JP6184890B2 - 基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体に関する。

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

ところで従来、ドライエアまたは窒素ガスは、ハウジング内の全体に向けて供給されることが一般的である。このため、ハウジングの内部空間のうちウエハ上方の上方空間が大きいと、ドライエアまたは窒素ガスの使用量が多くなってしまうという課題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、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可能な、基板液処理装置、基板液処理方法及び記憶媒体を提供する。

本発明の一実施の形態による基板液処理装置は、基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、前記基板保持部の上方に配置され、第１のガスを下方へ向けて供給する第１ガス供給装置と、前記基板保持部と前記第１ガス供給装置との間に配置され、天板と底板と側板とによって囲まれた内部空間を有する中空部材と、を備え、前記中空部材は、第２のガスを供給する第２ガス供給口と、前記天板および前記底板にそれぞれ設けられた複数の開口と、を有することを特徴とする。

本発明の一実施の形態による基板液処理方法は、基板液処理装置を用いて基板を処理する基板液処理方法において、前記基板液処理装置は、基板を保持する基板保持部と、前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、前記基板保持部の上方に配置され、第１のガスを下方へ向けて供給する第１ガス供給装置と、前記基板保持部と前記第１ガス供給装置との間に配置され、天板と底板と側板とによって囲まれた内部空間を有する中空部材と、を備え、前記中空部材は、第２のガスを供給する第２ガス供給口と、前記天板および前記底板にそれぞれ設けられた複数の開口と、を有し、前記基板液処理方法は、前記第１ガス供給装置からの第１のガスを、前記中空部材の前記天板の前記開口および前記底板の前記開口を介して、前記基板側に供給する工程と、前記第２ガス供給口からの第２のガスを、前記中空部材の前記底板の前記開口を介して、前記基板側に供給する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の一実施の形態による記憶媒体は、基板液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液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液処理装置を制御して基板液処理方法を実行することを特徴とする。

本発明によれば、第２ガス供給口によって中空部材の内部空間に向けて第２のガスを供給し、この第２のガスが中空部材の底板を介して基板側に供給される。この場合、中空部材によって基板の上方空間が狭められているので、第２のガスの供給流量を減少させることができる。

図１は、基板処理システムの全体構成を示す平面図。 図２は、本発明の一実施形態による基板液処理装置を示す概略構成図であって、昇降カップおよび中空部材がともに上昇位置にある状態を示す図。 図３は、本発明の一実施形態による基板液処理装置を示す概略構成図であって、昇降カップが上昇位置にあり、中空部材が下降位置にある状態を示す図。 図４は、本発明の一実施形態による基板液処理装置を示す概略構成図であって、昇降カップが下降位置にあり、中空部材が上昇位置にある状態を示す図。 図５は、基板液処理装置内部の気流を示す概略構成図であって、昇降カップおよび中空部材がともに上昇位置にある状態を示す図。 図６は、基板液処理装置内部の気流を示す概略構成図であって、昇降カップが上昇位置にあり、中空部材が下降位置にある状態を示す図。 図７は、基板液処理装置内部の気流を示す概略構成図であって、昇降カップが下降位置にあり、中空部材が上昇位置にある状態を示す図。

以下、図１〜図７を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。

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を保持する基板保持機構を備える。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、基板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を保持する基板保持機構を備える。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、基板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。

次に、図２〜図４を参照して処理ユニット１６の構成について説明する。

図２〜図４に示すように、処理ユニット（基板液処理装置）１６は、半導体ウエハからなる基板（以下、単に「ウエハＷ」と呼ぶ）を水平姿勢で保持する基板保持部２０を有している。基板保持部２０は、円板状のベース２２とベース２２に取り付けられた複数例えば３つのチャック爪２４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２４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２２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Ｗの下面を支持して持ち上げる図示しないリフトピンを有するプレートが組み込まれている。基板保持部２０は、電動モータを有する回転駆動部２８によって回転させることができ、これにより、基板保持部２０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。また、基板保持部２０に保持されたウエハＷの上方には、上方空間２５が形成されている。

基板保持部２０の周囲には、基板保持部２０に保持されたウエハＷを囲繞するように環状のカップ体３０が設けられている。カップ体３０は、ウエハＷから飛散した処理液がウエハＷに戻ることを抑制し、処理液を下方に導く。

また、カップ体３０の下方には排気・排液部３１が設けられている。この排気・排液部３１は、主にベース２２とカップ体３０と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、環状をなしている。また、排気・排液部３１の底部には排液管３２が接続されている。さらに排気・排液部３１の下部には排気管３３が接続されており、カップ体３０に流れ込んだ気流は、この排気管３３を介して例えば図示しない除害設備へ向けて排出される。なお、排気・排液部３１は、カップ体３０の周方向外側領域３４と連通しており、この外側領域３４に流れ込んだ気流も、排気・排液部３１から処理ユニット１６の外部に排出される。

カップ体３０の上面には、排液誘導ガイド３５が固定されている。排液誘導ガイド３５は、平面環形状を有しており、ウエハＷから飛散した処理液をカップ体３０に向けて案内する。また排液誘導ガイド３５は、その断面において外側から内側に向けて上方へ持ち上がるように傾斜している。

処理ユニット１６はさらに、基板保持部２０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（処理液供給部）３６を備えている。この処理液ノズル３６は、排液誘導ガイド３５の上面に固定されており、処理液をウエハＷの略半径方向かつ略水平方向に吐出するようになっている。このように、処理液を水平方向に吐出する処理液ノズル３６を用いることにより、処理液ノズル３６の高さを低くし、ウエハＷの上方空間２５を狭めることができる。これにより、ウエハＷの上方空間２５に供給される窒素ガスまたはドライエア（後述）の使用量を削減することができる。

なお、図２〜図４では１つの処理液ノズル３６のみを示しているが、排液誘導ガイド３５の周方向に沿って複数の処理液ノズル３６が配置されている。このような複数の処理液ノズル３６としては、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、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、およびリンス液（例えばＤＩＷ（純水））を吐出するリンス液ノズルが挙げられる。各処理液ノズル３６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。

なお、処理液ノズル３６は、必ずしも排液誘導ガイド３５に固定されていなくても良い。例えば、処理液ノズル３６は図示しないノズルアームに保持されていてもよい。この場合、駆動機構によりノズルアームを旋回移動させることにより、処理液ノズル３６をウエハＷ上方の処理液供給位置と退避位置との間で移動させるようにしても良い。

基板保持部２０及びカップ体３０の上方には、基板保持部２０に保持されたウエハＷの周囲を囲む昇降カップ４５が設けられている。この昇降カップ４５は、全体として環形状を有しており、環状の上板４６と、当該上板４６の内端から下方に延びる遮蔽板４７と、上板４６の外端から下方に延びる背面板４８とを有している。また、昇降カップ４５は、上部に開放されるとともに中空部材６０（後述）が通過可能なカップ開口４９を有している。

昇降カップ４５は、図示しない昇降機構によって上下に昇降可能に構成されており、上昇位置（図２および図３参照）と下降位置（図４参照）とを取ることができる。このうち昇降カップ４５が下降位置にあるとき、遮蔽板４７は処理液ノズル３６の前方を覆う。例えば、処理液ノズル３６を用いてダミーディスペンスや流量測定等を行う場合に、昇降カップ４５を下降位置とする。この場合、処理液ノズル３６からの処理液は、遮蔽板４７によって遮断される。このため、処理液は、ウエハＷ側へ供給されることなく遮蔽板４７を介してカップ体３０に流れ込む。一方、昇降カップ４５が上昇位置にあるとき、遮蔽板４７は処理液ノズル３６の前方から取り除かれる。この場合、処理液ノズル３６からの処理液は、ウエハＷ側へ供給され、ウエハＷの液処理が行われる。

基板保持部２０、カップ体３０及び昇降カップ４５は、ハウジング４０内に収容されている。基板保持部２０の上方に位置するハウジング４０の天井には、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）（第１ガス供給装置）５０が設けられている。ＦＦＵ５０は、基板保持部２０に保持されたウエハＷに対して、上方から下方へ向けて、濾過されたクリーンルーム内の空気（第１のガス）のダウンフローを供給するものである。ＦＦＵ５０は、クリーンルーム内の空気を取り入れるためのファン５１と、取り入れた空気を濾過するためのフィルタ５２、具体的にはＵＬＰＡフィルタが設けられている。

本実施形態において、基板保持部２０とＦＦＵ５０との間に中空部材６０が配置されている。この中空部材６０は、全体として円筒形状を有しており、水平な円形状をもつ天板６１と、天板６１と同一の円形状をもつ底板６２と、天板６１と底板６２との間に設けられた円筒状の側板６３とを有している。これら天板６１と底板６２と側板６３とによって囲まれた領域には、内部空間６４が形成されている。

この内部空間６４には、当該内部空間６４に窒素ガスまたはドライエアを吐出するガス供給口（第２ガス供給口）７０が設けられている。このガス供給口７０は、例えば側板６３に設けられている。ガス供給口７０には、ガス供給源７１（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ガスの流量または圧力を調整する調整弁等の流体調整器７４が介設されたガス供給路７３を備えたガス供給機構７２から、窒素ガスまたはドライエアが供給される。なお、ガス供給口７０から供給される窒素ガスまたはドライエアは、第２のガスに対応しており、上述した第１のガス（クリーンルーム内の空気）とは異なる種類のガスからなっている。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。以下においては、第２のガスとして窒素ガスを用いる場合を例にとって説明するが、窒素ガスに代えてドライエアを用いても良い。

中空部材６０の天板６１には、多数（複数）の開口６５が形成されている。各開口６５は、ＦＦＵ５０の下方空間５７と中空部材６０の内部空間６４とを互いに連通するものである。この場合、開口６５は天板６１の略全域にわたって均一な間隔で形成されている。各開口６５の直径は例えば１ｍｍ〜５ｍｍであり、より具体的には例えば３ｍｍである。

一方、中空部材６０の底板６２には、多数（複数）の開口６６が形成されている。各開口６６は、ウエハＷの上方空間２５と中空部材６０の内部空間６４とを互いに連通するものである。この場合、開口６６は底板６２の略全域にわたって均一な間隔で形成されている。各開口６６の直径は例えば３ｍｍ〜７ｍｍであり、より具体的には例えば５ｍｍである。

この場合、底板６２の開口面積率は、天板６１の開口面積率以上であり、より好ましくは底板６２の開口面積率は、天板６１の開口面積率より大きい。なお、天板６１の開口面積率とは、天板６１の面積全体に占める複数の開口６５の合計面積の割合であり、底板６２の開口面積率とは、底板６２の面積全体に占める複数の開口６６の合計面積の割合である。本実施形態において、底板６２の開口６６の直径を、天板６１の開口６５の直径より大きくすることにより、底板６２の開口面積率を天板６１の開口面積率より大きくしている。しかしながら、これに限らず、例えば単位面積あたりの底板６２の開口６６の個数を、単位面積あたりの天板６１の開口６５の個数より多くすることにより、底板６２の開口面積率を天板６１の開口面積率より大きくしても良い。また、天板６１の複数の開口６５の形状は全て互いに同一であるが、これに限らず、一部の開口６５の形状を他のものと異ならせても良い。同様に、底板６２の複数の開口６６の形状は全て互いに同一であるが、これに限らず、一部の開口６６の形状を他のものと異ならせても良い。なお、中空部材６０の側板６３には、このような開口は形成されていない。

上述したように、内部空間６４には、当該内部空間６４に窒素ガスを吐出するガス供給口（第２ガス供給口）７０が設けられている。このガス供給口７０から吐出された気体は内部空間６４内で拡散した後に、底板６２の開口６６を通って下方に向けて吐出される。

また上述したように、中空部材６０の底板６２の開口面積率は、天板６１の開口面積率以上となっている。さらに、ＦＦＵ５０の下方空間５７において、ＦＦＵ５０からの清浄エアが下降流を形成している。このため、ガス供給口７０から内部空間６４へ吐出された窒素ガスは、主に天板６１の開口６５よりも圧力損失の小さい底板６２の開口６６を通って下方に向けて吐出される。これに対して、天板６１の開口６５は底板６２の開口６５よりも圧力損失が大きいため、ガス供給口７０から吐出された窒素ガスのうち、開口６５を通って上方へ流れる量はわずかである。

ところで、中空部材６０は、昇降機構６８によって上下に昇降可能に構成されており、下降位置（図３参照）と、下降位置より上方の上昇位置（図２および図４参照）とを取ることができる。そして中空部材６０が下降位置にあるとき、中空部材６０の底板６２がウエハＷに近接する。具体的には、底板６２とウエハＷとの距離は、例えば１００ｍｍ以下程度まで狭められる。このため、ウエハＷの上方空間２５の容積が小さくなり、ハウジング４０から上方空間２５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。

さらに、中空部材６０は昇降カップ４５のカップ開口４９内を通過可能となっている。したがって、中空部材６０が下降位置にあるとき（図３参照）、中空部材６０の周囲が昇降カップ４５によって覆われる。これにより、ウエハＷの上方空間２５に供給された窒素ガスが、上方空間２５から中空部材６０の周囲に逃げにくくなっている。この結果、窒素ガスの使用量を更に削減することができる。

一方、中空部材６０が上昇位置にあるとき（図２および図４参照）、ウエハＷの上方空間２５の容積が拡げられる。このため、ウエハＷを処理ユニット１６に受け渡しする作業が中空部材６０によって妨げられるおそれがない。

さらに、中空部材６０の底板６２の中央部に、乾燥促進流体ノズル６７が設けられている。乾燥促進流体ノズル６７は、ウエハＷに対して乾燥促進液（例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール））等の乾燥促進流体を供給するノズルである。この乾燥促進流体ノズル６７には、乾燥促進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乾燥促進液供給路を備えた図示しない乾燥促進液供給機構から、乾燥促進液が供給される。このように、中空部材６０の底板６２に乾燥促進流体ノズル６７を設けたことにより、乾燥処理を行う際、乾燥促進流体ノズル６７をウエハＷに接近させた状態で乾燥促進液を吐出することができる。

ところで、ハウジング４０の天井の下方であって、中空部材６０の周囲には、多数の開口５６が形成された整流板５５が設けられている。整流板５５は、ＦＦＵ５０から下方に吹き出された清浄エア（ＣＡ）が、ウエハＷ上に流れるように整流する。また、整流板５５の略中央部には、内部に中空部材６０が配置される貫通孔５８が形成されている。この貫通孔５８は、中空部材６０の形状に対応する円形状を有している。このように整流板５５に貫通孔５８を設けたことにより、中空部材６０が昇降する際に、中空部材６０が貫通孔５８内部を通過可能となっている。また、中空部材６０が下降位置と上昇位置とのいずれをとった場合であっても、ＦＦＵ５０からの清浄エアは整流板５５の開口５６から下方へ向けて供給可能となっている。

この場合、整流板５５の開口面積率は、天板６１の開口面積率と等しい。具体的には、整流板５５の開口面積率は例えば１０％〜２０％である。なお、整流板５５の開口面積率とは、整流板５５の面積全体（貫通孔５８を除く面積）に占める複数の開口５６の合計面積の割合である。例えば、整流板５５の開口５６の直径および間隔を、天板６１の開口６５の直径および間隔と同一にすることにより、整流板５５の開口面積率を天板６１の開口面積率と同一にしても良い。なお、中空部材６０が下降位置にある場合（図３参照）、整流板５５と中空部材６０の天板６１とは、略同一平面上に位置する。

ガス供給口７０から内部空間６４へ窒素ガスを供給しない場合（図２および図４参照）、ＦＦＵ５０から下方に吹き出された清浄エアは、整流板５５の開口５６、天板６１の開口６５および底板６２の開口６６をそれぞれ通過して、ウエハＷの上方空間２５へ流れる。この場合、上述したように、整流板５５および天板６１の開口面積率を互いに等しくし、底板６２の開口面積率を天板６１の開口面積率以上としているので、清浄エアの下降流は、底板６２の影響を受けることなく、ハウジング４０の内部空間に対して面内略均等に供給される。

なお、処理ユニット１６は、上述した制御装置４（図１参照）によってその全体の動作を統括制御される。制御装置４は、処理ユニット１６の全ての機能部品（例えば、回転駆動部２８、昇降カップ４５の図示しない昇降機構及び中空部材６０の昇降機構６８、図示しない処理液供給機構、ＦＦＵ５０、流体調整器７４、図示しないガス供給機構等）の動作を制御する。

次に、上記制御装置４の制御の下で行われる処理ユニット１６の動作について説明する。

［酸性薬液洗浄処理］
まず、図示しない昇降機構により昇降カップ４５を上昇位置に保持し、昇降機構６８により中空部材６０を上昇位置に保持する（図２参照）。次に、ウエハＷが基板保持部２０により保持され、回転駆動部２８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（処理液ノズル３６）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、カップ体３０に受け止められる。このとき、酸性薬液はカップ体３０から排気・排液部３１を介して処理ユニット１６の外部へ排出される。

このときＦＦＵ５０のファン５１が回転している。従って、整流板５５の開口５６および底板６２の開口６６から清浄エアが下方のウエハＷに向かって流れている。すなわち、ハウジング４０の内部空間の整流板５５および中空部材６０の下方には、清浄エアのダウンフローが形成されている。より詳細には、図５に示すように、整流板５５の開口５６および底板６２の開口６６を通過した清浄エアは、ウエハＷの上方空間２５からカップ体３０を介して排気・排液部３１に流入する。また一部の清浄エアは、カップ体３０の外側の外側領域３４を通過して、排気・排液部３１に流入する。その後、清浄エアは、排気・排液部３１から処理ユニット１６の外部へ排出される。上述したように、整流板５５および天板６１の開口面積率が互いに等しく、底板６２の開口面積率が天板６１の開口面積率以上であることにより、清浄エアの下降流は、ハウジング４０の内部空間に対して面内略均等に供給される。なお、このとき、ガス供給口７０からの窒素ガスの吐出は停止している。

このように、ウエハＷの上方の上方空間２５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）が、処理ユニット１６の外部へ排出される。これにより、ウエハＷの上方空間２５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が上方空間２５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。

ここでは、酸性薬液としてＤＨＦを用いる場合を例にとって説明したが、別の酸性薬液であってもよい。このような酸性薬液としては、例えばＳＣ−２、ＳＰＭが挙げられる。また酸性薬液ではなく、アルカリ性薬液であってもよい。

［リンス処理］
次に、ウエハＷの回転を継続したまま、上記酸性薬液ノズル（処理液ノズル３６）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（別の処理液ノズル３６）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略同じである。

［乾燥処理］
次に、昇降機構６８により、中空部材６０を下降位置に移動する。一方、昇降カップ４５は上昇位置にそのまま保持される（図３参照）。次に、ウエハＷの回転を継続したまま、リンス液ノズル（処理液ノズル３６）からのリンス液の吐出を停止する。その後直ちに、ガス供給口７０から窒素ガスが中空部材６０の内部空間６４に向けて吐出される。なお、ＦＦＵ５０からは引き続き清浄エアが供給される。

次いで、処理液として、中空部材６０の乾燥促進流体ノズル６７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、その後乾燥促進流体ノズル６７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、ＦＦＵ５０からは下方空間５７に向けて引き続き清浄エアが供給されている。また、ガス供給口７０から中空部材６０の内部空間６４へ向けて、窒素ガスが吐出されている。この場合、流体調整器７４を制御することにより、中空部材６０の内部空間６４の圧力を、当該内部空間６４に清浄エアが侵入しない圧力に調整することが好ましい。このため、図６に示すように、ＦＦＵ５０からの清浄エアは、主に圧力損失の小さい整流板５５の開口５６を通って下方に向けて吐出される（図６の実線参照）。これに対して、天板６１の開口６５は圧力損失が大きいので、ＦＦＵ５０からの清浄エアのうち、天板６１の開口６５を通って中空部材６０の内部空間６４へ流れる量はわずかである。この清浄エアのダウンフローは、主にカップ体３０の外側の外側領域３４を通過して、排気・排液部３１に流入する。その後、清浄エアは、排気・排液部３１から処理ユニット１６の外部へ排出される。

一方、図６に示すように、ガス供給口７０から内部空間６４へ吐出された窒素ガスは、底板６２の開口６６を通って下方に流れる（図６の破線参照）。すなわち、底板６２の開口面積率が天板６１の開口面積率以上となっているので、ガス供給口７０からの窒素ガスは、主に圧力損失の小さい底板６２の開口６６を通って下方に向けて吐出される。底板６２の開口６６から吐出された窒素ガスは、主にカップ体３０を介して排気・排液部３１に流入する。その後、窒素ガスは、排気・排液部３１から処理ユニット１６の外部へ排出される。このように、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とにより、ウエハＷの上方空間２５を低湿度雰囲気することができる。

この場合、中空部材６０が下降位置にあり、底板６２がウエハＷに近接している。このため、ウエハＷの上方空間２５の容積が小さくなり、ガス供給口７０から上方空間２５に供給される窒素ガスの使用量を削減することができる。

乾燥処理が終了したら、ガス供給口７０からの窒素ガスの吐出が停止される。このとき、ＦＦＵ５０からは下方空間５７に向けて引き続き清浄エアが供給されている。次いで、昇降機構６８により、中空部材６０を上昇位置に移動するとともに、図示しない昇降機構により昇降カップ４５を下降位置に移動する（図４参照）。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４０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４０内に搬入され、基板保持部２０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４０内にＦＦＵ５０から供給された清浄エアのダウンフローが形成され、カップ排気及びハウジング排気が行われる。すなわち、図７に示すように、整流板５５の開口５６および底板６２の開口６６を通過した清浄エアは、ウエハＷの上方空間２５からカップ体３０を介して排気・排液部３１に流入する。また一部の清浄エアは、カップ体３０の外側の外側領域３４を通過して、排気・排液部３１に流入する。その後、清浄エアは、排気・排液部３１から処理ユニット１６の外部へ排出される。

以上に説明したように、本実施の形態によれば、中空部材６０の内部空間６４に向けて窒素ガスを供給するガス供給口７０が設けられ、中空部材６０の底板６２の開口面積率は、中空部材６０の天板６１の開口面積率以上である。これにより、ＦＦＵ５０からの清浄エアを供給するとともに、中空部材６０の底板６２からウエハＷの上方空間２５へ向けて窒素ガスを供給することができる。また、ガス供給口７０からの窒素ガスの供給を停止した場合には、ＦＦＵ５０からの清浄エアを中空部材６０の底板６２からウエハＷの上方空間２５へ向けて供給することができる。さらに、このような中空部材６０を用いることにより、底板６２をウエハＷに近接させることでき、これによりウエハＷの上方空間２５の容積を狭め、ガス供給口７０から供給される窒素ガスの量を削減することができる。

１６ 処理ユニット（基板液処理装置）
２０ 基板保持部
２２ ベース
３０ カップ体
３１ 排気・排液部
３５ 排液誘導ガイド
３６ 処理液ノズル（処理液供給部）
４０ ハウジング
４５ 昇降カップ
４９ カップ開口
５０ ＦＦＵ（第１ガス供給装置）
５５ 整流板
５６ 開口
５８ 貫通孔
６０ 中空部材
６１ 天板
６２ 底板
６３ 側板
６４ 内部空間
６５ 開口
６６ 開口
６７ 乾燥促進流体ノズル
７０ ガス供給口（第２ガス供給口）

Claims (15)

1. 基板を保持する基板保持部と、
   前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
   前記基板保持部の上方に配置され、第１のガスを下方へ向けて供給する第１ガス供給装置と、
   前記基板保持部と前記第１ガス供給装置との間に配置され、天板と底板と側板とによって囲まれた内部空間を有する中空部材と、を備え、
   前記中空部材は、
   第２のガスを供給する第２ガス供給口と、
   前記天板および前記底板にそれぞれ設けられた複数の開口と、を有し、
   前記天板の前記開口は、前記第１ガス供給装置の下方空間と前記中空部材の前記内部空間とを互いに連通するものであることを特徴とする基板液処理装置。
2. 前記中空部材の前記底板の開口面積率は、前記中空部材の前記天板の開口面積率以上であることを特徴とする請求項１記載の基板液処理装置。
3. 前記中空部材を、前記基板に近接する下降位置と、前記下降位置より上方に位置する上昇位置とをとるように昇降させる昇降機構を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の基板液処理装置。
4. 前記基板保持部に保持された前記基板の周囲を囲むカップを更に備え、前記カップは、上部に開放されたカップ開口を有し、前記中空部材は、前記カップの前記カップ開口内を通過可能であることを特徴とする請求項３記載の基板液処理装置。
5. 前記第１のガスが通過する複数の開口が形成された整流板が設けられ、前記整流板は、前記中空部材の周囲に設けられたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の基板液処理装置。
6. 前記整流板の開口面積率は、前記天板の開口面積率と等しいことを特徴とする請求項５記載の基板液処理装置。
7. 前記第１のガスは、濾過されたクリーンルーム内の空気であり、前記第２のガスは、ドライエアまたは窒素ガスであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の基板液処理装置。
8. 前記第２ガス供給口は、前記側板に設けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の基板液処理装置。
9. 前記第２ガス供給口には、第２ガス供給源に接続されるとともに流体調整器が介設されたガス供給路が接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の基板液処理装置。
10. 前記中空部材を、前記基板に近接する下降位置と、前記下降位置より上方に位置する上昇位置とをとるように昇降させる昇降機構と、
    前記中空部材が下降位置に位置されたときに第２のガスの供給を行い、前記中空部材が上方位置に位置されたときに第２のガスの供給を停止するように、前記流体調整器と前記昇降機構とを制御する制御装置と、をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載の基板液処理装置。
11. 前記制御装置は、前記流体調整器を制御して、前記内部空間の圧力を前記内部空間に第１のガスが侵入しない圧力に調整することを特徴とする請求項１０記載の基板液処理装置。
12. 前記中空部材の前記底板に、前記基板に対して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ていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項記載の基板液処理装置。
13. 基板液処理装置を用いて基板を処理する基板液処理方法において、
    前記基板液処理装置は、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記基板保持部の上方に配置され、第１のガスを下方へ向けて供給する第１ガス供給装置と、
    前記基板保持部と前記第１ガス供給装置との間に配置され、天板と底板と側板とによって囲まれた内部空間を有する中空部材と、を備え、
    前記中空部材は、
    第２のガスを供給する第２ガス供給口と、
    前記天板および前記底板にそれぞれ設けられた複数の開口と、を有し、
    前記天板の前記開口は、前記第１ガス供給装置の下方空間と前記中空部材の前記内部空間とを互いに連通するものであり、
    前記基板液処理方法は、
    前記第１ガス供給装置からの第１のガスを、前記中空部材の前記天板の前記開口および前記底板の前記開口を介して、前記基板側に供給する工程と、
    前記第２ガス供給口からの第２のガスを、前記中空部材の前記底板の前記開口を介して、前記基板側に供給する工程と、を備えたことを特徴とする基板液処理方法。
14. 前記中空部材を、前記基板に近接する下降位置とするとともに、前記第２ガス供給口から第２のガスを供給する工程と、
    前記中空部材を、前記下降位置より上方に位置する上昇位置とするとともに、前記第２ガス供給口からの第２のガスの供給を停止する工程と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１３記載の基板液処理方法。
15. 基板液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液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液処理装置を制御して請求項１３又は１４記載の基板液処理方法を実行することを特徴とする記憶媒体。

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