JP6090113B2 - 液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転する基板へ供給された処理液を排出する技術に関する。

基板である半導体ウエハ（以下、ウエハという）に対して各種の処理液を供給して液処理を行う枚葉式の処理ユニット（液処理装置）では、回転するウエハの表面にアルカリ性や酸性の薬液を供給し、ウエハ表面のごみや自然酸化物などを除去している。ウエハ表面に残存する薬液はリンス液により除去され、ウエハを回転させたままリンス液の供給を止めると、残ったリンス液が振り切られて乾燥したウエハが得られる。

この液処理ユニットにおいて、ウエハを回転自在に保持する保持部には、ウエハから排出される処理液の流れを調整する機構が設けられることがある。例えば特許文献１には、保持部材により回転プレート（保持部）の上面から浮いた状態で保持されたウエハを囲むようにして、処理液を案内するための案内部材（ガイド部）を、ウエハとほぼ同じ高さ位置に設けた液処理装置が記載されている。この案内部材は、前記回転プレートの端部に設けられた庇部及び外側壁部（回転カップ）と回転プレートとの間に挟まれるように配置されている。
当該液処理装置によれば、処理液や、その流れの途中で発生したミストは、案内部材の表面や裏面に案内され、外側壁部と回転プレートとの隙間に流れ込んだ後、流れ方向を変えてウエハの下方側へと排出されるので、ミストの逆流に伴うウエハの汚染を抑えることができる。

しかしながら上述の回転プレートにおいて、前記保持部材は、ウエハの周囲に互いに間隔を開けて複数個、配置され、これらの保持部材によりウエハの端面を挟み込んでウエハを保持している。このようにウエハの端面に対して異なる位置から力を加えると、ウエハが周方向に沿って波打つように歪み、その周縁部の高さ位置が変化してしまう場合がある。ウエハが歪んだ状態のまま液処理を行うと、ウエハから排出される処理液が案内部材の本体と衝突し、衝突により発生したミストがウエハを汚染してしまうおそれがある。また、ウエハから排出される処理液が、案内部材によってカップへ向けて排出できないおそれがある。

特開２００８−３４６５６号公報：段落００１３、００１９〜００２１、図４

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、ミストの発生を抑制しつつ処理液をカップへ向けて排出することが可能な液処理装置を提供することある。

本発明の液処理装置は、回転する基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置において、
基板下面を水平に吸着保持するための保持面を備えた基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させるための回転駆動部と、
前記基板から振り切られた処理液を受けるカップと、
前記基板保持部に保持された基板の上方から処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板保持部と一体に形成されると共に、当該基板保持部に保持された基板の周囲に配置され、前記基板の周縁部の上面の高さと同じか、この高さよりも低い高さ位置に設けられ、処理液を案内する案内面と、前記基板保持部に保持された基板の外周面に対向する内周部を備えるガイド部と、
前記基板保持部と共に一体的に回転し、前記ガイド部との間で前記カップへ向けて処理液を案内する回転カップと、を備えたことと、
前記内周部は、前記基板保持部に保持された基板の外周面に対して隙間を介して形成され、前記隙間の下方側の基板保持部には、当該隙間内に入り込んだ処理液を受けるための溝部が設けられていることと、を特徴とする。

前記液処理装置は、下記の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記内周部は、その縦断面形状が、前記基板の外周面側へ向いた傾斜面を有すること。または前記溝部は、前記基板保持部に保持された基板よりも外方側へ広がる縦断面形状を有し、前記内周部は、その縦断面形状が、前記基板の外周面側へ向いた傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記基板の外周面側から前記案内面へ向けて高くなる上面側傾斜面と、前記基板の外周面側から前記溝部の上面の外方側に向けて低くなる下面側傾斜面で形成されること。前記ガイド部には、前記溝部内の処理液を前記カップに向けて排出するための排液流路が設けられ、前記溝部には、前記溝部内の処理液を前記排液流路に向けて案内するための排液流路入口が設けられていること。前記排液流路は、前記ガイド部に案内される処理液の流れと合流する位置に向けて前記溝部内の処理液を排出する排液流路出口を有すること。前記溝部には、基板の下面側の周縁部へ向けて気体を供給する気体吐出口が設けられ、前記ガイド部には、前記気体吐出口に気体を供給する給気流路が設けられていること。前記溝部は、前記基板保持部に保持された基板の下面よりも低い位置に形成されていること。
（ｂ）前記ガイド部は、前記基板保持部に保持された基板の外周面に接触する内周部を備えること。
（ｃ）前記基板保持部は、前記保持面を介して基板を加熱するための加熱機構を備えていること。

本発明は、基板保持部の保持面に基板を吸着させ、基板の周縁部の高さ位置を揃えた状態で液処理を行うと共に、基板から排出された処理液を案内するガイド部が前記基板保持部と一体に形成されている。そのため、基板から排出される処理液を、ガイド部に沿って確実に案内することができる。この結果、ガイド部への処理液の衝突が避けられ、ミストの発生を抑制しつつカップへ向けて処理液を排出することができる。

本発明の実施の形態に係る処理ユニットを備えた基板処理システムの概要を示す平面図である。 前記処理ユニットの概要を示す縦断側面図である。 前記処理ユニットの基板保持機構及び回収カップを詳細に示した縦断側面図である。 前記基板保持機構に設けられている保持部の一部破断平面図である。 前記保持部に設けられているガイド部の拡大縦断面図である。 他の実施形態に係るガイド部の拡大縦断面図である。 さらに他の実施形態に係るガイド部の拡大縦断面図である。 前記保持部に設けられている真空チャックの他の構成例を示す平面図である。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウエハ（以下ウエハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウエハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウエハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウエハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

以上に概略構成を説明した処理ユニット１６は、本実施の形態の液処理装置に相当する。当該処理ユニット１６は、回転するウエハＷから処理液が排出される際に、処理液からのミストの発生を抑えつつ、回収カップ５０へ向けて処理液を案内する機能を備えている。以下、図３〜図５を参照しながら当該機能に係る構成について説明する。

図３は、処理ユニット１６内に設けられている基板保持機構３０及び回収カップ５０の構成を詳細に示した縦断側面図である。
本例の処理ユニット１６において、既述の回収カップ５０は、チャンバ２０の床面に配置された外カップ５０ａの内側に、支持部材５３２を介してアクチュエータ５３３に接続され、各々、昇降自在に構成された中カップ５０ｂ、内カップ５０ｃを入れ子状に配置した構成となっている。

各回収カップ５０ａ〜５０ｃは、処理ユニット１６の外部へ向けて処理液を独立して排出する排液口５１ａ〜５１ｃを備えている。そして、中カップ５０ｂ、内カップ５０ｃを所定の位置に昇降させてからウエハＷに処理液を供給することにより、処理液の種類に応じてウエハＷから振り切られた処理液を受ける回収カップ５０ａ〜５０ｃを切り替え、これらの処理液を別々の排液口５１ａ〜５１ｃへ向けて排出することができる。
なお、図３や図５には、処理液の種類に対応して複数の回収カップ５０ａ〜５０ｃを切り替えて処理液の排出を行う例を示しているが、共通の回収カップ５０へ向けて処理液を排出してもよいことは勿論である。

次に、基板保持機構３０を構成する保持部３１（基板保持部）の詳細な構成について説明する。
図３、及び図４の一部破断平面図に示すように、保持部３１がウエハＷを水平に保持する保持面３１１には、円板形状に形成された保持部３１の周方向に沿って、溝状の凹部３１２が同心円状に複数本、形成されている。これらの凹部３１２のうち、最外周側の凹部３１２はウエハＷの周縁部付近に設けられている。図４に示すように、互いに隣り合う位置に配置された凹部３１２は、保持面３１１を径方向に切り欠いて形成された凹部３１２によって互いに連通している。一方、保持部３１の中心部には、保持部３１を支持する支柱部３２内を通って外部の真空ポンプ３６へと接続された真空排気路３２１の末端部が開口している（図３参照）。

上述の構成を備えた保持部３１において、保持面３１１上にウエハＷを載置すると、凹部３１２は、ウエハＷと保持部３１の本体とに囲まれた空間を形成し、真空排気路３２１を介してこの空間（凹部３１２）内を減圧することにより、保持面３１１へ向けてウエハＷの下面を吸着保持するバキュームチャックが構成される。保持部３１に形成された凹部３１２や真空排気路３２１、真空ポンプ３６は、保持部３１にウエハＷを吸着保持するための吸着機構に相当する。

さらに保持部３１に保持されたウエハＷの周囲には、ウエハＷの上面を流れてきた処理液を案内するためのガイド部３４が設けられている。図３〜図５に示すように、本例のガイド部３４は、保持部３１を構成する円板形状の部材と一体に形成され、ウエハＷの保持面３１１の周囲を囲むように配置された円環状の案内面３４７を備えている。

図５の拡大縦断面図に示すように、ガイド部３４の案内面３４７は平坦になっていて、保持面３１１上に保持されたウエハＷの上面の高さと同じか、この高さよりも低い高さ位置に配置されている。

図５にはウエハＷの上面よりも低く、且つ、当該ウエハＷの下面よりも高い位置に案内面３４７を設けた例を示してある。案内面３４７を設ける高さの下限についてはウエハＷの下面よりも高い位置であればよい。

またガイド部３４はウエハＷの外周面に対向する領域を有している。以下、ガイド部３４におけるウエハＷの外周面に対向する領域を内周部３４６と呼ぶと、図５に示すように本例の内周部３４６は、前記ウエハＷの外周面に対して、例えばサブミリメートル〜数ｍｍ程度の隙間３４２を介して配置されている。

ウエハＷの外周面とガイド部３４の内周部３４６とが隙間３４２を介して対向しているとき、ウエハＷの回転速度を低くしていくと、当該隙間３４２内に処理液６が進入し、ウエハＷの外周面や下面側の周縁部まで処理液６が回り込んでこれらの領域を処理することができる。この場合には、ウエハＷの回転速度などを変更することにより、ウエハＷの処理範囲を調節することが可能となっている。

また図５に示すように、前記保持部３１におけるウエハＷの外周面とガイド部３４の内周部３４６との隙間３４２の下方側には、当該隙間３４２内に入り込んだ処理液６を受けるための溝部３４１が設けられている。溝部３４１の縦断面形状は、ウエハＷの周縁部の下面の下方側から案内面３４７の下方側へかけて広がる扁平な空間となっており、この空間がウエハＷの周方向に沿って円環状に伸びている。

図４、図５に示すように、溝部３４１は、ウエハＷ側の上面が開口しており、保持面３１１上にウエハＷを保持すると、ウエハＷの周縁部が溝部３４１側へ突出して、当該周縁部の下面が溝部３４１の空間に向けて露出した状態となる。溝部３４１を設けることにより、ウエハＷの下面側に回り込んだ処理液を回収カップ５０ａ〜５０ｃ以外の場所に流さないようにしている。

一方、ガイド部３４側においては、案内面３４７が、溝部３４１の外周側の上面を覆うように伸び出して既述の内周部３４６を形成している。本例において前記内周部３４６の縦断面形状には、図５に示すように、ウエハＷの外周面側から案内面３４７へ向けて高くなる上面側傾斜面と、ウエハＷの外周面側から溝部３４１の上面の外方側に向けて低くなる下面側傾斜面が形成されている。この結果、隙間３４２内に進入した処理液６は、外周方向へ向けて高くなる上面側傾斜面の上面に沿って案内面３４７に効率よく案内される。また、隙間３４２内に進入した処理液６は、外周方向へ向けて低くなる下面側傾斜面に沿って溝部３４１内へと効率よく案内される。この上面側傾斜面と下面側傾斜面とが、ウエハＷの外周面側にて交差することにより、前記内周部３４６は、ウエハＷの外周面へ向けて先鋭な先端部を備えることになる。内周部をウエハＷの外周面側へ向けて先鋭になるように加工することにより、隙間３４２内に進入した処理液６は、案内面３４７と溝部３４１内へとさらに効率よく案内される。

溝部３４１の外周側の側面には、遠心力を利用して、溝部３４１内に落下した処理液６を外部に排出するためのスリット状の排液流路３４３が、保持部３１の外周面へ向けて形成されている（図４の切り欠き部分）。ここで、図４の切り欠き部分は、排液流路３４３、溝部３４１、及び後述する給気流路３４４の形成面に沿って保持部３１を切り欠いた状態を示している。

図５に示すように、溝部３４１の外周面側には、溝部３４１に落下した処理液６を排液流路３４３に向けて案内する開口部である排液流路入口３４３ａが形成されている。さらに、溝部３４１の外周面側には、溝部３４１に落下した処理液６を排液流路入口３４３ａへ向けて案内するための傾斜面３４８が設けられている。また排液流路３４３の排出流路出口３４３ｂは、ガイド部３４の案内面３４７上を流れ、保持部３１から振り切られる処理液６の流れと合流する位置に向けて、排液流路３４３内の処理液６を排出する位置に開口している。

さらに溝部３４１には、隙間３４２を介してウエハＷの周縁部下面側へ進入した処理液６のさらなる回り込みを防止し、ウエハＷの乾燥を促進するために、ウエハＷの周縁部下面側へ向けて気体を吹き付けるための気体吐出口３４４ａが設けられている（図４、図５）。気体吐出口３４４ａは、溝部３４１の内周側の側壁面に開口し、ウエハＷの周縁部の下面側へ向けて気体を吐出する。既述のように溝部３４１は、その縦断面形状がウエハＷの周縁部の下面の下方側から案内面３４７の下方側へかけて広がる空間を構成している。そのため、気体吐出口３４４ａから吐出された気体は、ウエハＷ内周側の位置から外周側に向けて吐出された後、ウエハＷの周縁部の下方側へ向けて供給されるので、隙間３４２を介してウエハＷの周縁部下面側へ進入した処理液６のさらなる回り込みを防止できる。
一方、気体吐出口３４４ａに気体を供給する給気流路３４４は、ガイド部３４の底面側に向けて伸び、その気体の気体入口３４４ｂは保持部３１の下面側に開口して保持部３１の下方側の領域から気体を取り込む。

本例において、給気流路３４４の気体入口３４４ｂが開口している保持部３１の下面側は、保持部３１を支持する支柱部３２の周囲を囲むように配置された筒状の囲み部材５３によって囲まれている。また、図３、図４に示すように給気流路３４４は、保持部３１下面の気体入口３４４ｂから、上面から見て上方側の気体吐出口３４４ａへ向けて、外周方向に広がるように形成されている。その場合、図４の一部破断図に示すように、給気流路３４４の幅が気体入口３４４ｂから気体出口３４４ａに向かって広くするように形成してもよい。囲み部材５３により囲まれた空間内のチャンバ２０の底面には、当該空間内に清浄空気などの気体を供給するための給気管５３１が接続されている。この結果、囲み部材５３とチャンバ２０の底面、及び保持部３１で囲まれる空間内に供給された気体は、給気流路３４４に流入する。

ここで、給気流路３４４に気体を供給するにあたり、保持部３１の下面を囲み部材５３によって囲んだり、囲み部材５３で囲まれた空間内に気体を供給したりすることは必須ではない。例えば遠心力の作用により、溝部３４１内の処理液６や気体が排液流路３４３から排出されることに伴う溝部３４１の圧力低下を利用して、保持部３１の下面側の気体を給気流路３４４内に取り込む自然吸気を行ってもよい。

案内面３４７の上面側には、案内面３４７上を保持部３１の周縁部側へ向けて流れる処理液６や、その上方を流れる気流の流れを案内するための円環形状の回転カップ３５が設けられている。図３に示すように回転カップ３５は、保持部３１の周方向に沿って互いに間隔を置いて配置された支持部材３５１によって支持され、ガイド部３４に設けられた案内面３４７の上方側に配置されている。図５の縦断面図に示すように回転カップ３５は、ウエハＷから排出される処理液を回収カップ５０へ向けて排出する。回転カップ３５の下面には、保持部３１の経方向、中央部側から周縁部側へ向けて次第に低くなる傾斜面が形成されている。この傾斜面により、回転カップ３５の下面と案内面３４７との間に形成される隙間が、保持部３１の周縁部側へ向けて徐々に狭くなり、処理液６や気流が各回収カップ５０ａ〜５０ｃに向けて排出される。

さらに図３に示すように、保持部３１には、処理液によるウエハＷの処理が一定の温度条件下で行われるようにウエハＷを加熱するための加熱機構を成すヒーター３４５が設けられている。ヒーター３４５は、例えば抵抗発熱体などにより構成され、外部の給電部３７に接続されている。そして、保持部３１の表面近傍に設けられた熱電対などからなる不図示の温度検出部における温度検出結果に基づいて、その温度検出値が予め定めた温度設定値となるように、ヒーター３４５への給電量を増減する。なお、ウエハＷの温度制御を行わずに、予め設定した給電量をヒーター３４５に供給してウエハＷの加熱を行ってもよい。

以上に説明した構成を備えた処理ユニット１６の作用について説明する。基板搬送装置１７によって各処理ユニット１６に搬送されてきたウエハＷは、不図示の搬入出口を介してチャンバ２０内に搬入される。基板保持機構３０は、不図示の昇降ピンなどを介して、基板搬送装置１７のウエハ保持機構から処理対象のウエハＷを保持部３１の保持面３１１上に受け渡した後、チャンバ２０内から退避する。

保持部３１にウエハＷが載置されたら、真空排気路３２１を介して凹部３１２内を真空排気し、保持面３１１へ向けてウエハＷの下面を吸着させる。ここで保持部３１上に載置されたウエハＷに反りがある場合には、平坦な保持面３１１へ向けてウエハＷが吸い付けられることにより、ウエハＷの反りが矯正され、平坦な状態で保持部３１上に保持されることになる。
また、給電部３７からヒーター３４５への給電を行い、ウエハＷの加熱を開始する。

次いで駆動部３３（回転駆動部）により保持部３１を回転させ、所定の回転速度に到達したら、予め設定された順番で、処理流体供給部４０（処理液供給部）のノズルをウエハＷの上方の処理位置まで移動させ、酸性の薬液やアルカリ性の薬液、リンス液などの処理液を予め設定した順番で供給して液処理を実行する。このとき、ウエハＷに供給する処理液の種類に応じて、中カップ５０ｂ、内カップ５０ｃを昇降させることにより、異なる回収カップ５０ａ〜５０ｃにて各処理液を受け、各処理液専用の排液口５１ａ〜５１ｃへ排出することができる。

またこのとき、ウエハＷは、ヒーター３４５が設けられている保持部３１に対し、保持面３１１を介して直接、接触しているので、ヒーター３４５によるウエハＷの温度調節が可能となる。この結果、処理液がウエハＷの表面を広がる途中で処理液の温度が変化することに伴って、ウエハＷの面内で処理結果が不均一になることを抑制し、面内で均一な液処理を実行することができる。

ウエハＷに供給された処理液は、回転するウエハＷの表面を広がってウエハＷの周縁部に達し、ガイド部３４の案内面３４７へ向けて排出される。このとき既述のように、ガイド部３４の案内面３４７は、保持面３１１上に保持されたウエハＷ上面の高さと同じか、この高さよりも低い高さ位置に設けられている（図５）。言い替えると、ウエハＷの上面よりも高い位置に案内面３４７が配置されていないので、ウエハＷから排出された処理液６がガイド部３４の本体へ衝突することが避けられ、ミストの発生を抑えることができる。

さらにこのとき、ウエハＷは保持部３１に周縁部付近まで吸着保持されているので、処理対象のウエハＷに反りが生じている場合であっても、この反りを矯正し、ウエハＷの周縁部の高さ位置を、予め設定された高さに揃えた状態でガイド部３４の内側に配置し、液処理を実行することができる。

図５に示すように、案内面３４７上に流れ出た処理液６は、ＦＦＵ２１から供給された気流と共に、案内面３４７と回転カップ３５の下面との間の隙間を流れ、案内面３４７（保持部３１）の周縁部へ向けて流れていく。

そして、案内面３４７の周縁部に到達した処理液６や気流は、回転カップ３５と案内面３４７（ガイド部３４）とに案内され、これらの部材の隙間から、中カップ５０ｂ、内カップ５０ｃの昇降状態に応じていずれかの回収カップ５０ａ〜５０ｃへ向けて振り切られる。

また、ウエハＷの外周面や周縁部の下面側を処理する場合には、予め設定された回転速度でウエハＷを回転させることにより、ガイド部３４の内周部３４６とウエハＷとの隙間３４２に処理液６を進入させてこれらの領域の処理を行う。このとき、先鋭な内周部３４６の先端よりも上方側に進入した処理液６は、当該内周部３４６の上面側の傾斜面に案内され、案内面３４７へ向けて流出する。また、前記先端の下方側まで進入した処理液６は、当該内周部３４６の下面側の傾斜面に案内され溝部３４１内に落ちる。

溝部３４１内に落ちた処理液６は、溝部３４１の外周面側に設けられた傾斜面３４８に案内されて排液流路３４３の排液流路入口３４３ａに向かって流れ、溝部３４１内の気体と共に排液流路３４３内に進入する。排液流路３４３内を流れた処理液６や気体は、保持部３１から振り切られる処理液６の流れと、排液流路３４３の排液流路出口３４３ｂにて合流し、同じ回収カップ５０ａ〜５０ｃに排出される。

また、ガイド部３４の下面へ向けて開口する給気流路３４４には、保持部３１の下方側の気体が取り込まれ、この気体が溝部３４１上面へ突出するように配置されたウエハＷの下面側へ向けて吹き付けられる。この結果、ウエハＷの下面側まで処理液６を回り込ませる場合であっても、給気流路３４４から気体を吹き付けることにより、処理液６のさらなる回り込みを防止しウエハＷの乾燥を促進して、真空ポンプ３６へ接続されている凹部３１２への処理液６の進入を抑えることができる。

こうして処理液を用いたウエハＷの液処理が行われ、リンス洗浄を実行し、振り切り乾燥を行った後、保持部３１の回転を止める。そしてチャンバ２０内に進入してきたウエハ保持機構に、搬入時とは反対の手順でウエハＷを受け渡し、処理ユニット１６からウエハＷを搬出する。

本実施の形態に係る処理ユニット１６によれば以下の効果がある。吸着機構（保持部３１に形成された凹部３１２や真空排気路３２１、真空ポンプ３６）により、保持部３１の保持面３１１にウエハＷを吸着させ、ウエハＷの周縁部の高さ位置を揃えた状態で液処理を行うと共に、ウエハＷから排出された処理液を案内するガイド部３４が前記保持部３１と一体に形成されている。これによって、ウエハＷから排出される処理液を、ガイド部３４の案内面３４７に沿って確実に案内することができる。この結果、ガイド部３４への処理液の衝突が避けられ、ミストの発生を抑制しつつ回収カップ５０ａ〜５０ｃへ向けて処理液を排出することができる。

次に、ガイド部３４の構成のバリエーションについて説明する。図６に、他の実施形態に係るガイド部３４を備えた保持部３１の構成を示す。本例のガイド部３４は、処理液６を進入させる隙間３４２を、保持部３１の径方向内側から外側へ向けて次第に高くなる傾斜面３４６ａと、ウエハＷの外周面との間に形成している点が、縦断面形状がウエハＷの外周面側へ向けて先鋭になるように加工された内周部３４６との間に隙間３４２を形成する図５の例と異なっている。

隙間３４２内に進入した処理液６は、傾斜面３４６ａに案内されて案内面３４７へ向けて流出する。また、溝部３４１内に処理液が落下した場合には、リンス洗浄時や振り切り乾燥時などに保持部３１の回転速度を上昇させて、溝部３４１内の処理液を隙間３４２へ向けて排出するとよい。さらに、図５に示した例と同様に、入口が前記傾斜面３４６ａへ向けて開口する排液流路３４３をガイド部３４に設けてもよい。なお、図６においては図示を省略したが、ウエハＷの下面側の周縁部を乾燥した状態に維持するため、当該周縁部に向けて気体を吹き付けるための給気流路３４４を、溝部３４１内に開口するように設けてもよいことは勿論である。

次に図７に示したガイド部３４は、ガイド部３４の内周面側に形成された傾斜面３４６ａとウエハＷとの間に隙間３４２を設けずに、これら傾斜面３４６ａとウエハＷの外周面とを直接、接触させた場合の例を示している。この場合には、傾斜面３４６ａとウエハＷとの間に処理液６を進入させないので、両部３４６ａ、Ｗが接触している領域よりも下方側は、処理液による処理が行われない。

また、バキュームチャックによって吸着機構を構成する場合において、凹部３１２はウエハＷの周縁部の近傍位置に形成されていなくてもよい。例えば図８は、ウエハＷの周縁から、当該ウエハＷの半径の１／３程度離れた位置に凹部３１２を設けた例を示している。このような場合であっても、保持面３１１に向けてウエハＷを吸い付けたとき、ウエハＷの反りなどを矯正して周縁部の高さ位置を揃える力を加えることができれば、凹部３１２の配置位置に特段の限定はない。

さらに、吸着機構の構成は、真空排気された凹部３１２によりウエハＷを吸着するバキュームチャック方式に限られるものではない。例えば保持部３１やガイド部３４を誘電体により構成し、直流電源に接続されたシート状のチャック電極を保持部３１内に埋設し、静電吸着によりウエハＷを吸着保持する静電チャックにて吸着機構を構成してもよい。

この他、ガイド部３４に設けられる案内面３４７は平坦な構成とする場合に限られない。例えば回転カップ３５の下面と同様に、外縁側へ向けて下方へと湾曲した案内面３４７により、回収カップ５０ａ〜５０ｃへ向けて処理液を案内してもよい。

そして、本発明の液処理ユニット(液処理装置)を用いて処理することが可能な基板の種類は、半導体ウエハに限定されるものではない。例えばフラットパネルディスプレイ用のガラス基板の液処理を行う液処理ユニットに対しても本発明は適用することができる。

Ｗ ウエハ
３１ 保持部
３１１ 保持面
３１２ 凹部
３２１ 真空排気路
３３ 駆動部
３４ ガイド部
３４１ 溝部
３４２ 隙間
３４３ 排液流路
３４４ 給気流路
３４５ ヒーター
３４６ 内周部
３４６ａ 傾斜面
３４７ 案内面
３５ 回転カップ
４０ 処理流体供給部
５０ 回収カップ
５０ａ 外カップ
５０ｂ 中カップ
５０ｃ 内カップ
６ 処理液

Claims (9)

1. 回転する基板に処理液を供給して液処理を行う液処理装置において、
   基板下面を水平に吸着保持するための保持面を備えた基板保持部と、
   前記基板保持部を鉛直軸周りに回転させるための回転駆動部と、
   前記基板から振り切られた処理液を受けるカップと、
   前記基板保持部に保持された基板の上方から処理液を供給する処理液供給部と、
   前記基板保持部と一体に形成されると共に、当該基板保持部に保持された基板の周囲に配置され、前記基板の周縁部の上面の高さと同じか、この高さよりも低い高さ位置に設けられ、処理液を案内する案内面と、前記基板保持部に保持された基板の外周面に対向する内周部を備えるガイド部と、
   前記基板保持部と共に一体的に回転し、前記ガイド部との間で前記カップへ向けて処理液を案内する回転カップと、を備えたことと、
   前記内周部は、前記基板保持部に保持された基板の外周面に対して隙間を介して形成され、前記隙間の下方側の基板保持部には、当該隙間内に入り込んだ処理液を受けるための溝部が設けられていることと、を特徴とする液処理装置。
2. 前記内周部は、その縦断面形状が、前記基板の外周面側へ向いた傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記溝部は、前記基板保持部に保持された基板よりも外方側へ広がる縦断面形状を有し、
   前記内周部は、その縦断面形状が、前記基板の外周面側へ向いた傾斜面を有し、前記傾斜面は、前記基板の外周面側から前記案内面へ向けて高くなる上面側傾斜面と、前記基板の外周面側から前記溝部の上面の外方側に向けて低くなる下面側傾斜面で形成されることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
4. 前記ガイド部には、前記溝部内の処理液を前記カップに向けて排出するための排液流路が設けられ、
   前記溝部には、前記溝部内の処理液を前記排液流路に向けて案内するための排液流路入口が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の液処理装置。
5. 前記排液流路は、前記ガイド部に案内される処理液の流れと合流する位置に向けて前記溝部内の処理液を排出する排液流路出口を有することを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
6. 前記溝部には、基板の下面側の周縁部へ向けて気体を供給する気体吐出口が設けられ、
   前記ガイド部には、前記気体吐出口に気体を供給する給気流路が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の液処理装置。
7. 前記溝部は、前記基板保持部に保持された基板の下面よりも低い位置に形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の液処理装置。
8. 前記ガイド部は、前記基板保持部に保持された基板の外周面に接触する内周部を備えることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
9. 前記基板保持部は、前記保持面を介して基板を加熱するための加熱機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の液処理装置。

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