JP7213624B2 - 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 Download PDF

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Description

本開示は、基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法に関する。
従来、半導体ウェハ（以下、ウェハと呼称する。）などの基板を処理する基板処理装置では、筐体内にＦＦＵ（Fan Filter Unit）を用いて清浄化された大気雰囲気が供給されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００１－３１９８４５号公報
本開示は、基板を処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、基板処理部と、隔壁部と、液供給部とを備える。基板処理部は、基板に液処理を施す。隔壁部は、前記基板が搬入される搬入出口から前記基板処理部までの第１空間と、前記第１空間以外の第２空間との間を仕切る。液供給部は、前記第２空間に設けられ、処理液を前記基板に供給する。
本開示によれば、基板を処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る処理ユニットの構成を示す上面図である。 図３は、図２におけるＡ－Ａ線断面図である。 図４Ａは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（１）である。 図４Ｂは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（２）である。 図４Ｃは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（３）である。 図４Ｄは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（４）である。 図５Ａは、実施形態に係る流入抑制部の一例を説明するための模式図である。 図５Ｂは、実施形態に係る流入抑制部の別の例を説明するための模式図である。 図５Ｃは、実施形態に係る流入抑制部のさらに別の例を説明するための模式図である。 図６は、実施形態の変形例１に係る処理ユニットの構成を示す上面図である。 図７は、実施形態の変形例２に係る処理ユニットの構成を示す上面図である。 図８Ａは、実施形態の変形例３に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（１）である。 図８Ｂは、実施形態の変形例３に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（２）である。 図８Ｃは、実施形態の変形例３に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（３）である。 図８Ｄは、実施形態の変形例３に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（２）である。 図９Ａは、実施形態の変形例４に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（１）である。 図９Ｂは、実施形態の変形例４に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（２）である。 図９Ｃは、実施形態の変形例４に係る処理ユニットによる液処理の一工程を示す模式図（３）である。 図１０は、実施形態の一実施形態に係る液処理全体の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態の一実施形態に係る液処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置、基板処理システムおよび基板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本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、ウェハなどの基板を処理する基板処理装置では、筐体内にＦＦＵを用いて清浄化された大気雰囲気が供給されている。
一方で、処理によっては大気雰囲気ではなく、ウェハ周囲の雰囲気を低湿度や低酸素濃度などの所定の条件に調整する場合がある。しかしながら、雰囲気を所定の条件に調整するガス（以下、雰囲気調整ガスと呼称する。）で筐体の内部全体の雰囲気を調整した場合、かかる雰囲気調整ガスの使用量が増大する恐れがある。
そこで、ウェハを処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することが期待されている。
＜基板処理システムの概要＞
最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す模式図である。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、実施形態では半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。ウェハＷは、基板の一例である。
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、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハ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、共通搬送路の一例であり、処理ユニット１６は、基板処理装置の一例である。
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、搬送機構の一例であり、ウェハＷを保持するウェ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、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハ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ェハＷに対して所定の液処理を行う。処理ユニット１６の詳細については後述する。
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からウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハ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へ搬入されたウェハ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ェハ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。
＜処理ユニットの概要＞
次に、処理ユニット１６の概要について、図２および図３を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係る処理ユニット１６の構成を示す上面図であり、図３は、図２におけるＡ－Ａ線断面図である。なお、理解の容易のため、図３ではウェハＷが搬入された状態を示すとともに、ＬＭ（Linear Motion）ガイド５４の図示を省略している。
図２に示すように、処理ユニット１６は、筐体２０と、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０とを備える。筐体２０は、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０とを収容する。
筐体２０は、搬送部１５と接する位置に搬入出口２１を有する。そして、搬送部１５の基板搬送装置１７で搬送されたウェハＷは、かかる搬入出口２１から筐体２０の内部に搬入される。また、筐体２０は、かかる搬入出口２１を開閉可能に構成されるシャッター２２を有する。
図３に示すように、筐体２０の天井部には、ＦＦＵ２３が設けられる。ＦＦＵ２３は、筐体２０内に供給される清浄化された大気雰囲気のダウンフローを形成する。また、筐体２０の底部には、ＦＦＵ２３から供給される大気雰囲気を処理ユニット１６の外部へ排気する排気口２４が形成される。
基板処理部３０は、ウェハＷに所定の液処理を施す。図３に示すように、基板処理部３０は、基板保持部３１と、支柱部３２と、液受けカップ３３と、回収カップ３４と、排液口３５とを有する。基板保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。かかる基板保持部３１は、たとえば、ウェハＷの外縁部を側方から保持する。
支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、下方側の基端部が図示しない駆動部によって回転可能に支持される。また、図３には図示していないが、支柱部３２は、上方側の先端部において基板保持部３１を水平に支持することができる。
そして、基板処理部３０は、駆動部を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された基板保持部３１を回転させる。これにより、基板処理部３０は、基板保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。また、支柱部３２は、上下に移動可能に構成されており、基板処理部３０の上方に搬入されたウェハＷに向かって移動し、ウェハＷを受け取ることができる。
液受けカップ３３は、略円環状であり、下側に凹んだ湾曲形状を有する。液受けカップ３３は、基板保持部３１の外縁部を取り囲むように配置され、基板保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液Ｌ（図４Ｃ参照）を捕集する。たとえば、液受けカップ３３は、基板保持部３１に保持されたウェハＷの同一平面より少なくとも上側における基板保持部３１の外縁部を囲むように配置される。
回収カップ３４は、基板保持部３１を取り囲むように配置され、基板保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液Ｌを捕集する。なお、図３には図示していないが、回収カップ３４は、複数の処理液Ｌをそれぞれ捕集可能なマルチカップであってもよい。
かかる回収カップ３４の底部には、排液口３５が形成されている。そして、液受けカップ３３または回収カップ３４によって捕集された処理液Ｌは、かかる排液口３５から処理ユニット１６の外部へ排出される。
隔壁部４０は、筐体２０の内部において、上述の搬入出口２１から基板処理部３０までの第１空間Ａ１と、かかる第１空間Ａ１以外の第２空間Ａ２との間を仕切る。また、隔壁部４０は、仕切られた第１空間Ａ１内の雰囲気を所定の条件に調整可能に構成される。
図３に示すように、隔壁部４０は、天板部４１と、側壁部４２と、隙間埋め部４３と、ガス供給部４４とを有する。天板部４１は、略円板状の形状を有し、基板保持部３１に保持されたウェハＷと略平行に向かい合って設けられ、ウェハＷの上方を覆うように配置される。
また、天板部４１は、筐体２０内を上下に移動可能に構成され、ウェハＷが搬入出口２１から搬入出される際には、ウェハＷの搬送路と干渉しない上方に移動する。一方で、天板部４１は、ウェハＷが基板処理部３０で処理される際には、かかるウェハＷに近接する下方の位置に移動する。なお、天板部４１の配置は上述の位置に限られず、ウェハＷを処理する条件や天板部４１を洗浄する条件により自由に変更することができる。
天板部４１には、上下に連通する貫通孔４１ａが形成される。たとえば、図２に示すように、かかる貫通孔４１ａはスリット状であり、少なくとも基板保持部３１に保持されたウェハＷの中心部に対向するように形成される。また、貫通孔４１ａは、後述する処理液ノズル５１を挿通可能に形成される。
また、図３に示すように、天板部４１は、ウェハＷに向かって突出する凸部４１ｂを有する。かかる凸部４１ｂは、たとえば略円柱状に突出する。そして、凸部４１ｂの外径は、向かい合うウェハＷの外径より大きく、隣接する液受けカップ３３の内径より小さい。
側壁部４２は、ウェハＷを保持する基板保持部３１や液受けカップ３３、天板部４１などの側方を囲む。側壁部４２は、たとえば、図２に示すように、上面視で搬入出口２１がある手前側が直線状であり、ウェハＷが液処理される奥側がウェハＷの形状に沿った半円状の形状を有する。
実施形態において、側壁部４２は、天板部４１と一体で上下に移動可能である。一方で、側壁部４２は、天板部４１とともに上下に移動する必要はなく、筐体２０内で固定されていてもよい。この場合、天板部４１は、固定された側壁部４２に沿って上下に移動可能に構成されるとよい。
隙間埋め部４３は、ウェハＷが基板処理部３０で処理される際に、第１空間Ａ１における基板処理部３０以外の隙間（たとえば、搬入出口２１の周辺）を埋める。また、隙間埋め部４３は、筐体２０内を移動可能に構成され、ウェハＷが搬入出口２１から搬入出される際には、ウェハＷの搬送路と干渉しない位置に移動する。隙間埋め部４３は、たとえば、図２に示すように、上面視において内側が円弧状であり、外側が矩形状の略Ｕ字形状を有する。
ガス供給部４４は、第１空間Ａ１に接続され、かかる第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する。たとえば、ガス供給部４４における雰囲気調整ガスの吐出ノズルが、搬入出口２１と基板処理部３０との間の天板部４１に設けられる。なお、かかる雰囲気調整ガスは、搬送部１５に設けられる図示しない第２のガス供給部から、かかる搬送部１５を経由して供給されてもよい。
また、実施形態における雰囲気調整ガスは、たとえば、窒素ガスやＡｒガスなどの大気雰囲気より酸素濃度が低い不活性ガスや、乾燥ガスなどの大気雰囲気より湿度が低いガスなどである。
図２に示す液供給部５０は、第１空間Ａ１に保持されたウェハＷに対して処理液Ｌを供給する。液供給部５０は、処理液ノズル５１と、ノズルバス５２と、アーム５３と、ＬＭガイド５４とを有し、第２空間Ａ２に配置される。
処理液ノズル５１は、図示しないバルブおよび流量調整器を介して処理液供給源に接続され、天板部４１に形成された貫通孔４１ａを用いてウェハＷに処理液Ｌを吐出する。
処理液ノズル５１から吐出される処理液Ｌは、たとえば、酸系処理液やアルカリ系処理液、有機系処理液、リンス液などウェハＷの各種液処理に用いられる様々な液体を含む。酸系処理液は、たとえば、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid：希フッ酸）などである。アルカリ系処理液は、たとえばＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）などである。有機系処理液は、たとえば、ＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）などである。リンス液は、たとえば、ＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）などである。
ノズルバス５２は、処理液ノズル５１を待機位置で待機させるとともに、処理液ノズル５１から処理液Ｌをダミーディスペンスするための容器である。アーム５３は、処理液ノズル５１を支持する。
ＬＭガイド５４は、アーム５３をＸ軸方向にガイドする。そして、ＬＭガイド５４にガイドされたアーム５３は、ＬＭガイド５４に含まれる図示しない駆動部から駆動力が伝達されることにより、処理液ノズル５１とともにＬＭガイド５４に沿ってスライド移動する。これにより、処理液ノズル５１を筐体２０内の所定の位置にスライド移動させることができる。
また、アーム５３には図示しない昇降機構が備えられている。そして、液供給部５０は、かかる昇降機構を動作させることにより、処理液ノズル５１を昇降させることができる。
このように、液供給部５０は、ＬＭガイド５４および昇降機構を動作させることにより、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａの位置に移動させて、かかる貫通孔４１ａに挿通させることができる。
また、実施形態では、貫通孔４１ａがスリット状であり、ＬＭガイド５４の延伸方向と貫通孔４１ａの延伸方向とが略平行であることから、貫通孔４１ａ内で処理液ノズル５１をスキャン移動させることができる。
なお、図２に示した例では、処理液ノズル５１、ノズルバス５２およびアーム５３が２組設けられた場合について示したが、処理ユニット１６に設けられる処理液ノズル５１、ノズルバス５２およびアーム５３は２組に限られず、所定の数設けることができる。
また、図２に示した例では、処理液ノズル５１がアーム５３に固定されている場合について示したが、処理液ノズル５１はアーム５３に固定されている場合に限られず、ピックアップノズルなどであってもよい。また、アーム５３をスライド移動させる機構はＬＭガイド５４に限られず、様々な既知の機構を用いることができる。
＜液処理の詳細＞
つづいて、図４Ａ～図４Ｄを参照しながら、実施形態に係る液処理の詳細について説明する。図４Ａ～図４Ｄは、実施形態に係る液処理の一工程を示す模式図（１）～（４）である。
図４Ａに示すように、処理ユニット１６では、ウェハＷを基板処理部３０に搬入するに先立って、第１空間Ａ１におけるウェハＷの搬送路を確保する。具体的には、処理ユニット１６は、ウェハＷの搬送路から天板部４１を上方に退避させるとともに、隙間埋め部４３を下方に退避させる。
また、処理ユニット１６は、ウェハＷを基板処理部３０に搬入する前の所定のタイミングから、ガス供給部４４を用いて所定の雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給する（ステップＳ１）。これにより、処理ユニット１６は、事前に第１空間Ａ１内の雰囲気を雰囲気調整ガスで置換することができる。
一方で、処理ユニット１６の第２空間Ａ２は、ＦＦＵ２３を用いて清浄化された大気雰囲気である。そして、第１空間Ａ１に供給された雰囲気調整ガスと、第２空間Ａ２に供給された大気雰囲気とは、排気口２４で共通に排気される。
次に、処理ユニット１６は、シャッター２２を移動させて搬入出口２１を開放する。そして、基板搬送装置１７は、ウェハＷを処理ユニット１６内に搬入する（ステップＳ２）。そして、処理ユニット１６は、基板保持部３１の上方まで搬入されたウェハＷを、上方に移動させた支柱部３２で受け取ってから下方に移動させて、基板保持部３１で保持する（ステップＳ３）。
次に、図４Ｂに示すように、処理ユニット１６は、シャッター２２を移動させて搬入出口２１を閉じる（ステップＳ４）。また、処理ユニット１６は、天板部４１を下方に移動させて、ウェハＷに近接させる（ステップＳ５）。たとえば、かかるステップＳ５では、天板部４１とウェハＷとのギャップが１～４ｍｍ程度となる位置に天板部４１を近接させる。
また、処理ユニット１６は、隙間埋め部４３を上方に移動させて、第１空間Ａ１における基板処理部３０以外の隙間を埋める（ステップＳ６）。なお、図４Ｂに示したステップＳ４～Ｓ６の順番は任意であり、たとえば、ステップＳ４～Ｓ６はすべて同時に行ってもよい。
実施形態では、かかるステップＳ４～Ｓ６の間、処理ユニット１６は、ガス供給部４４を動作させて所定の雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給し続ける。これにより、ウェハＷが配置された第１空間Ａ１の雰囲気を所定の条件に調整し続けることができる。
次に、図４Ｃに示すように、処理ユニット１６は、液供給部５０を動作させることにより、処理液ノズル５１をウェハＷ上の所定の位置に移動させて、貫通孔４１ａに挿通させる（ステップＳ７）。そして、処理ユニット１６は、処理液ノズル５１を動作させることにより、ウェハＷに所定の処理液Ｌを供給する（ステップＳ８）。
なお、かかるステップＳ８において、処理ユニット１６は、ウェハＷを回転させてもよいし、停止させてもよい。また、ステップＳ８では、液供給部５０は、所定の動作により処理液ノズル５１をウェハＷ上でスキャンさせてもよい。
次に、図４Ｄに示すように、処理ユニット１６は、基板処理部３０を動作させることにより、ウェハＷを回転させる（ステップＳ９）。これにより、処理液ＬがウェハＷの外周側に移動して、ウェハＷが液処理される（ステップＳ１０）。なお、かかる液処理の具体的な例については後述する。
実施形態では、かかるステップＳ７～Ｓ１０の間、処理ユニット１６は、ガス供給部４４を動作させて所定の雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給し続ける。これにより、液処理されるウェハＷ周囲の雰囲気を所定の条件に調整し続けることができる。
ここで、実施形態では、筐体２０内の第２空間Ａ２には大気雰囲気が供給され、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１に限って雰囲気調整ガスが供給されている。したがって、実施形態によれば、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
また、実施形態では、天板部４１をウェハＷに近接させるとともに、隙間埋め部４３で第１空間Ａ１の隙間を埋めることにより、第１空間Ａ１を狭小にすることができる。したがって、実施形態によれば、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態では、液受けカップ３３の内径を天板部４１の凸部４１ｂの外径より大きくするとよい。これにより、図４Ｂなどに示すように、液受けカップ３３に干渉することなく、天板部４１をウェハＷに近接させることができる。したがって、実施形態によれば、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態では、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、ウェハＷを液処理する際に、天板部４１とウェハＷとの間を処理液Ｌで満たすとよい。これにより、液処理する際のウェハＷ上の処理液Ｌの膜厚を均等にすることができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの液処理を良好な状態で実施することができる。
また、実施形態では、天板部４１とウェハＷとの間を処理液Ｌで満たすことにより、高温処理する際に蒸発した処理液Ｌが天板部４１に付着することを抑制することができる。さらに、実施形態では、天板部４１とウェハＷとの間を処理液Ｌで満たすことにより、天板部４１に別途追加した加熱手段（たとえば、ヒータなど）で処理液Ｌを容易に昇温することができる。
なお、実施形態では、天板部４１とウェハＷとの間を処理液Ｌで満たした場合でも、ウェハＷの回転を比較的低速で開始し、徐々に回転速度を上げることにより、天板部４１表面の処理液ＬをウェハＷ表面の処理液Ｌとともに外周側に移動させることができる。これにより、実施形態では、液処理の後、天板部４１の表面に処理液Ｌが残ることを抑制することができる。
また、実施形態では、図４Ｄなどに示すように、天板部４１の凸部４１ｂの外径を、ウェハＷの外径より大きくするとよい。これにより、液処理の後に凸部４１ｂの外縁部に処理液Ｌが残った場合でも、かかる残った処理液ＬがウェハＷに付着することを抑制することができる。
なお、液処理の後に凸部４１ｂの外縁部に処理液Ｌが残った場合には、かかる外縁部に残った処理液Ｌを雰囲気調整ガスなどでパージするとよい。
また、実施形態では、貫通孔４１ａが、少なくとも基板保持部３１に保持されたウェハＷの中心部に対向するように形成されるとよい。これにより、処理液ノズル５１をウェハＷの中心部の上方に配置することができることから、ウェハＷの中心部に対して処理液Ｌを吐出することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの全面に均等に処理液Ｌを供給することができる。
処理ユニット１６における処理の続きを説明する。液処理が終わった処理ユニット１６は、ウェハＷの搬送路から天板部４１を上方に退避させるとともに、隙間埋め部４３を下方に退避させて、第１空間Ａ１におけるウェハＷの搬送路を確保する。
そして、シャッター２２を移動させて搬入出口２１を開放し、基板搬送装置１７を用いてウェハＷを処理ユニット１６から搬出する。最後に、処理ユニット１６は、シャッター２２を閉じるとともに、ガス供給部４４による雰囲気調整ガスの供給を停止する。
このように、ウェハＷが搬出された第１空間Ａ１への雰囲気調整ガスの供給を停止することにより、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態では、上述のように、ウェハＷが搬入される前にガス供給部４４による雰囲気調整ガスの供給を開始して、第１空間Ａ１を事前に雰囲気調整ガスで置換するとよい。これにより、雰囲気が調整された第１空間Ａ１にウェハＷを搬入することができる。
また、実施形態では、第１空間Ａ１を雰囲気調整ガスで事前に置換する際に、第１空間Ａ１内で基板保持部３１を回転させてもよい。これにより、第１空間Ａ１内に雰囲気調整ガス以外の雰囲気が滞留することを抑制することができることから、効率よく第１空間Ａ１を雰囲気調整ガスで置換することができる。
なお、実施形態では、第１空間Ａ１と第２空間Ａ２との間が貫通孔４１ａで連通していることから、かかる貫通孔４１ａを介して第２空間Ａ２の大気雰囲気が第１空間Ａ１に流入する可能性がある。
そこで、実施形態では、第１空間Ａ１への大気雰囲気の流入を抑制する流入抑制部４５（図５Ａ参照）を設けている。つづいては、かかる流入抑制部４５の詳細について、図５Ａ～図５Ｃを参照しながら説明する。
図５Ａは、実施形態に係る流入抑制部４５の一例を説明するための模式図であり、天板部４１の貫通孔４１ａが含まれる部位の断面を模式的に示した図である。図５Ａに示すように、流入抑制部４５は、第１配管部４５ａと第２配管部４５ｂとを有する。
第１配管部４５ａおよび第２配管部４５ｂは、貫通孔４１ａの内壁における互いに向かい合う位置に接続される。第１配管部４５ａは、雰囲気調整ガスなどを供給する図示しないガス供給機構に接続され、かかるガス供給機構から供給されたガスを貫通孔４１ａ内に吐出する。
また、第２配管部４５ｂは、図示しない排気機構に接続され、かかる排気機構により貫通孔４１ａ内の雰囲気を排気する。このように、流入抑制部４５は、第１配管部４５ａから吐出されたガスを向かい合う第２配管部４５ｂで排気することにより、貫通孔４１ａ内にいわゆるガスカーテンを形成することができる。
これにより、第２空間Ａ２の大気雰囲気が第１空間Ａ１に流入することを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、所定の条件に調整された雰囲気で第１空間Ａ１を良好に維持することができる。なお、図５Ａに示した例では、第２配管部４５ｂから吐出されたガスを向かい合う第１配管部４５ａで排気してもよい。
図５Ｂは、実施形態に係る流入抑制部４５の別の例を説明するための模式図である。図５Ｂの例では、第１配管部４５ａおよび第２配管部４５ｂの両方から雰囲気調整ガスなどを吐出している。これによっても、貫通孔４１ａ内にガスカーテンを形成することができる。
したがって、図５Ｂの例でも、第２空間Ａ２の大気雰囲気が第１空間Ａ１に流入することを抑制することができることから、所定の条件に調整された雰囲気で第１空間Ａ１を良好に維持することができる。
図５Ｃは、実施形態に係る流入抑制部４５のさらに別の例を説明するための模式図である。図５Ｃの例では、第１配管部４５ａおよび第２配管部４５ｂの両方から排気している。これにより、第２空間Ａ２から貫通孔４１ａ内に流入する大気雰囲気を、第１配管部４５ａおよび第２配管部４５ｂを用いて外部に排気することができる。
したがって、図５Ｃの例でも、第２空間Ａ２の大気雰囲気が第１空間Ａ１に流入することを抑制することができることから、所定の条件に調整された雰囲気で第１空間Ａ１を良好に維持することができる。
なお、実施形態では、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａに挿通させた状態で処理液ＬをウェハＷに供給した例について示している。一方で、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａに挿通させることなく、貫通孔４１ａの上方に配置した処理液ノズル５１から、処理液Ｌを貫通孔４１ａ内に通流させてウェハＷに供給してもよい。
一方で、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａに挿通させた状態で処理液ＬをウェハＷに供給することにより、ここまで説明した流入抑制部４５より第１空間Ａ１側で処理液Ｌを吐出することができる。すなわち、貫通孔４１ａ内に処理液Ｌを通流させる場合よりも、流入抑制部４５を十分に機能させることができる。
したがって、実施形態によれば、処理液ノズル５１を貫通孔４１ａに挿通させた状態で処理液ＬをウェハＷに供給することにより、所定の条件に調整された雰囲気で第１空間Ａ１を良好に維持することができる。
＜変形例＞
つづいて、図６～図９Ｃを参照しながら、実施形態にかかる処理ユニット１６の各種変形例について説明する。図６は、実施形態の変形例１に係る処理ユニット１６の構成を示す上面図である。
図６に示す変形例１では、貫通孔４１ａがスリット状ではなく、挿通される処理液ノズル５１と同様の形状（たとえば、略円状）である。かかる変形例１でも、基板保持部３１に保持されたウェハＷの中心部に対向するように貫通孔４１ａを配置することにより、ウェハＷの全面に均等に処理液Ｌを供給することができる。
図７は、実施形態の変形例２に係る処理ユニット１６の構成を示す上面図である。図７に示す変形例２では、貫通孔４１ａが直線状のスリットではなく、円弧状のスリットである。
かかる変形例２では、処理液ノズル５１が貫通孔４１ａに沿って回動するように液供給部５０を構成することにより、実施形態と同様に貫通孔４１ａ内で処理液ノズル５１をスキャン移動させることができる。
なお、変形例２でも、少なくともウェハＷの中心部に対向するように貫通孔４１ａを配置することにより、ウェハＷの全面に均等に処理液Ｌを供給することができる。
次に、処理ユニット１６の変形例３について、図８Ａ～図８Ｄを用いて説明する。図８Ａ～図８Ｄは、実施形態の変形例３に係る処理ユニット１６による液処理の一工程を示す模式図（１）～（４）である。なお、図８Ａ～図８Ｄでは、処理ユニット１６の模式的な斜視図を示している。
図８Ａに示すように、変形例３の処理ユニット１６では、天板部４１にスリット状の貫通孔４１ａがウェハＷの中心部から外縁部に向かって直線状に形成されている。また、スキャン天板５５が、貫通孔４１ａを覆うとともに、ウェハＷの一方の外縁部から他方の外縁部まで延びるように配置されている。かかるスキャン天板５５は、貫通孔４１ａに沿って移動可能に構成される。
さらに、変形例３の処理ユニット１６は、複数の処理液ノズル５１がピックアップノズルとして設けられている。そして、かかる複数の処理液ノズル５１を挿通可能な複数の貫通孔５５ａがスキャン天板５５に形成されている。
この変形例３の処理ユニット１６では、まず、処理液ノズル５１から処理液Ｌのダミーディスペンスを行う（ステップＳ２１）。
次に、図８Ｂに示すように、処理ユニット１６は、図示しない搬送部で処理液ノズル５１をピックアップし、かかる処理液ノズル５１をウェハＷ中央部の上方に搬送する（ステップＳ２２）。なお、かかるステップＳ２２の際に、スキャン天板５５の貫通孔５５ａは、ウェハＷ中央部の上方に配置される。
次に、図８Ｃに示すように、処理ユニット１６は、スキャン天板５５の貫通孔５５ａを介して、処理液ノズル５１を天板部４１の貫通孔４１ａに挿通させる（ステップＳ２３）。そして、処理ユニット１６は、貫通孔４１ａに挿通された処理液ノズル５１から、処理液ＬをウェハＷに供給する（ステップＳ２４）。
次に、図８Ｄに示すように、処理ユニット１６は、処理液ノズル５１をスキャン天板５５と同期させて移動させながら、処理液Ｌが吐出されている処理液ノズル５１をウェハＷ上でスキャンさせる（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２５では、処理液ノズル５１をピックアップした搬送部で処理液ノズル５１を移動させてもよいし、スキャン天板５５で処理液ノズル５１を移動させてもよい。
ここまで説明したように、変形例３では、処理液ノズル５１と同期して移動するスキャン天板５５で貫通孔４１ａを覆うことにより、第２空間Ａ２の大気雰囲気が貫通孔４１ａを介して第１空間Ａ１に流入することを抑制することができる。したがって、変形例３によれば、所定の条件に調整された雰囲気で第１空間Ａ１を良好に維持することができる。
次に、処理ユニット１６の変形例４について、図９Ａ～図９Ｃを用いて説明する。図９Ａ～図９Ｃは、実施形態の変形例４に係る処理ユニット１６による液処理の一工程を示す模式図（１）～（３）である。なお、図９Ａ～図９Ｃでは、処理ユニット１６の模式的な上面図を示している。
変形例４では、１つの処理ユニット１６に複数（たとえば、２つ）の基板処理部３０が設けられ、１つの処理ユニット１６で複数のウェハＷをまとめて液処理することができる。そして、変形例４の天板部４１は、複数の基板処理部３０をすべて覆うように配置されるとともに、基板処理部３０の上方で回転可能に構成される。
また、変形例４では、天板部４１に処理液ノズル５１が設けられ、天板部４１などで仕切られた第１空間Ａ１内にノズルバス５２が設けられる。なお、図９Ａの例では、３本の処理液ノズル５１と１つのノズルバス５２とのセットが２組設けられた例について示している。
かかる変形例４の処理ユニット１６は、まず、図９Ａに示すように、ノズルバス５２の上方に配置された処理液ノズル５１から処理液Ｌのダミーディスペンスを行う。次に、図９Ｂに示すように、処理ユニット１６は、天板部４１を回転させて、処理液ノズル５１をウェハＷの上方に移動させる。
そして、処理ユニット１６は、基板処理部３０でウェハＷを回転させながら、処理液ノズル５１でウェハＷに処理液Ｌを供給する。
さらに、図９Ｃに示すように、処理ユニット１６は、処理液ノズル５１で処理液Ｌを供給しながら、天板部４１をさらに回転させて、処理液ノズル５１をウェハＷの上方でスキャンする。
ここまで説明したように、変形例４では、天板部４１などで仕切られ、雰囲気調整ガスで雰囲気が調整された第１空間Ａ１内の複数のウェハＷに処理液Ｌを供給することができる。
また、変形例４では、図９Ａなどに示したように、処理液ノズル５１を基板処理部３０の数に対応する分用意するとよい。これにより、変形例４では、処理ユニット１６に収容された複数のウェハＷに対して同時に液処理を行うことができる。
なお、変形例４では、天板部４１を回転させる際に、処理液ノズル５１が少なくともウェハＷの中心部を通過するように配置されるとよい。これにより、ウェハＷの全面に均等に処理液Ｌを供給することができる。
実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０とを備える。基板処理部３０は、基板（ウェハＷ）に液処理を施す。隔壁部４０は、基板（ウェハＷ）が搬入される搬入出口２１から基板処理部３０までの第１空間Ａ１と、第１空間Ａ１以外の第２空間Ａ２との間を仕切る。液供給部５０は、第２空間Ａ２に設けられ、処理液Ｌを基板（ウェハＷ）に供給する。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを第１空間Ａ１に供給するガス供給部４４をさらに備える。これにより、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１に限って雰囲気調整ガスを供給することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）において、隔壁部４０は、基板（ウェハＷ）の上方を覆う天板部４１と、基板（ウェハＷ）の側方を囲む側壁部４２とを有する。これにより、基板処理部３０に保持されたウェハＷの上方および側方を隔壁部４０で仕切ることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（処理ユニット１６）は、基板処理部３０と、隔壁部４０と、液供給部５０とを収容する筐体２０をさらに備える。そして、筐体２０内の第２空間Ａ２は、大気雰囲気である。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
実施形態に係る基板処理システム１は、上述の基板処理装置（処理ユニット１６）が複数配置される。また、複数の基板処理装置に隣接し、それぞれの基板処理装置に基板（ウェハＷ）を搬送する搬送機構（基板搬送装置１７）が設けられる共通搬送路（搬送部１５）を備える。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる基板処理システム１を実現することができる。
また、実施形態に係る基板処理システム１は、雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを共通搬送路（搬送部１５）に供給する第２のガス供給部をさらに備える。これにより、ウェハＷは、処理ユニット１６に搬送されるまでの間も、雰囲気調整ガスにより調整された雰囲気において搬送されることができる。
＜液処理の詳細＞
つづいて、図１０および図１１を参照しながら、実施形態に係る液処理の詳細について説明する。図１０は、実施形態に係る液処理全体の処理手順を示すフローチャートである。
なお、図１０および図１１に示す液処理は、実施形態に係る記憶媒体から記憶部１９にインストールされたプログラムを制御部１８が読み出すとともに、読み出した命令に基づいて、制御部１８が搬送部１２や搬送部１５、処理ユニット１６などを制御することにより実行される。
まず、制御部１８は、処理ユニット１６のガス供給部４４を制御して、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１に雰囲気調整ガスを供給する（ステップＳ１０１）。つづいて、制御部１８は、基板搬送装置１３および基板搬送装置１７を制御して、キャリアＣから、基板搬送装置１３と、受渡部１４と、基板搬送装置１７とを経由して、ウェハＷを処理ユニット１６の内部に搬入する（ステップＳ１０２）。
次に、制御部１８は、処理ユニット１６の基板処理部３０を制御して、基板保持部３１でウェハＷを保持する（ステップＳ１０３）。かかるステップＳ１０３は、たとえば、基板保持部３１の上方まで搬入されたウェハＷを、上方に移動させた支柱部３２で受け取ってから下方に移動させて、基板保持部３１で保持することにより行われる。
次に、制御部１８は、処理ユニット１６の隔壁部４０を制御して、天板部４１をウェハＷに近接させる（ステップＳ１０４）。また、ステップＳ１０４の処理と平行して、制御部１８は、隔壁部４０を制御して、第１空間Ａ１の隙間を隙間埋め部４３で埋める（ステップＳ１０５）。
次に、制御部１８は、処理ユニット１６の液供給部５０を制御して、処理液ノズル５１を天板部４１の貫通孔４１ａに挿通する（ステップＳ１０６）。そして、制御部１８は、液供給部５０を制御して、処理液ノズル５１から処理液ＬをウェハＷに供給する（ステップＳ１０７）。
次に、制御部１８は、基板処理部３０を制御して、ウェハＷを液処理する（ステップＳ１０８）。かかるステップＳ１０８は、たとえば、基板保持部３１を回転させることによりウェハＷを回転させて、ウェハＷに供給された処理液Ｌを外周側に移動させることにより行われる。また、上述のステップＳ１０７およびＳ１０８は、処理液Ｌが天板部４１に接触しないように行ってもよいし、天板部４１とウェハＷとの間を処理液Ｌで満たすように行ってもよい。
次に、制御部１８は、隔壁部４０を制御して、第１空間Ａ１におけるウェハＷの搬送路を確保する（ステップＳ１０９）。かかるステップＳ１０９は、たとえば、ウェハＷの搬送路から天板部４１を上方に退避させるとともに、隙間埋め部４３を下方に退避させることにより行われる。
次に、制御部１８は、基板処理部３０、基板搬送装置１７および基板搬送装置１３を制御して、処理ユニット１６の内部から基板搬送装置１７と、受渡部１４と、基板搬送装置１３とを経由して、キャリアＣにウェハＷを搬出する（ステップＳ１１０）。
最後に、制御部１８は、ガス供給部４４を制御して、隔壁部４０で仕切られた第１空間Ａ１への雰囲気調整ガスの供給を停止して（ステップＳ１１１）、処理を完了する。
図１１は、実施形態に係る液処理（上述のステップＳ１０８）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
実施形態の液処理は、まず所定の第１処理液で第１液処理を行う（ステップＳ２０１）。かかる第１液処理は、たとえば、ＤＨＦなどの酸系処理液やＳＣ１などのアルカリ系処理液といった第１処理液を処理液ノズル５１からウェハＷに供給することにより行われる。
次に、所定のリンス液でリンス処理を行う（ステップＳ２０２）。かかるリンス処理は、たとえば、ＤＩＷなどのリンス液を処理液ノズル５１からウェハＷに供給することにより行われる。なお、かかるリンス処理を天板部４１とウェハＷとの間をリンス液で満たすように行った場合、天板部４１に付着した第１処理液も表面から除去することができる。
また、かかるリンス処理をリンス液が天板部４１に接触しないように行った場合、別途天板部４１の高さを変更して、リンス液を天板部４１に接触させることにより、天板部４１に付着した第１処理液を表面から除去することができる。
次に、所定の第２処理液で第２液処理を行う（ステップＳ２０３）。かかる第２液処理は、たとえば、ＤＨＦなどの酸系処理液やＳＣ１などのアルカリ系処理液といった第２処理液を処理液ノズル５１からウェハＷに供給することにより行われる。
次に、所定のリンス液でリンス処理を行う（ステップＳ２０４）。かかるリンス処理は、ステップＳ２０２と同様の処理である。なお、かかるリンス処理を天板部４１とウェハＷとの間をリンス液で満たすように行った場合、天板部４１に付着した第２処理液も表面から除去することができる。
また、かかるリンス処理をリンス液が天板部４１に接触しないように行った場合、別途天板部４１の高さを変更して、リンス液を天板部４１に接触させることにより、天板部４１に付着した第２処理液を表面から除去することができる。
次に、処理液ノズル５１を用いて、ウェハＷにＩＰＡを供給する（ステップＳ２０５）。最後に、ＩＰＡが供給されたウェハＷを回転させることにより、ウェハＷをスピン乾燥して（ステップＳ２０６）、処理を完了する。
実施形態に係る基板処理方法は、雰囲気調整ガスを供給する工程と、第１空間Ａ１に基板（ウェハＷ）を搬入する工程と、基板（ウェハＷ）を基板処理部３０に載置する工程と、液処理する工程と、を含む。雰囲気調整ガスを供給する工程は、基板（ウェハＷ）が搬入される搬入出口２１から基板（ウェハＷ）に液処理を施す基板処理部３０までの第１空間Ａ１に雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する。液処理する工程は、隔壁部４０により第１空間Ａ１から仕切られた第２空間Ａ２に配置される液供給部５０を用いて基板（ウェハＷ）を液処理する。これにより、ウェハＷを液処理する際における雰囲気調整ガスの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法は、液処理された基板（ウェハＷ）を基板処理部３０から搬出する工程と、かかる搬出する工程の後、第１空間Ａ１への雰囲気調整ガスの供給を停止する工程と、をさらに含む。これにより、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法は、隔壁部４０のうち基板（ウェハＷ）の上方を覆う天板部４１を基板処理部３０に載置された基板（ウェハＷ）に近接させる工程をさらに含む。これにより、第１空間Ａ１を狭小にすることができることから、雰囲気調整ガスの使用量をさらに削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理方法において、液処理する工程は、天板部４１と基板（ウェハＷ）との間を処理液Ｌで満たす工程を含む。これにより、ウェハＷの液処理を良好な状態で実施することができる。
以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウェハ（基板の一例）
Ｌ 処理液
１ 基板処理システム
１５ 搬送部（共通搬送路の一例）
１６ 処理ユニット（基板処理装置の一例）
１７ 基板搬送装置（搬送機構の一例）
２０ 筐体
２１ 搬入出口
３０ 基板処理部
３１ 基板保持部
３２ 支柱部
３３ 液受けカップ
３４ 回収カップ
４０ 隔壁部
４１ 天板部
４１ａ 貫通孔
４１ｂ 凸部
４２ 側壁部
４３ 隙間埋め部
４４ ガス供給部
４５ 流入抑制部
５０ 液供給部
５１ 処理液ノズル
５５ スキャン天板
Ａ１ 第１空間
Ａ２ 第２空間

Claims (9)

  1. 基板に液処理を施す基板処理部と、
    前記基板が搬入される搬入出口から前記基板処理部までの第１空間と、前記第１空間以外の第２空間との間を仕切る隔壁部と、
    前記第２空間に設けられ、処理液を前記基板に供給する液供給部と、
    雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを前記第１空間に供給するガス供給部と、
    各部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記第２空間は、大気雰囲気であり、
    前記制御部は、前記基板を前記基板処理部に搬入する前に、前記第１空間に前記雰囲気調整ガスを供給し、前記第１空間内の雰囲気を前記雰囲気調整ガスで置換して、前記雰囲気調整ガスの雰囲気とするように前記ガス供給部を制御し、
    前記制御部は、さらに前記基板が液処理される間、前記第２空間には大気雰囲気を供給するとともに前記第１空間には前記雰囲気調整ガスを供給し、その後、液処理された前記基板を前記基板処理部から搬出した後、前記第１空間への前記雰囲気調整ガスの供給を停止するよう前記ガス供給部を制御する
    基板処理装置。
  2. 前記隔壁部は、前記基板の上方を覆う天板部と、前記基板の側方を囲む側壁部とを有する請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板処理部と、前記隔壁部と、前記液供給部とを収容する筐体をさらに備え、
    前記筐体内の前記第２空間は、大気雰囲気である請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記雰囲気調整ガスは、不活性ガスである請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  5. 請求項１～４のいずれか一つに記載の基板処理装置が複数配置され、
    複数の前記基板処理装置に隣接し、それぞれの前記基板処理装置に前記基板を搬送する搬送機構が設けられる共通搬送路を備える基板処理システム。
  6. 雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを前記共通搬送路に供給する第２のガス供給部をさらに備える請求項５に記載の基板処理システム。
  7. 基板が搬入される搬入出口から前記基板に液処理を施す基板処理部までの第１空間に雰囲気を調整する雰囲気調整ガスを供給する工程と、
    前記第１空間に前記基板を搬入する工程と、
    前記基板を前記基板処理部に載置する工程と、
    隔壁部により前記第１空間から仕切られた第２空間に配置される液供給部を用いて前記基板を液処理する工程と、
    を含み、
    前記第２空間は、大気雰囲気であり、
    前記基板を搬入する工程の前に、前記雰囲気調整ガスを供給する工程により前記第１空間を雰囲気調整ガスの雰囲気とし、前記基板が液処理される間、前記第２空間には大気雰囲気を供給するとともに前記第１空間には前記雰囲気調整ガスを供給し、その後、液処理された前記基板を前記基板処理部から搬出した後、前記第１空間への前記雰囲気調整ガスの供給を停止する
    基板処理方法。
  8. 前記隔壁部のうち前記基板の上方を覆う天板部を前記基板処理部に載置された前記基板に近接させる工程をさらに含む請求項７に記載の基板処理方法。
  9. 前記液処理する工程は、前記天板部と前記基板との間を処理液で満たす工程を含む請求項８に記載の基板処理方法。
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