JP5956946B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、液処理装置および液処理方法に関する。

従来、回転する基板の表面に処理液を供給し、遠心力によって基板上に処理液を拡散させることによって、レジスト塗布や洗浄などの液処理を行う液処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

液処理装置は、基板を保持して回転させる回転保持部と、基板の表面に処理液を供給するノズルと、回転保持部を取り囲むように設けられて、基板の外方へ飛散する処理液を受け止める処理カップとを備え、これらは処理室内に配置される。

かかる液処理装置は、処理室の天井部に設けられた給気部からＮ２ガス等の気体を処理室内へ給気しつつ、処理カップの下部に形成された排気部から排気を行うことにより、処理室内にダウンフローを形成して処理室内の雰囲気を清浄に保っている。

特開２０１０−１０３３６６号公報

しかしながら、上述した従来技術には、基板を回転させることによって、処理カップ内を流れる気流の圧力損失が変動するという問題があった。

処理カップ内を流れる気流の圧力損失が変動すると、排気量や処理室内の圧力が変動する。これにより、たとえば排気の逆流が起こって処理室内の清浄度が低下したり処理室内にパーティクルが流入したりするおそれがある。また、隣接する他の処理モジュールの排気量にも影響を与えるおそれがある。

実施形態の一態様は、基板の回転に伴う圧力損失の変動を抑えることの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。

実施形態の一態様に係る液処理装置は、回転保持部と、液供給部と、処理カップとを備える。回転保持部は、基板を回転可能に保持する。液供給部は、回転保持部に保持された基板に向けて処理液を供給する。処理カップは、回転保持部に保持された基板の周囲を取り囲むように配置され、基板を出し入れ可能な開口部と、開口部から流入する気流を排出するための排気部とを有する。また、処理カップは、排気部が形成される底部と、底部より起立する周壁部と、周壁部の上端から径方向内側かつ斜め上方へ張り出して周壁部よりも小径の開口部を形成する張出部と、張出部に設けられ、開口部から排気部を経由して外部へ至る排気流路を流れる気流の一部を排気流路の上流側へ戻す循環流路とを備える。

実施形態の一態様によれば、基板の回転に伴う圧力損失の変動を抑えることができる。

図１は、第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る液処理装置の構成を示す模式図である。 図３は、排気流路における圧力損失とウェハの回転数との関係を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る循環流路周辺の模式拡大図である。 図５は、第１の実施形態に係る処理カップ内での圧力損失とウェハの回転数との関係を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る処理カップの変形例を示す図である。 図７は、第２の実施形態に係る液処理装置の構成を示す模式図である。 図８Ａは、第２処理カップおよび第３処理カップが下方位置に位置した状態を示す図である。 図８Ｂは、第２処理カップおよび第３処理カップが中央位置に位置した状態を示す図である。 図８Ｃは、第２処理カップおよび第３処理カップが上方位置に位置した状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する液処理装置および液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この発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

なお、以下においては、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。また、以下では、Ｘ軸負方向側を基板処理装置の前方、Ｘ軸正方向側を基板処理装置の後方と規定する。

図１に示すように、基板処理装置１００は、搬入出ステーション１と、搬送ステーション２と、処理ステーション３とを備える。これら搬入出ステーション１、搬送ステーション２および処理ステーション３は、基板処理装置１００の前方から後方へ、搬入出ステーション１、搬送ステーション２および処理ステーション３の順で配置される。

搬入出ステーション１は、複数のカセットが載置される場所であり、たとえば４個のカセットＣが搬送ステーション２の前壁に密着させた状態で左右に並べて載置される。各カセットＣは、複数枚のウェハＷを水平姿勢で多段に収容可能な収納容器である。

搬送ステーション２は、搬入出ステーション１の後方に配置され、内部に基板搬送装置２ａと基板受渡台２ｂとを備える。基板受渡台２ｂには、複数枚のウェハＷが一時的に収容されるバッファカセット（図示せず）が載置される。そして、基板搬送装置２ａは、搬入出ステーション１に載置されたカセットＣと基板受渡台２ｂに載置されたバッファカセットとの間でウェハＷの受け渡しを行う。

基板搬送装置２ａは、たとえば、水平方向への移動、鉛直方向への昇降および鉛直方向を中心とする旋回が可能な搬送アーム部と、搬送アーム部の先端に設けられた基板保持部とを備える。かかる基板搬送装置２ａは、基板保持部を用いてウェハＷを保持し、保持したウェハＷを搬送アーム部によって所望の場所まで搬送する。

処理ステーション３は、搬送ステーション２の後方に配置される。処理ステーション３には、Ｘ軸方向に沿って移動可能な基板搬送装置３ａが配置され、基板搬送装置３ａの移動方向両側には、それぞれ複数（ここでは、６個ずつ）の液処理装置５が基板搬送装置３ａの移動方向に沿って並べて配置される。基板搬送装置３ａは、搬送ステーション２の基板受渡台２ｂに載置されたバッファカセットと各液処理装置５との間でウェハＷを１枚ずつ搬送する。そして、各液処理装置５は、基板搬送装置３ａによって搬入されたウェハＷに対して洗浄処理等の液処理を行う。

また、基板処理装置１００は、制御装置６を備える。制御装置６は、基板処理装置１００の動作を制御する装置である。かかる制御装置６は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部と記憶部とを備える。記憶部には、液処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部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装置１００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録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置６の記憶部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録媒体としては、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。

このように構成された基板処理装置１００では、まず、搬送ステーション２の基板搬送装置２ａが、搬入出ステーション１に載置されたカセットＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを基板受渡台２ｂの図示しないバッファカセットに収容する。バッファカセットに収容されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置３ａによって取り出され、いずれかの液処理装置５に搬入される。

液処理装置５に搬入されたウェハＷは、液処理装置５によって液処理を施された後、基板搬送装置３ａにより液処理装置５から搬出され、基板受渡台２ｂのバッファカセットに再び収容される。そして、バッファカセットに収容された処理済のウェハＷは、基板搬送装置２ａによって搬入出ステーション１のカセットＣに戻される。

次に、第１の実施形態に係る液処理装置５の構成について図２を参照して説明する。図２は、第１の実施形態に係る液処理装置５の構成を示す模式図である。

図２に示すように、第１の実施形態に係る液処理装置５は、処理室１０と、給気部２０と、回転保持部３０と、液供給部４０と、処理カップ５０とを備える。処理室１０は、回転保持部３０と液供給部４０と処理カップ５０とを収容する容器である。

給気部２０は、処理室１０の天井部に取り付けられる。かかる給気部２０は、処理室１０内に気体を供給することによって、後述する処理カップ５０の開口部５０１へ向かう下降気流（ダウンフロー）を形成する。具体的には、給気部２０は、給気管２１と、かかる給気管２１に連通するバッファ室２２とを備える。給気管２１は、図示しない気体供給源と接続する。また、バッファ室２２の底部には、バッファ室２２と処理室１０内とを連通する複数の連通口２３が形成される。

かかる給気部２０は、給気管２１を介してＮ２ガスやドライエアなどの気体をバッファ室２２へ供給する。そして、給気部２０は、バッファ室２２に供給された気体を複数の連通口２３を介して処理室１０内に供給する。これにより、処理室１０内に気体が供給されてダウンフローが形成される。

回転保持部３０は、ウェハＷを保持する保持機構３１と、保持機構３１を支持するシャフト３２と、シャフト３２を鉛直軸まわりに回転させる駆動部３３とを備える。

保持機構３１は、処理室１０の略中央に設けられる。かかる保持機構３１の上面には、ウェハＷの周縁部を把持する把持部３１１が設けられており、ウェハＷは、かかる把持部３１１によって保持機構３１の上面からわずかに離間した状態で水平に保持される。

シャフト３２は、保持機構３１の下部に設けられており、軸受３２１を介して処理カップ５０および処理室１０に回転可能に支持される。

駆動部３３は、シャフト３２の下部に設けられ、シャフト３２を鉛直軸まわりに回転させる。これにより、保持機構３１に保持されたウェハＷが鉛直軸回りに水平に回転する。

液供給部４０は、処理液を吐出するノズル４１を備える。かかるノズル４１には、バルブ４２を介して処理液供給源４３が接続され、かかる処理液供給源４３から供給される処理液をウェハＷ上に供給する。

処理カップ５０は、回転保持部３０によって保持されたウェハＷの周囲を取り囲むように配置され、ウェハＷの外方へ飛散する処理液を受け止めて外部へ排出する。

かかる処理カップ５０は、円板状の底部５１と、底部５１の周縁部より起立する環状の周壁部５２と、周壁部５２の上端から径方向内側かつ斜め上方へ張り出して周壁部５２よりも小径の開口部５０１を形成する張出部５３とを備える。ウェハＷは、張出部５３によって形成される開口部５０１を介して処理カップ５０内へ出し入れされる。

処理カップ５０の底部５１には、排液部５１１が形成されており、処理カップ５０によって捕集された処理液が、かかる排液部５１１から処理室１０の外部に排出される。

このように、処理カップ５０によって、開口部５０１から排気部５１２を経て処理室１０の外部へと至る排気流路５０２が形成される。

なお、処理カップ５０の底部５１には、排気部５１２も形成される。給気部２０から処理室１０内へ供給された気体は、処理カップ５０の開口部５０１から処理カップ５０内に流入し、処理カップ５０内から排気部５１２を介して処理室１０の外部へ排出される。なお、本実施形態では、各液処理装置５の排気部５１２同士を集合させている。

排気流路５０２を流れる気流は、処理カップ５０との摩擦抵抗などにより圧力損失を受ける。そして、かかる圧力損失は、排気流路５０２の近傍に配置された回転保持部３０およびウェハＷが回転することによって変動する。具体的には、回転保持部３０およびウェハＷが回転することによって動圧が付加されるため、処理カップ５０内での圧力損失は減少することとなる。

図３は、排気流路５０２における圧力損失とウェハＷの回転数との関係を示す図である。同図に示すように、ウェハＷの回転数が増加するほど、排気流路５０２における圧力損失は減少する。

このように、処理カップ５０内での圧力損失に変動（以下、「圧損変動」と記載する場合がある）が生じると、排気量や処理室１０内の圧力が変動する。これにより、たとえば処理室１０外から処理室１０内にＮ２ガスやドライエア以外のガスが流入して処理室１０内の清浄度が低下するおそれがある。また、隣接する他の液処理装置５（図１参照）の排気量にも影響を与えるおそれがある。

そこで、第１の実施形態に係る液処理装置５では、排気流路５０２を流れる気流の一部を循環させる循環流路５５を設けて、ウェハＷ等が回転すると逆に圧力損失が付加される構造とすることにより、ウェハＷ等の回転に伴う圧力損失の変動を抑えることとした。

以下、循環流路５５の具体的な構成について図４を参照して説明する。図４は、第１の実施形態に係る循環流路５５周辺の模式拡大図である。

図４に示すように、循環流路５５は、排気流路５０２を流れる気流の一部を入口５５１よりも排気流路５０２の上流側に形成された出口５５２から再び排気流路５０２へ戻すことができる構造となっている。循環流路５５は、処理カップ５０の全周に亘って形成される。

循環流路５５の出口５５２は、排気流路５０２を流れる気流の粘性による引きずり効果が生じ易い位置、たとえば、図４に示すように張出部５３の開口部５０１側の下端部に設けられる。また、循環流路５５の入口５５１は、排気流路５０２を流れる気流が直接流入し易い位置、たとえば、図４に示すように張出部５３の周壁部５２側の下端部に設けられる。

循環流路５５は、上記のように構成されており、たとえば、出口５５２付近において発生する引きずり効果によって出口５５２から排気流路５０２へ向かう気流を発生させ、これに伴い、入口５５１から出口５５２へ向かう気流を発生させる。これにより、排気流路５０２を流れる気流の一部が排気流路５０２の上流側へ戻される。

ここで、ウェハＷの回転数が増加するほど、循環流路５５の出口５５２付近において発生する引きずり効果が強まり、循環流路５５を流れる気流の流量が増加するため、循環流路５５による圧力損失は増大する。

図５は、第１の実施形態に係る処理カップ５０内での圧力損失とウェハＷの回転数との関係を示す図である。同図に示すように、ウェハＷの回転数が増加するほど、循環流路５５による圧力損失が増大する。この結果、ウェハＷの回転に伴う排気流路５０２における圧力損失の減少（図５に示す一点鎖線）が抑制される。つまり、処理カップ５０内での圧損変動が抑制される。

このように、液処理装置５では、処理カップ５０に循環流路５５を設けることにより、ウェハＷの回転に伴う圧損変動を抑えることができる。したがって、液処理装置５によれば、圧損変動に伴う、処理室１０内への排気の逆流やパーティクルの流入等を防止することができる。また、隣接する他の液処理装置５（図１参照）の排気量に影響を与えるおそれもない。

循環流路５５の出口５５２は、排気流路５０２を流れる気流が直接流入し難い向きに開口していることが好ましい。たとえば、図４では、排気流路５０２を流れる気流に対して略直交する向きに出口５５２が開口する例を示している。

また、循環流路５５の入口５５１は、回転保持部３０に保持されたウェハＷの径方向に開口していることが好ましい。このような向きに入口５５１を開口させることで、ウェハＷ等が回転した際に、循環流路５５の入口５５１に流入する気流が増加し易くなるため、ウェハＷ等の回転に伴って循環流路５５の圧力損失をより大きく増大させることができるため、ウェハＷ等の回転に伴う圧損変動をより小さく抑えることができる。

これら循環流路５５の入口５５１および出口５５２に関する変形例について図６を参照して説明する。図６は、第１の実施形態に係る処理カップ５０の変形例を示す図である。

図６に示すように、変形例に係る循環流路５５Ａの出口５５２Ａは、排気流路５０２（図４参照）を流れる気流と略同じ向きに開口する。かかる構成とするために、たとえば出口５５２Ａには、循環流路５５を流れる気流を、排気流路５０２を流れる気流と略同じ向きに案内する第１案内部材５５３が設けられる。

このように、循環流路５５Ａの出口５５２Ａを、排気流路５０２を流れる気流と略同じ向きに開口させることで、排気流路５０２を流れる気流による引きずり効果をより高めることができる。これにより、ウェハＷ等の回転に伴って循環流路５５Ａの圧力損失をより大きく増大させることができるため、ウェハＷ等の回転に伴う圧損変動をより小さく抑えることができる。

また、図６に示すように、変形例に係る循環流路５５Ａの入口５５１Ａに、回転保持部３０に保持されたウェハＷ（図４参照）の径方向に延在する第２案内部材５５４を設けてもよい。これにより、排気流路５０２を流れる気流をより流入し易くすることができる。

上述してきたように、第１の実施形態に係る液処理装置５は、回転保持部３０と、液供給部４０と、処理カップ５０とを備える。回転保持部３０は、ウェハＷを回転可能に保持する。液供給部４０は、回転保持部３０に保持されたウェハＷに向けて処理液を供給する。処理カップ５０は、回転保持部３０に保持されたウェハＷの周囲を取り囲むように配置され、ウェハＷを出し入れ可能な開口部５０１と、開口部５０１から流入する気流を排出するための排気部５１２とを有する。また、処理カップ５０は、開口部５０１から排気部５１２を経由して外部へ至る排気流路５０２を流れる気流の一部を排気流路５０２の上流側へ戻す循環流路５５を備える。したがって、液処理装置５によれば、ウェハＷ等の回転に伴う圧力損失の変動を抑えることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る液処理装置の構成について説明する。図７は、第２の実施形態に係る液処理装置の構成を示す模式図である。また、図８Ａ〜図８Ｃは、第２処理カップおよび第３処理カップがそれぞれ下方位置、中央位置、上方位置に位置した状態を示す図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図７に示すように、第２の実施形態に係る液処理装置５Ｂは、処理室１０と、給気部２０と、回転保持部３０Ｂと、液供給部４０Ｂと、処理カップ５０Ｂとを備える。処理室１０および給気部２０の構成は、第１の実施形態に係る処理室１０および給気部２０と同様であるため、ここでの説明は省略する。

回転保持部３０Ｂの保持機構３１Ｂには、シャフト３２Ｂを介して、保持機構３１Ｂを回転させる駆動部３３Ｂが連結されている。また、保持機構３１Ｂには複数（たとえば３本、図７では２本しか図示せず）のチャックピン３４が設けられており、ウェハＷはチャックピン３４上に載置されるようになっている。また、チャックピン３４上に載置されたウェハＷは、図示しないメカチャックにより保持機構３１Ｂの周縁部において保持され、駆動部３３Ｂが駆動することによって水平面内で回転するようになっている。

また、図７に示すように、処理室１０には、保持機構３１Ｂに保持されたウェハＷに対して複数種類の処理液を選択的に供給する液供給部４０Ｂが設けられている。具体的には、液供給部４０Ｂのノズル４１Ｂには、酸性処理液の供給源４３ａ、アルカリ性処理液の供給源４３ｂ、洗浄液の供給源４３ｃ、および、有機性処理液の供給源４３ｄがそれぞれ接続される。これらの供給源４３ａ〜４３ｄは、それぞれバルブ４２ａ〜４２ｄを介してノズル４１Ｂに接続される。そして、これらの供給源４３ａ〜４３ｄから酸性処理液、アルカリ性処理液、洗浄液および有機性処理液が選択的に液供給部４０Ｂに送られてウェハＷの表面に供給されるようになっている。

なお、酸性処理液としては、たとえば、ＳＰＭ液（硫酸と過酸化水素水の混合溶液）、ＨＦ液（フッ化水素液）、またはＳＣ２（塩酸と過酸化水素水の混合溶液）等を用いることができる。また、アルカリ性処理液としては、たとえば、ＳＣ１液（アンモニア過水）またはアンモニア水等を用いることができる。また、洗浄液としては、たとえば、純水等を用いることができ、有機性処理液としては、たとえば、ＩＰＡ液（イソプロピルアルコール液）等を用いることができる。

保持機構３１Ｂの周縁部には、保持機構３１Ｂと共に回転し、回転するウェハＷから飛散した処理液を案内する第１回転カップ６０と、第１回転カップ６０よりも内側に配置される第２回転カップ６２がそれぞれ設けられる。これら第１回転カップ６０や第２回転カップ６２は、上部開口部を有し、全体的にはリング状に形成され、上部開口部の開口径よりも下端部の開口径の方が大きく形成される。

保持機構３１Ｂの外方には、第１回転カップ６０や第２回転カップ６２により案内された処理液を受けて下方に案内する処理カップ５０Ｂが設けられる。処理カップ５０Ｂは、第１処理カップ８１と、第２処理カップ８２と、第３処理カップ８３とを備え、これらは、上から順に第１処理カップ８１、第２処理カップ８２および第３処理カップ８３の順番で設けられている。

かかる処理カップ５０Ｂは、第１処理カップ８１の内側と第２処理カップ８２の外側で形成される流路を通して、有機性処理液を案内する。また、処理カップ５０Ｂは、第２処理カップ８２の内側と第３処理カップ８３の外側で形成される流路を通して、アルカリ性処理液を案内する。そして、処理カップ５０Ｂは、第３処理カップ８３の内側と後述する排気流路形成部材６６の外側で形成される流路を通して、酸性処理液を案内する。

第１〜第３処理カップ８１〜８３は、リング状に形成されており、第１処理カップ８１は処理室１０に対して固定されている。

そして、第２の実施形態に係る処理カップ５０Ｂは、第１処理カップ８１における張出部５３Ｂに循環流路８５を備える。かかる循環流路８５は、図８Ａに示すように、排気流路５０２ａを流れる気流の一部を入口８５１から流入させて、入口８５１よりも排気流路５０２ａの上流側に形成された出口８５２から再び排気流路５０２ａへ戻すことができる構造となっている。

循環流路８５の出口８５２は、たとえば、張出部５３Ｂの開口部５０１Ｂ側の下端部に設けられる。また、循環流路８５の入口８５１は、排気流路５０２ａを流れる気流が直接流入し易い位置、たとえば、張出部５３Ｂの周壁部５２Ｂ側の下端部に設けられる。なお、循環流路８５の入口８５１には、回転保持部３０Ｂに保持されたウェハＷ（図７参照）の径方向に延在する第３案内部材８５４が設けられる。

また、第２処理カップ８２は昇降シリンダ（図示せず）に連結されており、第１処理カップ８１に対して昇降自在となっている。これにより、第２処理カップ８２の位置は、図８Ａに示す下方位置、図８Ｂに示す中央位置および図８Ｃに示す上方位置の間で変化する。

また、第３処理カップ８３は、第２処理カップ８２の昇降運動の一部において、第２処理カップ８２と共に昇降自在に構成されている。これにより、第３処理カップ８３の位置は、図８Ａに示す下方位置、図８Ｂに示す中央位置および図８Ｃに示す上方位置の間で変化する。

処理カップ５０Ｂの底部５１Ｂの外周側には、第１処理カップ８１の内側と第２処理カップ８２の外側とで形成される流路を通して案内された有機性処理液を回収する第１回収タンク７１が設けられている。第１回収タンク７１の内周側には、第２処理カップ８２の内側と第３処理カップ８３の外側で形成される流路を通して案内されたアルカリ性処理液を回収する第２回収タンク７２が設けられている。第２回収タンク７２の内周側には、第３処理カップ８３の内側と後述する排気流路形成部材６６の外側で形成される流路を通して案内された酸性処理液を回収する第３回収タンク７３が設けられている。さらに、第３回収タンク７３の内側には、後述する排気流路形成部材６６で受けた各処理液を混合状態で回収する第４回収タンク７４が設けられている。なお、以下では、これらの第１〜第４回収タンク７１〜７４をまとめてドレイン部と記載する場合がある。

また、第１回収タンク７１と第２回収タンク７２との間には、ウェハＷの周囲の雰囲気を第１処理カップ８１および第２処理カップ８２を介して排出する第１排気部７５が設けられる。この第１排気部７５は、リング状の平面断面を有し、第１〜第４回収タンク７１〜７４と共に、同心円状に形成される。

また、第４回収タンク７４の内周側には、ウェハＷの周囲の雰囲気を第３処理カップ８３を介して排出する第２排気部７６が設けられる。この際に、ウェハＷの周囲の雰囲気は排気流路５０２ａを通って第２排気部７６に至るように構成される。

これら第１排気部７５および第２排気部７６の下方には排気ダクト２００が設けられており、第１排気部７５や第２排気部７６による排気は排気ダクト２００で合流してこの排気ダクト２００から排出されるようになっている。

また、第２処理カップ８２の下端部には、第１処理カップ８１からの処理液を第１回収タンク７１に案内するとともに第２処理カップ８２からの処理液を第２回収タンク７２に案内する案内部材６４が設けられている。この案内部材６４は、第１排気部７５の上方を覆うように、全体的にリング状に形成されており、第１排気部７５に向かって開くＵ字状断面を有している。この案内部材６４は第２処理カップ８２と連動して昇降運動を行う。

また、処理カップ５０Ｂには、第２回収タンク７２と第３回収タンク７３との間から上方に延びるよう区画壁８４が設けられている。この区画壁８４は、第２処理カップ８２から第２回収タンク７２への流路（図８Ｂ参照）と、第３処理カップ８３から第３回収タンク７３への流路（図８Ｃ参照）とを区画する。かかる区画壁８４により、酸性の雰囲気およびアルカリ性の雰囲気が混じることが防止される。

保持機構３１Ｂの下方には、排気流路形成部材６６が設けられている。排気流路形成部材６６は、第３回収タンク７３、第４回収タンク７４および第２排気部７６が設けられる底部５１Ｂの領域と保持機構３１Ｂとの間の空間を区画する部材である。かかる排気流路形成部材６６と、第３回収タンク７３、第４回収タンク７４および第２排気部７６が設けられる底部５１Ｂの領域とによって排気流路５０２ｃが形成される。

そして、第２の実施形態に係る液処理装置５Ｂは、かかる排気流路形成部材６６にも循環流路６５を備える。循環流路６５は、図８Ｃに示すように、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間と、排気流路５０２ｃ内の空間とを連通する貫通孔である。

かかる循環流路６５は、排気流路５０２ｃを流れる気流の一部を排気流路５０２ｃ側に設けられた入口６５１から流入させて、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間側（すなわち、保持機構３１Ｂとの対向面）に設けられた出口６５２から再び排気流路５０２ｃへ戻すことができる構造となっている。

すなわち、ウェハＷが回転していない場合、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間よりも排気流路５０２ｃ内の空間の方が圧力が低いため、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間から排気流路５０２ｃ内の空間へ流れる気流が発生する。これに対し、ウェハＷ等が回転している場合には、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間が負圧となり、排気流路５０２ｃ内の空間よりも圧力が低くなる。これにより、排気流路５０２ｃ内の空間から循環流路６５を通って保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間へ流れる気流が発生する。

なお、循環流路６５は、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間に流入した処理液を第４回収タンク７４に案内するための貫通孔でもある。ただし、かかる貫通孔は、循環流路６５と別に設けられてもよい。

また、排気流路形成部材６６の外周端には上方に延びるリング部材６６１が設けられており、図８Ｃに示すように第２処理カップ８２が上方位置にあるときにこのリング部材６６１と第３処理カップ８３との間で排気流路５０２ｃが形成されるようになっている。

排気流路形成部材６６には、第３回収タンク７３および第４回収タンク７４に向けてそれぞれ下方に延びる第１案内板６８および第２案内板６９が設けられる。第１案内板６８および第２案内板６９により、排気流路５０２ｃに向かって排気を案内することができ、また、第３回収タンク７３や第４回収タンク７４に向かって排液を案内することができる。

次に、第２の実施形態に係る液処理装置５ＢによるウェハＷの液処理方法について説明する。まず、基板搬送装置３ａによって、ウェハＷが液処理装置５Ｂの処理室１０内に搬入され、保持機構３１Ｂに保持される。

つづいて、駆動部３３Ｂにより、ウェハＷを保持した保持機構３１Ｂが、第１回転カップ６０や第２回転カップ６２と共に回転駆動される。これにより、保持機構３１Ｂにより保持されたウェハＷが水平面内で回転する。

つづいて、ウェハＷが酸性処理液により処理される。具体的には、酸性処理液が酸性処理液供給源４３ａから液供給部４０Ｂに供給され、回転しているウェハＷの表面に供給される。この場合、図８Ｃに示すように、第２処理カップ８２および第３処理カップ８３はそれぞれ上方位置に位置している。

これにより、ウェハＷから飛散して第１回転カップ６０や第２回転カップ６２により案内された酸性処理液は、第３処理カップ８３と排気流路形成部材６６のリング部材６６１との間の空間に沿って案内され、区画壁８４の内周側を通って第３回収タンク７３に送られて回収される（図８Ｃの実線の矢印参照）。

また、ウェハＷの周囲の雰囲気は、排気流路５０２ｃを通って第２排気部７６により排出されて排気ダクト２００に送られるようになる（図８Ｃの二点鎖線の矢印参照）。

このとき、上述したように、ウェハＷ等の回転によって、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間が負圧となるため、排気流路５０２ｃ内の空間から循環流路６５を通って保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間へと流れる気流が発生する。すなわち、排気流路５０２ｃを流れる気流の一部が、循環流路６５を通って再び排気流路５０２ｃの上流側へと戻されることとなる。

ウェハＷ等の回転数が増加するほど、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間の圧力は低くなり、循環流路６５を流れる気流の流量が増加する。すなわち、ウェハＷ等の回転数が増加するほど、循環流路６５による圧力損失は増加する。したがって、かかる循環流路６５を設けることにより、ウェハＷの回転に伴う圧損変動を抑えることができる。

ウェハＷの酸性処理液による処理が終了すると、リンス処理が行われる。この場合、洗浄液が洗浄液供給源４３ｃから液供給部４０Ｂに供給され、回転しているウェハＷの表面に供給される。この間、ウェハＷから飛散した洗浄液は、第３回収タンク７３に回収されるとともに、ウェハＷの周囲の雰囲気は第２排気部７６によって排出される。

つづいて、図示しない昇降シリンダにより、第２処理カップ８２および第３処理カップ８３が下降し、図８Ｃに示す上方位置から図８Ｂに示す中央位置まで移動する。この際に、案内部材６４も第２処理カップ８２に連動して図８Ｂに示すような中央位置まで移動する。

その後、ウェハＷがアルカリ性処理液により処理される。この場合、アルカリ性処理液がアルカリ性処理液供給源４３ｂから液供給部４０Ｂに供給され、回転しているウェハＷの表面に供給される。ウェハＷから飛散して第１回転カップ６０や第２回転カップ６２により案内されたアルカリ性処理液は、第２処理カップ８２と第３処理カップ８３との間の空間に沿って案内され、案内部材６４と区画壁８４との間の空間を通って第２回収タンク７２に送られて回収される（図８Ｂの実線の矢印参照）。

また、ウェハＷの周囲の雰囲気は、排気流路５０２ｂを通って第１排気部７５により排出されて排気ダクト２００に送られるようになる（図８Ｂの二点鎖線の矢印参照）。このとき、排気ダクト２００を流れる気流の一部は、第２排気部７６から循環流路６５を経て再び排気流路５０２ｂの上流側へと戻されることとなる。このため、図８Ｂに示す状態においても、ウェハＷの回転に伴う圧損変動を抑えることができる。

ウェハＷのアルカリ性処理液による処理が終了すると、リンス処理が行われる。この場合、洗浄液が洗浄液供給源４３ｃから液供給部４０Ｂに供給され、回転しているウェハＷの表面に供給される。この間、ウェハＷから飛散した洗浄液は、アルカリ性処理液と同様にして、第２回収タンク７２に回収されるとともに、ウェハＷの周囲の雰囲気は第１排気部７５によって排出される。

つづいて、図示しない昇降シリンダにより、第２処理カップ８２および第３処理カップ８３が更に下降し、図８Ｂに示す中央位置から図８Ａに示す下方位置まで移動する。この際に、案内部材６４も第２処理カップ８２と一体的に図８Ａに示す下方位置まで移動する。

その後、ウェハＷが有機性処理液により乾燥処理される。この場合、有機性処理液が有機性処理液供給源４３ｄから液供給部４０Ｂに供給され、回転しているウェハＷの表面に供給される。ウェハＷから飛散して第１回転カップ６０や第２回転カップ６２により案内された有機性処理液は、第１処理カップ８１と第２処理カップ８２との間の空間に沿って案内され、案内部材６４の外周側を通って第１回収タンク７１に送られて回収される（図８Ａの実線の矢印参照）。また、ウェハＷの周囲の雰囲気は、アルカリ性処理液と同様にして案内され、第１排気部７５により排出されて排気ダクト２００に送られるようになる（図８Ａの二点鎖線の矢印参照）。

このとき、上述したように第１処理カップ８１の張出部５３Ｂには循環流路８５が形成されている。第１の実施形態に係る循環流路５５と同様、循環流路８５による圧力損失は、ウェハＷ等の回転数が増加するほど増大するため、かかる循環流路８５を設けることにより、ウェハＷ等の回転に伴う圧力損失の変動を抑えることができる。また、排気ダクト２００を流れる気流の一部は、第２排気部７６から循環流路６５を経て再び排気流路５０２ａの上流側へと戻されることとなるため、これによっても圧損変動を抑えることができる。

このようにして、ウェハＷの処理が終了する。その後、基板搬送装置３ａによりウェハＷが保持機構３１Ｂから取り外されて、処理室１０から搬出される。

上述してきたように、第２の実施形態に係る液処理装置５Ｂは、回転保持部３０Ｂにおける保持機構３１Ｂの下部に設けられ、処理カップ５０Ｂとの間で排気流路５０２ｃを形成する排気流路形成部材６６をさらに備え、かかる排気流路形成部材６６に循環流路６５を設けることとした。

具体的には、かかる循環流路６５の出口６５２は、排気流路形成部材６６における保持機構３１Ｂとの対向面に、すなわち、保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間側に設けられ、入口６５１は、かかる対向面と反対側の面に、すなわち、排気流路５０２ｃ内の空間側に設けられる。そして、循環流路６５は、ウェハＷ等の回転によって保持機構３１Ｂと排気流路形成部材６６とによって挟まれた空間が負圧になることを利用して、排気流路５０２ｃを流れる気流の一部を排気流路５０２ｃへ戻して循環させる。

これにより、第２の実施形態に係る液処理装置５Ｂは、ウェハＷの回転に伴う処理カップ５０Ｂ内での圧力損失の変動を抑えることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
１ 搬入出ステーション
２ 搬送ステーション
３ 処理ステーション
５ 液処理装置
１０ 処理室
２０ 給気部
３０ 回転保持部
４０ 液供給部
５０ 処理カップ
５１ 底部
５２ 周壁部
５３ 張出部
５５ 循環流路
５０１ 開口部
５０２ 排気流路
５１２ 排気部
５５１ 入口
５５２ 出口

Claims (8)

1. 基板を回転可能に保持する回転保持部と、
   前記回転保持部に保持された基板に向けて処理液を供給する液供給部と、
   前記回転保持部に保持された基板の周囲を取り囲むように配置され、前記基板を出し入れ可能な開口部と、該開口部から流入する気流を排出するための排気部とを有する処理カップと
   を備え、
   前記処理カップは、
   前記排気部が形成される底部と、
   前記底部より起立する周壁部と、
   前記周壁部の上端から径方向内側かつ斜め上方へ張り出して前記周壁部よりも小径の前記開口部を形成する張出部と、
   前記張出部に設けられ、前記開口部から前記排気部を経由して外部へ至る排気流路を流れる気流の一部を前記排気流路の上流側へ戻す循環流路と
   を備えることを特徴とする液処理装置。
2. 前記循環流路の出口は、
   前記張出部の前記開口部側の端部に設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記循環流路の入口は、
   前記張出部の前記周壁部側の端部に設けられること
   を特徴とする請求項１または２に記載の液処理装置。
4. 前記循環流路の入口は、
   前記基板の径方向に開口すること
   を特徴とする請求項２または３に記載の液処理装置。
5. 前記回転保持部の下部に設けられ、前記処理カップとの間で前記排気流路を形成する排気流路形成部材
   をさらに備え、
   前記循環流路は、
   前記排気流路形成部材に設けられること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の液処理装置。
6. 前記循環流路の出口は、
   前記排気流路形成部材の前記回転保持部との対向面に設けられ、
   前記循環流路の入口は、
   前記対向面と反対側の面に設けられること
   を特徴とする請求項５に記載の液処理装置。
7. 前記回転保持部、前記液供給部および前記処理カップが収容される処理室と、
   前記処理室内に気体を供給することによって、前記処理カップの開口部へ向かう気流を発生させる給気部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の液処理装置。
8. 基板を回転可能に保持する回転保持部によって、前記基板を保持して回転させる回転保持工程と、
   前記回転保持部に保持された基板の表面に向けて処理液を供給する液供給部によって、前記回転保持部に保持された基板に向けて処理液を供給する処理液供給工程と、
   前記回転保持部に保持された基板の周囲を取り囲むように配置され、前記基板を出し入れ可能な開口部と、該開口部から流入する気流を排出するための排気部と、前記排気部が形成される底部と、前記底部より起立する周壁部と、前記周壁部の上端から径方向内側かつ斜め上方へ張り出して前記周壁部よりも小径の前記開口部を形成する張出部と、前記張出部に設けられ、前記開口部から前記排気部を経由して外部へ至る排気流路を流れる気流の一部を前記排気流路の上流側へ戻す循環流路とを備える処理カップによって、前記開口部から前記排気部を経由して外部へ至る排気流路を流れる気流の一部を前記排気流路の上流側へ戻す循環工程と
   を含むことを特徴とする液処理方法。

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