JP6026241B2 - 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置ハウジングの内部空間で回転する基板から飛散する処理液を回収するカップ体を備えた基板処理装置において、清浄ガスの給気及び当該内部空間内の雰囲気の排気を制御する技術に関するものである。

半導体装置の製造のための一連の処理には、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」と称する）等の基板に処理液（例えば薬液）を供給することにより行われる液処理（例えば洗浄処理）が含まれる。処理液を供給する液処理の後には、処理液を除去するためにリンス液を供給するリンス処理が施され、その後、ウエハに乾燥処理が施される。

このような処理を行う基板処理装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の基板処理装置は、ウエハを水平姿勢で保持するとともに鉛直軸線周りに回転させるスピンチャックと、ウエハの周囲を囲みウエハから飛散する処理液を回収するカップ体とを有している。スピンチャック及びカップ体は、処理チャンバと呼ばれるハウジングの内部に配置されている。ハウジング内の雰囲気を清浄に保つために、ハウジングの天井部に清浄ガス吐出機構が設けられ、ハウジングの内部空間には、天井部から底部に向かう清浄ガスのダウンフローが形成される。通常、清浄ガスはＦＦＵ（ファンフィルタユニット）により供給される。ＦＦＵはファンにより取り込んだクリーンルーム内エアをＵＬＰＡフィルタにて濾過して供給するものであり、比較的安価に清浄ガスを供給することができる。

乾燥処理後のウエハの表面にウォーターマークの発生を防止するためには、乾燥処理を行っているときのウエハ周囲の雰囲気の湿度を低減することが好ましい。ＦＦＵにより供給される清浄エアの湿度は十分に低くないので、乾燥処理時にはドライエアまたは窒素ガスがウエハの周囲空間に供給される。窒素ガスはＦＦＵによる清浄エアと比較して高価である。また、ドライエアは基板処理装置の運転時に一緒に運転される除湿装置を用いて供給するので、やはり、ＦＦＵによる清浄エアと比較して高価である。また、近年は、多数の基板処理装置を組み込んだ基板処理システムを用いることが一般的である。多数の基板処理装置に同時に多量のドライエアを供給することは、除湿装置の負担が大きくなるので好ましくない。よって、ドライエアまたは窒素ガスの使用量はできるだけ低減することが好ましい。

特許文献１では、ウエハの疎水性を増大させる薬液を用いた液処理の後にウエハを乾燥するときにハウジングの内部空間にドライエアを供給し、それ以外のときにはＦＦＵによる清浄エアを供給することにより、高価で除湿装置に負担をかけるドライエアの使用量を削減している。

特開２００８−２１９０４７号公報

本発明は、プロセス性能を犠牲にすることなく、ドライエアまたは窒素ガスの供給流量を減少させることができる技術を提供する。

本発明は、基板を水平姿勢で保持する基板保持部と、前記基板保持部を鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部と、前記基板に処理液を供給する処理液ノズルと、前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲んで処理液を回収する、上部が開放されたカップ体と、前記基板保持部、前記ノズルおよび前記カップ体が収容される内部空間を有するハウジングと、前記ハウジングの内部空間の前記カップ体の上方の領域に第１清浄ガスと第１清浄ガスよりも湿度が低い第２清浄ガスを切り替えて供給する清浄ガス供給装置と、前記カップ体の内部の雰囲気を吸引するためのカップ排気路と、前記ハウジングの内部空間であってかつ前記カップ体の外部に設けられた吸入口を有し、前記カップ体の内部を介さずに前記ハウジングの内部空間の雰囲気を吸引するためのハウジング排気路と、前記ハウジング排気路に設けられた排気流量調整部と、基板に前記処理液ノズルから処理液を供給して液処理を行っているときに供給される第１清浄ガスの流量よりも、基板に乾燥処理を行っているときに供給される第２清浄ガスの流量を小さくするとともに、前記液処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記乾燥処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量を小さくするように前記排気流量調整部を制御する制御部と、を備えた基板処理装置を提供する。

また、本発明は、基板を水平姿勢で保持する基板保持部と、前記基板保持部を鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部と、前記基板に処理液を供給する処理液ノズルと、前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲んで処理液を回収する、上部が開放されたカップ体と、前記基板保持部、前記ノズルおよび前記カップ体が収容される内部空間を有するハウジングと、前記ハウジングの内部空間の前記カップ体の上方の領域に第１清浄ガスと前記第１清浄ガスよりも湿度が低い第２清浄ガスを切り替えて供給する清浄ガス供給装置と、前記カップ体の内部の雰囲気を吸引するためのカップ排気路と、前記ハウジングの内部空間であってかつ前記カップ体の外部に設けられた吸入口を有し、前記カップ体の内部を介さずに前記ハウジングの内部空間の雰囲気を吸引するためのハウジング排気路と、前記ハウジング排気路に設けられた排気流量調整部と、を備えた基板処理装置を用いて実行される基板処理方法であって、基板に前記処理液ノズルから処理液を供給して液処理を行っているときに供給される第１清浄ガスの流量よりも、基板に乾燥処理を行っているときに供給される第２清浄ガスの流量を小さくし、かつ、前記液処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記乾燥処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量を小さくすることを特徴とする基板処理方法を提供する。

さらに、本発明は、基板処理装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、当該記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータからなる前記基板処理装置のコントローラで実行することにより、前記コントローラが前記基板処理装置を制御して上記の基板処理方法を実行する、記憶媒体を提供する。

一実施形態において、前記第１清浄ガスは、ファンフィルタユニットを介して供給される濾過されたクリーンルーム内の空気であり、前記第２清浄ガスは、ドライエアまたは窒素ガスである。

一実施形態において、前記乾燥処理を行うときに前記基板に乾燥促進流体を供給する乾燥促進流体ノズルが設けられる。例えば、前記乾燥促進流体はＩＰＡ（イソプロピルアルコール）である。

本発明によれば、プロセス性能を犠牲にすることなくハウジング排気路からの排気の流量を減少させることにより、当該排気の流量と概ね平衡させるべきドライエアまたは窒素ガスの供給流量を減少させることができる。

本発明による基板処理装置の全体構成を示す概略図である。 図１に示す整流板に形成された貫通穴について説明する平面図である。 切替弁の他の構成例を示す概略断面図である。 図３に示す切替弁の各ポートの接続関係を示す図である。

以下に図面を参照して発明の実施形態について説明する。図１に示すように、基板処理装置は、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と呼ぶ）を水平姿勢で保持する基板保持部１０を有している。基板保持部１０は、円板状のベース１２とベース１２に取り付けられた複数例えば３つのチャック爪１４とを有しており、ウエハＷ周縁部の複数箇所を前記チャック爪１４により保持するメカニカルスピンチャックとして形成されている。ベース１２には、外部の搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行う際に、ウエハの下面を支持して持ち上げるリフトピン１６を有する図示しないプレートが組み込まれている。基板保持部１０は、電動モータを有する回転駆動部１８によって回転させることができ、これにより、基板保持部１０により保持されたウエハＷを鉛直方向軸線周りに回転させることができる。ベース１２には、支柱１９を介して、円環状の回転カップ２０が取り付けられている。回転カップ２０は、その内周面により、回転するウエハに供給された後にウエハから振り切られて飛散する処理液を受け止めて、処理液を回収するために設けられた後述するカップ体３０に案内する。なお、上記の構成については、本件出願人による特許出願に係る特開２０１１−７１４７７号に詳細に述べられている。

カップ体３０は、最も外側に位置する不動の環状の第１カップ３１と、その内側に位置する昇降可能な環状の第２カップ３２と、さらにその内側に位置する昇降可能な環状の第３カップ３３と、さらにその内側に位置する不動の内壁３４とを有している。第２カップ３２及び第３カップ３３は、図１に概略的に示したそれぞれの昇降機構３２Ａ、３３Ａにより昇降する。第１カップ３１と第２カップ３２との間には第１流路３１１が形成され、第２カップ３２と第３カップ３３との間には第２流路３２１が形成され、第３カップ３３と内壁３４との間には第３流路３３１が形成される。カップ体３０の底部には、第１流路３１１、第２流路３２１及び第３流路３３１に連通するカップ排気口３５が形成されている。

カップ排気口３５には、カップ排気路３６が接続されている。カップ排気路３６には、流量調整弁３７、例えばバタフライ弁が介設されている。カップ排気路３６のさらに下流側には、カップ排気路３６を酸性雰囲気排気ライン８１、アルカリ性雰囲気排気ライン８２または有機雰囲気排気ライン８３に選択的に接続する切替弁４０が設けられている。

第１流路３１１、第２流路３２１及び第３流路３３１の各々の途中に屈曲部が設けられており、屈曲部で急激に向きを変えられることにより各流路を流れる気液混合流体から液体成分が分離される。分離された液体成分は、第１流路３１１に対応する液受け３１２、第２流路３２１に対応する液受け３２２、及び第３流路３３１に対応する液受け３３２内に落下する。液受け３１２、３２２、３３２は、それぞれに対応する排液口３１３、３２３、３３３を介して、工場の酸性液体廃液系、アルカリ性液体廃液系、有機液体廃液系（いずれも図示せず）に接続されている。

基板処理装置はさらに、基板保持部１０に保持されて回転するウエハＷに向けて処理液を吐出（供給）する複数の処理液ノズルを備えている。本例では、酸性洗浄液（例えばＤＨＦ（希フッ酸））を吐出する酸性薬液ノズル５１と、アルカリ性洗浄液（例えばＳＣ−１）を吐出するアルカリ性薬液ノズル５２と、リンス液（例えばＤＩＷ（純水））を吐出するリンス液ノズル５３とが設けられている。また乾燥促進液（例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール））を供給する乾燥促進液ノズル５４が設けられている。各ノズルには、処理液供給源に接続されるとともに開閉弁及び流量調整弁等の流量調整器が介設された処理液供給路を備えた図示しない処理液供給機構から、それぞれの処理液が供給される。

基板保持部１０及びカップ体３０は、ハウジング６０内に収容されている。ハウジング６０の天井には、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）７０が設けられている。ＦＦＵ７０は、クリーンルーム内の空気を取り入れるためのファン７１と、取り入れた空気を濾過するためのフィルタ７２、具体的にはＵＬＰＡフィルタが設けられている。このＦＦＵ７０のダクト７３内において、ファン７１の下流側であってかつフィルタ７２の上流側に、当該ダクト７３中の通気を遮断することができるダンパ７４が設けられている。

ハウジング６０の天井の下方には、多数の貫通穴７６が形成された整流板７５が設けられている。整流板７５は、ＦＦＵ７０から下方に吹き出された清浄エア（ＣＡ）が、ウエハＷ上に集中して流れるように整流する。ハウジング６０の天井と整流板７５との間の空間７７には、当該空間７７に窒素ガスまたはドライエアを吐出するガスノズル７８が設けられている。ガスノズル７８には、ガス供給源７９Ａ（窒素ガスボンベまたはドライエア生成装置）に接続されるとともに開閉弁及び流量調整弁等の流量調整器が介設されたガス供給路を備えたガス供給機構７９Ｂから、窒素ガスまたはドライエアが供給される。ガスノズル７８から吐出された気体は空間７７内で拡散した後に、整流板７５の貫通穴７６を通って下方に向けて吐出される。なお、ドライエアは低湿度雰囲気が必要な場合に用いられ、窒素ガスは低湿度及び低酸素濃度雰囲気が必要な場合に用いられる。

図２（ａ）は、貫通穴７６の配置を説明するための図であって、整流板７５を上方から見た概略平面図である。図２（ａ）において、符号Ｗｅで示す円は基板保持部１０に保持されたウエハＷの外周縁を示しており、符号Ｃｅで示す円はカップ体３０の第１カップ３１の上面開口の輪郭を示している。図２（ａ）にその一部のみが概略的に示されている貫通穴７６は、その中心が正方格子状に、すなわちＸ方向及びＹ方向に同じピッチ（例えばＸ方向及びＹ方向ともに約１２ｍｍピッチ）で並んでいる。基板保持部１０に保持されたウエハＷの中心部に対応する領域を符号Ａ１で示し、その外側の領域を符号Ａ２で示している。ウエハＷが１２インチウエハであるとした場合、領域Ａ１は例えば直径６２ｍｍの円形の領域である。領域Ａ２は、その内周縁の直径が６２ｍｍでその外周縁の直径が２００ｍｍのリング状の領域である。領域Ａ１にある貫通穴７６の直径は最も大きく例えば１０ｍｍである。領域Ａ２にある貫通穴７６の直径はそれよりも小さく例えば６ｍｍである。領域Ａ２よりも外側の全ての領域Ａ３にある貫通穴７６の直径はさらに小さく例えば３ｍｍである。すなわち、単位面積当たりの開口率は、領域Ａ１が最大であり、Ａ２、Ａ３の順に小さくなる。

貫通穴７６の単位面積当たりの開口率が均一の場合には、図２（ｂ）に示すように、カップ体３０内に引き込まれる気流に引きずられて、ダウンフローが半径方向外側に拡がり、ウエハＷ中央部に到達しなくなる。このため、液処理時に発生した処理液の雰囲気またはミストが、ウエハＷ中央部の真上の領域（破線で囲んだ部分）に滞留し、パーティクル発生の原因となりうる。しかしながら、ウエハＷ中央部に対向する領域において整流板７５の開口率を増すことにより、図２（ｃ）に示すように、ウエハＷ中央部に向かう強いダウンフローが生じ、この流れはカップ体３０内に引き込まれる気流にあまり影響を受けることなくウエハＷ中央部に到達する。このため、上記の原因によりパーティクルが発生することを防止することができる。

ハウジング６０の下部（具体的には少なくともカップ体３０の上部開口部より低い位置）であって、かつ、カップ体３０の外部には、ハウジング６０内の雰囲気を排気するためのハウジング排気口６２が設けられている。ハウジング排気口６２には、ハウジング排気路６４が接続されている。ハウジング排気路６４には、流量調整弁６６例えばバタフライ弁が設けられている。ハウジング排気路６４は、カップ排気路３６の経路上で流量調整弁３７と切替弁４０の間に接続されている。

図１に概略的に示すように、基板処理装置は、その全体の動作を統括制御するコントローラ（制御部）１００を有している。コントローラ１００は、基板処理装置の全ての機能部品（例えば、回転駆動部１８、第２及び第３カップ３２、３３の昇降機構３２Ａ，３３Ａ、図示しない処理液供給機構、流量調整弁３７、６６、切替弁４０、ＦＦＵ７０、ガス供給機構７９Ｂ等）の動作を制御する。コントローラ１００は、ハードウエアとして例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム（装置制御プログラムおよび処理レシピ等）とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、あるいはＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が図１において参照符号１０１で示されている。プロセッサ１０２は必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体１０１から呼び出して実行させ、これによってコントローラ１００の制御の下で基板処理装置の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。

次に、上記コントローラ１００の制御の下で行われる基板処理装置の動作について説明する。

［酸性薬液洗浄処理］
ウエハＷが基板保持部１０により保持され、回転駆動部１８によりウエハＷが回転する。この回転するウエハＷには、処理液として、酸性薬液ノズル５１から酸性薬液例えばＤＨＦが供給され、ウエハＷに酸性薬液洗浄処理が施される。酸性薬液は遠心力によりウエハＷから振り切られ、回転カップ２０に受け止められる。このとき、第２カップ３２及び第３カップ３３が下降位置に位置しており、酸性薬液は第１カップ３１と第２カップ３２との間の第１流路３１１を通って流れる。

このときＦＦＵ７０のダンパ７４は開状態であり、ファン７１が回転している。従って、整流板７５の貫通穴７６から清浄エアが下方のウエハに向かって流れている。すなわち、ハウジング６０の内部空間の整流板７５の下方には清浄エアのダウンフローが形成されている。

また、このとき、切替弁４０はカップ排気路３６と酸性雰囲気排気ライン８１とを連通させている。従って、ウエハＷの上方の空間に存在するガス（この場合ダウンフローを形成する清浄エア）は、第１カップ３１の上部開口を介してカップ体３０内に流入し、第１カップ３１と第２カップと３２との間の第１流路３１１を通って流れ、カップ排気口３５から排出され、カップ排気路３６及び切替弁４０を通って酸性雰囲気排気ライン８１に流れる。従って、ウエハＷの上方の空間に酸性薬液ミスト（微小液滴）を含む酸性薬液雰囲気（処理液雰囲気）が存在していても、このような酸性薬液雰囲気はカップ排気口３５から排出されるので、ウエハＷの上方の空間（図１の領域Ａ４）に滞留することはない。このため、滞留した処理液雰囲気が次工程に影響を与えること及びハウジング内壁を汚染することが防止されるか、或いは最小限に抑制される。

なお、酸性薬液は、ウエハへの衝突により、或いは回転カップ２０、第１カップ３１等への衝突により、一部がミスト状となっており、このミストはカップ体３０内に流入して第１流路３１１を通って流れるガスの流れに乗って、カップ排気口３５に向かって流れる。ミストの大部分は、第１流路３１１の途中に設けられた屈曲部の壁体に捕捉され、液受け３１２に落下する。また、第１流路３１１に面する第１カップ３１及び第２カップ３２の表面に沿って流下する酸性薬液も液受け３１２に落下する。液受け３１２に落ちた酸性薬液は、排液口３１３を介してカップ体３０内から排出される。

また、ハウジング６０の内部空間のカップ体３０の周辺の空間に存在するガス（具体的には第１カップ３１の側周面の半径方向外側の空間（図１の領域Ａ５）に存在するガス、及び当該空間に近い位置にある空間に存在するガスの一部）がハウジング排気口６２から排出され、ハウジング排気路６４及び切替弁４０を通って酸性雰囲気排気ライン８１に流れる。従って、カップ排気口から排出できないカップ体３０周辺の空間に酸性薬液蒸気または酸性薬液ミストを含む酸性薬液雰囲気が存在していても、このような酸性薬液雰囲気は、カップ体３０の周辺の空間に滞留することはない。このため、滞留した処理液雰囲気が次工程に影響を与えること及びハウジング内壁を汚染することが防止または大幅に抑制される。

［第１リンス処理］
次に、ウエハＷの回転を継続したまま、酸性薬液ノズル５１からの酸性薬液の吐出を停止し、代わりに、リンス液ノズル５３から、処理液として、リンス液例えばＤＩＷをウエハＷに供給する。これによりウエハＷ上に残留する酸性薬液及び残渣が洗い流される。このリンス処理は、上記の点のみが酸性薬液洗浄処理と異なり、その他の点（ガス、処理液等の流れ）は酸性薬液洗浄処理と同じである。

［アルカリ性薬液洗浄処理］
次に、ウエハＷの回転を継続したまま、リンス液ノズル５３からのリンス液の吐出を停止し、第３カップ３３を下降位置に維持したまま第２カップ３２を上昇位置に移動させ、切替弁４０を切り替えてカップ排気路３６とアルカリ性雰囲気排気ライン８２とを連通させる。次いで、処理液として、アルカリ性薬液ノズル５２からアルカリ性洗浄液例えばＳＣ−１がウエハＷに供給され、ウエハＷにアルカリ性薬液洗浄処理が施される。このアルカリ性薬液洗浄処理は、ガス及びアルカリ性薬液の排出経路が酸性薬液洗浄処理と異なり、他の点については酸性薬液洗浄処理と同じである。

すなわち、ウエハＷの上方の空間にあるガスは、第１カップ３１の上部開口を介してカップ体３０内に流入した後、第２カップ３２と第３カップ３３との間の第２流路３２１を通って流れ、カップ排気口３５から排出され、カップ排気路３６及び切替弁４０を通ってアルカリ性雰囲気排気ライン８２に流れる。ウエハＷから飛散した薬液は、第２流路３２１を通って流れ、液受け３２２に落下し、排液口３２３を介してカップ体３０内から排出される。ハウジング６０の内部空間のカップ体３０の周辺の空間に存在するガスは、ハウジング排気口６２から排出され、ハウジング排気路６４及び切替弁４０を通ってアルカリ性雰囲気排気ライン８２に流れる。ハウジング６０の内部空間に処理液雰囲気の滞留が生じることを防止または大幅に抑制される点も、酸性薬液洗浄処理と同じである。

［第２リンス処理］
次に、ウエハＷの回転を継続したまま、アルカリ性薬液ノズル５２からのアルカリ性薬液の吐出を停止し、代わりに、リンス液ノズル５３から、リンス液をウエハＷに供給する。これによりウエハＷ上に残留するアルカリ性薬液及び残渣が洗い流される。この第２リンス処理は、ガス及び処理液（リンス液）の排出経路が第１リンス処理と異なり、他の点については第１リンス処理と同じである。

［乾燥処理］
次に、ウエハＷの回転を継続したまま、リンス液ノズル５３からのリンス液の吐出を停止し、第２カップ３２を上昇位置に維持したまま第３カップ３３を上昇位置に移動させ（このときに図１に示す状態となる）、切替弁４０を切り替えてカップ排気路３６と有機雰囲気排気ライン８３とを連通させる。これとほぼ同時に、ＦＦＵ７０のファン７１が停止され、続いてダンパ７４が閉じられる。その後直ちに、ガスノズル７８から窒素ガス（ドライエアでもよい）が吐出される。次いで、処理液として、乾燥促進液ノズル５４から所定時間だけ乾燥促進液例えばＩＰＡがウエハＷに供給され、その後乾燥促進液ノズル５４からの乾燥促進液の供給が停止され、ウエハＷの回転が所定時間継続される。これにより、ウエハＷ上に残留していたＤＩＷがＩＰＡ中に取り込まれ、このＩＰＡがウエハＷ上から振り切られるとともに蒸発し、ウエハＷの乾燥が行われる。

乾燥処理が行われているときには、整流板７５の貫通穴７６から低湿度かつ低酸素濃度の窒素ガスが下方のウエハＷに向かって流れる。この窒素ガスのダウンフローは、第１カップ３１の上部開口を介してカップ体３０内に流入し、第３カップ３３と内壁３４との間の第３流路３３１を通って流れ、カップ排気口３５から排出され、カップ排気路３６及び切替弁４０を通って有機雰囲気排気ライン８３に流れる。従って、ウエハＷの上方の空間を低湿度雰囲気にすることができる。一方で、流量調整弁６６を制御することによって、ハウジング排気の流量を、液処理をしているときよりも小さくする。（例えば液処理時の１０分の１）

なお、乾燥促進液は、ウエハへの衝突により、或いは回転カップ２０、第３カップ３３等への衝突により、一部がミスト状となっており、このミストはカップ体３０内に流入して第３流路３３１を通って流れるガスの流れに乗って、カップ排気口３５に向かって流れる。ミストの大部分は、第３流路３３１の途中に設けられた屈曲部の壁体に捕捉され、液受け３３２に落下する。また、第３流路３３１に面する第３カップ３３及び内壁３４の表面に沿って流下する乾燥促進液も液受け３３２に落下する。液受け３３２に落ちた乾燥促進液は、排液口３３３を介してカップ体３０内から排出される。

乾燥処理が終了したら、ガスノズル７８からの窒素ガスの吐出が停止され、ダンパ７４が開かれてＦＦＵ７０のファン７１が起動される。これとほぼ同時に、流量調整弁６６の開度がもとに戻され、ハウジング排気の流量を、液処理時と同じにする。また、切替弁４０を切り替えてカップ排気路３６と酸性雰囲気排気ライン８１とを連通させる。この状態で、処理済みのウエハＷが図示しない搬送アームによりハウジング６０外に搬出され、次いで、次に処理されるウエハＷが図示しない搬送アームによりハウジング６０内に搬入され、基板保持部１０により保持される。このように、ウエハＷの搬出入時には、ハウジング６０内にＦＦＵ７０から供給された清浄エアのダウンフローが形成され、液処理時と同様のカップ排気及びハウジング排気が行われる。

前述したように、薬液（酸性薬液、アルカリ性薬液）の雰囲気がハウジングの内部空間に滞留すると、滞留した薬液雰囲気が次工程に影響を与えること及びハウジング内壁を汚染するという問題がある。このため、薬液処理（酸性薬液洗浄処理及びアルカリ性薬液洗浄処理）を行うときには、ＦＦＵ７０により比較的大流量（例えば１２００リットル／分）で清浄エアを供給し、清浄エアの供給流量に概ね対応する流量、例えば、カップ排気口３５を通る排気（以下、簡便のため「カップ排気」と呼ぶ）の流量が１０００リットル／分、ハウジング排気口６２を通る排気（以下、簡便のため「ハウジング排気」と呼ぶ）の流量が２００リットル／分で排気を行っている。このように比較的大流量の清浄エアの流れをカップ体３０内に引き込むことにより、ウエハＷから飛散した後にカップ体３０の壁面に衝突することによりミスト化された薬液がウエハＷに向かって逆流することが大幅に抑制される。また、ミスト化または気化した薬液が、ハウジング６０の内部空間のカップ体３０の周辺の空間からウエハＷの上方の空間に浸入したとしても、そのような薬液は、カップ体３０内に引き込まれる清浄エアの流れに乗って、直ちにカップ体３０内に引き込まれる。また、ハウジング排気に乗って、ハウジング６０の内部空間のカップ体３０の周辺の空間に存在するミスト化または気化した薬液が、ハウジング６０内から排出される。ここでハウジング排気の流量をあまり大きくすると、このハウジング排気口６２に向かう気流にウエハＷに向かう清浄エアのダウンフローが引きずられ、最も重要なウエハＷの真上の気流が乱されるおそれがあるため、ハウジング排気の流量はカップ排気の流量より小さくしている。

薬液処理を行う際には、ハウジング６０内の薬液雰囲気がハウジング６０の外部の空間に流出しないように、ハウジング６０の内部空間の圧力はハウジング６０の外部の空間内の圧力と等しいかごく僅かに低いことが好ましい。一方、乾燥処理を行う際には、ハウジング６０の外部の空間内の湿度の高い（あるいはハウジング６０の内部空間の空気と比較においてパーティクル含有量の高い）空気がハウジング６０の内部空間に流入しないように、ハウジング６０の内部空間の圧力はハウジング６０の外部の空間内の圧力と等しいかごく僅かに高いことが好ましい。すなわち、いずれの場合においても、ハウジング６０の内部空間の圧力は、ハウジング６０の外部の空間（クリーンルームの雰囲気）内の圧力と概ね等しいことが好ましい。このため、整流板７５の貫通穴７６から吐出されるガスの流量と、カップ排気及びハウジング排気の総流量とがほぼ同じである必要がある。

乾燥処理が行われるときには、ウエハＷの上方、並びにカップ体３０の周辺の空間には、薬液雰囲気は滞留することなく十分に清浄な状態に既になっている。またウエハＷの上方は低湿度雰囲気になっている。このため、前述したように、ハウジング排気の流量を、液処理をしているときよりも小さくすることができる。また、カップ排気の流量も、薬液処理を行っているときと比べて小さくしており、例えば５００リットル／分としている。従って、この場合、ガスノズル７８から吐出される窒素ガス（またはドライエア）の流量は、排気流量と概ね等しい値である５００リットル／分としている。窒素ガス（またはドライエア）は、主としてウエハＷの周辺湿度を低減して乾燥を促進するために供給されるものであり、汚染要因となりうる雰囲気を排除するためのものではないので、大流量で供給する必要はない。

上記の実施形態によれば、乾燥処理を行うときに、薬液処理またはリンス処理等の液処理を行うときと比較して、ハウジング排気及びカップ排気の総流量を低減しているので、これら排気の総流量に相応してハウジング６０内に供給すべき高価な窒素ガス（または製造に多くの用力が必要でかつ製造コストの高いドライエア）等の低湿度ガスの使用量を削減することができる。しかも、必要な気流は確保されているため、プロセス性能（プロセス結果）に影響を及ぼすことはない。

次に、図３及び図４を参照して他の実施形態について説明する。この実施形態は、上述した実施形態で用いた切替弁４０に代えて、回転弁の形式の切替弁４０ａを用いた点が異なる。切替弁４０ａは、カップ排気路３６に接続された第１吸気ポート４１１とハウジング排気路６４に接続された第２吸気ポート４１２とを有している。図１の実施形態と異なり、カップ排気路３６とハウジング排気路６４とは切替弁４０ａの上流側で合流していない。また、切替弁４０ａは、工場の酸性雰囲気排気ライン（酸性雰囲気排気系）８１に接続された第１排気ポート４２１と、アルカリ性雰囲気排気ライン（アルカリ性雰囲気排気系）８２に接続された第２排気ポート４２２と、有機雰囲気排気ライン（有機雰囲気排気系）８３に接続された第３排気ポート４２３とを有している。

図３に、切替弁４０ａの構成を概略的に示す。矩形断面のダクトとして形成された酸性雰囲気排気ライン８１、アルカリ性雰囲気排気ライン８２及び有機雰囲気排気ライン８３の上に、切替弁４０ａの弁箱４３が取り付けられている。各排気ライン８１〜８３の内部を図面の紙面垂直方向にガスが流れる。弁箱４３の一端は開放されて前記第１吸気ポート４１１となっており、この第１吸気ポート４１１にカップ排気路３６（図３には図示せず）が接続されている。弁箱４３は円筒形状の内部空間を有しており、この内部空間には一端が開放され他端が閉塞された中空円筒形状の弁体４４が収容されている。弁体４４は、適当な回転駆動機構４７例えばステッピングモータにより回転させることができ、かつ、任意の回転位相で停止することができる。

排気ライン８１、８２、８３をなすダクトの上面にそれぞれ１つの開口が設けられている。弁箱４３の底部には、これらのダクトの開口と接続された、前記第１、第２及び第３排気ポート４２１、４２２、４２３としての開口がそれぞれ形成されている。中空円筒形状の弁体４４には、３つの（そのうち１つは図３では見えない）弁体開口４５が形成されている。これら３つの弁体開口４５は、第１、第２及び第３排気ポート４２１、４２２、４２３とそれぞれ一致することができるような軸線方向位置（弁体４４の軸線方向に関する位置）に設けられており、かつ、弁体４４の円周方向に関して互いに１２０度ずれた位置に設けられている。

弁箱４３の他端側には、第２吸気ポート４１２をなす開口が設けられている。中空円筒形状の弁体４４には、さらに、２つの弁体開口４６が形成されており、これら２つの弁体開口４６は第２吸気ポート４１２と同じ軸線方向位置に位置しており、かつ、１２０度ずれた位置に設けられている。

上述した３つの弁体開口４５及び２つの弁体開口４６は以下のような位置関係にある。弁体４４が第１回転位置（例えば基準位置である０度の位置）にあるとき、第１排気ポート４２１をなす開口と１つの弁体開口４５が一致し、かつ、第２吸気ポート４１２をなす開口と１つの弁体開口４６が一致する。その結果、酸性雰囲気排気ライン８１にカップ排気口３５及びハウジング排気口６２が接続され、酸性雰囲気排気ライン８１内の負圧により、カップ体３０の内部空間及びハウジング６０の内部空間が吸引される。弁体４４が第２回転位置（前記基準位置から１２０度進んだ位置）にあるとき、第２排気ポート４２２をなす開口と他の１つの弁体開口４５が一致し、かつ、第２吸気ポート４１２をなす開口と他の１つの弁体開口４６が一致する。その結果、アルカリ性雰囲気排気ライン８２にカップ排気口３５及びハウジング排気口６２が接続され、アルカリ性雰囲気排気ライン８２内の負圧により、カップ体３０の内部空間及びハウジング６０の内部空間が吸引される。弁体４４が第３回転位置（前記基準位置から２４０度進んだ位置）にあるとき、第３排気ポート４２３をなす開口とさらに別の１つの弁体開口４５が一致し、かつ、第２吸気ポート４１２は弁体４４により閉塞される。その結果、有機雰囲気排気ライン８３にカップ排気口３５が接続され、有機雰囲気排気ライン８３内の負圧により、カップ体３０の内部空間が吸引される。すなわち、ハウジング排気口６２からの排気は行われない。各ポート間の接続関係は、図４を参照することにより理解することができる。なお、切替弁４０ａは、全ポートが閉鎖される弁体４４の第４回転位置を有するように構成してもよい。或いは、カップ排気路３６及びハウジング排気路６４に開閉弁を設けてもよい。

酸性薬液洗浄処理及び第１リンス処理を実行するときには第１回転位置に、アルカリ性薬液洗浄処理及び第２リンス処理を実行するときには第２回転位置に、乾燥処理を実行するときには第３回転位置に、それぞれ弁体４４を位置させれば、図１の実施形態と同様の処理を行うことができる。上記の切替弁４０ａの構造によれば、一つの駆動部でカップ排気とハウジング排気の切替制御が可能である。

図３及び図４の実施形態においては、乾燥処理時に、ハウジング排気の流量を０（ゼロ）まで減少させている。ハウジング排気の流量を０（ゼロ）まで減少させることは制御が容易になる点において有利である。一方、図１の実施形態においては、流量調整弁６６を絞ることにより、例えば液処理時の１０分の１にハウジング排気の流量を減少させている。いずれにせよ、カップ排気及びハウジング排気の総流量の減少は、乾燥処理時に必要性が非常に低くなるハウジング排気の減少を優先的に行うことにより達成することが好ましい。乾燥処理時におけるカップ排気の流量の減少は、カップ体３０内に適切な気流を生じさせるのに支障の無い範囲で行うことが望ましい。

Ｗ 基板（ウエハ）
１０ 基板保持部
１８ 回転駆動部
３０ カップ体
３６ カップ排気路
３７、４０、４０ａ、６６ 流量調整部（切替弁、流量調整弁）
４０ａ 切替弁
４３ 弁箱
４４ 弁体
４１１ 第１吸気ポート
４１２ 第２吸気ポート
４２１，４２２ 第１排気ポート（酸性雰囲気排気用の第１排気ポートまたはアルカリ性雰囲気排気用の第２排気ポート）
４２３ 第２排気ポート（有機雰囲気排気用の第３排気ポート）
４５ 第１、第２排気用弁体開口（酸性雰囲気排気用の第１排気用弁体開口またはアルカリ性雰囲気排気用の第２排気用弁体開口）
４６ 吸気用弁体開口
８１，８２ 第１排気ライン（酸性雰囲気排気ラインまたはアルカリ性雰囲気排気ライン）
８３ 第２排気ライン（有機雰囲気排気ライン）
５１〜５４ 処理液ノズル
６０ ハウジング
６４ ハウジング排気路
７０、７８ 清浄ガス供給装置（ＦＦＵ、ガスノズル）
１００ 制御部（コントローラ）

Claims (13)

1. 基板を水平姿勢で保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部と、
   前記基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
   前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲んで処理液を回収する、上部が開放されたカップ体と、
   前記基板保持部、前記処理液ノズルおよび前記カップ体が収容される内部空間を有するハウジングと、
   前記ハウジングの内部空間の前記カップ体の上方の領域に第１清浄ガスと前記第１清浄ガスよりも湿度が低い第２清浄ガスを切り替えて供給する清浄ガス供給装置と、
   前記カップ体の内部の雰囲気を吸引するためのカップ排気路と、
   前記ハウジングの内部空間であってかつ前記カップ体の外部に設けられた吸入口を有し、前記カップ体の内部を介さずに前記ハウジングの内部空間の雰囲気を吸引するためのハウジング排気路と、
   前記カップ排気路を流れる排気の流量及び前記ハウジング排気路を流れる排気の流量を調整する排気流量調整部と、
   基板に前記処理液ノズルから処理液を供給して液処理を行っているときに供給される第１清浄ガスの流量よりも、基板に乾燥処理を行っているときに供給される第２清浄ガスの流量を小さくするように前記清浄ガス供給装置を制御するとともに、前記液処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記乾燥処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量を小さくし、かつ、前記液処理を行っているときに前記カップ排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記乾燥処理を行っているときに前記カップ排気路を通って排気されるガスの流量を小さくし、かつ、前記液処理を行っているとき及び前記乾燥処理を行っているときに前記カップ排気路を通って排気されるガスの流量よりも前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量を小さくするように前記排気流量調整部を制御する制御部と、
   を備えた基板処理装置。
2. 前記制御部は、前記乾燥処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量をゼロにするように前記排気流量調整部を制御する、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記排気流量調整部は切換弁を含み、
   前記切換弁は、中心軸線周りに回転可能な中空円筒形状の弁体と、前記弁体を収容する円筒形状の内部空間を有する弁箱と、を有し、
   前記弁箱は、前記カップ排気路に接続された第１吸気ポートと、前記ハウジング排気路に接続された第２吸気ポートと、第１排気ラインに接続される第１排気ポートと、第２排気ラインに接続される第２排気ポートとを有し、
   前記第１吸気ポートは、前記弁体の内部空間に常時連通しており、
   前記第２吸気ポート、前記第１排気ポート及び第２排気ポートは互いに異なる軸線方向位置にあり、
   前記弁体は、前記第１排気ポート及び第２排気ポートにそれぞれ対応する軸線方向位置に設けられた第１排気用弁体開口及び第２排気用弁体開口を有し、前記第１排気用弁体開口と前記第２排気用弁体開口とは互いに異なる円周方向位置に設けられ、
   前記弁体は、前記第２吸気ポートに対応する軸線方向位置に吸気用弁体開口を有しており、
   前記弁体が第１回転位置にあるときに、前記第１排気ポートが前記第１排気用弁体開口を介して前記弁体の内部空間に連通するとともに、前記第２吸気ポートが前記吸気用弁体開口を介して前記弁体の内部空間に連通するようになっており、
   前記弁体が第２回転位置にあるときに、前記第２排気ポートが前記第２排気用弁体開口を介して前記弁体の内部空間に連通するとともに、前記吸気用弁体開口を介した前記第２吸気ポートと前記弁体の内部空間との連通が絶たれて前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量がゼロになるようになっている
   請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記第１清浄ガスは、ファンフィルタユニットを介して供給される濾過されたクリーンルーム内の空気であり、前記第２清浄ガスは、クリーンドライエアまたは窒素ガスである、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記基板処理装置は、前記乾燥処理を行うときに前記基板に乾燥促進流体を供給する乾燥促進流体ノズルをさらに備えている、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記乾燥促進流体はイソプロピルアルコールからなる、請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記清浄ガス供給装置は、前記ハウジングの内部空間に面した整流板を有しており、前記整流板には前記第１及び第２清浄ガスを前記ハウジングの内部空間に向けて下方に吐出する複数の開口が形成されており、
   前記基板保持部に基板が保持された場合、前記基板の中央部の真上にある前記整流板の領域の開口率が、前記基板の周縁部の真上にある前記整流板の領域の開口率よりも大きい、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 基板を水平姿勢で保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部と、
   前記基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
   前記基板保持部に保持された基板の周囲を囲んで処理液を回収する、上部が開放されたカップ体と、
   前記基板保持部、前記処理液ノズルおよび前記カップ体が収容される内部空間を有するハウジングと、
   前記ハウジングの内部空間の前記カップ体の上方の領域に第１清浄ガスと前記第１清浄ガスよりも湿度が低い第２清浄ガスを切り替えて供給する清浄ガス供給装置と、
   前記カップ体の内部の雰囲気を吸引するためのカップ排気路と、
   前記ハウジングの内部空間であってかつ前記カップ体の外部に設けられた吸入口を有し、前記カップ体の内部を介さずに前記ハウジングの内部空間の雰囲気を吸引するためのハウジング排気路と、
   前記ハウジング排気路に設けられた排気流量調整部と、
   を備えた基板処理装置を用いて実行される基板処理方法であって、
   基板に前記処理液ノズルから処理液を供給して液処理を行っているときに供給される第１清浄ガスの流量よりも、基板に乾燥処理を行っているときに供給される第２清浄ガスの流量を小さくし、かつ、前記液処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記乾燥処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量を小さくし、
   前記液処理を行っているときに前記カップ排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記乾燥処理を行っているときに前記カップ排気路を通って排気されるガスの流量を小さくし、前記液処理を行っているとき及び前記乾燥処理を行っているときに前記カップ排気路を通って排気されるガスの流量よりも、前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量を小さくすることを特徴とする基板処理方法。
9. 前記乾燥処理を行っているときに前記ハウジング排気路を通って排気されるガスの流量をゼロにすることを特徴とする、請求項８に記載の基板処理方法。
10. 前記第１清浄ガスは、ファンフィルタユニットを介して供給される濾過されたクリーンルーム内の空気であり、前記第２清浄ガスは、クリーンドライエアまたは窒素ガスである、請求項８または９に記載の基板処理方法。
11. 前記基板処理装置は、乾燥促進流体ノズルをさらに備えており、前記乾燥処理を行っているときに、前記乾燥促進流体ノズルから前記基板保持部に保持された基板に乾燥促進流体が供給される、請求項８〜１０のうちのいずれか一項に記載の基板処理方法。
12. 前記乾燥促進流体はイソプロピルアルコールからなる、請求項１１に記載の基板処理方法。
13. 基板処理装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、当該記憶媒体に記憶されたプログラムをコンピュータからなる前記基板処理装置のコントローラで実行することにより、前記コントローラが前記基板処理装置を制御して請求項８〜１２のうちのいずれか一項に記載の基板処理方法を実行する、記憶媒体。

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