JP4884136B2

JP4884136B2 - 液処理装置および液処理方法

Info

Publication number: JP4884136B2
Application number: JP2006233250A
Authority: JP
Inventors: 規宏伊藤; 宏光難波
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP2008060203A

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハ等の基板に対して所定の液処理を行う液処理装置および液処理方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に処理液を供給して液処理を行うプロセスが多用されている。このようなプロセスとしては、例えば、基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理等を挙げることができる。

このような液処理装置としては、半導体ウエハ等の基板をスピンチャックに保持し、基板を回転させた状態で基板の表面または表裏面に処理液を供給して基板の表面または表裏面に液膜を形成して処理を行う枚葉式のものが知られている。

この種の装置では、通常、処理液は基板の中心に供給され、基板を回転させることにより処理液を外方に広げて液膜を形成して液処理を行い、その後、処理液を離脱させる乾燥処理を行っている。

乾燥処理は、乾燥用溶剤であるＩＰＡを供給するか、またはＩＰＡとＮ_２ガス等の不活性ガスを供給した後、振り切り乾燥することにより行われる。これにより、基板上に残留水滴をなくしてウォーターマークやパーティクルを極力排除するようにしている。

ところで、この種の液処理装置は、基板が存在する空間にファン・フィルター・ユニット（ＦＦＵ）から清浄空気のダウンフローが供給されるようになっているが、この清浄空気は一般的に湿度コントロールされておらず、供給される空気の湿度が高い場合には、空気中の水分が乾燥用溶剤であるＩＰＡ中に吸収されること等に起因して、乾燥処理後にＩＰＡを揮発させた際に水分が基板の周縁部に残留し、ウォーターマークやパーティクルの原因となるおそれがある。

このようなことを防止するためには、特許文献１に開示されたようなエアーコントローラを備えた液処理装置を利用することが考えられる。すなわち、このエアーコントローラにより湿度を低くコントロールした乾燥空気を供給し、乾燥雰囲気にすることが考えられる。

しかしながら、エアーコントローラを設備として有する場合には多大な初期コストがかかる。また、このようなエアーコントローラは装置全体の雰囲気の湿度を制御するものであるため、湿度を制御した空気を多量に供給する必要があり、ランニングコストが高いという問題がある。さらに、エアーコントローラを設けることにより、液処理装置のフットプリントが大きくなるという問題点もある。
特開平３−１６５０３１号公報

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、初期コストおよびランニングコストを上昇させず、かつ、フットプリントを増大させることなく、乾燥後の基板上へのパーティクルの付着およびウォーターマークの発生を確実に防止することができる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。また、このような液処理方法を実行させるプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基板に処理液を供給しながら基板に対し液処理を行い、その後乾燥処理する液処理装置であって、基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記液処理および前記乾燥処理の際に前記基板保持部を基板とともに回転させる回転機構と、前記基板保持部に保持されている基板を囲繞するように環状に形成され、気体成分を取り入れて排気する排気カップと、前記乾燥処理の際に、基板の上方位置から、基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構とを具備し、前記乾燥ガス供給機構は、乾燥ガスを前記基板保持部に保持されている基板の円周外方から基板上方に向けて吐出する乾燥ガス吐出部と、この乾燥ガス吐出部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給部とを有し、前記乾燥ガス吐出部は、前記基板保持部に保持されている基板の外周に沿って環状に設けられており、前記乾燥ガス供給機構から基板の上方の少なくとも周縁部に供給された乾燥ガスが、前記排気カップの排気流とともに基板の周縁部に供給されることを特徴とする液処理装置を提供する。

上記第１の観点において、前記乾燥ガス吐出部は、前記排気カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けることができる。さらにまた、主に基板から振り切られた処理液を取り入れて排液する環状をなす排液カップをさらに具備し、前記排気カップは、前記排液カップの外側に前記排液カップを囲繞するように設けられ、前記乾燥ガス吐出部は、前記排気カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けられている構成とすることができる。

また上記第１の観点において、前記乾燥ガス吐出部は、乾燥ガスを吐出する乾燥ガス吐出口と、前記乾燥ガス吐出口に乾燥ガスを導く乾燥ガス流路とを有する構成であってよく、前記乾燥ガス吐出口は、環状をなすスリットとして形成されていてもよいし、前記乾燥ガス吐出口を複数有し、該複数の乾燥ガス吐出口が環状をなすように配置されていてもよい。また、前記乾燥ガス流路は、供給された乾燥ガスを一旦滞留させる滞留部と、この滞留部から前記乾燥ガス吐出口に乾燥ガスを導く孔部とを有する構成とすることができる。

さらに上記第１の観点において、前記乾燥処理時に基板に乾燥用溶剤を供給する乾燥用溶剤供給機構をさらに具備する構成としてもよく、この場合に、前記乾燥処理時に基板に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに具備し、前記乾燥用溶剤供給機構は、基板への乾燥用溶剤の供給位置を移動させながら乾燥用溶剤を供給し、前記不活性ガス供給機構は、前記乾燥用溶剤供給機構の供給位置を追いかけるように供給位置を移動させる構成とすることができる。また、前記乾燥ガスとしては、低露点の窒素または空気を好適に用いることができる。

本発明の第２の観点では、基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記基板保持部を基板とともに回転させる回転機構と、前記基板保持部に保持されている基板を囲繞するように環状に形成され、気体成分を取り入れて排気する排気カップと、基板の上方位置から、基板上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構とを具備する液処理装置により基板に対して液処理を行う液処理方法であって、前記回転機構により基板を回転させながら、前記液供給機構により基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、前記液処理後、前記回転機構により基板を回転させながら、前記乾燥ガス供給機構により基板の上方位置から、基板上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給し、前記排気カップの排気流とともに前記乾燥ガスが基板の周縁部に供給されるようにして基板を乾燥させる工程とを有し、前記乾燥ガスは、前記乾燥ガス供給機構により基板の周囲から環状に供給されることを特徴とする液処理方法を提供する。

上記第２の観点において、前記乾燥ガスは、前記乾燥ガス供給機構により基板の外方から基板上方に向けて吐出されるようにすることができる。また、前記基板を乾燥させる工程は、前記回転機構により基板を回転させながら基板上に乾燥用溶剤を供給した後、前記回転機構により基板を回転させて振り切り乾燥させるようにすることができる。この場合に、前記基板を乾燥させる工程は、前記乾燥用溶剤を基板上の供給位置を移動させながら供給し、その供給位置を追いかけるように不活性ガスを供給するようにして行うことができる。さらにまた、前記乾燥ガスとしては、低露点の窒素または空気を好適に用いることができる。

本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、液処理装置を制御するためのプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第２の観点の液処理方法が行われるように、コンピュータに前記液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、基板処理の際に基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給するようにしたので、処理室全体のエアーコントローラを設けることなく、基板周囲の湿度が高いことに起因する基板周縁部でのウォーターマークの発生やパーティクルの付着を防止することができ、エアーコントローラを設けた場合のような、初期コスト、ランニングコスト、装置のフットプリントの問題を生じさせることがない。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。ここでは、本発明を半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）の表裏面洗浄を行う液処理装置に適用した場合について示す。

図１は本発明の一実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図、図２はその平面図、図３は図１の液処理装置の液処理供給機構を示す概略図、図４は図１の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図である。この液処理装置１００は、図示しない液処理システムに複数台組み込まれており、ベースプレート１と、被処理基板であるウエハＷを回転可能に保持するウエハ保持部２と、このウエハ保持部２を回転させる回転モータ３と、ウエハ保持部２に保持されたウエハＷを囲繞するように設けられ、ウエハ保持部２とともに回転する回転カップ４と、ウエハＷの表面に処理液を供給する表面処理液供給ノズル５と、ウエハＷの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給ノズル６と、回転カップ４の周縁部に設けられた排気・排液部７と、ウエハＷの上方に環状に設けられ、ウエハＷ表面を低湿度雰囲気にするためにウエハＷ上に乾燥したガスを供給する乾燥ガス供給機構１０とを有している。また、排気・排液部７の周囲およびウエハＷの上方を覆うようにケーシング８が設けられている。ケーシング８の上部には液処理システムのファン・フィルター・ユニット（ＦＦＵ）からの気流を側部に設けられた開閉可能なダンパー９ａを介して導入する気流導入部９が設けられており、ウエハ保持部２に保持されたウエハＷに清浄空気のダウンフローが供給されるようになっている。

ウエハ保持部２は、水平に設けられた円板状をなす回転プレート１１と、その裏面の中心部に接続され、下方鉛直に延びる円筒状の回転軸１２とを有している。回転プレート１１の中心部には、回転軸１２内の孔１２ａに連通する円形の孔１１ａが形成されている。そして、裏面処理液供給ノズル６を備えた昇降部材１３が孔１２ａおよび孔１１ａ内を昇降可能に設けられている。回転プレート１１には、ウエハＷの外縁を保持する保持部材１４が設けられており、図２に示すように、これらは３つ等間隔で配置されている。この保持部材１４は、ウエハＷが回転プレート１１から少し浮いた状態で水平にウエハＷを保持するようになっている。この保持部材１４はウエハＷの端面を保持可能な保持部１４ａと、保持部１４ａから回転プレート裏面側中心方向に延材する着脱部１４ｂと、保持部１４ａを垂直面内で回動させる回転軸１４ｃとを有し、着脱部１４ｂの先端部を図示しないシリンダ機構により上方に押し上げることにより、保持部１４ａが外側に回動してウエハＷの保持が解除される。保持部材１４は、図示しないバネ部材により保持部１４ａがウエハＷを保持する方向に付勢されており、シリンダ機構を作動させない場合には保持部材１４によりウエハＷが保持された状態となる。

回転軸１２は、２つのベアリング１５ａを有する軸受け部材１５を介してベースプレート１に回転可能に支持されている。回転軸１２の下端部にはプーリー１６が嵌め込まれており、プーリー１６にはベルト１７が巻き掛けられている。ベルト１７はモータ３の軸に取り付けられたプーリー１８にも巻き掛けられている。そして、モータ３を回転させることによりプーリー１８、ベルト１７およびプーリー１６を介して回転軸１２を回転するようになっている。

表面処理液供給ノズル５は、ノズル保持部材２２に保持された状態でノズルアーム２２ａの先端に取り付けられており、後述する処理液供給機構８５からノズルアーム２２ａ内に設けられた流路を通って処理液等が供給され、その内部に設けられたノズル孔５ａを介して処理液および乾燥処理に用いるＮ_２ガスを吐出するようになっている。吐出する処理液としては、ウエハ洗浄用の薬液、純水等のリンス液等を挙げることができる。また、処理ガスとしては、ウエハ乾燥用のＮ_２ガスを挙げることができる。また、ノズル保持部材２２には、ＩＰＡに代表される乾燥溶媒を吐出する乾燥溶媒ノズル２１が取り付けられており（図２参照）、その内部に設けられたノズル孔２１ａを介してＩＰＡ等の乾燥溶媒を吐出するようになっている。さらに、ノズル保持部材２２の表面処理液供給ノズル５と乾燥溶媒ノズル２１の間には、Ｎ_２ガスに代表される処理ガスを吐出する処理ガスノズル２８が取り付けられており、その内部に設けられたノズル孔２８ａを介してＮ_２ガス等を吐出するようになっている。

図２にも示すように、ノズルアーム２２ａは駆動機構８１により軸２３を中心として回動可能に設けられており、ノズルアーム２２ａを回動させることにより、表面処理液供給ノズル５がウエハＷ中心上および外周上のウエハ洗浄位置と、ウエハＷの外方の退避位置とを取り得るようになっている。また、ノズルアーム２２ａはシリンダ機構等の昇降機構８２により上下動可能となっている。

図３に示すように、ノズルアーム２２ａ内には流路８３ａが設けられており、表面処理液供給ノズル５のノズル孔５ａは流路８３ａの一端に繋がっている。また、流路８３ａの他端には配管８４ａが接続されている。一方、ノズルアーム２２ａ内には流路８３ｂと流路８３ｃも設けられており、乾燥溶媒ノズル２１のノズル孔２１ａは流路８３ｂの一端に繋がっており、処理ガスノズル２８のノズル孔２８ａは流路８３ｃの一端に繋がっている。また、流路８３ｂ、流路８３ｃの他端には配管８４ｂ、８４ｃがそれぞれ接続されている。そして、配管８４ａ、８４ｂ、８４ｃには、処理液供給機構８５から所定の処理液および処理ガスが供給される。処理液供給機構８５は、洗浄処理のための薬液として、例えば酸薬液である希フッ酸（ＤＨＦ）を供給するＤＨＦ供給源８６、アルカリ薬液であるアンモニア過水（ＳＣ１）を供給するＳＣ１供給源８７、リンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷ供給源８８、乾燥処理のため不活性ガスとして例えばＮ_２ガスを供給するＮ_２ガス供給源８９、乾燥溶媒として例えばＩＰＡを供給するＩＰＡ供給源９８を有している。ＤＨＦ供給源８６、ＳＣ１供給源８７、ＤＩＷ供給源８８からは配管９０，９１，９２が延びており、これら配管９０，９１，９２が配管８４ａに開閉バルブ９４，９５，９６を介して接続されている。したがって、開閉バルブ９４，９５，９６を操作することにより、アンモニア過水（ＳＣ１）、希フッ酸（ＤＨＦ）、純水（ＤＩＷ）を選択的に表面処理液供給ノズル５に供給可能となっている。一方、ＩＰＡ供給源９８には流路８３ｂから延びる配管８４ｂが直接接続されており、配管８４ｂには開閉バルブ９９が設けられている。したがって、開閉バルブ９９を開くことにより、ＩＰＡを乾燥溶媒ノズル２１に供給可能となっている。また、Ｎ_２ガス供給源８９からは流路８３ｃから延びる配管８４ｃが直接接続されており、配管８４ｃには開閉バルブ９７が設けられている。したがって、開閉バルブ９７を開くことにより、Ｎ_２ガスを処理ガスノズル２８に供給可能となっている。なお、図３の視野では実際には乾燥溶媒ノズル２１、処理ガスノズル２８は表面処理液供給ノズル５の裏側にあるが、便宜上、表面処理液供給ノズル５に並べて描いている。

裏面処理液供給ノズル６は昇降部材１３の中心に設けられており、その内部に長手方向に沿って延びるノズル孔６ａが形成されている。そして、図示しない処理液供給機構によりノズル孔６ａの下端から所定の処理液が供給され、その処理液がノズル孔６ａを介してウエハＷの裏面に吐出されるようになっている。吐出する処理液としては、上記表面処理液供給ノズル５と同様、洗浄用の薬液、純水等のリンス液等を挙げることができる。裏面処理液供給ノズル６へ処理液を供給する処理液供給機構は、ＩＰＡの供給系を除いて上記処理液供給機構８５と同様に構成することができる。昇降部材１３の上端部にはウエハＷを支持するウエハ支持台２４を有している。ウエハ支持台２４の上面には、ウエハＷを支持するための３本のウエハ支持ピン２５（２本のみ図示）を有している。そして、裏面処理液供給ノズル６の下端には接続部材２６を介してシリンダ機構２７が接続されており、このシリンダ機構２７によって昇降部材１３を昇降させることによりウエハＷを昇降させてウエハＷのローディングおよびアンローディングが行われる。

回転カップ４は、回転プレート１１の端部上方から内側斜め上方に延びる円環状の庇部３１と、庇部３１の外端部から垂直下方へ延びる筒状の外側壁部３２を有している。そして、図４の拡大図に示すように、外側壁部３２と回転プレート１１との間には円環状の隙間３３が形成されており、この隙間３３からウエハＷが回転プレート１１および回転カップ４とともに回転されて飛散した処理液（ミスト）が下方に導かれる。

庇部３１と回転プレート１１との間にはウエハＷとほぼ同じ高さの位置に板状をなす案内部材３５が介在されている。図５に示すように、庇部３１と案内部材３５との間、案内部材３５と回転プレート１１との間には、それぞれ処理液を通過させる複数の開口３６および３７を形成するための複数のスペーサ部材３８および３９が周方向に沿って配置されている。庇部３１と、案内部材３５と、回転プレート１１と、これらの間のスペーサ部材３８，３９とは、ねじ４０によりねじ止めされている。

案内部材３５は、その表裏面がウエハＷの表裏面と略連続するように設けられている。そして、モータ３によりウエハ保持部２および回転カップ４をウエハＷとともに回転させて表面処理液供給ノズル５からウエハＷ表面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハＷの表面を広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。このウエハＷ表面から振り切られた処理液は、略連続して設けられた案内部材３５の表面に案内されて開口３６から外方へ排出され、外側壁部３２によって下方へ導かれる。また、同様にウエハ保持部２および回転カップ４をウエハＷとともに回転させて裏面処理液供給ノズル６からウエハＷの裏面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハＷの裏面を広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。このウエハＷ裏面から振り切られた処理液は、ウエハＷの裏面と略連続して設けられた案内部材３５の裏面に案内されて開口３７から外方へ排出され、外側壁部３２によって下方へ導かれる。このときスペーサ部材３８、３９および外側壁部３２に到達した処理液には遠心力が作用しているから、これらがミストとなって内側へ戻ることが阻止される。

また、案内部材３５はこのようにウエハＷ表面および裏面から振り切られた処理液を案内するので、ウエハＷの周縁から脱離した処理液が乱流化し難く、処理液をミスト化させずに回転カップ４外へ導くことができる。なお、図２に示すように、案内部材３５には、ウエハ保持部材１４に対応する位置に、ウエハ保持部材１４を避けるように切り欠き部４１が設けられている。

なお、回転プレート１１，回転カップ４、スペーサ部材３８、３９、ねじ４０、案内部材３５等は、耐薬品等の観点からＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等の樹脂で形成されている。

排気・排液部７は、主に回転プレート１１と回転カップ４に囲繞された空間から排出される気体および液体を回収するためのものであり、図４の拡大図にも示すように、回転カップ４から排出された処理液を受ける環状をなす排液カップ５１と、排液カップ５１を収容するように排液カップ５１と同心状の環状をなす排気カップ５２とを備えている。これらは、回転カップ４等と同様、耐薬品性の観点等からＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等の樹脂で形成されている。

図１および図４に示すように、排液カップ５１は、回転カップ４の外側に、外側壁部３２に近接して垂直に設けられた筒状をなす垂直壁５３と、垂直壁５３の下端部から内側に向かって延びる下側部５４とを有している。下側部５４の内周には内側壁５４ａが垂直に形成されている。これら垂直壁５３および下側部５４によって規定される環状の空間が回転カップ４から排出された処理液を収容する処理液収容部５６となっている。また、垂直壁５３の上端には、排液カップ５１からの処理液の飛び出しを防止するために回転カップ４の上方部分に張り出した張り出し部５３ａが設けられている。処理液収容部５６の保持部材１４の外側に対応する位置には、下側部５４から回転プレート１１の下面近傍まで延び、排液カップ５１の周方向に沿って環状に設けられた仕切り壁５５を有している。そして、処理液収容部５６は、この仕切り壁５５によって、隙間３３から排出される処理液を受ける主カップ部５６ａと、保持部材１４の保持部１４ａ近傍部分から滴下される処理液を受ける副カップ部５６ｂに分離されている。処理液収容部５６の底面５７は、仕切り壁５５により主カップ部５６ａに対応する第１部分５７ａと、副カップ部５６ｂに対応する第２部分５７ｂとに分かれており、これらはいずれも外側から内側（回転中心側）に向かって上昇するように傾斜している。そして、第２部分５７ｂの内側端は保持部材１４の保持部１４ａよりも内側（回転中心側）に対応する位置に達している。仕切り壁５５は、回転プレート１１が回転した際に、保持部材１４の回転プレート１１の下方に突出した部分によって形成された気流がミストを随伴してウエハＷ側に到達することを阻止する役割を有している。仕切り壁５５には、副カップ部５６ｂから主カップ部５６ａに処理液を導くための孔５８が形成されている（図１参照）。

排液カップ５１の底部５４の最外側部分には１箇所の排液口６０が設けられており、排液口６０には排液管６１が接続されている。排液管６１には排液切替部および吸引機構（いずれも図示せず）が設けられており、処理液の種類に応じて分別して回収または廃棄されるようになっている。なお、排液口６０は複数箇所設けられていてもよい。

排気カップ５２は、排液カップ５１の垂直壁５３の外側部分に垂直に設けられた外側壁６４と、保持部材１４の内側部分に垂直にかつその上端が回転プレート１１に近接するように設けられた内側壁６５と、ベースプレート１上に設けられた底壁６６と、外側壁６４から上方へ湾曲するとともに、回転カップ４の上方を覆うように設けられた上側壁６７とを有している。そして、排気カップ５２は、その上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の環状をなす導入口６８から回転カップ４内およびその周囲の主にガス成分を取り込んで排気するようになっている。また、排気カップ５２の下部には、図１に示すように、排気口７０が設けられており、排気口７０には排気管７１が接続されている。排気管７１の下流側には図示しない吸引機構が設けられており、回転カップ４の周囲を排気することが可能となっている。排気口７０は複数設けられており、処理液の種類に応じて切り替えて使用することが可能となっている。

排液カップ５１の外側壁である垂直壁５３と排気カップ５２の外側壁６４との間には環状をなす外側環状空間１１１ａが形成されており、また排液カップ５１の底部と排気カップ５２の底部との間の排気口７０の外側部分には、周方向に沿って多数の通気孔１１２が形成された環状の気流調整部材１１３が設けられている。そして、外側環状空間１１１ａと気流調整部材１１３は排気カップ５２に取り入れられた気体成分の気流を調整する気流調整機構として機能する。すなわち、上記外側環状空間１１１ａおよび気流調整部材１１３は排気口７０に至る気流を調整して均一に排気する機能を有している。排気口７０への気流に規制がない場合には、排気口７０の近傍のみから排気がなされて排気口７０から遠い部分が排気され難くなるが、このように環状の空間である外側環状空間１１１ａを通って気流を全周に亘って均一に下方へ導き、多数の通気孔１１２を形成した気流調整部材１１３を設けて圧力損失つまり気流の抵抗を与えるとともに気流を分散することにより、排気口７０からの距離によらず比較的均一に排気を行うことができる。

また、排液カップ５１の内側壁５４ａと排気カップ５２の内側壁６５との間には環状をなす内側環状空間１１１ｂが形成されている。さらに、排液カップ５１の内周側には排液カップ５１を排気カップ５２の底部に固定するための環状（フランジ状）をなす固定部７２が形成されている。この固定部７２は４箇所のねじ止め部７４と２箇所の図示しない位置決め部を有しており、位置決め部において位置決めピンにより位置決めされ、ねじ止め部７４において樹脂製のねじ７５によりねじ止めされる。ねじ止め部７４および位置決め部にはスペーサ７６が介装されており、固定部７２と排気カップ５２との間には隙間７７が形成されている。そして、内側環状空間１１１ｂと隙間７７も気流調整機構として機能する。すなわち、導入口６８から取り入れられた気体成分は、外側環状空間１１１ａのみならず、排液カップ５１の処理液収容部５６にも多少流れ、その気流は処理液収容部５６から内側環状空間１１１ｂを通って全周に亘って均一に下方に導かれ、隙間７７を通って排気口７０から比較的均一に排気を行うことができる。

このように、処理液が回転カップ４を介して排液カップ５１に導かれ、気体成分は導入口６８から排気カップ５２に導かれ、かつ排液カップ５１からの排液と排気カップ５２からの排気が独立して行われるようになっているので、排液と排気を分離した状態で導くことが可能となる。また、排液カップ５１からミストが漏出しても排気カップ５２がその周囲を囲繞しているので速やかに排気口７０を介して排出され、ミストが外部に漏出することが確実に防止される。

排気カップ５２の上側壁６７には、乾燥ガス供給機構１０が設けられている。この乾燥ガス供給機構１０は、図６の拡大図にも示すように、上側壁６７の内部に設けられた乾燥ガス吐出部１０１と、乾燥ガス吐出部１０１に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給源１０２と乾燥ガス供給源１０２から乾燥ガス吐出部１０１に乾燥ガスを導く乾燥ガス供給配管１０３とを有している。

乾燥ガス吐出部１０１は、上側壁６７の内壁６７ａに沿って環状にかつスリット状に設けられた乾燥ガス吐出口１０１ａと、上側壁６７の内部に上側壁６７に沿って環状に設けられ、乾燥ガス供給配管１０３から乾燥ガスが供給されるとともに、乾燥ガスを乾燥ガス吐出口１０１ａに導く乾燥ガス流路１０１ｂとを有する。乾燥ガス流路１０１ｂは、基端側の環状をなす滞留部１０１ｃと、滞留部１０１ｃから乾燥ガス吐出口１０１ａを繋ぐ環状をなす孔部１０１ｄを有している。孔部１０１ｄは、乾燥ガス吐出口１０１ａのスリット幅と同じ狭い幅で形成されており、乾燥ガス吐出口１０１ａからウエハＷの上方領域へ乾燥用ガスを噴射可能となっている。滞留部１０１ｃは孔部１０１ｄよりも広い空間が形成されるように、これらの間に段差１０１ｅが形成されている。そして、乾燥ガス供給配管１０３は滞留部１０１ｃに供給されるようになっている。滞留部１０１ｃは乾燥ガス供給配管１０３から供給された乾燥ガスが滞留するようになっており、ここで圧力が分散され、この滞留部１０１ｃに乾燥ガスが充満した後、孔部１０１ｄに均一に供給され、乾燥ガス吐出口１０１ａの全周に亘って均一に吐出される。

この乾燥ガスは、乾燥ガス供給源１０２から、乾燥ガス供給配管１０３を経て、乾燥ガス吐出部１０１を介してウエハＷの上方に吐出されるが、図７に示すように、吐出された乾燥ガスは、排気カップ５２に取り込まれる気流と同じ流路に引き込まれることにより、ウエハＷ周縁部上に供給された後、基板周縁部を介して排気される。よって特にウエハＷの周縁部に乾燥ガスが供給されることとなり、ウエハＷ周縁部でのウォーターマークやパーティクルの発生を防ぐことができる。

ウエハＷの中心部まで乾燥ガスを供給するためには、図８に示すように、環状の孔部１０１ｄに放射状に複数の仕切り１０４を設け、複数の吐出口１０１ｆを形成し、乾燥ガスの吐出圧力を高くすることが好ましい。

また、この乾燥ガスとしては、Ｎ_２ガス、空気等を好適に用いることができ、適宜の設備で低露点化したものを用いることができる。乾燥ガスの露点としては−４０℃以下であることが好ましい。乾燥ガスは、工場のガス供給配管から取り入れることもできる。

液処理装置１００はコンピュータからなるプロセスコントローラ１２１を有しており、液処理装置１００の各構成部がこのプロセスコントローラ１２１に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ１２１には、工程管理者が液処理装置１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、液処理装置１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１２２が接続されている。さらに、プロセスコントローラ１２１には、液処理装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１２１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて液処理装置１００の各構成部に所定の処理を実行させるための制御プログラムすなわちレシピが格納された記憶部１２３が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部１２３の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１２２からの指示等にて任意のレシピを記憶部１２３から呼び出してプロセスコントローラ１２１に実行させることで、プロセスコントローラ１２１の制御下で、液処理装置１００での所望の処理が行われる。本実施形態では、特に、プロセスコントローラ１２１により、ウエハＷを乾燥処理する際、ウエハＷ周縁部表面が乾燥雰囲気となるように乾燥ガスの供給制御を行う。

次に、以上のように構成される液処理装置１００の動作について図９を参照して説明する。まず、図９の（ａ）に示すように、昇降部材１３を上昇させた状態で、図示しない搬送アームからウエハ支持台２４の支持ピン２５上にウエハＷを受け渡す。次いで、図９の（ｂ）に示すように、昇降部材１３を、ウエハＷを保持部材１４により保持可能な位置まで下降させ、保持部材１４によりウエハＷをチャッキングする。そして、図９の（ｃ）に示すように、表面処理液供給ノズル５を退避位置からウエハＷの中心上の吐出位置に移動させる。

この状態で、図９の（ｄ）に示すように、モータ３により保持部材２を回転カップ４およびウエハＷとともに回転させながら、表面処理液供給ノズル５および裏面処理液供給ノズル６から所定の処理液を供給して洗浄処理を行う。

この洗浄処理においては、ウエハＷの表面および裏面の中心に処理液が供給され、その洗浄液が遠心力によりウエハＷの外側に広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。処理液として、例えば、上述のように洗浄薬液であるＳＣ１、ＤＨＦ、リンス液である純水（ＤＩＷ）が順次供給される。

このウエハ洗浄処理においては、ウエハＷの外側を囲繞するように設けられているカップがウエハＷとともに回転する回転カップ４であるから、ウエハＷから振り切られた処理液が回転カップ４に当たった際に処理液に遠心力が作用するから、固定カップの場合のような飛び散り（ミスト化）は発生し難い。そして回転カップ４に達した処理液は下方に導かれ、隙間３３から排液カップ５１の主カップ部５６ａに排出される。一方、回転プレート１１の保持部材１４の取り付け位置には、保持部１４ａを挿入する穴が設けられているため、その部分から排液カップ５１の副カップ部５６ｂに処理液が滴下される。そして、このようにして排液カップ５１に受け止められた処理液は、排液口６０から排液管６１を通って排出される。また、排気カップ５２には、その上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の環状をなす導入口６８から回転カップ４内およびその周囲の主にガス成分が取り込まれ排気口７０から排気管７１を通って排気される。

このような手順をアンモニア過水（ＳＣ１）、希フッ酸（ＤＨＦ）、純水（ＤＩＷ）についてそれぞれ行ってウエハＷに洗浄処理を施した後、乾燥処理を施す。

このようにウエハＷの洗浄処理を行った後、ウエハＷの乾燥処理を行う。ウエハＷの乾燥処理においては、図９の（ｅ）に示すように、乾燥ガス供給機構１０の乾燥ガス吐出口１０１ａから乾燥ガスをウエハＷの上方に向けて吐出しながら、乾燥溶媒であるＩＰＡとＮ_２ガスをウエハＷの表面に供給する。具体的には、ノズルアーム２２をスキャンさせながら乾燥溶媒ノズル２１からＩＰＡを吐出させ、処理ガスノズル２８からＮ_２ガスを吐出させて、移動するＩＰＡ供給ポイントを後追いするようにＮ_２ガスを供給して乾燥処理を行う。これにより、水滴残りがほぼ完全に解消され、それに起因するウォーターマークや、水滴に残っていたパーティクルが残留することを解消することができる。また、乾燥処理の際に、プロセスコントローラ１２１からの指令により、ダンパー９ａを閉じるようにしてもよい。これにより、水分を含んだ空気の流入を防ぐことができるため、上述のようなウォーターマークやパーティクルをより効果的に解消することができる。

ここで、乾燥ガスを供給しない場合には、ウエハＷ周囲の湿度が高いと、ＩＰＡに吸収された水分がウエハＷの外縁部で残存し、それに起因するウォーターマークやパーティクルの原因となるおそれがあるが、本実施形態では、ウエハＷ上方の少なくともパーティクルやウォーターマーク等が残りやすい外縁部に対応する部分に乾燥ガスを供給してその部分を乾燥雰囲気とするので、このようなウォーターマークやパーティクルを有効に防止することができる。

また、このように乾燥ガス供給機構１０を設けて、ウエハＷを乾燥処理する際に、ウエハＷ上方のみに乾燥ガスを供給すればよく、エアーコントローラを用いて液処理装置１００内全体を常時低い温度に維持する場合と比べ、ランニングコストを下げることができる。乾燥ガス供給機構１０は、簡単な構造で、かつ、簡便に取り付けることができるため、高価で配線等が複雑なエアーコントローラを導入するよりも初期コストを下げることができる。また、上側壁６７に設けることにより、スペースを有効に活用することができるため、エアーコントローラのように広いスペースを必要とすることなく、フットプリントを小さくすることができる。

なお、乾燥ガスの供給は、乾燥処理前、例えば、洗浄処理における純水によるリンス直後等、他のタイミングで開始しても構わない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ウエハの表裏面洗浄を行う液処理装置を例にとって示したが、本発明はこれに限らず、表面または裏面の一方の洗浄処理を行う液処理装置であってもよく、また、液処理については洗浄処理に限らず、他の液処理であっても構わない。さらに、上記実施形態では排気カップに乾燥ガス供給機構を設けた例を示したが、これに限らず乾燥ガス供給ノズルを別体としてウエハの上方等の適宜の位置に設けるようにしてもよい。さらにまた、上記実施形態では、乾燥処理にＩＰＡとＮ_２ガスを用いたが、ＩＰＡ以外の他の溶媒を用いてもよいし、Ｎ_２ガス以外の他の不活性ガスを用いてもよい。また、Ｎ_２ガス等の不活性ガスを用いずにＩＰＡ等の乾燥溶媒のみを用いてもよい。さらにまた、被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等、他の基板に適用可能であることは言うまでもない。

本発明は、半導体ウエハに付着したパーティクルやコンタミネーションを除去するための洗浄装置に有効である。

本発明の一実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図。本発明の一実施形態に係る液処理装置を一部切り欠いて示す概略平面図。図１の液処理装置の処理液供給機構を示す概略図。図１の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図。図１の液処理装置の回転カップおよび案内部材の取り付け状態を説明するための図。図１の液処理装置の乾燥ガス供給機構を拡大して示す断面図。図１の液処理装置の乾燥ガスの気流径路を示す模式図。乾燥ガス供給機構の他の例を説明するための拡大図。本発明の一実施形態に係る液処理装置の処理動作を説明するための図。

符号の説明

２；基板保持部
３；回転モータ
４；回転カップ
５；表面処理液供給ノズル
６；裏面処理液供給ノズル
７；排気・排液部
１０；乾燥ガス供給機構
５１；排液カップ
５２；排気カップ
８５；処理液供給機構
１００；液処理装置
１０１；乾燥ガス吐出部
１０１ａ；乾燥ガス吐出口
１０１ｂ；乾燥ガス流路
１０１ｃ；滞留部
１０１ｄ；孔部
１０１ｅ；段差
１０１ｆ；吐出口
１０２；乾燥ガス供給源
１０３；乾燥ガス供給配管
１０４；仕切り
Ｗ…半導体ウエハ（ウエハ）

Claims

基板に処理液を供給しながら基板に対し液処理を行い、その後乾燥処理する液処理装置であって、
基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、
基板に処理液を供給する液供給機構と、
前記液処理および前記乾燥処理の際に前記基板保持部を基板とともに回転させる回転機構と、
前記基板保持部に保持されている基板を囲繞するように環状に形成され、気体成分を取り入れて排気する排気カップと、
前記乾燥処理の際に、基板の上方位置から、基板の上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構と
を具備し、
前記乾燥ガス供給機構は、乾燥ガスを前記基板保持部に保持されている基板の円周外方から基板上方に向けて吐出する乾燥ガス吐出部と、この乾燥ガス吐出部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給部とを有し、
前記乾燥ガス吐出部は、前記基板保持部に保持されている基板の外周に沿って環状に設けられており、
前記乾燥ガス供給機構から基板の上方の少なくとも周縁部に供給された乾燥ガスが、前記排気カップの排気流とともに基板の周縁部に供給されることを特徴とする液処理装置。
前記乾燥ガス吐出部は、前記排気カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
主に基板から振り切られた処理液を取り入れて排液する環状をなす排液カップをさらに具備し、前記排気カップは、前記排液カップの外側に前記排液カップを囲繞するように設けられ、前記乾燥ガス吐出部は、前記排気カップに、その内周端部から環状に乾燥ガスが吐出されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
前記乾燥ガス吐出部は、乾燥ガスを吐出する乾燥ガス吐出口と、前記乾燥ガス吐出口に乾燥ガスを導く乾燥ガス流路とを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液処理装置。
前記乾燥ガス吐出口は環状をなすスリットとして形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
前記乾燥ガス吐出口を複数有し、該複数の乾燥ガス吐出口が環状をなすように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
前記乾燥ガス流路は、供給された乾燥ガスを一旦滞留させる滞留部と、この滞留部から前記乾燥ガス吐出口に乾燥ガスを導く孔部とを有することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の液処理装置。
前記乾燥処理時に基板に乾燥用溶剤を供給する乾燥用溶剤供給機構をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液処理装置。
前記乾燥処理時に基板に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに具備し、前記乾燥用溶剤供給機構は、基板への乾燥用溶剤の供給位置を移動させながら乾燥用溶剤を供給し、前記不活性ガス供給機構は、前記乾燥用溶剤供給機構の供給位置を追いかけるように供給位置を移動させることを特徴とする請求項８に記載の液処理装置。
前記乾燥ガスは、低露点の窒素または空気であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の液処理装置。
基板を水平にかつ回転可能に保持する基板保持部と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記基板保持部を基板とともに回転させる回転機構と、前記基板保持部に保持されている基板を囲繞するように環状に形成され、気体成分を取り入れて排気する排気カップと、基板の上方位置から、基板上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給機構とを具備する液処理装置により基板に対して液処理を行う液処理方法であって、
前記回転機構により基板を回転させながら、前記液供給機構により基板に処理液を供給して液処理を行う工程と、
前記液処理後、前記回転機構により基板を回転させながら、前記乾燥ガス供給機構により基板の上方位置から、基板上方の少なくとも周縁部に乾燥ガスを供給し、前記排気カップの排気流とともに前記乾燥ガスが基板の周縁部に供給されるようにして基板を乾燥させる工程と
を有し、
前記乾燥ガスは、前記乾燥ガス供給機構により基板の周囲から環状に供給されることを特徴とする液処理方法。
前記乾燥ガスは、前記乾燥ガス供給機構により基板の外方から基板上方に向けて吐出されることを特徴とする請求項１１に記載の液処理方法。
前記基板を乾燥させる工程は、前記回転機構により基板を回転させながら基板上に乾燥用溶剤を供給した後、前記回転機構により基板を回転させて振り切り乾燥させることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の液処理方法。
前記基板を乾燥させる工程は、前記乾燥用溶剤を基板上の供給位置を移動させながら供給し、その供給位置を追いかけるように不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１３に記載の液処理方法。
前記乾燥ガスは、低露点の窒素または空気であることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の液処理方法。
コンピュータ上で動作し、液処理装置を制御するためのプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項１１から請求項１５のいずれか１項の液処理方法が行われるように、コンピュータに前記液処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。