JP6203667B2 - 基板液処理装置及び基板液処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に処理液を供給することにより当該基板に液処理を施す基板液処理装置及び基板液処理方法に関する。

半導体装置の製造においては、半導体ウエハ等の基板にウエットエッチング、洗浄等のさまざまな液処理が施される。このような液処理を行うために、基板液処理装置が用いられる。基板液処理装置は、例えば、基板を水平姿勢に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板の周囲に設けられて基板から飛散する処理液を受け止める液受けカップと、スピンチャックに保持された基板に処理液を供給するノズルと、ノズルを支持して基板中心部の真上に位置する処理位置と基板上方からの平面視で基板の外側に位置する退避位置との間でノズルを移動させるノズルアームとを有している。ノズルが処理位置にあるときには、ノズルアームは基板の上方に位置して基板の半径方向に延びている（例えば特許文献１を参照）。

上記の形式の基板液処理装置では、通常は、基板の表面近傍の雰囲気をコントロールするため、基板の上方に設置されたＦＦＵ（ファンフィルタユニット）により清浄空気のダウンフローが形成されている。液受けカップの内部空間が吸引されているため、ダウンフローは基板の表面近傍を通過しながらカップ内に引き込まれる。この流れにより、基板の表面近傍の雰囲気が清浄に維持され、また基板から飛散した処理液のミストが基板に再付着することが防止ないし抑制されている。

ノズルアームが基板の上方に位置しているとき、上記のダウンフローがノズルアームにより乱される。このような空気流の乱れは半導体デバイスの微細化が一層進んだ場合、あるいは、次世代１８インチウエハのような大型の基板に対して処理を行う場合には、上記の空気流の乱れに起因する処理の面内不均一が問題となり得るうるものと考えられる。

この問題を解決するため、基板中心部の上方ではなく、基板上方からの平面視で基板の外側の所定位置にノズルを固定し、このノズルから基板に向けて（例えば基板中心を狙って）処理液を吐出することが考えられる。しかし、このような固定ノズルは基板に向けてしか処理液を吐出することができない。基板液処理装置の実際の運用では、ダミーディスペンスと呼ばれる操作が行われるが、固定ノズルでは基板に向けて処理液を吐出することしかできないため、ダミーディスペンスに対応することができない。また、固定ノズルはスキャン供給（基板上での処理液の供給位置を移動させる動作）を行うことができないため、様々な処理に柔軟に対応することができない。

特開２００７−２６３４８５号公報

本発明は、基板周囲の気流を乱すことなく基板を処理することができ、かつ、ダミーディスペンス若しくはスキャン供給等の操作に柔軟に対応することができる基板液処理装置及び基板液処理方法を提供することを目的としている。

本発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持されて回転する基板に供給された後の処理液を受け止めて回収する回収カップと、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、前記処理液ノズルを保持するノズルアームと、前記処理液ノズルを、前記処理液ノズルが基板の方向を向いた処理位置と、前記処理位置から退避した退避位置との間で移動させるように前記ノズルアームを駆動するノズルアーム駆動機構と、を備え、前記処理位置にあるとき、前記処理液ノズルが前記基板保持部に保持された基板の周縁よりも半径方向外側に位置して基板に向けて処理液を吐出する、基板液処理装置を提供する。

また、本発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、前記基板保持部に保持されて回転する基板に供給された後の処理液を受け止めて回収する回収カップと、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、前記処理液ノズルを保持するノズルアームと、前記処理液ノズルを、前記処理液ノズルが基板の方向を向いた処理位置と、前記処理位置から退避した退避位置との間で移動させるように前記ノズルアームを駆動するノズルアーム駆動機構と、前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理ガスノズルと、前記処理ガスノズルを、前記処理ガスノズルが基板の上方に位置する進出位置と、前記処理ガスノズルが基板の周縁より外側に位置する待機位置との間で移動させる処理ガスノズル移動機構と、を備えた基板液処理装置を用いて基板に液処理を施す基板液処理方法において、基板に処理液を供給するときには、前記処理位置にある前記処理液ノズルが前記基板保持部に保持された基板の周縁よりも半径方向外側に位置して基板に向けて処理液を吐出するとともに、前記処理ガスノズルが前記待機位置に位置し、基板に処理ガスを供給するときには、前記処理液ノズルが前記退避位置で退避するとともに、前記処理ガスノズルが前記進出位置に位置して基板に向けて処理ガスを供給する、基板液処理方法を提供する。

本発明によれば、処理位置において処理液ノズルが基板保持部に保持された基板の周縁よりも半径方向外側に位置しているため、処理液ノズル及びノズルアームが基板周囲の気流を乱すことを防止または低減することができる。また、ノズルアームが可動であるため、処理液ノズルを様々な場所に移動させることができ、ダミーディスペンス若しくはスキャン動作等の操作に柔軟に対応することができる。

本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 基板処理システムに含まれる処理ユニットの構成を示す縦断面図である。 図２に示す処理ユニットの平面図である。 俯仰各調整機構の構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 液受け部材の構成を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 ノズルアームを対向配置した変形実施形態を示す平面図である。 ２つのノズルアームで共用される液受け部材の構成を示す斜視図である。 ノズルアームを対向配置した他の変形実施形態を示す平面図である。 ２つのノズルアームで共用される液受け部材の他の構成を示す斜視図である。 処理液のスキャン供給について説明する概略平面図である。 処理液ノズルをノズルアームに進退可能に取り付けた変形実施形態を示す概略平面図である。

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、処理ユニット１６の構成について図２〜図４を参照して説明する。

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内に清浄気体（例えば清浄空気）のダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部（基板保持部）３１と、支柱部３２と、駆動部（回転駆動部）３３とを備える。本実施形態では、保持部３１は、円板状のプレート３１ａと、プレート３１ａに取り付けられた複数の把持爪３１ｂを有するメカニカルチャックとして構成されている。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、その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とともに、支柱部３２を昇降させることができる。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。

また、駆動部３３は、保持部３１を、ウエハＷを処理するための処理位置（図２に示された位置）と、処理位置の上方にある受渡位置（図示せず）との間で昇降させる機能も有している。受渡位置にある保持部３１と、処理ユニット１６内に進入した基板搬送装置１７のウエハ保持具（図２には図示せず）との間で、ウエハＷの受け渡しを行うことができる。

処理流体供給部４０は、処理流体、例えば、薬液、リンス液等の処理液、乾燥用ガス等の処理ガスをウエハＷに供給する。処理流体供給部４０については、後に詳述する。

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の上端部中央にはウエハＷの直径より大きい直径を有する開口５１が設けられている。

回収カップ５０内に流体通路５２が形成されている。流体通路５２は、回収カップ５０の底部に接続された排気路５３に通じている。排気路５３には、例えば３つの開閉弁を含む切替機構５４が設けられており、切替機構５４を切り換えることにより、排気路５３が、基板処理システム１が設置されている半導体製造工場に設けられた酸排気系、アルカリ排気系及び有機排気系のいずれか一つに接続される。

流体通路５２内の雰囲気は排気路５３を介して常時吸引されるため、ＦＦＵ２１から下向きに流出した清浄空気は、開口５１を介して（詳細には開口５１を画定する回収カップ５０の上面の内周縁５１ａとウエハＷの外周縁との間の隙間を介して）流体通路５２に流入し、流体通路５２内を排気路５３に向かって流れる（図２の矢印Ｆａを参照）。また、ウエハＷが回転しているときには、ウエハＷ周囲の空気がウエハＷに引きずられることにより、ウエハＷの上方の空間に旋回流（図２の矢印Ｆｂを参照）が発生する。

処理流体供給部４０から回転するウエハＷに供給された処理液は、遠心力によりウエハＷの外方に飛散する。飛散した処理液は、回収カップ５０の液受け面５５に受け止められ、流体通路５２内を流下し、排液路５８に排出される。排出路５８には、例えば３つの開閉弁を含む切替機構５７が設けられており、切替機構５７を切り換えることにより、排出路５８が、半導体製造工場に設けられた酸廃液系、アルカリ廃液系及び有機廃液系のいずれか一つに接続される。

次に、処理流体供給部４０の構成について図２〜図４を参照して詳細に説明する。

処理流体供給部４０は、３つのノズルアーム４１０，４１０，４２０を有している。図２には、ノズルアーム４１０のみが表示されている。

ノズルアーム４１０の先端部には、処理液を供給するための一つまたは複数の処理液ノズル４１２が設けられている。処理液には、例えば、酸性薬液、アルカリ性薬液、有機系薬液、リンス液（純水）等が含まれる。図示例では、一つのノズルアーム４１０に３つずつ処理液ノズル４１２が設けられている。

ノズルアーム４１０の基端部はサーボモータ４１３の回転軸（図示せず）、あるいはサーボモータにより回転駆動される別の回転軸に取り付けられている。サーボモータ４１３を駆動することにより、ノズルアーム４１０はその基端部にある鉛直方向の旋回軸線４１１周りに旋回することができる。

上記旋回により、ノズルアーム４１０は、処理位置と、退避位置との間を移動することができる。図３中左上に示したノズルアーム４１０について、処理位置が実線で示され、退避位置が鎖線で示されている。ノズルアーム４１０が処理位置に位置しているときに、平面視で、各処理液ノズル４１２の射線４１２ａがウエハＷの中心Ｗｃを通過するように、各処理液ノズル４１２がノズルアーム４１０に設置されていることが好ましい。「射線」とは、各処理液ノズル４１２から吐出される処理液の進路であり、平面視において、各処理液ノズル４１２の吐出口の軸線の延長に一致する。

ノズルアーム４１０が処理位置に位置しているときに、各処理液ノズル４１２の先端は、平面視（図３を参照）で、保持部３１に保持されたウエハＷの周縁よりも少なくとも外側に位置している。このようにすれば、ウエハＷの回転に伴い生じる旋回流が処理液ノズル４１２及びノズルアーム４１０により乱されることが抑制される。また、回収カップに流入するＦＦＵ２１からの清浄空気の流れが処理液ノズル４１２及びノズルアーム４１０により乱されることも抑制されるという効果が得られる。さらには、処理液ノズル４１２からの処理液の吐出を停止した後に、当該処理液ノズル４１２から処理液がウエハＷ上に直接垂れ落ちることがなくなる。

好ましくは、ノズルアーム４１０が処理位置に位置しているときに、各処理液ノズル４１２の先端（すなわち吐出口）は、平面視で、回収カップ５０の上部の開口５１を画定する内周縁５１ａよりも外側に位置している。このようにすれば、上記効果に加えて、回収カップに流入するＦＦＵ２１からの清浄空気の流れがノズルにより妨げられることは殆ど無くなるという効果が得られる。

より好ましくは、ノズルアーム４１０が処理位置に位置しているときに、各処理液ノズル４１２の先端は、平面視で、回収カップ５０の上面のうちの傾斜面５６（この傾斜面は半径方向外側にゆくに従って低くなるように傾斜している）上に位置している（図示例ではこのようになっている。）。このようにすれば、上記効果に加えて、処理液ノズル４１２からの液だれが生じても、垂れ落ちた処理液がウエハＷ側に向かうことはないという効果が得られる。

なお、図２においては、各処理液ノズル４１２を斜め方向から見ているため、各処理液ノズル４１２の先端が内周縁５１ａよりも内側に位置しているように見えるが、実際の位置関係は図３に示した通りである。

各処理液ノズル４１２は、好ましくは、ウエハＷの中心Ｗｃに向けて処理液を略水平に吐出する。処理液ノズル４１２から吐出される処理液の水平面に対する角度（俯角または仰角）は、その処理液ノズル４１２の高さ位置、その処理液ノズル４１２のウエハ中心Ｗｃからの距離（ウエハサイズに依存する）、並びにその処理液ノズル４１２から吐出される処理液の流量に応じて、その処理液ノズルから吐出される処理液がウエハＷの中心付近に落下するように設定され、例えば±１５度（水平方向を０度とする）の範囲内の適当な角度（この程度の角度範囲は「略水平」に該当するものとする）に設定される。なお、上記の角度は、処理液が吐出口から出た瞬間の角度を意味し、処理液ノズル４１２の吐出口の軸線が水平面となす角度、すなわち仰俯角（俯角または仰角）に相当する。なお、ウエハＷの表面に落下したときの液跳ねを防止する観点からは、処理液ノズル４１２から水平方向またはやや下向きに処理液を吐出することが好ましい。なお、俯角または仰角は上述のように１５度以下が好ましいが、これには限定されず、１５度より大きくても構わない。

処理液ノズルから吐出される処理液がウエハＷの中心Ｗｃ付近に落下するように調整できるようにするため、処理液ノズル４１２は、仰俯角調整機構を介してノズルアーム４１０に取り付けることが好ましい。

仰俯角調整機構の一例について、図４を参照して説明する。なお、ノズルアーム４１０の外形は、図２、図３、図５に示すように概ね直方体形状である、これはノズルアーム４１０の外側がカバーで覆われているためである。図４には、このカバーを取り外した状態のノズルアーム４１０の先端部が示されている。

仰俯角調整機構は、ノズルアーム本体４１４に取り付けられたピン４１５（枢軸）と、ピン４１５上に回動可能に取り付けられた一つまたは複数（ここではノズルと同数の３つ）のノズルホルダ４１６を有している。１つのノズルホルダ４１６は一つの処理液ノズル４１２を保持している。

ノズルアーム本体４１４から、概ね鉛直方向にねじ保持部４１４ａが立ち上がっている。ねじ保持部４１４ａには、ねじ４１７のねじ軸４１７ａの太さよりやや大きい幅を有する鉛直方向に延びるスリット４１４ｂが形成されている。ねじ保持部４１４ａの一側にねじ４１７の頭部４１７ｂが位置し、ねじ保持部４１４ａの他側にねじ軸４１７ａに螺合するナット４１８が位置する。ねじ４１７のねじ軸４１７ａは、ノズルホルダ４１６に形成された雌ねじ部４１６ａにも螺合している。

ナット４１８を緩めてねじ保持部４１４ａから離した状態で、ねじ４１７を回すと、ねじ軸４１７ａと雌ねじ部４１６ａとの間の螺合長さ（ねじの噛み合い長さ）が変化する。螺合長さを適当に調整した後、ナット４１８を締めると、水平方向のピン４１５を中心として回転自在のノズルホルダ４１６が前記螺合長さに対応する角度で傾く。これにより、処理液ノズル４１２の上下方向の向き（俯仰角）を調整することができる。ねじ軸４１７ａが水平面に対して傾斜した状態でもねじ４１７の頭部４１７ｂがねじ保持部４１４ａに問題無く着座するように、ねじ保持部４１４ａの頭部４１７ｂに対向する面の上部は傾斜または湾曲している。

仰俯角調整機構の構成は上記に限定されるものではなく、処理液ノズル４１２の仰俯角調整を可能な任意の構成を採用することができる。なお、図４に示した仰俯角調整機構は、俯角側のみ（処理液ノズル４１２が水平から下向きとなる傾斜角度範囲）を調整できるようになっているが、仰角側（処理液ノズル４１２が水平から上向きとなる傾斜角度範囲）も調整できるようにしてもよいことは勿論である。また、仰俯角調整をアクチュエータを用いて行う仰俯角調整機構を採用することも可能である。

処理ユニット１６の実際の運用では、ダミーディスペンスと呼ばれる操作が行われる。「ダミーディスペンス」とは、ウエハＷの無い位置にノズルから液を供給することを意味し、例えば、ノズルに繋がる配管を温める（冷やす）こと、供給開始直後に温度または組成が安定していない処理液を安定するまでの間廃棄することなどを目的として行われる。

上記の退避位置においてダミーディスペンスを行うために、処理ユニット１６に液受け部材６０が設けられている。液受け部材６０は、略水平方向に処理液を吐出する処理液ノズル４１２からの処理液を受けるのに適した形態を有している。

図５に示すように、液受け部材６０は、全体として略直方体形状の本体６１を有している。本体６１の前面６２には、水平方向に延びるスリット６３が形成されている。ノズルアーム４１０を旋回させて退避位置に位置させることにより（図２も参照）、ノズルアーム４１０に支持された処理液ノズル４１２の先端部をスリット６３内に位置させることができる。

本体６１には、スリット６３の奥の壁面（鉛直面）６４に開口する１つまたは複数（図示例ではノズルと同数の３つ）の液受け通路６５が形成されている。各液受け通路６５は、奥にゆくに従って低くなるように傾斜している。液受け通路６５を本体６１にドリル等の工具で穿つ際に、スリット６３の下側の壁面６６が一緒に削除されており、壁面６６には液受け通路６５に接続される凹所６７が形成されている。凹所６７の表面は液受け通路６５の表面と連続する共通の円筒面上に位置している。従って、凹所６７は奥にゆくに従って低くなるように傾斜している。

処理液ノズル４１２がスリット６３内の所定位置に位置しているとき、処理液ノズル４１２から略水平方向に勢いよく吐出された処理液は、そのまま液受け通路６５内に入る。また、処理液ノズル４１２から処理液が垂れ落ちた場合には、その処理液は凹所６７に落ち、その後、液受け通路６５内に入る。液受け通路６５及び凹所６７は、奥（ノズルアーム４１０から遠い側）にゆくに従って低くなるように傾斜しているので、処理液ノズル４１２から出た処理液が、本体６１のノズルアーム４１０の方を向いた面（すなわち本体６１の前面）にあるスリット６３の前面開口部を通って、あるいは本体６１の前面と直交する２つの側面にあるスリット６３の側面開口部を通って、スリット６３内から流出することはない。液受け通路６５内に入った処理液は、当該処理液の種類に対応した工場廃液系に排出される。

液受け部材６０は１つのブロックから削り出して製作してもよいが、他の製造方法により製作することもできる。例えば、液受け部材６０を方向６８（図５（ａ）を参照）に複数のピースに分割して、各ピースに液受け通路６５、スリット６３等に対応する形状を彫り込んだ後に、ピースを互いに貼り合わせることにより、液受け部材６０を製作することができる。

前述したように、処理流体供給部４０には、図２には図示されておらず図３にのみ示されているノズルアーム４２０も含まれる。ノズルアーム４２０は、先端部に処理ガスノズル４２２を保持している。

ノズルアーム４２０の基端部はサーボモータ４２３の回転軸（図示せず）、あるいはサーボモータにより回転駆動される別の回転軸に取り付けられている。サーボモータ４２３を駆動することにより、ノズルアーム４２０はその基端部にある鉛直方向の旋回軸線４２１周りに旋回することができる。

上記旋回により、ノズルアーム４２０及び処理ガスノズル４２２は、図３に示された待機位置から、ノズルアーム４２０に保持された処理ガスノズル４２２がウエハＷの中心Ｗｃの真上に位置するような位置（進出位置）まで移動することができる。処理ガスノズル４２２は、例えば真下に向けて、処理ガス例えば乾燥時にウエハＷ近傍に低湿度低酸素濃度の雰囲気を形成するための窒素ガスを吐出することができる。

処理ユニット１６にて行われる処理について以下に簡単に説明する。

基板搬送装置１７（図１参照）により処理ユニット１６内にウエハＷが搬入され、保持部３１に保持され、図２、図３に示すような状態になったものとする。チャンバ２０及び回収カップ５０内には先に説明したように矢印Ｆａで示す清浄空気の流れが形成されている。

そして、基板保持機構３０により保持されたウエハＷを回転させる。これによりウエハＷの上方に矢印Ｆｂで概略的に示した旋回流も形成される。この状態で、ノズルアーム４１０を処理位置に移動し、複数の処理液ノズル４１２から選択された処理液ノズルから処理に必要な処理液をウエハＷの中心Ｗｃ付近に向けて吐出する。ウエハＷの中心Ｗｃ付近に落下した処理液は遠心力によりウエハＷの外方に広がり、ウエハＷの表面全域が処理液の液膜に覆われる。この状態を所定時間継続することによりウエハに所定の液処理が施される。

必要に応じて、他の処理液ノズル４１２からも上記と同様にしてウエハＷに別の処理液を供給する。最後に、リンス液吐出用の処理液ノズル４１２から上記と同様にしてウエハＷにリンス用の処理液としての純水を供給し、ウエハＷにリンス処理を施す。その後、リンス液の供給を停止し、ノズルアーム４２０を駆動して処理ガスノズル４２２をウエハＷの真上に位置させて、処理ガスノズル４２２から窒素ガスをウエハＷの中心部に供給するとともに、ウエハＷの回転速度を増して、ウエハＷの乾燥を行う。このとき、ノズルアーム４２０を駆動することにより、処理ガスノズル４２２の位置を徐々に半径方向外側にずれしていってもよい。

上記実施形態によれば、処理液ノズル４１２がウエハＷに処理液を供給しているときに、処理液ノズル４１２及びノズルアーム４１０の両方がウエハＷの上方にないため、ウエハＷの近傍に生じる気流（Ｆａ，Ｆｂ）を処理液ノズル４１２及びノズルアーム４１０が乱すことが抑制される。このため気流の乱れに起因する処理結果の面内不均一の発生を防止することができる。

また、処理液ノズル４１２が処理位置と退避位置との間で移動可能であるので、処理液ノズル４１２を退避位置に位置させることにより、退避位置に設けられている設備に応じて、処理液のダミーディスペンス或いは処理液ノズル４１２の洗浄等の作業を行うことができる。この作業により保持部３１により保持されたウエハＷに悪影響を及ぼす恐れはない。

また、処理液ノズル４１２が移動可能であるため、保持部３１に保持されたウエハＷの中心部付近に処理液が落下するようにした状態から処理液ノズル４１２を所定量移動させることにより、ウエハＷ上への処理液の落下位置（半径方向位置）を、例えばウエハＷの中心Ｗｃから周縁へ、周縁から中心へと移動させることが可能である。すなわち、処理液のいわゆる「スキャン供給」を行うことも可能である。

上記のスキャン操作を行う時などに、ウエハＷの中心Ｗｃから外れた位置に処理液を落下させる場合には、図１０に示すように、ノズルアーム４１０の旋回角度位置を適宜調整することにより、ウエハＷの回転方向Ｒに沿って処理液を落下させるように処理液を供給する（すなわち図１０の範囲ＳＡに処理液を落下させる）こともでき、また、回転方向Ｒに逆らうように処理液を落下させるように処理液を供給する（すなわち図１０の範囲ＳＢに処理液を落下させる）こともできる。

この場合、処理液ノズル４１２から薬液を供給するときは、ウエハＷ回転方向Ｒに沿うように処理液を供給することが好ましい。そうすれば、薬液がウエハＷに着液した時に液跳ねが生じにくくなるため、周辺部材の汚染を防止ないし低減することができる。一方、処理液ノズル４１２から純水等のリンス液を供給するときは、ウエハＷ回転方向Ｒに逆らうように処理液を供給することが好ましい。そうすれば、リンス液とウエハの衝突エネルギーが比較的大きくなるため、残存薬液の置換効率すなわちリンス効率を向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、液処理の実行中に処理液ノズル４１２の真上に位置させないようにしたことの副次的効果として、ノズルアーム４１０の長さを従来の半分程度に短縮することができる。このため、チャンバ２０内のスペースに余裕ができるので、例えば、図６に示すように、カップの一側に２本のノズルアーム４１０を対向配置することができる。これに伴い、例えば図２右側のノズルアーム４１０を廃止して、処理ユニット１６をコンパクトに構成することができる。

また、上記実施形態によれば、ノズルアーム４１０の長さを上述のように非常に短くできるため、２つ以上のノズルアーム４１０及びこれらノズルアーム４１０にそれぞれ設けられた処理液ノズル４１２が互いに干渉（衝突）させることなく、２つ以上のノズルアーム４１０にそれぞれ設けられた処理液ノズル４１２を同時にウエハＷの方向に向けておくことができる。このため、１つのノズルアーム４１０の処理液ノズル４１２からウエハＷに処理液を供給している状態から、他のノズルアーム４１０の処理液ノズル４１２からウエハＷに他の処理液を供給している状態に切り換えるとき、処理液がウエハＷに供給されない状態になることがない。このため、（それが望ましくない場合に）ウエハＷの表面が周辺雰囲気に露出することを確実に回避することができる。

また、２つ以上のノズルアーム４１０にそれぞれ設けられた処理液ノズル４１２を同時にウエハＷの方向に向けておくことができるので、処理の面内均一性を向上させるために（特にウエットエッチング処理において有効）、ウエハＷ表面の異なる位置（例えばウエハ中心とウエハ周縁付近）に、１つのノズルアーム４１０の処理液ノズル４１２及び他のノズルアーム４１０の処理液ノズル４１２から同時に同じ処理液を供給することも可能である。このような操作を従来装置で実行すれば２つのノズルアームが同時にウエハＷの上方に位置して、ダウンフローを比較的大きく乱してしまうが、上記実施形態によれば、ダウンフローを乱すことなく上記の操作を行うことができる。

この場合、図５に示す液受け部材６０を、図７に示すような２本のノズルアーム４１０で共用できる液受け部材６０’に置き換えることが好ましい。これにより、処理ユニット１６を、よりコンパクトに構成することができる。

図７に示す液受け部材６０’は、図５に示す液受け部材６０の右側の構造を、左右対称となるように左側にも設けたものに相当する。図７に示す液受け部材６０’では、互いに対向する右側の液受け通路６５と左側の液受け通路６５とが途中で合流している。一方の側の液受け通路６５内に向けて処理液ノズル４１２から吐出された処理液が反対側の液受け通路６５から飛び出さないように、互いに対向する液受け通路６５が合流する付近に、処理液ノズル４１２から吐出された処理液を衝突させるための垂れ下がった遮蔽壁６９が設けられている。

図７において互いに対向する処理液ノズル４１２は、混じり合っても支障のない処理液をそれぞれが供給することが好ましい。そのようにノズルアーム４１０に処理液ノズル４１２を配置できない場合には、例えば図７で左側の手前にある液受け通路６５と右側奥にある液受け通路６５とを連絡するように、液受け部材６０’内に入り組んだ液受け通路６５を形成することもできる。

また、図８に示すように、２本のノズルアーム４１０が整列したときに両ノズルアーム４１０の処理液ノズル４１２が（図６に示すように互いに正面で向き合うのではなく）互いに横方向に少しずつずれた位置に互い違いに並ぶようにしてもよい。この場合、図９に示すように、処理液ノズル４１２の配置に対応して、互い違いに液受け通路６５が設けられた液受け部材６０”を用いることができる。この場合、各液受け通路６５は、対応する処理液ノズル４１２の専用のものとなるので、処理液同士の混合の可否について考慮する必要は無い。

また、上記実施形態では、処理液ノズル４１２はノズルアーム４１０に固定されていたが、これに限定されるものではなく、図１１に示すように、処理液ノズル４１２がノズルアーム４１０に対して進退できるようにしてもよい。図１１において、３つの処理液ノズル４１２のうちの中央の１つが前進位置に位置し、両脇の２つが後退位置に位置している状態が示されている。図１１ではノズルアーム４１０が（処理液ノズル４１２も）処理位置にあり、このときに処理液ノズル４１２をノズルアーム４１０に対して前進させて前進位置に位置させると、処理液ノズル４１２の先端すなわち処理液ノズル４１２の吐出口は、回収カップ５０の上部開口５１を画定する内周縁５１ａよりも半径方向内側であってかつウエハＷの外周縁よりも半径方向外側に位置するようになる。

このようにすることにより、処理液ノズル４１２の吐出口からウエハＷの中心Ｗｃ（すなわち処理液の着液目標地点）までの距離が短くなるため、着液時の液跳ねが生じ難くなる。また、処理液ノズル４１２から処理液の液垂れが生じたとしても（特に処理液の吐出を停止した直後に）、当該処理液は回収カップ５０内にそのまま落下し、回収される。このため回収カップ５０の上面を処理液で汚染することを防止することができる。なお、全ての処理液ノズル４１２をノズルアーム４１０に対して進退可能とする必要はない。例えば、リンス液として純水を吐出する処理液ノズルは、後退位置に固定されていてもよい。

処理液ノズル４１２をノズルアーム４１０に対して進退させる処理液ノズル移動機構５００が図１１に概略的に示されている。図１１では、中央の処理液ノズル４１２に対応する処理液ノズル移動機構５００のみが示されており、他の処理液ノズル４１２に対応するものの記載は省略している。処理液ノズル移動機構５００は、ボールねじ、あるいはストッパ付きエアシリンダ等のリニアアクチュエータにより構成することができる。リニアアクチュエータの固定部５０１がノズルアーム４１０に固定され、可動部５０２が処理液ノズル４１２に固定される。処理液ノズル４１２には、処理液ノズル４１２の移動を許容しうる処理液供給管例えばフレキシブルチューブ５０３を介して処理液を供給することができる。リニアアクチュエータの動作に伴い生じ得るパーティクルがウエハＷ周囲に飛散することを防止するために、リニアアクチュエータの周囲を適当なシールド（図示せず）で囲むことが好ましい。

また、上記実施形態では、処理液ノズル４１２を保持するノズルアーム４１０が鉛直軸線周りに旋回する形式のものであったが、これに限定されるものではなく、ガイドレールに沿って水平方向に並進運動する形式のものであってもよい。

また、上記実施形態では、基板は半導体ウエハＷ（シリコン基板）であったが、これに限定されるものではなく、他の半導体基板、ガラス基板、セラミック基板であってもよい。

Ｗ 基板
３１ 基板保持部（保持部）
３３ 回転駆動部
５０ 回収カップ
５１ 回収カップの上部開口
５１ａ 上部開口の内周縁
６０，６０’，６０”液受け部材
４１０ ノズルアーム
４１２ 処理液ノズル
４１３ ノズルアーム駆動機構（サーボモータ）
４２２ 処理ガスノズル
４２３ 処理ガスノズル移動機構（サーボモータ）
５００ 処理液ノズル移動機構

Claims (11)

1. 基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
   前記基板保持部に保持されて回転する基板に供給された後の処理液を受け止めて回収する回収カップと、
   前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
   前記処理液ノズルを保持するノズルアームと、
   前記処理液ノズルを、前記処理液ノズルが基板の方向を向いた処理位置と、前記処理位置から退避した退避位置との間で移動させるように前記ノズルアームを駆動するノズルアーム駆動機構と、
   前記退避位置にある前記処理液ノズルから略水平方向に吐出される処理液を受ける液受け部材と、
   を備え、
   前記処理位置にあるとき、前記処理液ノズルが前記基板保持部に保持された基板の周縁よりも半径方向外側に位置して基板に向けて処理液を吐出する、基板液処理装置。
2. 前記処理位置にあるとき、前記基板保持部に保持された基板の中心部付近に処理液が落下するように前記処理液ノズルから処理液が吐出される、請求項１記載の基板液処理装置。
3. 前記処理位置にある前記処理液ノズルは、前記回収カップの上方に位置している、請求項１記載の基板液処理装置。
4. 前記処理液ノズルは、前記処理液ノズルから吐出される処理液の俯仰角を微調整するための俯仰角調整機構を介して前記ノズルアームに取り付けられている、請求項１記載の基板液処理装置。
5. 前記ノズルアーム駆動機構は、前記基板保持部に保持された基板の外側に設定された鉛直方向の旋回軸線を中心として前記ノズルアームを旋回させるように構成されている、請求項１記載の基板液処理装置。
6. １つのノズルアームに複数の処理液ノズルが設けられている、請求項１記載の基板液処理装置。
7. 前記処理液ノズルを前進位置と後退位置との間で前記ノズルアームに対して進退させる処理液ノズル移動機構をさらに備え、前記ノズルアーム駆動機構が前記ノズルアームに保持された前記処理液ノズルを基板の方向に向いた処理位置に位置させ、かつ、前記処理液ノズル移動機構が前記処理液ノズルを前進位置に位置させているときに、前記処理液ノズルの吐出口が、前記回収カップの上部開口を画定する内周縁よりも半径方向内側であってかつ前記基板保持部により保持された基板の外周縁よりも半径方向外側に位置する、請求項１記載の基板液処理装置。
8. 基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
   前記基板保持部に保持されて回転する基板に供給された後の処理液を受け止めて回収する回収カップと、
   前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
   前記処理液ノズルを保持するノズルアームと、
   前記処理液ノズルを、前記処理液ノズルが基板の方向を向いた処理位置と、前記処理位置から退避した退避位置との間で移動させるように前記ノズルアームを駆動するノズルアーム駆動機構と、
   前記処理位置にあるとき、前記処理液ノズルが前記基板保持部に保持された基板の周縁よりも半径方向外側に位置して基板に向けて処理液を吐出し、
   前記ノズルアームは少なくとも２つ設けられ、これら２つのノズルアームが退避位置にあるときに両ノズルアームに設けられた処理液ノズルが互いに対向する、基板液処理装置。
9. 前記退避位置にある前記２つのノズルアームの間に設けられ、前記２つのノズルアームにそれぞれ保持された処理液ノズルから略水平方向に吐出される処理液を受ける１つの共通の液受け部材をさらに備えた、請求項８記載の基板液処理装置。
10. 前記基板保持部に保持された基板に処理ガスを供給する処理ガスノズルと、
    前記処理ガスノズルを、前記処理ガスノズルが基板の上方に位置する進出位置と、前記処理ガスノズルが基板の周縁より外側に位置する待機位置との間で移動させる処理ガスノズル移動機構と、
    基板に処理液を供給するときに、前記処理ガスノズルが前記待機位置に位置し、基板に処理ガスを供給するときに前記処理ガスノズルが前記進出位置に位置するように前記処理ガスノズル移動機構を制御する制御部と、
    をさらに備えた、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。
11. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部を回転させる回転駆動部と、
    前記基板保持部に保持されて回転する基板に供給された後の処理液を受け止めて回収する回収カップと、
    前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
    前記処理液ノズルを保持するノズルアームと、
    前記処理液ノズルを、前記処理液ノズルが基板の方向を向いた処理位置と、前記処理位置から退避した退避位置との間で移動させるように前記ノズルアームを駆動するノズルアーム駆動機構と、
    前記基板保持部に保持された基板に処理ガスを供給する処理ガスノズルと、
    前記処理ガスノズルを、前記処理ガスノズルが基板の上方に位置する進出位置と、前記処理ガスノズルが基板の周縁より外側に位置する待機位置との間で移動させる処理ガスノズル移動機構と、
    前記退避位置にある前記処理液ノズルから略水平方向に吐出される処理液を受ける液受け部材と、
    を備えた基板液処理装置を用いて基板に液処理を施す基板液処理方法において、
    基板に処理液を供給するときには、前記処理位置にある前記処理液ノズルが前記基板保持部に保持された基板の周縁よりも半径方向外側に位置して基板に向けて処理液を吐出するとともに、前記処理ガスノズルが前記待機位置に位置し、
    基板に処理ガスを供給するときには、前記処理液ノズルが前記退避位置で退避するとともに、前記処理ガスノズルが前記進出位置に位置して基板に向けて処理ガスを供給し、このとき、前記退避位置にある前記処理液ノズルから吐出されるか垂れ落ちた処理液が前記液受け部材に受け止められる、基板液処理方法。

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