TW201624584A - 基板液體處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係防止供給至基板底面之液體浸入乾燥用氣體之吐出口內，使基板底面之乾燥效率提高。 本發明之解決手段係在基板液體處理裝置中，液體吐出部40包含頭部42，而該頭部42具有：蓋部42c，其伸出至氣體吐出路徑81之上端部82的外側並由上方覆蓋氣體吐出路徑81；液體吐出口43a，其相對蓋部42c朝上方突出；及彎曲部42d，其形成於液體吐出口43a與蓋部42c之間且表面朝下方凹陷。

Description

基板液體處理裝置

本發明係關於供給處理液至基板之底面以進行液體處理的技術。

在半導體裝置之製造中，有時在水平地保持半導體晶圓等之基板，且使之環繞鉛直軸線旋轉之狀態下，供給洗淨液至基板之底面(例如非裝置形成面之基板背面)，以對該底面實施洗淨處理。有時如此之液體處理亦與對基板之頂面(例如裝置形成面之基板表面)之洗淨處理同時地進行。底面之洗淨結束後，藉由使基板高速旋轉進行甩乾。此時，為了促進乾燥及防止產生水印，供給氮氣等惰性氣體至基板之底面側。用以實行上述一連串處理之基板液體處理裝置記載於例如專利文獻1中。

不僅專利文獻1之裝置，在用以進行上述處理之裝置中，洗淨液及惰性氣體都會一起噴至基板底面之中央部。因此，洗淨液之吐出口及惰性氣體之吐出口都配置在基板底面之中央部的下方。因此，吐出洗淨液時，一旦到達基板底面之洗淨液的一部分朝向惰性氣體之吐出口落下，有可能進入惰性氣體之吐出口內而污染該吐出口內部。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本專利第5005571號公報

[發明所欲解決的問題]

本發明之目的在於防止供給至基板底面之液體浸入乾燥用氣體之吐出口內，使基板底面之乾燥效率提高。 [解決問題的手段]

在較佳一實施形態中，本發明提供一種基板液體處理裝置，其具有：基板保持部，其將基板保持在水平姿勢並使之環繞鉛直軸線旋轉；液體吐出部，其配置在由該基板保持部所保持之基板底面的中央部下方，且朝向前述基板之底面吐出處理液；及氣體吐出路徑，其形成於前述液體吐出部之周圍，且使朝向前述基板吐出之乾燥用氣體通過，前述液體吐出部包含頭部，而該頭部具有：蓋部，其伸出至前述氣體吐出路徑之上端部的外側並由上方覆蓋前述氣體吐出路徑；液體吐出口，其相對前述蓋部朝上方突出；及彎曲部，其形成於前述液體吐出口與前述蓋部之間且表面朝下方凹陷。 [發明的功效]

依據本發明，可防止供給至基板底面之液體浸入乾燥用氣體之吐出口。而且，可抑制液體殘留於供給位置之周邊，因此可使基板底面整體之乾燥效率提高。

以下參照添附圖式，說明本發明之實施形態。

(第1實施形態) 圖1係顯示本實施形態之基板處理系統之概略結構的圖。以下，為了使位置關係明確，規定互相正交之X軸、Y軸及Z軸，並設Z軸之正方向為鉛直向上方向。

如圖1所示地，基板處理系統1具有搬入搬出站2、及處理站3。搬入搬出站2及處理站3相鄰地設置。

搬入出站2具有載具載置部11、及搬送部12。載具載置部11載置以水平狀態收容多數片晶圓W(基板)之多數載具C。

搬送部12係與載具載置部11相鄰地設置，且內部具有基板搬送裝置13、及傳送部14。基板搬送裝置13具有保持晶圓W之基板保持機構。此外，基板搬送裝置13可朝水平方向及鉛直方向移動以及以鉛直軸為中心旋轉，且使用基板保持機構在載具C與傳送部14之間進行晶圓W之搬送。

處理站3係與搬送部12相鄰地設置。處理站3具有搬送部15、及多數處理單元16。多數處理單元16並排設置在搬送部15之兩側。

搬送部15內部具有基板搬送裝置17。基板搬送裝置17具有保持晶圓W之基板保持機構。此外，基板搬送裝置17可朝水平方向及鉛直方向移動以及以鉛直軸為中心旋轉，且使用基板保持機構在傳送部14與處理單元16之間進行晶圓W之搬送。

處理單元16對藉由基板搬送裝置17搬送之晶圓W進行預定之基板處理。

此外，基板處理系統1具有控制裝置4。控制裝置4係例如電腦，且具有控制部18及記憶部19。記憶部19中儲存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藉由讀出並實行記憶於記憶部19中之程式來控制基板處理系統1之動作。

另外，該程式記錄於可藉電腦讀取之記憶媒體中，亦可由該記憶媒體安裝在控制裝置4之記憶部19中。可藉電腦讀取之記憶媒體包括例如硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等。

在如上所述地構成之基板處理系統1中，首先，搬入搬出站2之基板搬送裝置13由載置於載具載置部11上之載具C取出晶圓W，並將取出之晶圓W載置於傳送部14上。載置於傳送部14上之晶圓W藉由處理站3之基板搬送裝置17由傳送部14取出，並搬入處理單元16。

搬入處理單元16之晶圓W藉由處理單元16處理後，藉由基板搬送裝置17由處理單元16搬出，並載置於傳送部14上。然後，載置於傳送部14上之已處理的晶圓W藉由基板搬送裝置13返回載具載置部11之載具C。

接著，參照圖2及圖3說明處理單元16之概略結構。

如圖2所示地，處理單元16具有腔室20、保持晶圓W使之旋轉的基板保持旋轉機構30、構成處理液供給噴嘴之液體吐出部40、及回收供給至晶圓W後之處理液的回收杯50。

腔室20收納基板保持旋轉機構30、液體吐出部40及回收杯50。腔室20之頂部設有FFU(風扇過濾單元)21。FFU21在腔室20內形成下向流。此外，雖然未圖示，但FFU21具有用以供給後述CDA(清潔乾淨之空氣)之CDA供給口，且進行乾燥處理時等，由圖未示之CDA供給口朝向晶圓W供給CDA。

基板保持旋轉機構30組配成藉由機械之夾持機構保持晶圓W之機械夾盤。基板保持旋轉機構30具有基板保持部31、旋轉軸32及旋轉馬達(旋轉驅動部)33。

基板保持部31具有圓板形之底板(板狀體)31a、及設於底板31a之周緣部的多數保持構件31b。保持構件31b形成於底板31a之上部，且保持晶圓W之周緣。藉此，在晶圓W之底面與底板31a之頂面間形成下方空間83。在一實施形態中，多數保持構件31b中之數個保持構件係相對晶圓W進退以進行晶圓W之把持及解放之切換的可動支持構件，而剩餘之保持構件31b係不動之保持構件。旋轉軸32為中空，且由底板31a之中央部沿鉛直方向下延伸。旋轉馬達33驅動旋轉軸32旋轉，藉此，藉由基板保持部31保持在水平姿勢之晶圓W環繞鉛直軸線旋轉。

液體吐出部40整體形成為沿鉛直方向延伸之細長軸狀的構件。液體吐出部40具有沿鉛直方向延伸之中空圓筒形的軸部41、及頭部42。軸部41插入基板保持旋轉機構30之旋轉軸32內部的圓柱形空洞32a內。軸部41與旋轉軸32同心。在軸部41之外周面與旋轉軸32之內周面間形成具有圓環狀剖面之作為氣體通路80的空間。

在液體吐出部40之內部具有沿鉛直方向延伸之圓柱形空洞。在該空洞之內部設有處理液供給管43(請參照圖3)。處理液供給管43之上端在液體吐出部40之頭部42的頭頂部42a形成開口，且成為朝向由基板保持旋轉機構30所保持之晶圓W底面的中央部吐出處理液(請參照圖3之黑色箭號)的液體吐出口43a。在此，頭頂部42a係包圍液體吐出口43a之細環狀平面區域，且係連接液體吐出口43a與後述彎曲部42d之部分。

由處理液供給機構72供給用以處理晶圓W底面之預定處理液至處理液供給管43。雖然處理液供給機構72之結構的詳細說明在稍後說明，但由連接處理液供給源之處理液供給管線、中介設置於該處理液供給管線之開關閥及流量控制器等構成。在本實施形態中，該處理液供給機構72雖然供給純水(DIW)，但亦可組配成可切換而供給多數處理液，例如洗淨用藥液(如DHF)及沖洗液。

回收杯50配置成包圍基板保持旋轉機構30之基板保持部31，且收集由旋轉之晶圓W飛散之處理液。回收杯50具有不動之下杯體51、及可在上升位置(圖2所示之位置)與下降位置間升降之上杯體52。上杯體52係藉由升降機構53升降。上杯體52位於下降位置時，上杯體52之上端位於比藉由基板保持旋轉機構30保持之晶圓W低的位置。因此，上杯體52位於下降位置時，可在進入腔室20內之圖1所示之基板搬送裝置17的基板保持機構(臂)與基板保持旋轉機構30間，傳送晶圓W。

下杯體51之底部形成有排出口54。透過該排出口54，由回收杯50排出收集之處理液及回收杯50內之環境氣體。排出口54連接排出管55，且排出管55連接減壓環境之工廠排氣系統(未圖示)。

來自FFU21之清淨空氣的下向流透過回收杯50(上杯體52)之上部開口引入回收杯50內，並由排出口54排氣。因此，在回收杯50內產生藉箭號F表示之氣流。

處理單元16可進一步具有供給處理液(洗淨用藥液或沖洗液)至藉由基板保持旋轉機構30保持之晶圓W之頂面的至少一處理液供給噴嘴61。處理液供給噴嘴61亦可進一步具有洗刷洗淨晶圓W之頂面的刷子62。

接著，參照圖2及圖3，詳細地說明關於供給液體及氣體至晶圓W底面的部分。此外，只要沒有特別說明，出現在圖3中之全部構件對應於作為幾何學之用語的旋轉體。

液體吐出部40之上側部分(頭部42及其下側附近)的周圍係藉由包圍構件包圍。在圖示之實施形態中，旋轉軸32之上部對應於上述包圍構件。在液體吐出部40之上側部分與包圍構件之間具有圓環狀間隙，且該間隙形成使乾燥用氣體通過之氣體吐出路徑81。

在底板31a之中央部的頂面，藉由液體吐出部40之頭部42的外周端緣42b及基板保持部之表面31c，界定氣體吐出口31d。在此，外周端緣42b係頭部42中，位於半徑方向最外側之部分。上述氣體吐出口31d係將流過圓環狀氣體吐出路徑81之氣體吐出至晶圓W之下方空間83(晶圓W與底板31a間之空間)的圓環狀吐出口。

在此為氮(N2)氣之作為乾燥用氣體的惰性氣體，由乾燥用氣體供給機構74供給至前述液體吐出部40之軸部41與旋轉軸32間之氣體通路80。雖然乾燥用氣體供給機構74之結構的圖示及詳細說明在稍後說明，但由例如，連接乾燥用氣體供給源之乾燥用氣體供給管線、中介設置於該乾燥用氣體供給管線之開閉閥及流量控制器等構成。

由乾燥用氣體供給機構74供給至氣體通路80的氮氣流入氣體吐出路徑81，並由氣體吐出路徑81之上端部82流向外側後，形成為由氣體吐出口31d朝向斜上方吐出(請參照圖3之中空箭號)。即，到達氣體吐出口31d之氣體藉由外周端緣42b之彎曲形狀使吐出方向成為斜向上。藉此，可將滯留於晶圓W之中心附近的氣體引出至外側，且由於置換晶圓W之中心附近的氣體，可促進乾燥。

為了防止液體(由液體吐出口43a吐出而到達晶圓W底面後落下之處理液)侵入氣體吐出路徑81及氣體通路80內，頭部42之外周端緣42b(後述之蓋部42c的端部)伸出至氣體吐出路徑81之上端部82的半徑方向外側，並在由上方看之平面圖中完全覆蓋氣體吐出路徑81之上端部82。另一方面，由於基板保持部31之表面31c為水平面，即使液體落在外周端緣42b之半徑方向外側，亦不會浸入氣體吐出路徑81及氣體通路80內。此外，由於液體由液體吐出口43a吐出時基板保持部31旋轉，即使比較多量之液體落下，該液體亦會因離心力而朝外側移動，不會浸入氣體吐出路徑81及氣體通路80內。

接著，說明頭部42之頂面的形狀。如圖3所示地，頭部42具有蓋部42c，若由上方看，具有大致圓盤狀之形狀。然而，位於中心之液體吐出口43a，為了在更靠近晶圓W之位置吐出液體，位於比蓋部42c高之位置。即，液體吐出口43a相對蓋部42c朝上方突出，且包圍其周邊之頭頂部42a亦相對蓋部42c朝上方突出。在本實施形態中，雖然蓋部42c為水平面，但只要伸出至氣體吐出路徑81之上端部82的半徑方向外側並完全覆蓋上端部82即可，不限於此。例如，使其朝向外側稍微傾斜之方法使液體容易由頭部42落下。

在頭頂部42a與蓋部42c之間，形成有表面朝下方凹陷之彎曲部42d。彎曲部42d承接由液體吐出口43a吐出之液體中，不朝向晶圓W而流至位於橫方向之頭頂部42a的液體、或在到達晶圓W後彈回落下之液體，並具有引導該等液體使其平順地流向蓋部42c之方向的機能。

在與本實施形態不同地未形成彎曲部42d或頭頂部42a，而只有液體吐出口43a由蓋部42c之一部分突出的情形中，有時在液體吐出口43a之周邊落下之液體不會流往外周方向，而是附著在液體吐出口43a之圓筒外周面的表面或與蓋部42c的邊界部分，並殘存成為液池。如此之液池成為使液體吐出口43a之周邊的濕度上升的原因，以致妨礙晶圓W之中心區域的乾燥。

藉由如本實施形態地，設置朝外周方向引導液體之彎曲部42d，防止或抑制產生如此之液池，可提高晶圓W之中心區域的乾燥效率。

此外，在液體吐出口43a由PFA等疏水性高之材料形成之情形中，有由液體吐出口43a吐出之液體在其高度集合而變成液滴的傾向。由於液體吐出口43a與晶圓W之間隙寬度小，若液滴之尺寸比該間隙之寬度大，恐有液滴接觸晶圓W表面之虞。由於本實施形態之彎曲部42d具有其表面朝下方凹陷之弓狀的形狀，彎曲部42d之表面與晶圓W之間隙的寬度比液體吐出口43a與晶圓W之間隙的寬度大。因此，即使流落彎曲部42d之表面的液體集合而變成液滴，液滴之尺寸之不會比該間隙之寬度大，沒有因液滴與晶圓W之表面接觸而產生乾燥不良之虞。

在本實施形態中，對蓋部42c預先實施親水化處理。藉此，不易產生液滴且產生之液滴亦容易崩潰，因此由彎曲部42d所引導之液體不會留在蓋部42c上而容易朝向外周方向落下至基板保持部之表面31c。此外，亦可只對彎曲部42d預先實施疏水化處理。藉此，可防止被蓋部42c引導後之液體返回彎曲部42d側。

在液體吐出口43a係由PFA等疏水性高之材料形成，以防止生成液滴為優先之情形中，可不僅對蓋部42c亦對彎曲部42d實施親水化處理。即使液體可集合在液體吐出口43a之周邊，液體亦會被拉至經親水化之彎曲部42d側，因此不會生成液滴。

親水化處理之一例包括對表面實施玻璃塗布之處理。此外，作為另一例，亦可使PVA(聚乙烯醇)之發泡樹脂形成片狀，並黏貼在蓋部42c表面上。在此情形中，雖然水分被吸收至片中，但由於中心區域呈負壓狀態，若為少量水分便會逐漸乾燥，因此沒有處理上之問題。疏水化處理之一例包括對表面實施樹脂材料之塗布的處理。

接著，簡單地說明在處理單元16進行之對晶圓W的處理。本處理中之各結構的動作係藉由控制部18讀出並實行記憶於記憶部19之程式來控制。

首先，在上杯體52位於下降位置之狀態下，基板搬送裝置17之基板保持機構(臂)進入腔室20內，並將晶圓W運送至基板保持旋轉機構30的基板保持部31。然後，基板保持機構(臂)退出腔室20，並使上杯體52上升至上升位置。

接著，基板保持旋轉機構30使晶圓W旋轉。在此狀態下，對晶圓W實施預定之液體處理。以下說明液體處理之一例。在預定時間內，由處理液供給噴嘴61供給洗淨用藥液(例如DHF)至晶圓W之頂面(形成有裝置之晶圓W的表面)，與此同時，由處理液供給管43之液體吐出口43a供給DIW至晶圓之底面(未形成裝置之晶圓W的背面)的中央部(大致中心)，藉此在晶圓W之頂面及底面實施洗淨處理。此外，亦可與頂面之洗淨處理同時地，由處理液供給管43之液體吐出口43a供給洗淨用藥液(例如DHF)至晶圓之底面的中央部來代替DIW，藉此可在晶圓W之頂面及底面實施藥液洗淨處理。

接著，繼續使晶圓W照原樣旋轉，在預定時間內，由處理液供給噴嘴61供給沖洗液(例如純水(DIW))至晶圓W之頂面，與此同時，由處理液供給管43之液體吐出口43a供給沖洗液(例如純水(DIW))至晶圓之底面中央部，以在晶圓W之頂面及底面實施沖洗處理。藉此，可藉由沖洗液洗去殘留在晶圓W之頂面及底面之藥液及因藥液洗淨處理產生之反應生成物。

接著，停止供給液體至晶圓W之頂面及底面，並繼續使晶圓W照原樣旋轉(最好使晶圓之旋轉速度增加)，使晶圓W之頂面及底面乾燥。此時，由氣體吐出口31d朝向晶圓W之底面吐出氮氣，以促進乾燥。由於氮氣為低濕度，故晶圓W底面與底板31a間之空間內的環境為低濕度，可促進乾燥。

如上所述，雖然液體進入氣體吐出口31d之可能性非常低，但為了更確實地防止液體進入氣體吐出口31d內，亦可在未進行乾燥處理時(例如，進行液體處理時)，切換控制乾燥用氣體供給機構74之供給流量，使作為沖洗氣體之惰性氣體(氮氣)由氣體吐出口31d以比乾燥時小之流量吹出。

然後，使晶圓W之旋轉停止，並使上杯體52下降，且基板搬送裝置17之基板保持機構(臂)由基板保持旋轉機構30之基板保持部31接受晶圓W。此外，搬出晶圓W後未藉由基板保持部31保持晶圓W時，使純水由液體吐出口43a吐出，同時使氮氣由氣體吐出口31d吐出，進一步，使用2流體噴嘴等使純水由基板保持部31之上方吐出，藉此亦可洗淨頭部42。

在上述實施形態中，雖然對晶圓W頂面，藉由從處理液供給噴嘴61供給之洗淨用藥液進行藥液洗淨，但不限於此，亦可藉由刷子62進行洗刷洗淨。在對晶圓W底面進行上述處理期間，雖然可對晶圓W頂面進行任意之處理，但亦可對晶圓W頂面不進行任何處理。

處理對象之基板不限於半導體晶圓(晶圓W)，亦可為玻璃基板、陶瓷基板等其他種類之基板。

如以上說明地，依據本實施形態，蓋部42c可伸出至氣體吐出路徑81之上端部82的外側並由上方覆蓋氣體吐出路徑81。藉由該結構，可將液體吐出至晶圓W之背面中心，亦可防止供給至晶圓W底面之液體浸入氣體吐出路徑81。

此外，在本實施形態中，在頭部42設置彎曲部42d，可將由液體吐出口43a吐出之液體引導至蓋部42c。藉由該結構，由於可在更靠近晶圓W之位置吐出液體，故可進一步增加洗淨效果，並且沒有如落下等之液體在頭部42殘留成為液池之情形，而可提高乾燥效率。另外，藉由將彎曲部42d形成為表面朝下方凹陷之弓狀的形狀，可防止液滴附著在晶圓上。

再者，在本實施形態中，預先親水化處理蓋部42c，並疏水化處理彎曲部42d。藉此，液體更容易由彎曲部42d流落至蓋部42c，且蓋部42c上之液體亦更容易落下至基板保持部之表面31c。

(第1實施形態之變形例) 若由液體吐出口43a吐出之液滴殘留在液體吐出口43a之周圍，恐有吐出液體時殘留之液滴或液滴包含之灰塵與液體一起吐出，並附著於晶圓W之虞。因此，在第1實施形態中，雖然如圖9(a)所示地，使液體吐出口43a與頭部42之頭頂部42a(彎曲部42d之上端部)為相同高度，但亦可如圖9(b)所示地，使液體吐出口43a比頭頂部42a(彎曲部42d之上端部)高(形成於上方)。藉此，液體吐出口43a可更接近晶圓W以提高洗淨效果。此外，頭頂部42a之寬度小，且由液體吐出口43a落下之處理液不留在頭頂部42a而流落至彎曲部42d，因此不影響乾燥效率。再者，若對液體吐出口43a之外側側面實施疏水化處理，則液體容易被拉至彎曲部42d側，且，若對彎曲部42d實施親水化處理，則該效果亦變大。另外，亦可如圖9(c)所示地，省略頭頂部42a，且組配成使彎曲部42d鄰接液體吐出口43a。在此情形中，可如圖9(d)所示地，將處理液供給管43之尖端外周部作成尖銳彎曲形狀而使之與彎曲部42d連續。此外，亦可如圖9(e)所示地，使液體吐出口43a比彎曲部42d之上端部高(形成於上方)。另外，若晶圓W與液體吐出口43a之間隔大，則沒有液滴附著在晶圓W上之虞，因此彎曲部42d可不為表面朝下方凹陷之弓狀的形狀。在此情形中，在液體吐出口43a與蓋部42c之間，可配置可引導液體由液體吐出口43a至蓋部42c之引導部，而引導部不限於彎曲狀，亦可藉直線狀地傾斜之面形成。

此外，若由液體吐出口43a吐出之液滴殘留在氣體吐出口31d上，恐有吐出氣體時殘留之液滴或液滴包含之灰塵與氣體一起吐出，並附著於晶圓W之虞。因此，在第1實施形態中，如圖9(f)所示地，使外周端緣42b之上部朝向外側下方傾斜並且使外周端緣42b之下部朝向外側上方傾斜。藉此，流過蓋部42c之頂面的液滴可由外周端緣42b平順地流至外側之表面31c。另外，液滴可不流入氣體吐出口31d之內側，使液滴不殘留在氣體吐出口31d。外周端緣42b之形狀不限於此，可如圖9(g)所示地，使外周端緣42b朝向外側下方傾斜。再者，亦可如圖9(h)所示地，使外周端緣42b之下方朝向下方隆起成彎曲狀。此外，亦可如圖9(i)所示地，使外周端緣42b朝向內側下方傾斜成銳角狀。另外，可如圖9(j)所示地，以聚乙烯醇等具有親水性、吸水性之材料被覆蓋部42c之外側表面。在此情形中，藉由一直被覆到外周端緣42b之下部，可在外周端緣42b之下部藉由從氣體吐出口31d吐出之氣體使水分蒸發。

(第2實施形態) 在本實施形態中，說明在第1實施形態說明之進行在處理單元16進行之對晶圓W處理時的處理液供給機構72及乾燥用氣體供給機構74的動作、以及處理液及乾燥用氣體的排出動作。

在本實施形態中，進行基板液體處理裝置之處理液及乾燥用氣體之供給及排出的流體供給系統的結構顯示於圖4中。雖然如在第1實施形態說明地，處理液可使用DHF等之藥液，但在本實施形態中，說明使用DIW之例子。

在圖4之乾燥用氣體供給機構74中，乾燥用氣體供給源407係用於乾燥處理之氣體的供給源，且本實施形態之乾燥用氣體係氮(N2)。乾燥用氣體供給管線408係用以將來自乾燥用氣體供給源407之乾燥用氣體對腔室20供給的供給路徑。開關閥409中介設置於乾燥用氣體供給管線408，並控制乾燥用氣體對腔室20之供給的開始及停止。流量調整器410中介設置於乾燥用氣體供給管線408，並調整由乾燥用氣體供給管線408對腔室20供給之乾燥用氣體的流量。

在圖4之處理液供給機構72中，處理液供給源401係用於液體處理之處理液的供給源，且係本實施形態處理液之純水(DIW)的供給源。處理液供給管線402係用以將來自處理液供給源401之處理液對腔室20供給的供給路徑。開關閥403中介設置於處理液供給管線402，並控制處理液對腔室20之供給的開始及停止。流量調整器404中介設置於處理液供給管線402，並調整由處理液供給源401對處理液供給管線402供給之處理液的流量。虛擬排放管線405係用以實行後述虛擬排放動作之排出路徑。開關閥406中介設置於虛擬排放管線405，且調整進入虛擬排放管線405之排放量。

腔室20與開關閥403間之處理液供給管線402連接排放管線411。排放管線411係將處理液供給管線402中殘存於腔室20與開關閥403間之供給路徑的處理液或腔室20內的氣體最後排出至基板液體處理裝置之外部的分支管線。開關閥412控制處理液或氣體排出至排放管線411的開始及停止。排放管線411在與處理站3之各處理單元16之間共用，因此亦與其他之腔室20連接。由具有同樣結構之各腔室20排出的處理液或氣體合流至排放管線411後排出。

排放槽413係暫時地貯存由腔室20之排放管線411排出之處理液或氣體的槽。如後述地，排放槽亦可用以使排出之處理液不對各腔室20逆流。

噴出管線414係用以抽吸並排出貯存於排放槽413中之氣體的排出路徑。雖然噴出管線414為了抽吸氣體而需要預定之吸氣壓，但該吸氣壓可由與其端部連接之噴出部415獲得。噴出部415具有不利用泵等之機械驅動而是利用高速之氣體流動產生接近真空之負壓的機能，且該高速氣體係由CDA分支管線416獲得。

CDA分支管線416係由供給CDA(清潔乾淨之空氣)至腔室20中之CDA供給管線417分支之通路，且使CDA以例如，10L/min之流量通過。通過噴出部415之CDA原樣地排氣至系統之外部。

槽排出管線418連接排放槽413之底面，並對外部排出管線419排出處理液。槽排出管線418之配管通過排放槽413之下方後，朝向上方延伸而在最上部通路418a的高度成為平行並連接外部排出管線419。由於槽排出管線418具有如此之配置結構，排放槽413之水位如後述地取決於槽排出管線418之高度。外部排出管線419雖然可使處理液由排出口421排出至系統外部，但亦具有用以防止處理液逆流之緩衝部422。

接著，說明具有上述結構之流體供給系統中，進行在處理單元16進行之對晶圓W處理時的動作。本系統中之各結構的動作係藉由控制部18讀出並實行記憶於記憶部19之程式來控制。

在以下說明之各圖中，各配管之顏色畫成粗黑線之情形表示處理液通過。此外，沿各配管之箭號表示處理液(黑色箭號)或氣體(中空箭號)朝向其方向通過。另外，在其他腔室20中，雖然進行同樣之處理及動作，但省略其說明。

圖5係顯示液體處理開始前之待機時流體供給系統的動作狀態的圖。在待機時，控制部18進行控制，使開關閥403為關狀態、使開關閥412為開狀態、使開關閥409為開狀態、並使開關閥406每預定時間間隔重複開關。

藉由以上之控制，在待機狀態下，可實行虛擬排放動作。即，雖然來自處理液供給源401之處理液通過處理液供給管線402，但不供給至腔室20，而流至虛擬排放管線405。在虛擬排放管線405藉由重複開關閥406之開關一面進行簡易之流量調整一面排出處理液。此外，亦可藉流量調整器404精度良好地進行流量調整。藉由進行虛擬排放動作，由於可在開始液體處理前排出殘留於處理液供給管線402中之處理液，故開始液體處理時，可對晶圓W供給未劣化之新鮮液。

在實行虛擬排放動作之同時，來自乾燥用氣體供給管線408之乾燥用氣體由氣體吐出口31d供給至晶圓W之背面。此時之供給量雖然藉由流量調整器410調整，但為比後述乾燥處理時低之流量。在本實施形態中，由於開關閥403為關狀態，故其上方不存在處理液，供給至腔室20後之氣體可由液體吐出口43a排出。排出之氣體通過排放管線411後，到達排放槽413。

排放槽413之液體的水位d1位於比槽之流入口高度H低的位置。處理液未流入時或流入之流量少時的水位d1取決於槽排出管線418之最上部通路418a的高度。即，水位比d1高時貯存於排放槽413內之處理液藉由本身重量之壓力下壓槽排出管線418內之處理液，使處理液由最上部通路418a流出至外部排出管線419。另一方面，若排放槽413之水位為與最上部通路418a相同高度之水位d1，在與槽排出管線418內之處理液間壓力平衡，且處理液之前端亦在最上部通路418a之大略中間位置停止而不流動，在此以後，水位無變化。

如上所述地貯存於排放槽413之內部的處理液，由於具有比排放槽413之流入口高度H低的水位，排出之氣體容易通過排放管線411而到達排放槽413，並透過槽內之空間流向噴出管線414。通過噴出管線414之氣體到達噴出部415並與流過CDA分支管線416之氣體合流後，排氣至系統外部。

如上所述地，噴出部415以預定之吸氣壓抽吸噴出管線414之氣體，且由於該抽吸之作用透過排放槽413之空間或排放管線411影響到氣體吐出口31d，故氣體吐出口31d之氣體的引入壓力亦可比進行自然排氣之情形高。因此，在腔室20待機時，亦可使晶圓W之背面空間保持比進行通常排氣時高的清淨度。

圖6係顯示液體處理時流體供給系統之動作狀態的圖。液體處理時，控制部18進行控制，使開關閥403為開狀態、使開關閥412為關狀態、使開關閥409為開狀態、並使開關閥406為關狀態。

藉由進行以上之控制，在液體處理狀態下由液體吐出口43a吐出處理液，實行在第1實施形態說明之使用處理液(DIW)的背面洗淨處理。此外，藉由從氣體吐出口31d亦吐出乾燥用氣體，亦實行沖洗動作。

液體處理時，由於開關閥412為關狀態，所供給之處理液及乾燥用氣體不流入排放管線411。然而，由於排放管線411亦連接其他腔室20，在其他腔室20在待機狀態的情形中，與上述待機時之動作同樣地，可將來自其他腔室20之氣體透過排放槽413、噴出管線414、噴出部415、及CDA分支管線416排出至外部。

圖7係顯示乾燥處理時流體供給系統之動作狀態的圖。在乾燥處理狀態下，控制部18進行控制，使開關閥403為關狀態、使開關閥412為開狀態、使開關閥409為開狀態、並使開關閥406為關狀態。

藉由進行以上之控制，在乾燥處理時由氣體吐出口31d吐出乾燥用氣體，實行在第1實施形態說明之使用乾燥用氣體(N2)的背面乾燥處理。

在乾燥處理狀態下，藉由使開關閥412為開狀態，可使所供給之處理液中未到達腔室20而殘存於處理液供給管線402之處理液流入排放管線411。

流入排放槽413之處理液暫時地貯存於排放槽413中後，流入槽排出管線418，並通過最上部通路418a流出至外部排出管線419。在此，由排放管線411流入排放槽413之流量比由槽排出管線418排出至外部排出管線419之流量大時，排放槽413之水位增加，最後到達槽之供給口的高度H。

若排放槽413之水位比供給口之高度H高，恐有排放槽413之處理液朝排放管線411之上游側逆流，或即使不逆流亦使處理液停止由排放管線411流入之虞。然而，在本實施形態中，噴出部415透過噴出管線414以預定之吸氣壓抽吸排放槽413內部的氣體。因此，可使排放槽413之水位上升到比供給口之高度H高，可防止產生對排放管線411之逆流等。

另一方面，雖然流入槽排出管線418之處理液由外部排出管線419排出，但由槽排出管線418流入之處理液的流量超過外部排出管線419之可排出流量時，恐有在槽排出管線418中產生朝向上游側之逆流之虞。在本實施形態中，在外部排出管線419設置緩衝部422而可暫時地貯存預定量之處理液(圖7之f1的部分)。因此，即使處理液以大流量流入外部排出管線419，亦可藉緩衝部422緩衝流量之差而防止逆流，且可平順地排出處理液。

圖8係顯示處理液之排出動作結束時流體供給系統的動作狀態的圖。除了未進行虛擬排放動作以外，顯示與在圖5所示之待機時同樣的狀態。此外，亦可在排出動作後，藉由流量調整器410使乾燥用氣體之流量增加以促進乾燥。

如以上說明地，依據本實施形態，在腔室20之乾燥處理中，由排放管線411排出殘存於處理液供給管線402之處理液時，藉由從噴出管線414抽吸排放槽413之氣體，可使排放槽413之水位上升。藉此，可在排放槽413中貯存更多處理液，因此可防止對排放管線411之逆流，且可安定排出處理液。此外，在外部排出管線419設置緩衝部422，可暫時地貯存來自槽排出管線418之排液。藉此，可緩衝槽排出管線418與外部排出管線419之流量的差，且可防止對排放槽413之逆流。

以上，雖然說明本實施形態之流體供給系統的動作，但本發明不限於上述結構。例如，在本實施形態中，雖然噴出部415組配成藉由從CDA分支管線416供給氣體來動作，但不限於CDA，亦可利用來自N2供給管線等其他氣體供給管線的分支管線來動作。此外，乾燥處理時，雖然可進行殘存之處理液的排出動作，但不限於此，亦可在待機時等其他時間進行排出動作。

1‧‧‧基板處理系統 2‧‧‧搬入搬出站 3‧‧‧處理站 4‧‧‧控制裝置 11‧‧‧載具載置部 12‧‧‧搬送部 13‧‧‧基板搬送裝置 14‧‧‧傳送部 15‧‧‧搬送部 16‧‧‧處理單元 17‧‧‧基板搬送裝置 18‧‧‧控制部 19‧‧‧記憶部 20‧‧‧腔室 21‧‧‧FFU(風扇過濾單元) 30‧‧‧基板保持旋轉機構 31‧‧‧基板保持部 31a‧‧‧底板 31b‧‧‧保持構件 31c‧‧‧基板保持部之表面 31d‧‧‧氣體吐出口 32‧‧‧旋轉軸 32a‧‧‧旋轉軸之空洞 33‧‧‧旋轉馬達(旋轉驅動部) 40‧‧‧液體吐出部 41‧‧‧軸部 42‧‧‧頭部 42a‧‧‧頭頂部 42b‧‧‧外周端緣 42c‧‧‧蓋部 42d‧‧‧彎曲部 43‧‧‧處理液供給管 43a‧‧‧液體吐出口 50‧‧‧回收杯 51‧‧‧下杯體 52‧‧‧上杯體 53‧‧‧升降機構 54‧‧‧排出口 55‧‧‧排出管 61‧‧‧處理液供給噴嘴 62‧‧‧刷子 72‧‧‧處理液供給機構 74‧‧‧乾燥用氣體供給機構 80‧‧‧氣體通路 81‧‧‧氣體吐出路徑 82‧‧‧上端部 83‧‧‧下方空間 401‧‧‧處理液供給源 402‧‧‧處理液供給管線 403‧‧‧開關閥 404‧‧‧流量調整器 405‧‧‧虛擬排放管線 406‧‧‧開關閥 407‧‧‧乾燥用氣體供給源 408‧‧‧乾燥用氣體供給管線 409‧‧‧開關閥 410‧‧‧流量調整器 411‧‧‧排放管線 412‧‧‧開關閥 413‧‧‧排放槽 414‧‧‧噴出管線 415‧‧‧噴出部 416‧‧‧CDA分支管線 417‧‧‧CDA供給管線 418‧‧‧槽排出管線 418a‧‧‧最上部通路 419‧‧‧外部排出管線 421‧‧‧排出口 422‧‧‧緩衝部 C‧‧‧載具 d1‧‧‧水位 F‧‧‧箭號(氣流) H‧‧‧高度 W‧‧‧晶圓

[圖1]係顯示本發明一實施形態之基板液體處理裝置之整體結構的概略平面圖。 [圖2]係圖1之基板液體處理裝置包含之處理單元的概略縱剖面圖。 [圖3]係放大顯示圖2之處理單元之處理液的吐出口及乾燥用氣體之吐出口附近的剖面圖。 [圖4]係顯示第2實施形態之流體供給系統的構造的圖。 [圖5]係顯示液體處理開始前之待機時流體供給系統的動作狀態的圖。 [圖6]係顯示液體處理時流體供給系統之動作狀態的圖。 [圖7]係顯示乾燥處理時流體供給系統之動作狀態的圖。 [圖8]係顯示處理液之排出動作結束時流體供給系統的動作狀態的圖。 [圖9](a)~(j)係顯示第1實施形態之變形例的圖。

31‧‧‧基板保持部

31a‧‧‧底板

31c‧‧‧基板保持部之表面

31d‧‧‧氣體吐出口

32‧‧‧旋轉軸

32a‧‧‧旋轉軸之空洞

41‧‧‧軸部

42‧‧‧頭部

42a‧‧‧頭頂部

42b‧‧‧外周端緣

42c‧‧‧蓋部

42d‧‧‧彎曲部

43‧‧‧處理液供給管

43a‧‧‧液體吐出口

80‧‧‧氣體通路

81‧‧‧氣體吐出路徑

82‧‧‧上端部

83‧‧‧下方空間

W‧‧‧晶圓

Claims (11)

1. 一種基板液體處理裝置，其特徵為具有： 基板保持部，其將基板保持在水平姿勢並使之環繞鉛直軸線旋轉； 液體吐出部，其配置在由該基板保持部所保持之基板底面的中央部下方，且朝向該基板之底面吐出處理液；及 氣體吐出路徑，其形成於該液體吐出部之周圍，且使朝向該基板吐出之乾燥用氣體通過， 該液體吐出部包含頭部，而該頭部具有： 蓋部，其伸出至該氣體吐出路徑之上端部的外側並由上方覆蓋該氣體吐出路徑； 液體吐出口，其相對該蓋部朝上方突出；及 彎曲部，其形成於該液體吐出口與該蓋部之間且表面朝下方凹陷。
2. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置，其中，對該蓋部實施親水化處理。
3. 如申請專利範圍第1或2項之基板液體處理裝置，其中，對該彎曲部實施親水化處理。
4. 如申請專利範圍第1項之基板液體處理裝置，其中對該蓋部實施親水化處理，且對該彎曲部實施疏水化處理。
5. 如申請專利範圍第2或4項之基板液體處理裝置，其中，該頭部具有連接該液體吐出口與該彎曲部之頭頂部。
6. 如申請專利範圍第2或4項之基板液體處理裝置，其中，於該頭部中，將該液體吐出口形成於該彎曲部之上端的上方。
7. 如申請專利範圍第6項之基板液體處理裝置，其中，該液體吐出口之外側側面實施疏水化處理。
8. 如申請專利範圍第2或4項之基板液體處理裝置，其中，該氣體吐出路徑係藉由該液體吐出部與包圍該液體吐出部的周圍之包圍構件的間隙形成。
9. 如申請專利範圍第2或4項之基板液體處理裝置，其中，藉由該頭部之外周端緣與該基板保持部之表面，界定用以吐出該乾燥用氣體之氣體吐出口。
10. 如申請專利範圍第2或4項之基板液體處理裝置，其中，更具有： 處理液供給管線，其供給由該液體吐出部吐出之處理液； 排放管線，其連接該處理液供給管線，且排出供給至基板之乾燥用氣體及殘存於該處理液供給管線中之處理液； 槽，其暫時地貯存由該排放管線排出之處理液及氣體；及 噴出管線，其連接該槽且使該槽之氣體排出， 排出殘存於該處理液供給管線中之處理液時，藉由從該噴出管線抽吸該槽之氣體，使該槽之水位上升。
11. 如申請專利範圍第10項之基板液體處理裝置，其中，更具有： 槽排出管線，其連接該槽，且排出貯存於該槽中之處理液；及 外部排出管線，其連接該槽排出管線，且使來自該槽排出管線之排液排出至外部， 該外部排出管線包含緩衝部，而該緩衝藉由暫時地貯存來自槽排出管線之排液，來緩衝該槽排出管線與該外部排出管線之流量的差。