TW201521107A - 液體處理裝置 - Google Patents

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Terufumi Wakiyama
Norihiro Ito
Jiro Higashijima
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

本發明提供一種，可將杯體周圍之環境氣體維持在乾淨的狀態之液體處理裝置。 液體處理裝置16，對旋轉的基板W供給處理液以施行液體處理，圍繞構件20、23、24，包圍旋轉的基板W，將包含上方設置有開口的杯體50之上方空間在內的區域，於較該杯體50更為外方側包圍。氣流形成部21，自杯體50之上方側形成下降氣流，而底面部28，沿著周向將杯體50與圍繞構件20、23、24之間封閉。在較杯體50更為外側，設置排氣口241、231，將較底面部28更為上方的圍繞構件20、23、24及底面部28所包圍之區域排氣。

Description

液體處理裝置
本發明係關於一種，將施行對於基板的液體處理之空間排氣的技術。
對係基板之半導體晶圓（以下稱作晶圓）供給各種處理液而施行液體處理的單片式液體處理單元（液體處理裝置）中，對旋轉的晶圓其表面供給鹼性或酸性之藥液，將晶圓表面的微塵或自然氧化物等去除。藉由沖洗液將殘存在晶圓表面的藥液去除，若使晶圓保持旋轉而停止沖洗液的供給，則可獲得將殘餘的沖洗液甩乾之晶圓。此處於晶圓的周圍配置供回收處理液所用之回收杯（杯體），液體處理係在往回收杯形成乾淨氣體的降流（下降氣流）之乾淨的環境氣體中進行。
另一方面，於旋轉的晶圓之上方，往晶圓之旋轉方向捲起渦漩並產生自中央部側朝向外周側流動的渦流。在回收杯的周圍，有滯留含有藥液的霧氣、蒸氣之情況，而具有晶圓上方所產生的渦流將此等成分往上捲起，使其再附著於乾燥後的晶圓而造成汙染的疑慮。
此處，於專利文獻1揭露一種基板處理裝置，設置將收納有基板保持機構、及包圍其周圍之筒狀杯體的處理室內上下分隔之分隔壁，藉由將處理室內區隔為小區塊，而提高自杯體往處理室內飛散之霧氣的取代率。然而專利文獻1，並未揭露任何在杯體周圍等滯留有霧氣等之情況下，抑制因前述渦流而引起之基板汙染的手法。 【習知技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】  日本特開2010－192686號公報：段落0008～0010，圖1
[本發明所欲解決的問題]
鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種，可將杯體周圍的環境氣體維持在乾淨狀態之液體處理裝置。[解決問題之技術手段]
本發明之液體處理裝置，將基板保持在可任意旋轉的基板保持部，對基板供給處理液以施行液體處理，其特徵為具備：杯體，包圍該基板保持部，於基板上方設置有開口；圍繞構件，將包含該杯體之上方空間在內的區域，於較該杯體更為外方側包圍；氣流形成部，自該杯體之上方側起往杯體內形成下降氣流；底面部，沿著該杯體之周向設置，封閉該杯體與該圍繞構件之間；以及排氣口，位於較該底面部更為上方，為了將該圍繞構件及底面部所包圍的區域排氣而設置於較該杯體更為外側。該底面部，其頂面可設置在與該杯體之上端成為齊平的位置。
該液體處理裝置，亦可具備如下構成。（a）該排氣口，係朝向與以該基板保持部之旋轉中心為中心的圓其往基板保持部之旋轉方向延伸的切線相交之方向而開口。（b）該圍繞構件，具備自該圍繞構件及底面部所包圍的區域區隔，以形成將排出的氣流往下方側引導之流路的區隔壁，該排氣口形成在該區隔壁。此外，具備流路，使自該排氣口排出的氣流往下方側流動。該排氣口，沿著該杯體之周向設置有複數個。（c）該排氣口，設置於平面形狀呈矩形的圍繞構件之角隅部。此外該圍繞構件係呈圓筒狀，於該排氣口，設置供將沿著圓筒狀的圍繞構件流動之氣流往該排氣口引導所用的引導板。（d）包含具有如下元件之處理液供給機構：噴嘴部，對基板供給處理液；噴嘴臂，將該噴嘴部保持在其前端部；以及旋轉驅動部，設置於該噴嘴臂之基端部，以該基端部為中心而將噴嘴臂旋轉驅動，使該噴嘴部在該基板保持部所保持的基板之上方的處理位置、與自此處理位置退避的退避位置之間移動；該旋轉驅動部，設置在面對該排氣口的位置。此時，該圍繞構件具備分隔壁，該分隔壁將設置有該處理液供給機構的區域、及杯體之上方側的空間加以分隔，並設置有使保持該噴嘴部之噴嘴臂通過的通過口；取代設置在面對該旋轉驅動部的位置之排氣口，而將該通過口作為排氣口，施行該圍繞構件及底面部所包圍的區域之排氣，並自面對該旋轉驅動部的位置，施行設置有該處理液供給機構之區域內的排氣。（e）該排氣口，為往上下方向延伸之狹縫。
此外，該液體處理裝置，亦可具備如下構成。（f）該杯體，具備承接對基板供給之處理液的第1杯體、及自上方覆蓋該第1杯體的第2杯體，在此等第1杯體與第2杯體之間形成排氣通路；該底面部，以對該第2杯體無間隙的方式設置。（g）該底面部，具備第1底面部、及設置於該第1底面部之上方側的第2底面部，該排氣口形成在第2底面部。此外，在該第1底面部與第2底面部之間形成緩衝空間，於該第1底面部連接排氣部。（h）該排氣口，在面對該圍繞構件的位置之底面部，以沿著該圍繞構件延伸的方式形成。此外於該基板保持部之上方，設置供在該圍繞構件及底面部所包圍的區域形成下降氣流所用之下降氣流形成部。（i）包含具有如下元件之處理液供給機構：噴嘴部，對基板供給處理液；噴嘴臂，將該噴嘴部保持在其前端部；以及旋轉驅動部，設置於該噴嘴臂之基端部，以該基端部為中心而將噴嘴臂旋轉驅動，使該噴嘴部在該基板保持部所保持的基板之上方的處理位置、與自此處理位置退避的退避位置之間移動；該退避位置，設定於將該處理液供給機構之噴嘴臂以沿著圍繞構件延伸的方式配置之位置；該排氣口，配置在使噴嘴臂退避至該退避位置的處理液供給機構、與該圍繞構件之間。[本發明之效果]
本發明，可利用形成在基板保持部保持並旋轉的基板其上方之渦流，將流出至杯體周圍的洗淨液之成分自排氣口有效率地排出。
圖1為，顯示本實施形態之基板處理系統的概略構成之圖。以下，為了使位置關係明確，而規定互相垂直的X軸、Y軸及Z軸，使Z軸正方向為鉛直朝上的方向。
如圖1所示，基板處理系統1，具備搬出入站2、處理站3。搬出入站2與處理站3鄰接而設。
搬出入站2，具備載具載置部11、搬運部12。於載具載置部11，載置將複數片基板，本實施形態中為半導體晶圓（以下稱作晶圓W）以水平狀態收納的複數個載具C。
搬運部12，與載具載置部11鄰接而設置，其內部具有基板搬運裝置13、及傳遞部14。基板搬運裝置13，具備保持晶圓W的晶圓保持機構。此外，基板搬運裝置13，可往水平方向及鉛直方向移動並以鉛直軸為中心而迴旋，使用晶圓保持機構在載具C與傳遞部14之間進行晶圓W的搬運。
處理站3，與搬運部12鄰接而設置。處理站3，具備搬運部15、及複數個處理單元16。複數個處理單元16，於搬運部15兩側並排設置。
搬運部15，於內部具備基板搬運裝置17。基板搬運裝置17，具有保持晶圓W之晶圓保持機構。此外，基板搬運裝置17，可往水平方向及鉛直方向移動並以鉛直軸為中心而迴旋，使用晶圓保持機構在傳遞部14與處理單元16之間進行晶圓W的搬運。
處理單元16，對以基板搬運裝置17搬運之晶圓W施行既定的基板處理。
此外，基板處理系統1，具備控制裝置4。控制裝置4，例如為電腦，具有控制部18與記憶部19。記憶部19，儲存有控制在基板處理系統1中實行之各種處理的程式。控制部18，藉由讀取並實行儲存在記憶部19的程式而控制基板處理系統1之動作。
另，此一程式，可儲存在電腦可讀取之記憶媒體，亦可自該記憶媒體安裝於控制裝置4之記憶部19。作為電腦可讀取之記憶媒體，例如有硬碟（HD）、軟性磁碟（FD）、光碟（CD）、磁光碟（MO）、記憶卡等。
如同上述地構成之基板處理系統1中，首先，搬出入站2之基板搬運裝置13，自載置在載具載置部11之載具C取出晶圓W，將取出的晶圓W載置於傳遞部14。將載置於傳遞部14的晶圓W，藉由處理站3之基板搬運裝置17自傳遞部14取出，往處理單元16搬入。
搬入至處理單元16之晶圓W，以處理單元16處理後，藉由基板搬運裝置17將其自處理單元16搬出，載置於傳遞部14。而後，藉由基板搬運裝置13，使載置在傳遞部14之處理完畢的晶圓W，回到載具載置部11之載具C。
如圖2所示，處理單元16，具備腔室20、基板保持機構30、處理流體供給部40、及回收杯50。
腔室20，收納基板保持機構30、處理流體供給部40、及回收杯50。於腔室20之頂棚部，設置FFU（Fan Filter Unit, 風扇過濾單元）21。FFU21，在腔室20內形成降流。
基板保持機構30，具備保持部31、支柱部32、及驅動部33。保持部31，將晶圓W水平地保持。支柱部32，為往鉛直方向延伸之構件，其基端部藉由驅動部33而以可旋轉的方式支持，其前端部將保持部31水平地支持。驅動部33，使支柱部32繞鉛直軸地旋轉。此一基板保持機構30，藉由利用驅動部33使支柱部32旋轉而使支柱部32所支持的保持部31旋轉，藉此，使保持部31所保持的晶圓W旋轉。
處理流體供給部40，對晶圓W供給處理流體。處理流體供給部40，與處理流體供給源70相連接。
回收杯50，以包圍保持部31的方式配置，蒐集因保持部31之旋轉而自晶圓W飛散的處理液。在回收杯50的底部形成排液口51，將以回收杯50蒐集到的處理液，自此排液口51往處理單元16之外部排出。此外，在回收杯50的底部，形成將自FFU21供給的氣體往處理單元16之外部排出的排氣口52。
以上所說明概略構成的處理單元16，相當於實行係處理液之處理流體所產生的液體處理之本實施形態的液體處理裝置。該處理單元16具備如下功能：抑制藥液成分（藥液之霧氣或蒸氣）在回收杯50周圍的滯留，利用自旋轉的晶圓W流出之渦流，將此等藥液成分自腔室20排出。以下，參考圖3～圖5並對該功能之構造加以說明。
如圖3所示，本例之腔室20，平面形狀呈矩形的筐體，於其側壁之一面設置有施行晶圓W的搬出入，可藉由閘門221任意開閉之搬出入口22。
此外如圖3、圖4所示，在腔室20內之未設置有該搬出入口22的3面側壁之附近位置，設置構成前述之處理流體供給部40的3組處理液供給機構40a～40c。各處理液供給機構40a～40c，具備：噴嘴部41，對旋轉的晶圓W之表面供給處理流體；噴嘴頭42，裝設有噴嘴部41；噴嘴臂43，以往水平方向延伸的方式設置，於其前端部保持該噴嘴頭42；以及旋轉驅動部44，支持噴嘴臂43之基端部，為了使噴嘴部41在晶圓W之上方的處理位置、及自此處理位置退避的退避位置之間移動，而將噴嘴臂43旋轉驅動。各處理液供給機構40a～40c，分擔係處理流體之酸性藥液或鹼性藥液、DIW（DeIonized Water, 去離子水）等沖洗液的供給。
如係將處理單元16之上部側區域放大而詳加展示的縱剖面圖之圖4所示，各處理液供給機構40a～40c配置在腔室20之側壁附近，藉由將腔室20內的空間上下分隔之分隔板28加以支持。此外如圖3所示，將各處理液供給機構40a～40c，配置於使噴嘴臂43在噴嘴部41移動至退避位置時沿著腔室20之各側壁面延伸的方向。
各處理液供給機構40a～40c，以在自頂面觀察時往呈順時針方向旋轉之晶圓W其旋轉方向延伸的切線之下游側，配置旋轉驅動部44，在上游側配置噴嘴部41的方式，設定旋轉驅動部44與噴嘴部41的位置關係。該切線自晶圓W延伸的方向，與以旋轉的保持部31之旋轉中心為中心的圓之切線往該保持部31之旋轉方向延伸的方向一致。圖3中，粗線的箭頭，表示此等切線，而以一點鏈線表示的箭頭，則顯示退避位置與處理位置之間的噴嘴部41之移動路徑。
此外，如圖3、圖4所示，腔室20內的回收杯50（杯體），在基板保持機構30（基板保持部）所保持的晶圓W之上方設有開口，而在該回收杯50之上方側的空間、與配置有各處理液供給機構40a～40c的區域之間，設有分隔此等空間的分隔壁23。如圖5將設置有處理液供給機構40a的區域附近放大顯示，於各分隔壁23形成通過口231，其係在使噴嘴臂43旋轉時，供使噴嘴部41、噴嘴頭42及噴嘴臂43橫向通過所用。分隔壁23，抑制在處理液供給機構40a～40c之旋轉驅動部44等產生的微粒進入晶圓W之處理環境氣體的情形。
其次如圖3所示，於平面形狀為矩形的腔室20之四隅（角隅部），形成在分隔板28開口之開口部25a～25d，各開口部25a～25d，與施行腔室20內之環境氣體的排氣之排氣管251相連接。設置有各開口部25a～25d的分隔板28之上方側的空間，係藉由沿著腔室20之側壁配置的區隔壁24，自各回收杯50之上方側的空間與配置有處理液供給機構40a～40c的空間區隔出。
此外各區隔壁24中，在旋轉的晶圓W之切線方向下游側，於朝向與該切線相交的方向配置之區隔壁24，使自分隔板28的頂面附近之下端位置起朝向上方延伸的狹縫241往橫方向開口（參考圖4、圖5）。因此如圖3所示，設置於包圍開口部25a之區隔壁24的狹縫241，係朝向回收杯50之上方側空間開口；設置於包圍剩餘3個開口部25b～25d之區隔壁24的狹縫241，則朝向配置有處理液供給機構40a～40c的空間開口。往上下方向延伸之狹縫241，抑制分隔板28之頂面側的氣體之滯留，並將腔室20內的氣流排出。區隔壁24，形成將通過狹縫241流出之氣體的流動朝向開口部25a～25b往下方側引導之流路。
如圖4所示，於前述之FFU21的下方位置，配置具有多個供給口261之整流板26。自FFU21供給的乾淨氣體（例如乾淨空氣），通過此一整流板26對回收杯50之上方側空間均一地供給而形成降流。FFU21與整流板26相當於本實施形態之氣流形成部。此外，保持部31，具備支持晶圓W的複數根支承銷311，晶圓W在保持於此一支承銷311的狀態下施行處理。
進一步，於本處理單元16之腔室20內，在該回收杯50與包圍其周圍的構件（設置有搬出入口22的面之腔室20的側壁、前述分隔壁23及區隔壁24）之間，沿著回收杯50之周向，以分隔板28將其封閉。
此處，將回收杯50，與腔室20的側壁、分隔壁23、區隔壁24之間封閉的分隔板28，係以其頂面與回收杯50之上端成為約略齊平的方式配置。此外藉由使分隔板28的頂面呈平坦狀，而抑制藥液成分在回收杯50周圍或分隔板28上的滯留。進一步，藉由此一分隔板28，將腔室20內的空間上下區隔。將回收杯50，與腔室20的側壁、分隔壁23、區隔壁24之間封閉的分隔板28，相當於本實施形態之底面部。
對具有以上說明之構造的處理單元16之作用加以說明。藉由基板搬運裝置17搬運至各處理單元16的晶圓W，通過搬出入口22而被搬入腔室20內。基板保持機構30，自基板搬運裝置17之晶圓保持機構將處理對象的晶圓W承接至保持部31上之支承銷311。此處自FFU21，恆常地供給乾淨氣體，於腔室20內形成該乾淨氣體的降流。
接著，使晶圓保持機構自腔室20內退避，以閘門221將搬出入口22關閉。而後，旋轉保持部31，使其到達既定的旋轉速度後，以預先設定的順序，使各處理液供給機構40a～40c之噴嘴移動至晶圓W上方的處理位置，供給酸性或鹼性的藥液、沖洗液以實行液體處理。
此時如圖4所示，乾淨氣體的一部分於腔室20內流下，流入回收杯50內後，將其自排氣口52往外部排出。另一方面，如同前述地，於旋轉的晶圓W之上方，往晶圓W之旋轉方向捲起渦漩並產生自中央部側朝向外周側流動的渦流，此一渦流的一部分通過開口而往回收杯50外部流出。於圖3～圖5，以點線表示使晶圓W旋轉時的腔室20內之乾淨氣體的流動。
另一方面，回收杯50的周圍，藉由頂面平坦之分隔板28封閉回收杯50與其周圍的構件（腔室20之側壁、分隔壁23、區隔壁24）之間，故藥液成分變得難以滯留。因此，即便渦流自回收杯50的開口流出，仍不易發生滯留在凹處等的藥液成分被往上捲起，而再附著於乾燥後的晶圓W等情況。
此外，供給酸性或鹼性之藥液時自回收杯50流出的渦流，有含有此等藥液成分之情況。然而，如同前述地將回收杯50的周圍以分隔板28封閉，故形成含有藥液成分之渦流滯留的區域之疑慮小。
而渦流，沿著晶圓W之旋轉方向旋轉移動，並朝向晶圓W之徑方向擴大，故不久即到達腔室20之內壁面或分隔壁23、區隔壁24之壁面附近。另一方面，如同前述地包圍開口部25a周圍的區隔壁24之中，在朝向與往該旋轉方向延伸之切線相交的方向配置之區隔壁24，使朝向上下方向延伸之狹縫241開口。因此，到達該區域的渦流，通過狹縫241而流入被區隔壁24包圍的空間內，將流動方向往下方側改變而自開口部25a往外部排氣。
此外，關於各分隔壁23，亦配置在與往晶圓W之旋轉方向延伸的切線相交之方向，故渦流亦通過形成在此等分隔壁23之通過口231，而流入配置有處理液供給機構40a～40c的區域內。此渦流，在自使噴嘴部41（噴嘴頭42）退避至退避位置時的噴嘴部41側起朝向旋轉驅動部44側流動後，通過配置在與旋轉驅動部44面對的附近位置之區隔壁24的狹縫241，而朝向開口部25b～25d排氣（參考圖4、圖5）。
如此地，自回收杯50流出，而於腔室20內擴大的渦流，通過區隔壁24之狹縫241與分隔壁23之通過口231而自回收杯50的上方側空間排出。因此，即便在施行藥液所產生之晶圓W的處理時自回收杯50流出的渦流含有藥液成分之情況，此等藥液成分仍隨著渦流的流通而自回收杯50之上方側空間被排出。因此，藥液成分再度流入回收杯50內而汙染晶圓W之疑慮小。
自以上說明的觀點來看，本實施形態中，形成有搬出入口22的腔室20之側壁、各分隔壁23、區隔壁24，相當於包圍回收杯50的圍繞構件。此外，設置於面向回收杯50之上方側空間的區隔壁24之狹縫241、及設置於各分隔壁23之通過口231，相當於設置在回收杯50之外側，將該圍繞構件及底面部所包圍的區域排氣之排氣口。
進一步如同上述，藉由在與狹縫241面對的位置配置各處理液供給機構40a～40c之旋轉驅動部44，而即便在旋轉驅動部44產生微粒的情況，仍透過狹縫241將該微粒逕直往外部排出，而可抑制微粒進入施行晶圓W之處理的回收杯50側。
如此地施行使用藥液之晶圓W的液體處理，實行清洗洗淨，並進行甩乾後，停止保持部31的旋轉。接著對進入腔室20內的晶圓保持機構，以與搬入時相反的程序傳遞晶圓W，自處理單元16將晶圓W搬出。
若依照本實施形態之處理單元16（液體處理裝置）則具有以下的效果。具備將包圍基板保持機構30的回收杯50、及包圍回收杯50外方的圍繞構件（腔室20之側壁、分隔壁23、區隔壁24）之間封閉的分隔板28，在較回收杯50更外側，設置供將該圍繞構件及分隔板28所包圍的區域排氣所用之排氣口（狹縫241、通過口231）。
藉由在區隔壁24，設置往上下方向延伸之狹縫241，而可抑制分隔板28之頂面側的氣體滯留，並將形成在腔室20內的渦流排出。此外，關於藉由分隔壁23自回收杯50之上方側空間分隔出，並配置有處理液供給機構40a～40c的空間，係透過設置於與該空間接觸的區隔壁24之狹縫241而施行排氣。因此，可抑制在處理液供給機構40a～40c之旋轉驅動部44等產生的微粒進入晶圓W之處理環境氣體的情形，並透過使噴嘴部41與噴嘴臂43等通過之通過口231而施行形成在腔室20內之渦流的排出。藉由此等狹縫241與通過口231，而可利用形成在基板保持機構30所保持之旋轉的晶圓W其上方之渦流，將流出至回收杯50周圍的藥液成分自排氣口有效率地排出。
圖6～圖11所示之處理單元16a～16d，為反映本發明之液體處理裝置的各種變形之實施形態。對於此等實施形態中與圖2～圖5所示之部分共通的構成要素，附加與其等所示之元件相同的符號。例如圖6所示之處理單元16a，並未設置將回收杯50之上方側的空間、與配置有各處理液供給機構40a～40c的區域之間分隔的分隔壁23。因此，本例中構成腔室20的四面側壁相當於包圍回收杯50的圍繞構件。
另一方面，與圖3所示之例子相同地，於該處理單元16a亦在腔室20之四隅（角隅部）配置開口部25a～25d，而形成有各開口部25a～25d的區域，係藉由區隔壁24自回收杯50之上方側的空間分隔出。此外與圖3所示之例子相同地，在旋轉的晶圓W之切線方向下游側，在配置為與該切線相交之區隔壁24使狹縫241開口。因此，自回收杯50流出，而流入腔室20內的渦流，自此等4個狹縫241通過開口部25a～25d而往外部排出。自此一觀點來看，本實施形態中，此等4個狹縫241，分別構成將圍繞構件所包圍之區域排氣的排氣口。
進一步，腔室20與收納回收杯50全體的第1實施形態之處理單元16相異，圖6所示之處理單元16a的腔室20僅收納回收杯50之上側部分，回收杯50之下側部分自腔室20往下方突出。此例之中，支持處理流體供給部40之腔室20的底板201以包圍回收杯50之外周面的方式配置，藉此構成封閉回收杯50與係圍繞構件之腔室20的側壁面之間的底面部。此處，配置有底板201的高度，若為自回收杯50之上端起，至回收杯50之全高一半程度下方側的範圍為止，則抑制渦流的滯留，可充分獲得排出藥液成分之作用。
圖7所示之處理單元16b，係示意配置為使回收杯50之上端、與腔室20之底板201成為齊平的例子。此外腔室20之底板201，亦可配置於較回收杯50之上端更為上方側。此一情況，亦可設置自底板201的開口起朝向回收杯50的開口往下方側延伸之筒狀構件，使該構件封閉底板201與回收杯50之間的間隙，使此等底板201與筒狀構件作為底面部，封閉回收杯50與腔室20的側壁面（圍繞構件）之間。
進一步，如圖3所示之處理單元16地，於分隔板28（圖7之例子中為底板201）設置開口部25a～25d，以區隔壁24包圍其周圍，將設置於區隔壁24之狹縫241作為排氣口，將圍繞構件所包圍之區域排氣的構造，並非為必須要件。例如亦可如圖7所示，於係圍繞構件之腔室20的側壁直接連接排氣管251，使此一開口部25於橫方向開口而作為排氣口。
此時，與開口部25連接的排氣管251，在緊接著自腔室20將氣體排氣之後的位置往下方側彎曲，藉由如此地將氣流往下方引導而可抑制氣流之逆流。此外，開口部25的形狀，並未限定於狹縫狀，自然亦可為圓形或四角形等其他形狀。
進一步，於圍繞構件，使將所包圍之區域排氣的排氣口中之至少1個，例如如圖4、圖5的狹縫241或圖7的開口部25所示，其下端部在如下之位置開口即可：位於底面部（分隔板28或底板201）之頂面，並以藥液成分幾乎不發生滯留的方式，可無視藥液成分對液體處理結果之影響的程度之高度位置。藉此，可實質性地抑制含有藥液成分之氣體在排氣口的下方側附近區域之滯留。
圖8顯示，以圓筒構成腔室20a之處理單元16c的例子。此一例子中，橫剖面形狀呈圓形的腔室20a之側壁構成包圍回收杯50的圍繞構件，分隔板28封閉回收杯50與該側壁之間。構成腔室20之側壁的一部分之區隔壁24，包圍配置在腔室20a外方之開口部25，透過以往上下方向延伸的方式形成之狹縫241而施行腔室20a內的排氣。
此處，和具備配置在與往晶圓W之旋轉方向延伸的切線垂直之方向的區隔壁24、及分隔壁23之第1實施形態的處理單元16相異，作用在沿著圓筒狀的腔室20a之壁面流動的渦流之，使氣體往外部排出的作用力小。此處如圖8所示，藉由在狹縫241附近，於沿著腔室20a之壁面的渦流之流動方向的下游側配置引導板242，而可將該渦流有效地往外部排出。
接著，於圖9～圖11，顯示透過設置於構成底面部之分隔板28的狹縫281而施行腔室20內之排氣的處理單元16d之例子。如圖9所示，本例之處理單元16d中，在未設有搬出入口22的腔室20之側壁的附近位置，分別設置處理液供給機構40a～40c。
如圖10所示，本例之處理單元16d具備圓環狀之旋轉杯313，其係隔著支持柱312設置於保持部31之邊緣部上方位置，以包圍支承銷311所支持之晶圓W周圍的方式配置。旋轉杯313，承接自晶圓W甩飛的處理液而將其往下方側引導。於此一旋轉杯313之下方側設置內杯50a，承接藉由旋轉杯313被引導往下方側的處理液，並進一步將處理液往下方側引導。藉由在兩杯體313、50a的外周面之間形成有供將氣流往外部排出所用之排氣通路501的外杯50b，而自上方覆蓋旋轉杯313及內杯50a。本處理單元16d中，旋轉杯313及內杯50a相當於第1杯體，外杯50b相當於第2杯體。藉由此等第1杯體及第2杯體，構成杯體。
於內杯50a的底部，形成將自FFU21供給的氣體往處理單元16之外部排出的未圖示之排氣口。對晶圓W供給回收而再利用的處理液之情況，並未自內杯50a的排氣口排出氣體，而宜將其自排氣通路501排出。此一情況，可將供給至晶圓W的處理液與氣體確實地分離，而不具有將處理液之成分與氣體一同往內杯50a的排氣口排出之情形，可提高處理液之回收率。此外，在對晶圓W供給處理液後，進行洗去處理液之清洗處理、使晶圓W乾燥之乾燥處理的情況，亦可自內杯50a的排氣口將氣體排出。
此外如圖9所示地，各處理液供給機構40a～40c，在使噴嘴頭42（噴嘴部41）退避至退避位置時，噴嘴臂43呈沿著腔室20之側壁幾近平行地配置的狀態。自頂面側觀察腔室20內時，各狹縫281形成為，在移動至退避位置的噴嘴臂43與腔室20的側壁之間，與此等噴嘴臂43及腔室20幾近平行地延伸。
此狹縫281，可說是在與構成圍繞構件的腔室20之側壁面對的位置之分隔板28（底面部），以沿著該側壁延伸的方式形成。此處「與腔室20之側壁面對的位置」，係相當於狹縫281與腔室20之側壁對向配置的位置。為了防止氣體的停滯，形成狹縫281之位置，越接近腔室20之側壁越佳，宜形成在使自分隔板28與腔室20之側壁交叉的位置起，至狹縫281為止之距離為50mm的範圍內之區域（以下亦稱作「邊緣部區域」）。
狹縫281，可配置在處理液供給機構40a～40c與腔室20的側壁之間，且若可實行腔室20內的排氣則其寬度尺寸並無特別限定，例如形成為數mm～數cm。另一方面，狹縫281的長度，係以沿著自退避至退避位置的處理液供給機構40a～40c之前端部（噴嘴頭42）起至基端部（旋轉驅動部44）的區域配置各狹縫281之方式，形成為較該前端部至基端部之距離更長的距離。
如圖10、圖11所示，形成有各狹縫281之區域的下方，成為在分隔板28之下方側更設置有下方板283的二層底，在此等分隔板28與下方板283之間，形成流入自腔室20排出的氣流之緩衝空間282。本處理單元16d中，下方板283相當於第1底面部，分隔板28相當於設置在第1底面部之上方的第2底面部。藉由此等第1底面部及第2底面部構成底面部。
於下方板283形成開口部25，在此一開口部25連接施行緩衝空間282內的排氣之係排氣部的排氣管251。另，雖於圖10、圖11顯示施行自沿著處理液供給機構40a形成之狹縫281的排氣之機構的構成例，但在設置有其他處理液供給機構40b、40c之區域中，亦採用相同的構成。進一步如圖9、圖10所示，分隔板28，以對外杯50b無間隙的方式設置。
整合以上所說明之內容，則在較分隔板28（底面部）更為上方的，供將腔室20a之側壁（圍繞構件）及分隔板28所包圍之區域排氣所用的排氣口，係以形成在該分隔板28之狹縫281構成。此外如同圖9所顯示，此等狹縫281設置於較外杯50b更為外側。
接著，對處理單元16d之作用加以說明，則如圖10所示，自FFU21供給的乾淨氣體，通過整流板26而供給至腔室20內，形成降流。於腔室20內流下之降流的一部分，流入形成在旋轉杯313及內杯50a的外周面、與外杯50b的內周面之間的排氣通路501，自該排氣通路501被往外部排出。此外，該降流之剩餘一部分，於腔室20內流下，並朝向分隔板28上的，係設置有狹縫281之區域的腔室20之側壁附近的邊緣部區域流動。FFU21與整流板26，相當於本例之下降氣流形成部。
另一方面，因處理晶圓W時產生的渦流而往較外杯50b更外側流出的氣流，沿著在與該外杯50b之間以無間隙的方式設置之平坦的分隔板28之頂面，被引導往設置在該邊緣部區域之狹縫281。而後，前述的降流側之氣流，與來自外杯50b側之氣流合流而進入狹縫281，流入緩衝空間282後，往排氣管251被排出。如此地，自外杯50b溢出的氣流，利用分隔板28而被引導往狹縫281，且狹縫281係設置於不易產生氣體停滯的位置，故實現有效率的排氣。
本例之處理單元16d中，因渦流而自外杯50b流出之氣流亦通過平坦的分隔板28而往狹縫281流通，故不易發生滯留的藥液成分之往上捲起、或起因於此一現象的對晶圓W之再附著。特別是此一氣流，與降流的一部分一同往腔室20的邊緣部區域聚集，自設置於該區域之狹縫281起集中往外部排氣。此一結果，藉由自上方側供給的降流而推壓在分隔板28上流動之氣流，而可有效地抑制氣流的擾動。
進一步，藉由在退避至退避位置的處理液供給機構40a～40c與腔室20的側壁之間的位置，沿著此等處理液供給機構40a～40c而形成狹縫281，而可將在處理液供給機構40a～40c產生之微粒於其產生附近位置往外部排氣。除此之外，藉由利用狹縫281施行排氣，而可形成自外杯50b側起朝向各狹縫281，於處理液供給機構40a～40c的配置區域均一地流動之氣流，使將在處理液供給機構40a～40c產生的微粒排出之效果增高。另外，由於在處理液供給機構40a～40c的周圍，仍有容易發生滯留的區域，故藉由形成自外杯50b側起朝向該區域流動之氣流，亦可獲得促進藥液成分之排出的效果。
此處，在成為底面部之分隔板28設有排氣口（狹縫281）的本例之處理單元16d中，如圖9所示之例子般沿著處理液供給機構40a～40c設置狹縫281的構造並非為必須要件。例如亦可沿著設置有搬出入口22的腔室20之側壁，於分隔板28形成狹縫281。此外，即便在腔室20之側壁的附近位置，未設置此等處理液供給機構40a～40c中之數個的情況，自然仍可在與腔室20之側壁面對的區域（邊緣部區域），沿著該側壁而設置狹縫281，將降流的一部分、與自外杯50b流出的氣流一同排氣。
除此之外，設置於邊緣部區域之排氣口的構成亦未限定為狹縫281。例如，亦可於沿著腔室20之側壁延伸的方向，將圓形的排氣口彼此隔著間隔配置複數個。
以上說明的各實施形態之處理單元16、16a～16d中，處理單元16、16a～16d，並未限於以處理晶圓W之頂面側的方式構成之情況。例如，亦可自晶圓W之底面亦藉由保持部31施行處理液的供給，並施行晶圓W之頂面、底面雙方的液體處理。此外，僅施行晶圓W底面之處理的處理單元16、16a～16d，自然亦可應用本發明。而可使用本發明之液體處理單元(液體處理裝置)處理的基板之種類，並未限定於半導體晶圓。例如亦可對施行平板顯示器用之玻璃基板的液體處理之液體處理單元，應用本發明。
1‧‧‧基板處理系統
11‧‧‧載具載置部
12、15‧‧‧搬運部
13、17‧‧‧基板搬運裝置
14‧‧‧傳遞部
16、16a～16d‧‧‧處理單元
18‧‧‧控制部
19‧‧‧記憶部
2‧‧‧搬出入站
20、20a‧‧‧腔室（圍繞構件）
201‧‧‧底板
21‧‧‧FFU（Fan Filter Unit）風扇過濾單元
22‧‧‧搬出入口
221‧‧‧閘門
23‧‧‧分隔壁（圍繞構件）
231‧‧‧通過口（排氣口）
24‧‧‧區隔壁（圍繞構件）
241‧‧‧狹縫（排氣口）
242‧‧‧引導板
25、25a～25d‧‧‧開口部
251‧‧‧排氣管
26‧‧‧整流板
261‧‧‧供給口
28‧‧‧分隔板
281‧‧‧狹縫
282‧‧‧緩衝空間
283‧‧‧下方板
3‧‧‧處理站
30‧‧‧基板保持機構
31‧‧‧保持部
311‧‧‧支承銷
312‧‧‧支持柱
313‧‧‧旋轉杯
32‧‧‧支柱部
33‧‧‧驅動部
4‧‧‧控制裝置
40‧‧‧處理流體供給部
40a～40c‧‧‧處理液供給機構
41‧‧‧噴嘴部
42‧‧‧噴嘴頭
43‧‧‧噴嘴臂
44‧‧‧旋轉驅動部
50‧‧‧回收杯
50a‧‧‧內杯
50b‧‧‧外杯
501‧‧‧排氣通路
51‧‧‧排液口
52‧‧‧排氣口
70‧‧‧處理流體供給源
C‧‧‧載具
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示本發明之實施形態的具備處理單元之基板處理系統的概要構造之俯視圖。圖2係顯示該處理單元之概要構造的縱斷側視圖。圖3係顯示該處理單元之詳細構造的俯視圖。圖4係該處理單元之上部側區域的放大縱剖面圖。圖5係設置於該處理單元之排氣用的狹縫及處理液供給機構的配置區域之放大立體圖。圖6係第2實施形態之處理單元的縱剖面圖。圖7係第3實施形態之處理單元的縱剖面圖。圖8係第4實施形態之處理單元的橫斷俯視圖。圖9係第5實施形態之處理單元的橫斷俯視圖。圖10係該第5實施形態之處理單元的縱斷側視圖。圖11係自其他方向觀察該第5實施形態之處理單元的縱斷側視圖。
16‧‧‧處理單元
20‧‧‧腔室(圍繞構件)
22‧‧‧搬出入口
221‧‧‧閘門
23‧‧‧分隔壁(圍繞構件)
231‧‧‧通過口(排氣口)
24‧‧‧區隔壁(圍繞構件)
241‧‧‧狹縫(排氣口)
25a~25d‧‧‧開口部
28‧‧‧分隔板
31‧‧‧保持部
40‧‧‧處理流體供給部
40a~40c‧‧‧處理液供給機構
42‧‧‧噴嘴頭
43‧‧‧噴嘴臂
44‧‧‧旋轉驅動部
50‧‧‧回收杯
W‧‧‧晶圓

Claims (17)

  1. 一種液體處理裝置，將基板保持在可任意旋轉的基板保持部，對基板供給處理液以施行液體處理，其特徵為具備：杯體，包圍該基板保持部，於基板上方設置有開口；圍繞構件，於較該杯體更為外方側圍繞著包含該杯體之上方空間在內的區域；氣流形成部，自該杯體之上方側往杯體內形成下降氣流；底面部，沿著該杯體之周向設置，將該杯體與該圍繞構件之間封閉；以及排氣口，位於較該底面部更為上方，為了將該圍繞構件及底面部所包圍的區域排氣而設置於較該杯體更為外側。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體處理裝置，其中，該排氣口的開口方向，係朝向與以該基板保持部之旋轉中心為中心之圓的往基板保持部之旋轉方向延伸的切線相交之方向。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該圍繞構件具備區隔壁，該區隔壁自該圍繞構件及底面部所包圍的區域區隔以形成將排出的氣流往下方側引導之流路，該排氣口形成於該區隔壁。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，具備流路，使自該排氣口排出的氣流往下方側流動。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該排氣口係沿著該杯體之周向設置有複數個。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該排氣口係設置於平面形狀呈矩形的圍繞構件之角隅部。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該圍繞構件係呈圓筒狀，於該排氣口設置引導板，該引導板用以將沿著圓筒狀的圍繞構件流動之氣流往該排氣口引導。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，包含處理液供給機構，此處理液供給機構具有：噴嘴部，對基板供給處理液；噴嘴臂，將該噴嘴部保持在其前端部；以及旋轉驅動部，設置於該噴嘴臂之基端部，俾以該基端部為中心而將噴嘴臂旋轉驅動，使該噴嘴部在該基板保持部所保持的基板之上方的處理位置、與自此處理位置退避的退避位置之間移動；該旋轉驅動部，設置在面對該排氣口的位置。
  9. 如申請專利範圍第8項之液體處理裝置，其中，該圍繞構件具備分隔壁，該分隔壁將設置有該處理液供給機構的區域、及杯體之上方側的空間加以分隔，並設置有供保持該噴嘴部之噴嘴臂通過的通過口；取代設置在面對該旋轉驅動部的位置之排氣口，而將該通過口作為排氣口，施行該圍繞構件及底面部所包圍的區域之排氣，並自面對該旋轉驅動部的位置，施行設置有該處理液供給機構之區域內的排氣。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該排氣口，為沿上下方向延伸之狹縫。
  11. 如申請專利範圍第1項之液體處理裝置，其中，該杯體具備：承接對基板供給之處理液的第1杯體、及自上方覆蓋該第1杯體的第2杯體，在此等第1杯體與第2杯體之間形成排氣通路；該底面部，以對該第2杯體無間隙的方式設置。
  12. 如申請專利範圍第1或11項之液體處理裝置，其中，該底面部具備：第1底面部、及設置於該第1底面部之上方側的第2底面部，該排氣口形成於該第2底面部。
  13. 如申請專利範圍第12項之液體處理裝置，其中，在該第1底面部與第2底面部之間形成緩衝空間，於該第1底面部連接於該排氣部。
  14. 如申請專利範圍第11項之液體處理裝置，其中，該排氣口，係在面對該圍繞構件的位置之底面部，以沿著該圍繞構件延伸的方式形成。
  15. 如申請專利範圍第14項之液體處理裝置，其中，於該基板保持部之上方側設置下降氣流形成部，用以供在該圍繞構件及底面部所包圍的區域形成下降氣流。
  16. 如申請專利範圍第11項之液體處理裝置，其中，包含處理液供給機構，該處理液供給機構具有：噴嘴部，對基板供給處理液；噴嘴臂，將該噴嘴部保持在其前端部；以及旋轉驅動部，設置於該噴嘴臂之基端部，俾以該基端部為中心而將噴嘴臂旋轉驅動，使該噴嘴部在該基板保持部所保持的基板之上方的處理位置、與自此處理位置退避的退避位置之間移動；該退避位置，設定於將該處理液供給機構之噴嘴臂以沿著圍繞構件延伸的方式配置之位置；該排氣口，配置在使噴嘴臂退避至該退避位置的處理液供給機構、與該圍繞構件之間。
  17. 如申請專利範圍第1、2或11項之液體處理裝置，其中，該底面部的頂面設置在與該杯體之上端成為齊平的位置。
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