TWI529008B - 液體處理裝置 - Google Patents

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TWI529008B
TWI529008B TW102112347A TW102112347A TWI529008B TW I529008 B TWI529008 B TW I529008B TW 102112347 A TW102112347 A TW 102112347A TW 102112347 A TW102112347 A TW 102112347A TW I529008 B TWI529008 B TW I529008B
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東京威力科創股份有限公司
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Description

液體處理裝置
本發明，係關於一種將供給到旋轉的基板之處理液從基板排出之技術。
在基板即例如半導體晶圓(以下稱為晶圓)的表面形成積體電路的疊層構造之半導體裝置的製程中，對旋轉的晶圓的表面或背面，供給鹼性或酸性的化學藥液來將雜質或自然氧化物等除去，這種單片式的液體處理裝置已為人所知。
這種的液體處理裝置，係以與晶圓的表面背面的高度位置並列之方式，在該晶圓的周圍設有圓環形狀的導引件(以下稱為導引環)(專利文獻1)。讓該導引環與晶圓一起旋轉，藉以將從晶圓的表面(頂面)甩出之處理液通過導引環的頂面導向外方，或將從晶圓的背面(底面)甩出之處理液通過導引環的底面導向外方。如此將處理液通過導引件導向晶圓的外方，藉以抑制處理液被捲入旋轉的晶圓的周圍所形成之亂流中而霧化之情形，來減低霧氣對於液體處理後的晶圓之附著。
然而，在晶圓的周緣部形成有稱作斜面之斜向倒角的區域，沿著該斜面排出之處理液有時不會沿著導引環流動。又，隨著晶圓的大型化，有時在晶圓發生翹曲之際，處理液甩出的方向大幅變化，而不會沿著導引環流動。若處理液不沿著導引環流動，則會碰撞到導引環的外方所設之液體阻 擋用的杯體等而產生霧氣，無法將所產生的霧氣導向晶圓外方，成為晶圓的污染原因，有這種可能性。
【先行技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2011-108732號公報：段落0031~0032，圖4
本發明係鑑於此種緣由所製出，其目的在於提供一種可防止處理液再次附著於已進行液體處理的基板之液體處理裝置、液體處理方法及記憶有該方法之記憶媒體。
本發明中的液體處理裝置，其特徵在於，包含：基板保持部，用以將基板保持於水平；旋轉驅動部，用以使該基板保持部繞著鉛直軸旋轉；處理液供給部，對旋轉的基板供給處理液；上側導引環及下側導引環，包圍與該基板保持部一起旋轉並由該基板保持部所保持之基板，而且互相隔著間隙上下重疊，來引導從基板甩出之處理液；及旋轉杯體，與該基板保持部一起旋轉，並將由該上側導引環及下側導引環所引導之處理液擋住，導向下方側。
上述的液體處理裝置亦可具備以下特徴。
(a)該上側導引環的底面，配置於比該基板保持部所保持之基板的底面更高之位置；而且該下側導引環的頂面，配置於比該基板的頂面更低之位置。
(b)該上側導引環及下側導引環的外周端部，朝斜下方傾斜。
(c)該旋轉杯體收容於圓環狀的外杯體的內側；該外杯體具備將該旋轉杯體從上方覆蓋之上壁部；該上壁部的頂面中央部形成有直徑小於基板直徑之開口部。又，該上壁部為圓錐形狀。又，該旋轉杯體的上方側設有與該基板保持部一起旋轉之錐形的蓋構件，於其頂面中央部形成有直徑小於基板直徑之開口部。
(d)該上側導引環及下側導引環，與基板的側周面對向之內周面的端部形狀為銳角形。
(e)該上側導引環與下側導引環之間的間隙，越往外周側越狹窄。
(f)該上側導引環的底面或該下側導引環的頂面的至少一方，形成有將進入了該等上側導引環與下側導引環的間隙之處理液導向外方之線條突起部。
本發明，係將上側導引環及下側導引環上下配置在旋轉的基板的周圍，使氣流及處理液從旋轉的基板導向側方，故可讓處理液排出至遠離基板之位置，而抑制該處理液變成霧氣再次附著於基板之情形。
7‧‧‧控制部
11‧‧‧框體
12‧‧‧頂板構件
13‧‧‧擴散空間
14、14a‧‧‧外杯體
15‧‧‧分隔壁部
18‧‧‧升降棒
21‧‧‧支持板
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧支持構件
24‧‧‧液體供給部
25‧‧‧升降軸
26‧‧‧支持銷
27‧‧‧液體流路
30‧‧‧旋轉驅動部
31‧‧‧旋轉馬達
32‧‧‧驅動皮帶
33‧‧‧帶輪
34‧‧‧軸承
35‧‧‧升降機構
42‧‧‧噴嘴區塊
43‧‧‧噴嘴臂
44‧‧‧旋轉驅動部
45‧‧‧升降機構
51、51a‧‧‧旋轉杯體
52‧‧‧上側導引環
53、53a‧‧‧下側導引環
54‧‧‧支持銷
55‧‧‧支持管
61‧‧‧IPA供給部
62‧‧‧DIW供給部
63‧‧‧化學藥液供給部
110‧‧‧地板
121‧‧‧供給孔
140、140a‧‧‧開口部
141‧‧‧上壁部
142‧‧‧周圍壁
143‧‧‧升降機構
144‧‧‧圓錐蓋
151‧‧‧凸部
161‧‧‧內壁部
162‧‧‧底板部
171‧‧‧排液管
172‧‧‧排液管
173‧‧‧排氣管
210‧‧‧排液溝
231‧‧‧旋轉軸
232‧‧‧支持部
411‧‧‧液體噴嘴
412‧‧‧IPA噴嘴
510‧‧‧開口部
511‧‧‧上壁部
512‧‧‧側壁部
521‧‧‧缺口部
522‧‧‧線條突起部
541‧‧‧凹部
561‧‧‧第1導引環
562‧‧‧第2導引環
563‧‧‧第3導引環
V1、V2、V3‧‧‧開閉閥
W‧‧‧晶圓
圖1係實施形態中的液體處理裝置之縱剖面側視圖。
圖2係上述液體處理裝置之俯視圖。
圖3係晶圓及將其包圍的導引環之俯視圖。
圖4係顯示上述旋轉杯體、上側導引環及下側導引環的配置位置之縱剖面側視圖。
圖5係顯示上述上側導引環及下側導引環的作用之縱剖面側視圖。
圖6係另一實施形態中的導引環之縱剖面側視圖。
圖7係再另一實施形態中的導引環之縱剖面側視圖。
圖8係第2液體處理裝置之縱剖面側視圖。
圖9係上述第2液體處理裝置之俯視圖。
圖10係顯示上述第2液體處理裝置中所設之旋轉杯體的升降機構之第1說明圖。
圖11係顯示上述旋轉杯體的升降機構之第2說明圖。
圖12係第3液體處理裝置之縱剖面側視圖。
圖13係顯示上述第3液體處理裝置中所設之圓錐蓋的升降機構之第1說明圖。
圖14係上述圓錐蓋之第2說明圖。
針對本發明實施形態中的液體處理裝置的構成，則邊參照圖1、2邊說明之。如圖1所示，液體處理裝置包含：圓板狀的支持板21，設有水平支持晶圓W之複數個的支持構件23；及旋轉軸22，與支持板21的底面連結，往上下方向延伸。
旋轉軸22的下端側設有帶輪33，該帶輪33的側方配置有旋轉馬達31。將驅動皮帶32捲繞在該等帶輪33與旋轉馬達31的旋轉軸，而構成了讓支持板21繞著鉛直軸旋轉之旋轉驅動部30。旋轉軸22，係隔著軸承34固定在該液處置裝置所配置之地板110。
支持板21，其中央部有圓形缺口，其缺口內配置有將旋轉軸22內上下方向貫穿之升降軸25。升降軸25內，形成有用以對晶圓W的背面(底面)供給處理液的液體流路27。又升降軸25的上端部設有液體供給部24，其備有讓流經液體流路27的處理液流出之開口部，並成研缽狀展開。液體供給部24，相當於對晶圓W的背面供給處理液之處理液供給部。
成研缽狀展開之液體供給部24的傾斜面，設有在從支持板21的頂面突出之狀態下從背面側支持晶圓W之例如3根支持銷26。另一方面，升降軸25的下端部與升降機構35相連接，可使升降軸25從支持板21的頂面上升，在外部的晶圓搬運機構與支持銷26之間進行晶圓W的傳遞。
於支持板21的周緣部，在支持板21的周向隔著間隔設有例如3個支持構件23。支持構件23，係成L字狀折曲之作動片，並將構成L字的短邊來支持晶圓W之支持部232，朝向上方安裝於支持板21。支持構件23，可繞著旋轉軸231任意轉動，並以倒向支持板21的徑向外側之方式推壓。而若使升降軸25所支持之晶圓W下降，則晶圓W的周緣部與支持部232接觸，並使支持構件23繞著旋轉軸231旋轉，藉以將晶圓W支持在支持部232的前端部。在支持構件23所支持之晶圓W與支持板21之間，形成處理液流動的間隙。
更在支持板21的周緣部，設有與支持板21一起旋轉的圓環形狀的旋轉杯體51。如圖1的剖面圖所示，旋轉杯體51具備：上壁部511，將支持板21所保持之晶圓W的周緣部的外方區域從上方側覆蓋；及側壁部512，以包圍支持板21及晶圓W的側周面之方式朝下方側延伸。如圖1、2所示，旋轉杯體51的上壁部511，形成為朝斜上方、內側延伸之圓錐形狀，其頂面中央部形成有直徑大於晶圓W之圓形的開口部510。
上述的支持板21或旋轉軸22、旋轉杯體51等，收容於圓環形狀的外杯體14的內側。外杯體14具備：上壁部141，將旋轉杯體51從上方側覆蓋；及圓筒狀的周圍壁142，將旋轉杯體51或支持板21從側方包圍。周圍壁142設於該液處置裝置所配置之框體的地板110上。如圖1、2所示，外杯體14的上壁部141，形成為朝斜上方、內側延伸之圓錐形狀，其頂面中央部形成有直徑大於晶圓W之圓形的開口部140。而旋轉杯體51側的開口部510與外杯體14側的開口部140係以上下重疊方式形成，成為後述潔淨空氣的降流流通的流路。
周圍壁142的內壁面，設有朝支持板21的周緣部的下方側延伸出之圓環形狀的分隔壁部15。如圖1所示，分隔壁部15配置成：頂面形成有山型的凸部151，該凸部151的上端位於支持板21的周緣部的底面側附近。凸部151所達成的功用是：防止從晶圓W甩出之處理液進入支持板21的下 方側的排氣區域。又，分隔壁部15，設有用以將周圍壁142與凸部151之間所積蓄的處理液排出之排液管171。
分隔壁部15的內側，有以包圍前述旋轉軸22或軸承34的周圍方式配置之圓筒狀的內壁部161，從地板110朝支持板21的底面附近往上方側延伸。內壁部161所達成的功用是：抑制含有處理液的霧氣之氣體進入旋轉軸22或軸承34的配置區域。
如此，形成雙重圓筒狀之周圍壁142與內壁部161之間的地板110的頂面，為底板部162所覆蓋；該底板部162設有：排液管172，將底板部162上所積蓄之處理液排出；及排氣管173，用以將流入由支持板21、分隔壁部15、底板部162及內壁部161所包圍空間中之氣流排出。排氣管173與不圖示的排氣部相連接，以進行液體處理裝置內(後述的框體11內的空間)的排氣。
本實施形態的液體處理裝置，係切換各種的處理液並供給至晶圓W的表面，來進行該面的液體處理。作為用於處理液之化學藥液，雖可例示出用以將附著於晶圓W的表面之有機性的污垢或微粒除去之SC-1(氨與過氧化氫之混合水溶液)，或進行晶圓W的表面所形成之自然氧化膜的除去之DHF(Diluted HydroFluoric acid)等，但並不限定於特定種類的化學藥液。
液體處理裝置具備：液體噴嘴411，對旋轉的晶圓W的表面(頂面)的中央部，供給化學藥液或清洗液即DIW(DeIonized Water)；及IPA噴嘴412，供給在進行晶圓W的甩出乾燥時所供給之處理液即IPA。液噴嘴411、IPA噴嘴412，相當於本液體處理裝置的處理液供給部。
液體噴嘴411及IPA噴嘴412設於噴嘴區塊42的底面側，該噴嘴區塊42安裝於噴嘴臂43的前端部。噴嘴臂43的基端部由旋轉驅動部44所支持，可使噴嘴區塊42在晶圓W的中央部的上方之位置(圖2中以實線顯示)與從晶圓W的上方退避至側方之位置(同圖中以虛線顯示)之間移動。
又，旋轉驅動部44由升降機構45所支持，在處理液的供給時使噴嘴臂43下降，讓液體噴嘴411或IPA噴嘴412位於晶圓W的附近，藉以避免上壁部141或旋轉杯體51的干擾。
另，液體噴嘴411、IPA噴嘴412，並不限於設置在共通的噴嘴區塊42之情形，亦可設置各個噴嘴411、412專用的噴嘴區塊或移動機構等。
噴嘴臂43或噴嘴區塊42，設有分別與液體噴嘴411及IPA噴嘴412連接之不圖示的液體流路。
與液體噴嘴411連接之流路，係與具備各處理液(化學藥液及DIW)的槽體及流量調節機構之DIW供給部62、化學藥液供給部63相連接。而讓聯繫上述液體流路與各處理液的供給部62、63之連接管路上所設之開閉閥V2、V3進行開閉，藉此可切換各處理液而從液體噴嘴411往晶圓W供給。
與IPA噴嘴412連接之液體流路，係與具備溶劑即IPA的槽體及流量調節機構之IPA供給部61相連接。讓聯繫上述液體流路與IPA供給部61之連接管路上所設之開閉閥V1進行開閉，藉此可將IPA從IPA噴嘴412往晶圓W供給。
如圖1所示，上述的支持板21、旋轉軸22、支持構件23、旋轉杯體51、外杯體14、噴嘴區塊42、噴嘴臂43、旋轉驅動部44等，收容於共通的框體11內。框體11的上部設有擴散空間13，用以將從外部供給之潔淨空氣往框體11的頂板構件12的整面擴散。在該擴散空間13內擴散的潔淨空氣，通過頂板構件12中多數設置的供給孔121往框體11內供給，可在該框體11內形成潔淨空氣的降流。
又，框體11的側壁設有不圖示的開閉門，可開啟該開閉門讓外部的晶圓搬運機構進入框體11內。
以上所說明之液體處理裝置具備用以將從晶圓W甩出的處理液導向晶圓W的側方之上側導引環52及下側導引環53。如圖3、4所示，上側導引環52、下側導引環53，係以將支持板21所保持的晶圓W從側周部側包圍方式設置之圓環形狀的構件。下側導引環53、上側導引環52、及旋轉杯體51，藉由在支持板21的周向隔著間隔設置之不圖示的支持構件，從下方側依此順序互相隔著間隙而受支持。
如圖4所示，上側導引環52及下側導引環53，讓與晶圓W的側周面對向之內周側的端部加工成銳角形，使得從晶圓W甩出之處理液即使碰到該端部也不易飛濺或產生霧氣。另一方面，外周側的端部，為了將通過上側導引環52與下側導引環53之間的間隙之處理液導向下方側，而以上側導引環52的底面及下側導引環53的頂面朝斜下方側傾斜之方式彎曲成型。
將支持板21所保持之晶圓W的外周面，與上側導引環52、下側導引環53的內周側的端部之距離D設定成0.5~3.0mm左右，並配置於可將流經過晶圓W的表面或背面之處理液流入上側導引環52與下側導引環53之間隙的程度的附近位置。又，將上側導引環52與下側導引環53之間隙的高度h設定成1.5~5.0mm左右，並讓處理液或潔淨空氣的氣流在該間隙流動藉以發揮白努利效應，可有效地導入處理液。又，上側導引環52與下側導引環53之間隙的高度，越往導引環52、53的外周側越狹窄，可將流入間隙內之處理液或氣流以比流入時更快之流速排出。
又為了使從晶圓W往周圍甩出之處理液易於引導至上述間隙，宜將上側導引環52的底面配置於比晶圓W的底面的高度位置更高之位置，且將下側導引環53的頂面配置於比晶圓W的頂面的高度位置更低之位置。
如圖4所示，在上側導引環52、下側導引環53的縱剖面形狀彎曲之情形，上側導引環52的底面的高度位置，及下側導引環53的頂面的高度位置，係指與晶圓W對向之內周側的端部中各面的高度位置。
在本例中，將上側導引環52及下側導引環53配置成：將未發生翹曲的晶圓W保持在支持板21上時，晶圓W的厚度方向的中心的高度位置，會和上側導引環52與下側導引環53之間隙的中心的高度位置一致(參照圖5)。
如圖3的俯視圖所示，上側導引環52及下側導引環53的內周部設有缺口部521，用以避免支持板21所設之支持構件23的干擾。又，如圖3中以短劃虛線所示，上側導引環52的下面或下側導引環53的頂面的至少一方形成有線條突起部522，用以在旋轉的晶圓W的表面所形成之氣體的旋轉流或處理液進入上述間隙之後，將該等氣體或處理液導向外方。本例的線條突起部522，係沿著旋轉流的旋轉方向延伸。
上述的液體處理裝置，如圖1、2所示，與控制部7相連接。控制部7由例如未圖示的具備CPU與記憶部之電腦所構成，記憶部中所記錄之程式編有步驟(指令)群，其有關於液體處理裝置的作用，亦即將所送入的晶圓W支持在支持板21上，依據予先設定之排程來切換處理液而供給至旋轉的晶圓W的表面，進行液體處理、乾燥處理之後，將該晶圓W送出之前的控制。該程式，儲存於例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等的記憶媒體，從中安裝於電腦。
針對本液體處理裝置的作用進行說明。液體處理裝置，在噴嘴區塊42往外杯體14的外側退避、支持板21停止之狀態下待機。而當外部的晶圓搬運機構使保持晶圓W之叉部進入支持板21的上方側時，則使升降軸25上升至外杯體14的開口部的上方側，而與叉部交叉，來將晶圓W傳遞至升降軸25的支持銷26上。
當叉部從支持板21的上方退避之後，使升降軸25下降，來將晶圓W載置於支持板21的支持構件23上。其次使旋轉馬達31作動，來讓支持板21上的晶圓W旋轉之後，當晶圓W達到既定的旋轉速度時，使噴嘴區塊42移動至晶圓W的中央部的上方位置。
然後，從液體噴嘴411以予先設定之時間供給化學藥液，來進行晶圓W的表面(頂面)的液體處理。所供給之化學藥液因離心力的作用從晶圓W的中央部朝周緣部擴散，而在與化學藥液接觸之區域進行晶圓W的處理。當化學藥液的處理結束時，將從液體噴嘴411供給之處理液變更為DIW，來進行沖洗晶圓W表面的化學藥液之清洗處理。又在此期間，亦因應需要來對晶圓W的背面(底面)供給各種處理液。
如此，當交互地供應化學藥液處理與清洗處理，並且切換化學藥液的種類來進行了既定的化學藥液處理時，在最後的清洗處理之後，從IPA噴嘴412對晶圓W供給IPA。其後，停止IPA的供給而繼續進行晶圓W的旋轉，藉以得到IPA甩出而乾燥之晶圓W。
當IPA的甩出乾燥完畢，則使噴嘴區塊42從晶圓W的上方退避，並且停止晶圓W的旋轉。然後，使升降軸25上升來將晶圓W往上推，將處理過的晶圓W傳遞至外部的晶圓搬運機構之後，使升降軸25下降，等待下個晶圓W的送入。
以下，說明將處理液(化學藥液、DIW、IPA)供給至晶圓W時的處理液的舉動及上側導引環52、下側導引環53的作用。
在晶圓W的表面擴散而到達周緣部之處理液，如圖5所示，沿著斜面的傾斜面流動，朝斜下方側甩出。
上側導引環52與下側導引環53的間隙，在從晶圓W甩出之處理液到達之位置形成開口，當從晶圓W的表面甩出之處理液到達例如下側導引環53的頂面之後，導向該下側導引環53，在上述間隙內流動。其後，從該間隙流出之處理液，導向側壁部512往下方側流下，積蓄於圖1所示之周圍壁142與凸部151所包夾的空間之後，從排液管171排出。
又，旋轉的晶圓W的表面，如圖3、5中虛線的箭頭所示，有供給至框體11之潔淨空氣成為旋轉流，從晶圓W的中央部側朝周緣部側流動。該氣流的一部分流入上述間隙內，故藉由氣流的白努利效應，易於將從晶圓W甩出之處理液導入該間隙內。
又，在上側導引環52或下側導引環53設置線條突起部522，藉此亦可使氣體或處理液從上述間隙往側壁部512流出時的勢力增大。
如此，將從晶圓W的表面甩出之處理液通過上側導引環52與下側導引環53的間隙導向外方。因此，可抑制沿著斜面朝斜下方側甩出之處理液與支持板21或在其頂面流動之處理液衝突而產生霧氣之情形。
而所甩出之處理液，在上述間隙內流通，往遠離晶圓W並朝向下方側進行著排氣之區域排出，藉此可抑制與側壁部512衝突所產生的霧氣回到載置晶圓W的內側的區域之情形。
再者，先使晶圓W的厚度方向的中心的高度位置，對齊上側導引環52與下側導引環53之間隙的中心的高度位置，因此即使晶圓W的周緣部發生向上的翹曲(圖4中以實線顯示)或向下的翹曲(同圖中以虛線顯示)，也易於讓處理液流入該間隙內。
除此之外，令旋轉杯體51或外杯體14的上壁部511、141為圓錐形狀，藉以抑制沿著該等上壁部511、141流動之氣流的流動方向的急速變化，故可抑制逆流來防止霧氣對於晶圓W的再次附著。
另一方面，從設於升降軸25之液體供給部24對晶圓W的背面(底面)供給處理液時，處理液因離心力的作用在晶圓W與支持板21的間隙內擴散。到達晶圓W的周緣部之處理液的一部分，如圖5所示，沿著斜面的傾斜面流動，朝斜上方側甩出。又，其餘的處理液導向支持板21的頂面，從支持板21的周緣部朝側壁部512甩出。
上側導引環52與下側導引環53的間隙，在從晶圓W甩出之處理液到達之位置形成開口，當從晶圓W的表面甩出之處理液到達例如上側導引環52的底面之後，導向該上側導引環52，在上述間隙內流動。其後，從該間隙流出之處理液，導向側壁部512往下方側流下，從排液管171排出，有關這點係與從表面甩出之處理液相同。
此外，使氣流流入上側導引環52與下側導引環53的間隙內，藉以導入處理液之作用；先使上壁部141或旋轉杯體51的開口部140、晶圓W的厚度方向的中心的高度位置，對齊上側導引環52與下側導引環53之間隙的中心的高度位置，因此即使晶圓W發生翹曲，也易於讓處理液流入間隙內之作用；令旋轉杯體51或外杯體14的上壁部511、141為圓錐形狀，藉以抑制氣流的逆流，來防止霧氣對於晶圓W的再次附著之作用；設置線條突起部522，藉此使氣體或處理液從上述間隙往側壁部512流出時的勢力增大之作用；至於這些作用，同樣作用於對晶圓W的表面供給之處理液。
如此，將從晶圓W的背面甩出之處理液通過上側導引環52與下側導引環53的間隙導向外方，因此，可抑制沿著斜面朝斜上方側甩出之處理液與旋轉杯體51衝突而產生霧氣之情形，或霧氣再次附著於晶圓W之情形。又，所甩出之處理液，往遠離晶圓W並朝向下方側進行著排氣之區域排出，藉此可抑制與側壁部512衝突所產生的霧氣回到載置晶圓W的內側的區域之情形。有關這點係與對表面供給之處理液相同。
又，從晶圓W的表面或背面甩出之所有處理液亦可不流入上述間隙內。即使處理液的一部分沿著上側導引環52的頂面，或下側導引環53的底面流向旋轉杯體51的側壁部512，亦可與習知的導引環同樣地，發揮以下作用：抑制處理液捲入晶圓的周圍所形成之亂流而霧化之情形。
根據本實施形態中的液體處理裝置，則有以下的效果。將上側導引環52及下側導引環53上下配置在旋轉的晶圓W的周圍，使氣流及處理液從 旋轉的晶圓W導向側方，故可讓處理液排出至遠離晶圓W之位置，進而抑制沿著上側導引環52及下側導引環53流動的處理液變成霧氣再次附著於晶圓W之情形。
上述的例中，雖說明了設置2片導引環52、53之例，但導引環的片數亦可為3片以上。圖6顯示了將3片導引環(第1導引環561、第2導引環562、第3導引環563)從下方側依序隔著間隙設於上下方向之例。
在此情形，在上下方向相鄰之第1導引環561與第2導引環562之間，第1導引環561相當於下側導引環，第2導引環562相當於上側導引環。又，在第2導引環562與第3導引環563之間，第2導引環562相當於下側導引環，第3導引環563相當於上側導引環。
如此在上下方向配置3片以上的導引環561~563，所以即使因晶圓W的更加大型化等而讓晶圓W的翹曲幅度變大，也易於將從晶圓W甩出之處理液導向導引環561~563的間隙。
另一方面，即使對應到晶圓W的翹曲幅度的增大，而在上段側的第3導引環563與下段側的第1導引環561之間使距離加大，亦在其中間配置第2導引環562來將各間隙的高度h維持在1.0~5.0mm左右，因此可抑制氣體流入該等間隙時流速的降低，來維持導入處理液之作用。
但是，上側導引環與下側導引環的間隙，在自支持板21所保持之晶圓W的側方偏移之位置形成開口亦可。這是因為：即使將上側導引環的底面配置於比晶圓W的底面更低之位置，或將下側導引環的頂面配置於比晶圓W的頂面更高之位置時，亦讓氣流流入上述間隙，藉此可將從晶圓W甩出之處理液導入，有這種開口位置的範圍存在。
又，將支持板21與下側導引環53一體構成亦可。圖7顯示了將支持板21的周緣區域呈階梯狀往上方側彎曲，來構成了下側導引環53a之例。 在該例中，在支持板21周緣的上升處，設有用以將在晶圓W的背面擴散的處理液排出之排液溝210。
其次，針對以旋轉杯體51的上壁部511及外杯體14的上壁部141朝內側延伸方式所構成之液體處理裝置的例進行說明。如圖8、9所示，本例的旋轉杯體51a的上壁部511，以將支持板21上所保持之晶圓W的周緣部的上方側覆蓋之方式，朝內側延伸，而開口部510的直徑小於晶圓W的直徑。又，同樣地，外杯體14a的上壁部141，亦以將旋轉杯體51a的上壁部511從上方側覆蓋之方式，朝內側延伸，而開口部140的直徑小於晶圓W的直徑。
在此，若旋轉杯體51a或外杯體14a所形成之開口部510、140的直徑，小於晶圓W的直徑，則在外部的晶圓搬運機構與升降軸25之間的晶圓W傳遞時，晶圓W無法在上下方向通過該等開口部510、140。因此，本例的旋轉杯體51a及外杯體14a，在晶圓搬運機構與升降軸25之間的晶圓W傳遞時，備有用以往支持板21的上方側退避的機構54、55、18、143。
如圖8、10、11所示，上壁部141設有升降機構143，可讓上壁部141，在將旋轉杯體51a從頂面側覆蓋之處理位置(圖10)，與其上方側的退避位置(圖11)之間移動。
另一方面，旋轉杯體51a由筒狀的支持管55與棒狀的支持銷54所支持；該支持管55，以從支持板21的頂面側的周緣部朝上方延伸出之方式設置；該支持銷54，設於旋轉杯體51a的底面側，從上方側插入上述支持管55內(圖10)。支持管55，係利用例如以互相隔著間隙上下重疊之方式來支持上側導引環52、下側導引環53之支持構件等，所設置。
支持板21及旋轉杯體51a，在周向隔著間隔設有複數組的該等支持管55及支持銷54，並將支持銷54插入各支持管55內來支持旋轉杯體51a。 因此，即使讓旋轉杯體51a與支持板21一起旋轉，旋轉杯體51a的位置亦不會偏移。
支持銷54的底面形成有凹部541，可供貫穿前述地板110或底板部162、分隔壁部15而升降之升降棒18插入。而如圖11所示，使升降棒18上升而插入凹部541內，來將旋轉杯體51a往上推，藉此可使旋轉杯體51a從覆蓋支持板21之位置退避。外部的晶圓搬運機構，進入旋轉杯體51a(側壁部512)的下端部與支持板21的頂面之間所形成之間隙，來進行與升降軸25之間的晶圓W傳遞。
如此，令外杯體14a、旋轉杯體51a的開口部140、510的直徑小於晶圓W的直徑，藉此可提升通過開口部140、510之氣流的流速，來抑制氣流往外杯體14a的外部逆流。再者，氣流流入上側導引環52與下側導引環53的間隙內時的流速亦變大，能更強力地導入處理液。又，開口部140、510小於晶圓，因此以相對較少的排氣量，來抑制氣流的逆流，亦可得到充分的流速。
又，讓通過比晶圓W的直徑更小之開口部140、510之氣流的速度上升之手法，並不限於以往內側延伸之方式設置外杯體14a或旋轉杯體51的上壁部141、511，來將支持板21上所保持之晶圓W的周緣部的上方側覆蓋之情形。例如圖12所示，在旋轉杯體51的上方側，配置與該旋轉杯體51一起旋轉之圓錐形狀的蓋構件即圓錐蓋144，於其頂面中央部設置比晶圓W的直徑更小之開口部140a亦可。
在此情形，例如圖13、圖14所示，旋轉杯體51、上側導引環52及下側導引環53，係以互相隔著間隙上下重疊之方式，由支持管55所支持。而與圖8~圖11所示之旋轉杯體51a的例相同，將圓錐蓋144的底面側所設之支持銷54插入支持管55內，藉此與支持板21一起自由旋轉地支持圓錐蓋144。又，晶圓W的傳遞時，藉由升降棒18將圓錐蓋144往上推，來進行圓錐蓋144的退避。另，在本例中，外杯體14不設置上壁部141亦可。
在設置圓錐蓋144之例中，亦藉由通過開口部140a之氣流的流速上升，來抑制氣流往圓錐蓋144或外杯體14的外部逆流，而且將處理液導入上側導引環52與下側導引環53的間隙內之力量亦變強。又，開口部140a較小，因此亦有助於排氣量的減低。另，旋轉杯體51上所設之蓋構件的形狀，並不限於圓錐形，例如在四角錐等多角錐的頂面中央部設置比晶圓W的直徑更小之開口部140a亦可。
在此，當上壁部141或旋轉杯體51、圓錐蓋144的開口部140、510、140a的開口直徑比晶圓W的直徑更小，而要進行晶圓W的送入送出時，使上壁部141或旋轉杯體51從支持板21的上方位置退避之手法，並不限定於已述之例。例如，藉由機械臂來把持上壁部141或旋轉杯體51、圓錐蓋144，而從支持板21的上方退避亦可。
再者，並非必定要設置2個旋轉杯體51、51a與外杯體14、14a，亦可因應需要，僅設置與晶圓W一起旋轉的旋轉杯體51、51a，或固定在地板110上之外杯體14、14a的任一者。不設置旋轉杯體51、51a時，外杯體14、14a發揮擋住處理液並導向下方側之杯體的功用。
7‧‧‧控制部
11‧‧‧框體
12‧‧‧頂板構件
13‧‧‧擴散空間
14‧‧‧外杯體
15‧‧‧分隔壁部
21‧‧‧支持板
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧支持構件
24‧‧‧液體供給部
25‧‧‧升降軸
26‧‧‧支持銷
27‧‧‧液體流路
30‧‧‧旋轉驅動部
31‧‧‧旋轉馬達
32‧‧‧驅動皮帶
33‧‧‧帶輪
34‧‧‧軸承
35‧‧‧升降機構
42‧‧‧噴嘴區塊
43‧‧‧噴嘴臂
44‧‧‧旋轉驅動部
45‧‧‧升降機構
51‧‧‧旋轉杯體
52‧‧‧上側導引環
53‧‧‧下側導引環
110‧‧‧地板
121‧‧‧供給孔
140‧‧‧開口部
141‧‧‧上壁部
142‧‧‧周圍壁
151‧‧‧凸部
161‧‧‧內壁部
162‧‧‧底板部
171‧‧‧排液管
172‧‧‧排液管
173‧‧‧排氣管
231‧‧‧旋轉軸
232‧‧‧支持部
411‧‧‧液體噴嘴
412‧‧‧IPA噴嘴
510‧‧‧開口部
511‧‧‧上壁部
512‧‧‧側壁部
W‧‧‧晶圓

Claims (9)

  1. 一種液體處理裝置，其特徵在於包含：基板保持部，用以將基板保持於水平；旋轉驅動部，用以使該基板保持部繞著鉛直軸旋轉；處理液供給部，用以對旋轉的基板供給處理液；上側導引環及下側導引環，包圍於和該基板保持部一起旋轉並由該基板保持部所保持之基板，而且互相隔著間隙上下重疊，來引導從基板甩出之處理液；及旋轉杯體，與該基板保持部一起旋轉，並將由該上側導引環及下側導引環所引導之處理液擋住，導向下方側；該旋轉杯體，包含：上壁部，從上方側覆蓋保持於該基板保持部之基板周緣部的外方區域；以及側壁部，向下方側延伸以包圍基板的側周面；該上側導引環及該下側導引環，係設置於該上壁部與該基板保持部之間；該旋轉杯體係收容於外杯體的內側；供給至基板的處理液，流經該上壁部與該上側導引環之間及該上側導引環與該下側導引環之間，而流向該外杯體。
  2. 如申請專利範圍第1項之液體處理裝置，其中，該上側導引環的底面，配置於比該基板保持部所保持之基板的底面更高之位置；而且該下側導引環的頂面，配置於比該基板的頂面更低之位置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該上側導引環及下側導引環的外周端部，朝斜下方傾斜。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該旋轉杯體收容於圓環狀的外杯體的內側；該外杯體具備將該旋轉杯體從上方覆蓋之上壁部；該上壁部的頂面中央部形成有直徑小於基板直徑之開口部。
  5. 如申請專利範圍第4項之液體處理裝置，其中，該上壁部為圓錐形狀。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該旋轉杯體的上方側設有與該基板保持部一起旋轉之錐形的蓋構件，於該蓋構件的頂面中央部形成有直徑小於基板直徑之開口部。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該上側導引環及下側導引環，其與基板的側周面對向之內周面的端部形狀為銳角形。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，該上側導引環與下側導引環之間的間隙，越往外周側越狹窄。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之液體處理裝置，其中，於該上側導引環的底面或該下側導引環的頂面中的至少一方，形成有將進入到該等上側導引環與下側導引環的間隙之處理液導向外方之線條突起部。
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