens in the axial direction of the drive motor 5 is provided at the center position.
[0051]
The bottom surface portion 54 constitutes a cup lower portion of the cup 52 and is formed of an annular member. The bottom surface portion 54 is provided with an annular waste liquid storage portion 57 that opens upward. As a result, the processed liquid that scatters from the wafer W on the spin chuck 4 to the surroundings is stored in the waste liquid storage unit 57 as a waste liquid.
[0052]
Further, as shown in FIG. 8, two first exhaust ducts 58 and 59 arranged in parallel at equal intervals in the circumferential direction are disposed on the bottom surface portion 54. These exhaust ducts 58 and 59 have exhaust ports 58a and 59a for leading exhaust gas from the upper region in the waste liquid storage part 57, and are entirely formed of a cylindrical body.
[0053]
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, a waste liquid duct 60 is disposed on the bottom surface portion 54 substantially in the middle of both the first exhaust ducts 58 and 59. The waste liquid duct 60 has a discharge port 60a for discharging the waste liquid from the upper region in the waste liquid storage part 57, and a cylindrical float member is formed in the upper part 60b.
The height of the waste liquid duct 60 is variable depending on the liquid level of the waste liquid in the waste liquid storage section 57 by buoyancy.
The upward movement of the waste liquid duct 60 is restricted by a stopper 61 at a predetermined height position.
[0054]
The waste liquid storage portion 57 is formed by a concave groove having a substantially U-shaped cross section including two inner and outer peripheral walls 57a and 57b facing each other and a connecting portion 57c connected to both the inner and outer peripheral walls 57a and 57b.
The rectifying plate 56 is integrally provided on the front end surface of the inner peripheral wall 57 a in the waste liquid storage portion 57. Further, as shown in FIG. 7, an inclined portion 62 for guiding the waste liquid toward the waste liquid duct is provided on the bottom surface (connecting portion 57c) in the waste liquid storage portion 57.
[0055]
The intermediate portion 55 constitutes a cup intermediate portion of the cup 52 and is formed of an annular member. On the inner surface of the intermediate portion 55, a rectifying portion 63 protruding into the cup is provided.
As a result, the waste liquid from the wafer W on the spin chuck 4 together with the current plate 56 is guided into the waste liquid storage part 57, and a spiral airflow is generated in the vertical plane in the same direction as the rotation direction of the wafer W. ing.
[0056]
On the other hand, below the cup 52, a second exhaust duct 64 for exhausting the exhaust from the first exhaust ducts 58 and 59 to the outside of the cup is disposed. The second exhaust duct 64 includes a first circulation part 64a having a substantially Y-shaped cross section that communicates with the first exhaust ducts 58 and 59, and a cylindrical second circulation part 64b that communicates with the first circulation part 64a. And have. The second exhaust duct 64 is connected to an exhaust pump (not shown) for forming an exhaust flow from the first circulation part 64a toward the second circulation part 64b.
[0057]
With the above configuration, when the wafer W is rotated during substrate processing, a spiral air flow is generated in the vertical plane in the waste liquid storage unit 57, and the waste liquid and the exhaust gas are separated in the waste liquid storage unit 57.
In this case, when the wafer W rotates, the processed liquid scatters around the wafer W as waste liquid from the surface of the wafer W and flows down between the rectifying plate 56 and the rectifying unit 63. Then, the waste liquid flows and is stored in the waste liquid storage part 57. At this time, even if a part of the waste liquid becomes a fine mist, the mist rides on the spiral airflow in the waste liquid storage part 57 and collides with the waste liquid in the waste liquid storage part 57 several times and is absorbed.
[0058]
Therefore, in this embodiment, since mist is not mixed with exhaust gas at the time of substrate processing, adhesion of mist solidified substances on the inner surfaces of the first exhaust ducts 58 and 59 and the second exhaust duct 64 can be suppressed.
Thereby, it is possible to suppress the deterioration of exhaustability in the first exhaust ducts 58 and 59 and the second exhaust duct 64, or to increase the number of particles, and to form a favorable film.
[0059]
When a predetermined amount of waste liquid is stored in the waste liquid storage unit 57, the upward movement of the waste liquid duct 60 is restricted by the stopper 61, and the waste liquid duct 69 is disposed at a predetermined height position. In this state, when the waste liquid further flows into the waste liquid storage section 57, it is discharged out of the cup through the waste liquid duct 60 from the introduction port 60a.
On the other hand, the exhaust gas in the waste liquid storage part 57 flows from the waste liquid storage part 57 into the second exhaust duct 64 via the first exhaust ducts 58 and 59 and is discharged out of the cup.
[0060]
Further, in the present embodiment, the case where the waste liquid duct 60 is formed by a moving duct has been described, but the present invention is not limited to this, and may of course be formed by a fixed duct. In this case, the fixed duct is disposed at such a height that the waste liquid can be always stored in the waste liquid storage section. Further, since it is necessary to discharge the waste liquid in the waste liquid storage part to the outside during maintenance, it is desirable to provide a through hole in the bottom part of the waste liquid storage part and attach the plug body to the through hole in a detachable manner.
[0061]
Next, a substrate processing apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the internal structure of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 12 is a perspective view showing the waste liquid path of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a perspective view showing a mist capturing member of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. 10 to 13, the same members as those in FIGS. 7 to 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0062]
In FIG. 10, a substrate processing apparatus denoted by reference numeral 71 is a coating processing apparatus for performing a predetermined coating process on the wafer W, similar to the substrate processing apparatuses 1 and 51, and includes the holding / rotating means 2 and the cup. 72.
The cup 72 has a ceiling portion 53, a bottom surface portion 73, and an intermediate portion 55, and is disposed around the holding / rotating means 2. In the cup 72, the rectifying plate 56 having a gradient descending from the cup inner peripheral portion toward the cup outer peripheral portion is disposed.
[0063]
The bottom surface portion 73 constitutes a cup lower portion of the cup 72 and is formed of an annular member. The bottom surface portion 73 is provided with an annular waste liquid passage 74 that opens upward. As a result, the processed liquid that scatters around from the wafer W on the spin chuck 4 is collected as waste liquid.
[0064]
Further, as shown in FIG. 12, two first exhaust ducts 58 and 59 arranged in parallel at equal intervals in the circumferential direction are disposed on the bottom surface portion 73. These first exhaust ducts 58 and 59 have exhaust ports 58a and 59a for leading exhaust gas from the upper region in the waste liquid passage 74, and are formed of a cylindrical body. Further, the bottom surface portion 73 is provided with a waste liquid port 75 at a substantially intermediate position in the circumferential direction between the first exhaust ducts 58 and 59.
[0065]
The waste liquid path 74 is formed by a concave groove having a substantially U-shaped cross section comprising two inner and outer peripheral walls 74a and 74b facing each other and a connecting portion 74c connected to both the inner and outer peripheral walls 74a and 74b. As shown in FIGS. 10 and 11, an inclined portion 76 that guides the waste liquid toward the waste liquid port 75 is provided on the bottom surface (connecting portion 74 c) in the waste liquid path 74. A mist capturing ring 77 made of sheet metal or the like is disposed in the waste liquid path 74.
[0066]
As shown in FIGS. 13 and 14, the mist capturing ring 77 includes an annular ring main body 78 along the circumferential direction of the waste liquid passage 74 and a large number of parallel rings arranged at equal intervals in the circumferential direction of the ring main body 78. The airflow guide piece 79 is configured to receive a spiral airflow generated in the waste liquid passage 74 and capture the mist.
The ring body 78 has a large number of mounting pieces 80 arranged in parallel to restrict the air flow so as to be horizontally directed at equal intervals in the circumferential direction, and is disposed at a position facing the outer peripheral portion (bottom surface) of the connecting portion 74c. Has been.
[0067]
The airflow guide piece 79 includes a horizontal portion 81 projecting inside the ring body 78, a vertical portion 82 that bends below the horizontal portion 81, and an inclined portion 83 that bends inside the vertical portion 82. And is provided integrally with the ring main body 78. Then, as shown by an arrow in FIG. 14, the spiral airflow is guided in the rotation direction of the wafer W. Thereby, the flow of the exhaust gas in the waste liquid passage 74 is promoted, and the exhaust pressure loss is reduced.
[0068]
With the above configuration, when the wafer W is rotated during the substrate processing, a spiral air flow is generated in the vertical direction in the waste liquid path 74, and the waste liquid and the exhaust are separated in the waste liquid path 74.
In this case, when the wafer W rotates, the processed liquid is scattered as waste liquid around the wafer W from the surface of the wafer W, flows down between the rectifying plate 56 and the rectifying unit 63 and flows into the waste liquid path 74. . At this time, even if a part of the waste liquid becomes a fine mist, the mist collides with and adheres to the ring main body 78 and the airflow guide piece 79 of the mist capturing ring 77 to become a waste droplet and falls to the inclined portion 76. . Then, the waste liquid that has flowed into the waste liquid path 74 is discharged out of the cup from the waste liquid port 75 via a waste liquid duct (not shown).
On the other hand, the exhaust gas in the waste liquid passage 74 flows from the waste liquid passage 74 into the second exhaust duct 64 via the first exhaust ducts 58 and 59 and is discharged out of the cup.
[0069]
Therefore, in this embodiment, since the mixing of the mist into the exhaust gas during the substrate processing is suppressed, the adhesion of the mist solidified product in the first exhaust ducts 58 and 59 and the second exhaust duct 64 can be suppressed.
Thereby, deterioration of the exhaustability in the first exhaust ducts 58 and 59 and the second exhaust duct 64 or an increase in particles can be suppressed, and favorable film formation can be performed.
[0070]
In the first to third embodiments, the case where the substrate to be processed is the wafer W has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be another substrate such as an LCD substrate or a CD.
[0071]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the substrate processing apparatus of the present invention, good exhaust fluidity in the cup can be maintained and good film formation can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal structure of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the outer cup in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a part of the outer cup in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing the entire inner cup in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an exhaust duct in the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an internal structure of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a waste liquid storage part of the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an internal structure of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing a waste liquid path of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a perspective view showing a mist capturing member of a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
14 is an enlarged view of a main part of the mist capturing member shown in FIG.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a conventional substrate processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Substrate processing equipment
2 Holding and rotating means
3 cups
3a outer cup
3b inner cup
4 Spin chuck
5 Drive motor
6 Support shaft
8 Ceiling
8a Through window
9 Bottom
10 Middle part
11 Waste liquid path
11a Inner wall
11b Outer wall
11c connecting part
12 Discharge port
13 recess
14 opening
15 Mist collection box
16 Mist duct
17 Waste outlet
18, 19 Rectifier
19a cutout
20 Exhaust passage
21 Wall
22 Exhaust duct
22a First Distribution Department
22A Exhaust port
22b Second Distribution Department
23 partition wall
W wafer

Claims

Holding / rotating means for holding the substrate to be processed horizontally and rotating it around the vertical axis;
An outer cup having an annular waste liquid path disposed around the holding / rotating means and for collecting a processing liquid scattered around from the substrate to be processed as a waste liquid;
An inner cup that is disposed inside the outer cup and has a rectifying unit that guides the waste liquid into the waste liquid path;
An exhaust path for exhausting the waste liquid path,
A plurality of notches arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the inner cup rectification unit,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the notch is provided so as to be inclined in a rotation direction with respect to a rotation axis of the holding / rotating means.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the exhaust path is formed by a gap between a wall portion of the inner cup and an inner peripheral wall portion of the outer cup.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the exhaust path is formed in either the inner cup or the outer cup.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the notch is formed by a concave groove that opens in a direction inclined by 30 ° to 60 ° with respect to a rotation axis of the holding / rotating unit.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein an opening for introducing an air flow from the outside of the outer cup is provided on an outer peripheral wall of the waste liquid path.

Below the inner and outer cups, an exhaust duct having a first circulation part communicating with the exhaust passage and a second circulation part communicating with the first circulation part is disposed,
In the first circulation part of the exhaust duct, a partition wall extending in the circumferential direction is disposed,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein an exhaust port of the first circulation part is disposed outside the partition wall.

The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the partition wall is formed at least a half circumference of the first flow part of the exhaust duct.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a guide groove is disposed on an outer peripheral wall of the waste liquid path.

9. The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein the guide groove is spirally disposed on an outer peripheral wall of the waste liquid path.

9. The substrate processing apparatus according to claim 8, wherein a plurality of the guide grooves are arranged in parallel in the vertical direction on the outer peripheral wall of the waste liquid path.

The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a discharge port is provided on an outer peripheral wall of the outer cup, and mist is discharged from the discharge port.

Holding / rotating means for holding the substrate to be processed horizontally and rotating it around the vertical axis;
A substrate processing apparatus provided with a cup having an annular waste liquid path that is disposed around the holding / rotating means and collects the processing liquid scattered around the substrate to be processed as waste liquid ;
An exhaust port for leading exhaust gas from an upper region in the annular waste liquid path;
A waste liquid outlet for discharging the waste liquid in the waste liquid path;
A mist capturing ring provided along a circumferential direction of the waste liquid path, and the mist capturing ring includes an annular ring body along a circumferential direction of the waste liquid path, and a circumferential direction of the ring body. A plurality of airflow guide pieces provided at intervals,
The substrate processing is characterized in that the air flow in the waste liquid path is guided in the rotation direction of the substrate to be processed by the air flow guide piece, and the mist of the waste liquid is attached to the mist capturing ring to separate the waste liquid from the exhaust in the waste liquid path. apparatus.

The airflow guide piece includes a horizontal portion protruding inside the ring body, a front portion 13. The substrate processing apparatus according to claim 12, further comprising: a vertical portion that is bent below the horizontal portion; and an inclined portion that is bent inside the vertical portion.

In the ring body, a plurality of mounting pieces are provided facing the bottom surface of the waste liquid path in the circumferential direction of the ring body and at equal intervals,
The substrate processing apparatus according to claim 12, wherein an airflow is restricted by the mounting piece so as to be directed in a horizontal direction .

15. The substrate processing apparatus according to claim 12, further comprising an inclined portion that guides the waste liquid toward the waste liquid port on a bottom surface in the waste liquid path.