TWI540001B - Substrate processing device - Google Patents

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TWI540001B
TWI540001B TW102141260A TW102141260A TWI540001B TW I540001 B TWI540001 B TW I540001B TW 102141260 A TW102141260 A TW 102141260A TW 102141260 A TW102141260 A TW 102141260A TW I540001 B TWI540001 B TW I540001B
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rotating cup
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Kazuhiro Aiura
Norihiro Itoh
Hidetoshi Nakao
Kazuyoshi Shinohara
Satoru Tanaka
Yuuki Yosida
Meitoku Aibara
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Tokyo Electron Ltd
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Description

基板處理裝置
本發明係關於一種防止在對基板使用處理液並進行預定之液體處理的基板處理裝置中，從基板飛散之處理液之霧氣附著於基板的技術。
在半導體裝置製造用之一連串的工程中，包含有對半導體晶圓(以下僅稱為「晶圓」)等基板供給處理液(例如藥液)，並對晶圓施予預定之液體處理(例如洗淨處理)的液體處理工程。作為進行該液體處理用之裝置，已知有在旋轉夾盤保持晶圓，而在使晶圓旋轉的狀態下，對基板之表面供給處理液之葉片式的基板處理裝置。
被供給至晶圓的處理液，係從旋轉的基板被甩開而形成霧氣飛散。為了回收飛散之霧氣，而設有包圍被稱作「罩杯」之晶圓周圍的構造物。在專利文獻1中記載有該罩杯的一例。在專利文獻1記載的基板處理裝置中，設有：旋轉杯，與旋轉夾盤連動而進行旋轉；外側之非旋轉杯，設於旋轉杯之半徑方向外側而不旋轉。從晶圓飛散的霧氣被引導至旋轉杯，並被引導至形成於非旋轉杯 之內部的流路。為了確實回避旋轉之旋轉杯與不旋轉之第1罩杯的干涉，而必須在兩者之間設置某種程度大小的間隙。
流入至形成於非旋轉杯之內部之流路的處理液的一部份，係在流入至該流路前已形成為霧狀，或藉由與該流路之壁面碰撞而形成霧狀。該霧氣係存在有通過旋轉杯之外周面與第1罩杯之內周面之間的間隙而逆流，且附著於晶圓。當該霧氣附著於晶圓時，則會造成顆粒發生的原因。為了防止該現象，而在第1罩杯之內周面設有折返部。藉由該折返部，伴隨著旋轉杯的旋轉，產生於旋轉杯與第1罩杯間之間隙的罩杯圓周方向的氣流會被引導至下方。藉此，大幅減低霧氣通過旋轉杯與第1罩杯間的間隙而返回至晶圓側的情形。
但是，藉由上述構成，亦無法完全防止處理液之霧氣通過上述間隙而朝向晶圓的情形，在該論點中，專利文獻1之構成仍進一步有改善的空間。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-129462號公報
本發明係提供一種可防止從基板飛散之處理液的霧氣附著於基板之罩杯改良的構成者。
本發明係提供一種基板處理裝置，係具備：基板保持部，以水平姿勢保持基板；旋轉驅動部，使前述基板保持部繞著鉛直軸線旋轉；處理液噴嘴，對前述基板進行預定液體處理用的處理液；旋轉杯，設於前述基板保持部，包圍保持於前述基板保持部之基板並與前述基板保持部一起旋轉，引導從旋轉之基板飛散之處理液，及外罩杯，隔著間隙設於前述旋轉杯的周圍，接收由前述旋轉杯引導的處理液，前述旋轉杯上端的高度係高於前述外罩杯之上端的高度，在前述旋轉杯之外周面的上端部設有朝前述旋轉杯之半徑方向外側突出並往圓周方向延伸的外側突出部，前述外側突出部係阻斷從前述間隙朝向由前述基板保持部所保持之基板上方而飛出之處理液的霧氣。
根據本發明，由於使旋轉杯的高度形成為高於外罩杯之上端的高度，因此能夠防止從基板超越旋轉杯的上端而朝外方飛散之處理液附著於外罩杯。又，即使處理液之霧氣從旋轉杯與外罩杯間的間隙飛往基板，亦能夠藉由外側突出部阻斷該霧氣。因此，附著於外罩杯後落下之處理液會在旋轉之旋轉杯上被彈開，而不會從旋轉杯與外罩杯間的間隙朝基板飛散，而能夠防止霧氣附著於基板。
10‧‧‧基板保持部
18‧‧‧旋轉驅動部
51~54‧‧‧處理液噴嘴
20‧‧‧旋轉杯(外側旋轉杯)
20c‧‧‧外側突出部
20d‧‧‧凹部
31‧‧‧外罩杯(第1罩杯)
31e‧‧‧內側突出部
31h‧‧‧凹部
40，100‧‧‧排氣控制部(切換閥、控制器)
60‧‧‧殼體
[圖1]表示本發明之基板處理裝置之一實施形態之構成的概略圖。
[圖2]表示旋轉杯及第1罩杯(外罩杯)的剖面圖。
[圖3]放大表示圖2所示之旋轉杯及第1罩杯的剖面圖。
[圖4]表示與作為比較例之旋轉杯及外罩杯之圖2相同之剖面的剖面圖。
[圖5]表示洗淨旋轉杯與第1罩杯之相對面之手段的剖面圖。
[圖6]表示洗淨旋轉杯與第1罩杯之相對面之其他手段的剖面圖。
[圖7]說明將旋轉杯及第1罩杯固定於基座之方法的剖面圖。
以下，參照圖式對發明之實施形態進行說明。如圖1所示，基板處理裝置係具有以水平姿勢保持半導體晶圓(以下僅稱作「晶圓」)之基板保持部10。基板保持部10係具有圓板狀之基座12與安裝於基座12之複數個例如3個夾頭爪14，而形成為藉由前述夾頭爪14保持晶圓W周緣部之複數個部位之機械旋轉夾盤。在基 座12中組入有未圖示之板體，該板體係具有在與外部之搬送臂之間進行晶圓W之收授時，支撐晶圓之下面將其抬起的升降銷16。基板保持部10係能夠藉由具有電動馬達的旋轉驅動部18旋轉，藉此，能夠使由基板保持部10保持之晶圓W繞著鉛直方向軸線旋轉。
在基板保持部10之基座12中，經由3根(在圖1中僅表示1根)支柱18，安裝有圓環狀之外側旋轉杯20及內側旋轉杯22。外側旋轉杯20及內側旋轉杯22之間形成有流路24，經由該流路24而晶圓W上方的環境會被引入至罩杯30內。外側旋轉杯20之內周面係承接在被供給至旋轉之晶圓W後從晶圓W被甩開而飛散的處理液，並導引至罩杯30內。又，內側旋轉杯22係防止包含流經流路24之處理液的流體繞入晶圓W之下面。且，內側旋轉杯22係將伴隨著基板保持部10的旋轉而產生於基座12與晶圓W之下面之間的空間之氣流引導至罩杯30。
罩杯30係具有：位於最外側之不動的環狀第1罩杯31亦即外罩杯、位於其內側並可進行升降的環狀第2罩杯32、位於其更內側並可進行升降的環狀第3罩杯33及位於其更往內側之不動的內壁34。第2罩杯32及第3罩杯33，係藉由圖1概略所示之各個升降機構32A、33A來進行升降。第1~第3罩杯31~33及內壁34不會旋轉。在第1罩杯31與第2罩杯32之間形成有第1流路311，在第2罩杯32與第3罩杯33之間形成有第2 流路321，在第3罩杯33與內壁34之間形成有第3流路331。
在罩杯30的底部形成有與第1流路311、第2流路321及第3流路331連通的罩杯排氣口35。在罩杯排氣口35連接有罩杯排氣路徑36。
在第1流路311、第2流路321及第3流路331之各個的途中設有彎曲部，藉由在彎曲部急遽地改變方向，使液體成份從流經各流路之氣液混合流體分離。被分離之液體成份係落下至與第1流路311相對應之液承接部312、與第2流路321相對應之液承接部322及與第3流路331相對應之液承接部332內。液承接部312、322、332係經由與分別相對應之排液口313、323、333，與工場之酸性液體廢液系統、鹼性液體廢液系統、一般液體廢液系統(皆未圖示)連接。
基板處理裝置更具備複數個處理液噴嘴，該複數個處理液噴嘴係朝向被保持於基板保持部10而旋轉的晶圓W吐出(供給)處理液。在本例中，設有吐出酸性洗淨液(例如DHF(稀氫氟酸))之酸性藥液噴嘴51、吐出鹼性洗淨液(例如SC-1)之鹼性藥液噴嘴52及吐出沖洗液(例如DIW(純水))之沖洗液噴嘴53。各噴嘴係與處理液供給源連接並從具備處理液供給路徑之未圖示的處理液供給機構供給機構供給各個處理液，該處理液供給路徑係介設有開關閥及流量調節閥等流量調整器。
基板保持部10及罩杯30被收容於殼體60 內。在殼體60之頂棚設有風扇過濾單元(FFU)70。
在殼體60之頂棚的下方，設有形成多數個貫穿孔76之整流板75。整流板75係以從FFU70向下方吹出之清淨空氣(CA)集中於晶圓W上而流動的方式來進行整流。在殼體60內，不斷形成從整流板75之貫穿孔76朝晶圓W而向下流動之清淨空氣的降流。
在殼體60之下部(具體而言係至少比罩杯30之上部開口部低的位置)且罩杯30之外部，設有對殼體60內之環境進行排氣用的殼體排氣口62。在殼體排氣口62連接有殼體排氣路徑64。
罩杯排氣路徑36及殼體排氣路徑64係因應切換閥40之閥體的位置，而選擇性地被連接於形成工廠排氣系統之一部份的酸性環境排氣管線81、鹼性環境排氣管線82及一般環境排氣管線83。由於各排氣管線81~83形成為負壓，因此，因應切換閥40之閥體的位置，罩杯30之內部空間及殼體60之內部空間會被吸引。
如圖1中概略所示，基板處理裝置係具有對其全體之動作進行統籌控制之控制器(控制部)100。控制器100係控制基板處理裝置所有的功能部件(例如旋轉驅動部18、第2及第3罩杯32，33之升降機構、未圖示之處理液供給機構、切換閥40、FFU70、未圖示之氣體供給機構等)之動作。控制器100，可由例如：在硬體上有泛用電腦，以及在軟體上有用以使該電腦動作之程式(裝置控制程式以及處理程序等)所實現。軟體，係儲存於固 定裝設在電腦中的硬碟驅動等之記憶媒體中；或儲存於CD-ROM、DVD、快閃記憶體等可裝卸地安裝在電腦上的記憶媒體。此種記憶媒體係在圖1中以參照符號101來表示。處理器102，係因應需要而依據來自未圖示之使用者介面的指示等，將預定之處理程序從記憶媒體101中呼叫出並執行，藉此在控制器100的控制下，使基板處理裝置的各功能部件動作來進行預定處理。
接下來，對在上述控制器100之控制下所執行之基板處理裝置的動作進行說明。
[酸性藥液洗淨處理]
晶圓W係藉由基板處理部10被保持，藉由旋轉驅動部18使晶圓W旋轉。在該旋轉的晶圓W中，供給有從酸性藥液噴嘴51作為處理液之酸性藥液例如DHF，並對晶圓W施予酸性藥液洗淨處理。酸性藥液係藉由離心力從晶圓W被甩開，而被承接至旋轉杯20。此時，第2罩杯32及第3罩杯33係位於下降位置，酸性藥液係透過第1罩杯31與第2罩杯32之間的第1流路311流動。
此時，切換閥40之閥體係位於第1位置(從圖1所示之位置向右平移的位置)。因此，存在於晶圓W上方之空間的清淨空氣主要係通過外側旋轉杯20與內側旋轉杯22間的流路24而流入至罩杯30內。流入至罩杯30內之清淨空氣係通過第1流路311流動而從罩杯排氣口35被排出，通過罩杯排氣路徑36及切換閥40流往酸 性環境排氣管線81。
另外，酸性藥液係藉由與晶圓碰撞或藉由與旋轉杯20、第1罩杯31等的碰撞，使一部份形成為霧狀，該霧氣係隨著流入至罩杯30內並通過第1流路311流動之氣體的流動，而流向罩杯排氣口35。霧氣之大部份係被補捉於設在第1流路311之途中的彎曲部的壁體，而落下至液承接部312。又，沿著面向第1流路311之第1罩杯31及第2罩杯32的表面而流下之酸性藥液亦會落下至液承接部312。落在液承接部312之酸性藥液係經由排液口313從罩杯30內被排出。
又，存在於殼體60之內部空間之罩杯30周邊之空間的氣體係從殼體排氣口62被排出，通過殼體排氣路徑64及切換閥40流至酸性環境排氣管線81。
[第1沖洗處理]
接下來，繼續使晶圓W旋轉，停止來自酸性藥液噴嘴51之酸性藥液的吐出，取而代之從沖洗液噴嘴53對晶圓W供給作為處理液之沖洗液例如DIW。藉此，殘留於晶圓W上之酸性藥液及殘渣會被沖走。該沖洗處理係只有上述論點與酸性藥液洗淨處理相異，其他論點(氣體、處理液等流動)係與酸性藥液洗淨處理相同。
[鹼性藥液洗淨處理]
接下來，繼續使晶圓W旋轉，停止來自沖洗液噴嘴 53之沖洗液的吐出，而將第3罩杯33維持在下降位置，使第2罩杯32移動至上升位置，並使切換閥40之閥體移動至第2位置(圖1所示之位置)。然後，在晶圓W中，從鹼性藥液噴嘴52對晶圓供給作為處理液之鹼性洗淨液例如SC-1，並對晶圓W施予鹼性藥液洗淨處理。該鹼性藥液洗淨處理係氣體及鹼性藥液之排出路徑與酸性藥液洗淨處理相異，而其他論點係與酸性藥液洗淨處理相同。
亦即，在晶圓W上方之空間的氣體(清淨空氣)係經由第1罩杯31之上部開口流入至罩杯30內後，通過第2罩杯32與第3罩杯33之間的第2流路321流動，從罩杯排氣口35被排出，並通過罩杯排氣路徑36及切換閥40流至鹼性環境排氣管線82。從晶圓W飛散之藥液係通過第2流路321流動，落下至液承接部322，經由排液口323從罩杯30內被排出。存在於殼體60之內部空間之罩杯30周邊之空間的氣體係從殼體排氣口62被排出，通過殼體排氣路徑64及切換閥40而流至鹼性環境排氣管線82。
[第2沖洗處理]
接下來，繼續使晶圓W旋轉，停止來自鹼性藥液噴嘴52之鹼性藥液的吐出，取而代之從沖洗液噴嘴53對晶圓W供給沖洗液。藉此，殘留於晶圓W上之鹼性藥液及殘渣會被沖走。該第2沖洗處理係氣體及處理液(沖洗 液)之排出路徑與第1沖洗處理相異，而其他論點係與第1沖洗處理相同。
[乾燥處理]
接下來，繼續使晶圓W旋轉，停止來自沖洗液噴嘴53之沖洗液的吐出，而將第2罩杯32維持在上升位置，使第3罩杯33移動至上升位置(此時將形成為圖1所示的狀態)，並使切換閥40之閥體44移動至第3位置(從圖1所示之位置向左平移的位置)。在該狀態下，晶圓W之旋轉會持續一預定時間。藉此，殘留於晶圓W上之DIW會從晶圓W上被甩開而進行晶圓W的乾燥。
接下來，參照圖3~圖5，對以[先前技術]項所說明之與旋轉杯20及第1罩杯31(在[先前技術]中亦記述為「旋轉杯」及「第1罩杯」)之間之防止霧氣逆流相關的構成進行說明。另外，圖2及圖3係本發明之實施形態，圖4係不具有實施形態之特徵的比較例。
如圖2所示，第1罩杯31係具有第1罩杯本體31a與從第1罩杯本體31a之內周端部31b往下方延伸的下方突出部31c。在基板保持部10之基底部12的外周緣部12a與旋轉杯20的下端部20a之間形成有間隙25。被供給至晶圓W之上面後，從晶圓W被甩開而流經流路24之處理液(處理液與氣體之混合流體)係從間隙25流入至罩杯30內之內部空間，具體而言係流入至第1、第2或第3流路311，321，331之任一(依存於第2罩杯 32、第3罩杯的位置)。下方突出部31c之下端部31d係位於比旋轉杯20之下端部20a更上方的位置。因此，下方突出部31c不會遮斷從間隙25流出之處理液的流動FL。又，由於下方突出部31c之下端部31d的內周端係位於與旋轉杯20之下端部20a之外周端大致相同的半徑方向位置或位於稍微半徑方向內側，因此，從間隙25流出之處理液幾乎不會直接滲入至下方突出部31c與旋轉杯20間的間隙。
內側突出部31e，係從第1罩杯本體31a之內周端部31b往比下方突出部31c更靠半徑方向內側延伸。藉由第1罩杯本體31a、下方突出部31c及內側突出部31e、及旋轉杯20，形成有氣體引導空間31f。面向氣體引導空間31f之第1罩杯31的表面，係從與下方突出部31c之下端部31d相對應的位置出發往垂直方向上方延伸。第1罩杯31之表面係在形成內側突出部31e之下面的朝上凹陷的凹部31h處改變方向使其朝下，並以內側突出部31e之下端部31g相對應的位置為終端，該凹部31h較佳的是具有由U字形之曲面所構成的表面。氣體引導空間31f係藉由旋轉杯20的旋轉來將旋轉的氣體引導至下方。亦即，氣體引導空間31f內的氣體係藉由旋轉杯20的旋轉，沿著面向氣體引導空間31f之第1罩杯31的表面旋轉，而藉由離心力流向外方。該氣體之流動係與往面向氣體引導空間31f之第1罩杯31之垂直方向延伸的表面碰撞而轉向至上方及下方，朝向上方之氣體的流動會被 內側突出部31e妨礙，而幾乎無法朝向上方通過旋轉杯20與內側突出部31e之間。因此，氣體引導空間31f內的氣體係藉由旋轉杯20的旋轉，沿著面向氣體引導空間31f之第1罩杯31的表面而被引導至下方。
除了因上述的離心力而產生於氣體引導空間31f內的流動，亦會有罩杯30之內部空間(第1、第2或第3流路311，321，331)形成負壓之情形，在第1罩杯31與旋轉杯20間的間隙中，會從上方的空間流入氣體，該流入之氣體係從下方突出部31c的下端部31d與旋轉杯20的下端部20a之間，朝罩杯30的內部空間流出。藉由該第1罩杯31與旋轉杯20間之間隙內的氣體之流動，在某種程度上能夠防止一旦流入至罩杯30之內部空間之處理液的霧氣在前述間隙中逆流並朝向晶圓W上方的情形。
關於上述論點，圖2所示之實施形態與圖4所示之比較例實質上係相同的，可從圖面進行比較得知。亦即，可知關於第1罩杯31與旋轉杯20間之間隙(在圖4之比較例中係不旋轉之外側的罩杯Co與旋轉之內側的罩杯Ci之間的間隙)內的氣體之流動，在圖2所示之實施形態與圖4所示之比較例中係大致相同的。然而，在圖4所示之比較例中，確認了存在有從第1罩杯31與旋轉杯20間的間隙，朝晶圓W上方飛出而附著於晶圓W上面的霧氣。
由發明人進行原因解析之結果，在圖4所示 的比較例中，已知會產生處理液附著於以從外側之罩杯Co(相當於第1罩杯31之罩杯)之表面的點P1~點P2間的粗線所表示的區域，而當液滴D落下至該附著之處理液進行旋轉之內側之罩杯Ci的外周面(相當於旋轉杯20之外周面20b)時，該液滴會在內側之罩杯Ci的外周面被彈起而形成霧氣Dm飛散，其一部份會通過外側之罩杯Co與內側之罩杯Ci間的間隙而朝向晶圓W等現象。
作為處理液附著於點P1~點P2間之區域的態樣，可考慮以下2種情形。
(1)從晶圓W甩開而飛散至外方的處理液會飛過(參閱圖4之箭頭A)內側的罩杯Ci(相當於旋轉杯20之罩杯)，而直接附著於外側之罩杯Co的表面(例如點P2附近的垂直面或傾斜面)。
(2)產生於前述之外側的罩杯Co與內側的罩杯Ci間之間隙的氣流比較弱，且一般形成為負壓之罩杯組裝體的內部空間S係利用某種原因而暫時形成為正壓，藉此，位於內部空間S內之霧氣會朝向外側之罩杯Co與內側之罩杯Ci間的間隙逆流，該霧氣會藉由相當於外側的罩杯Co與內側的罩杯Ci之間的氣體引導空間31f之空間內的氣流，而附著於外側之罩杯Co的表面。另外，在產生該現象的情況下，亦會有霧氣隨著逆流而直接朝向晶圓之上方吹出的情形。
在本實施形態中，首先，為了防止上述(1)之態樣所產生之處理液的附著，如圖2及圖3所示，將旋 轉杯20之上端部的高度設成為高於第1罩杯31之上端的高度(參閱圖3所示之高低差h1)。藉此，能夠防止從晶圓W被甩開而飛過旋轉杯20的處理液直接附著於與旋轉杯20之外周面相對向的第1罩杯(在圖3中係標記陰影線的部份)，或即使有附著之情形亦能夠大幅縮小其量。
要防止上述(2)之態樣所產生之處理液的附著係非常困難，又，如前述，存在有處理液飛過旋轉杯20而附著於第1罩杯31之上部的可能性。在該情況下，存在有從第1罩杯31滴下之處理液的液滴在旋轉杯20之外周面20b被彈起而形成霧氣飛散的可能性。為了應付該問題，在圖2及圖3所示之實施形態中，係在旋轉杯20之外周面20b的上端部設置朝半徑方向外側突出之外側突出部20c。該外側突出部20c係涵蓋整個旋轉杯20而連續延伸之環狀部份。外側突出部20c係阻斷從第1罩杯31滴下並在旋轉杯20之外周面被彈起而朝向晶圓W上方之空間的霧氣(以下稱作阻斷作用)。又，如前述，罩杯30之內部空間形成為正壓後，隨著在第1罩杯31與旋轉杯20間的間隙逆流之氣體的流動而霧氣吹出後，可藉由外側突出部20c使該氣體的流動往晶圓之半徑方向外轉向，並使其不朝向晶圓W之上方的空間(以下稱作「轉向作用」)。
以下，對外側突出部20c進行詳細說明。外側突出部20c之前端(外周端)，係在與第1罩杯31之 內側突出部31e之前端(內周端31j)之間的半徑方向所測定之間隔「g」設為負值為較佳。在該情況下，外側突出部20c之外周端係位於比圖3所示之位置更往半徑方向外側，且外側突出部20c之前端部與第1罩杯31之內側突出部31e之前端部會重疊，換句話說，外側突出部20c係朝比外罩杯31之上部中位於最靠半徑方向內側之位置之部分(本例中係內周端31j)更往半徑方向外側突出。藉由這樣做，在圖4中，在以箭頭B1表示的軌道中朝向晶圓W之上方的霧氣必定會被外側突出部20c阻斷，因此，能夠完全地排除在晶圓W之上方空間霧氣飛來的可能性。
但是，在將旋轉杯20製造為1個部份之零件時，為了將旋轉杯20組入至第1罩杯30的內部，而必須將間隔「g」如圖4所示設為正值。在該情況下，在旋轉杯20之外周面20b被彈起的霧氣，係在圖3中殘留有以箭頭B1所表示的軌道中朝向晶圓W上方的可能性。但是，若將間隔「g」設成例如2mm以下、較佳的是設成1mm以下等之非常小的值，則亦會有將旋轉杯20之上端的高度設成高於第1罩杯31之上端之高度的情形，且其可能性係幾乎可忽略的程度。另外，如前述，將間隔「g」設成0(零)或負值時，例如將旋轉杯20設成由與外側突出部20c相對應的部份與其他部份所構成之2個部份的構造，將旋轉杯20組入至第1罩杯31的內部後，在旋轉杯20安裝外側突出部20c即可。
另外，即使間隔「g」不是0而是正值的值，但只要第1罩杯30之內側突出部31e的表面中隨著往上方而靠近晶圓W傾斜之部份(與後述之面31k相對應)的延長部份(切線)T1及旋轉杯20之外側突出部20c附近的外周面中隨著往上方而靠近晶圓W傾斜之部份的延長部份(切線)T2與外側突出部20c交叉，則足以發揮上述的阻斷作用。
又，在旋轉杯20之外周面20b中形成為隨著往上方而朝半徑方向內側傾斜之傾斜面之部份的上端部(亦即位於外側突出部20c附近的部份)與外側突出部20c下面之間，形成有朝向往圓周方向延伸之半徑方向內側凹陷的凹部20d。凹部20d的表面係剖面觀看呈U字形的曲面為較佳。藉由設置該凹部20d，能夠在罩杯30之內部空間形成為正壓後，沿著凹部20d的表面，將隨著在第1罩杯31與旋轉杯20間的間隙中逆流之氣體的流動而吹出的霧氣轉向，並平穩地引導至從晶圓W遠離的方向。
又，內側突出部31e之上端面的高度係低於外側突出部20c之下面之外周端的高度為較佳(參閱圖3之高低差h2)。藉此，即使在第1罩杯31與旋轉杯20間逆流而吹出之霧氣已附著於第1罩杯31(特別是內側突出部31e)，亦能夠再次防止滴下至旋轉杯20而在旋轉杯20被彈起的情形。
且，內側突出部31e之內周端31j的高度係落 在從外側突出部20c之前端(外周端)的下端起至通過該下端之垂直線與旋轉杯20之外周面20b交叉之位置之範圍20e的範圍中，且，內側突出部31e係具有夾著內周端31j並隨著往內周端31j之下方而靠近晶圓W所傾斜的面31k，與隨著往內周端31j上方而從晶圓W遠離所傾斜的面31m。藉此，能夠使氣體平滑地在被凹部20d的表面與內側突出部31e之內終端31j附近的面所夾著的空間流動，當罩杯30之內部空間形成為正壓後，使隨著在第1罩杯31與旋轉杯20間的間隙中逆流之氣體的流動而吹出的霧氣更平穩地引導至從晶圓W遠離的方向。
另外，如作為比較例的圖4所示，在旋轉杯20之上部內周端形成為垂直面的情況下，會有從晶圓W飛散之處理液附著於該垂直面，液滴從該處落下而污染晶圓W之虞。對此，在圖2所示的實施形態中，由於旋轉杯20之上部內周端20f會形成為邊緣形狀，因此處理液與旋轉杯20之內周面碰撞後會立刻沿著該內周面流動，故能夠防止該部位之處理液之液滴的落下。又，旋轉杯20之內周面係具有第1區域20g與第2區域20h，該第1區域20g係從作為該內周面之上端的上部內周端20f延伸至低於該上部內周端20f的第1高度位置，該第2區域20h係從該第1高度位置延伸至低於該第1高度位置的第2高度位置。該些第1及第2區域20g、20h，係以隨著往下方朝半徑方向外側的方式，朝向斜下方傾斜。且，相對於水平面而構成第1區域20g的角度α1係形成為大於相 對於水平面而構成第2區域20h的角度α2。第2區域20h的角度α2是比較小地形成，藉此，即使從晶圓W飛散的處理液與第2區域20h碰撞，亦能夠不反彈至晶圓W而朝向半徑方向外側。又，第1區域20g的角度α1係形成為大於第2區域20h的角度α2，藉此，相較於角度α1與角度α2相等的情況(亦即，第1區域20g係直線地延長第2區域20h的情況)，能夠增大旋轉杯20的開口部，因此，能夠由旋轉杯20內導入多數的氣流。另外，由於第1區域20g是位於足夠高於晶圓W的位置，因此，不會有從晶圓W飛散之處理液在第1區域20g反彈而朝向晶圓W之虞。
但是，如上述，由於藥液之霧氣可能會滲入至被旋轉杯(外側旋轉杯)20與第1罩杯31所夾著的空間內，因此，根據使用之藥液的種類，會有藥液乾燥並結晶化且附著於與旋轉杯20相對面之第1罩杯31的內周面或與第1罩杯31相對面之旋轉杯20之外周面的情形。當結晶擴散時，會有相對旋轉之旋轉杯20及第1罩杯31中的至少一個受到損傷之虞。因此，根據使用之藥液的種類，最好是定期洗淨旋轉杯20及第1罩杯31的相對面。
在圖5中表示用於進行上述洗淨的手段。從第1罩杯31的上面貫穿第1罩杯31並延伸，且使開口於氣體引導空間31f之1個或複數個洗淨液流路200(洗淨液供給部)形成在第1罩杯31。在洗淨液流路200係從第1罩杯31之外側經由洗淨液供給管201供給DIW等洗 淨液。亦可只設置1個洗淨液流路200。在設置複數個洗淨液流路200時，以等角度間隔來設置為較佳。
旋轉杯20與第1罩杯31間的空間係由於寬度在氣體引導空間31f之兩端部亦即下方突出部31c附近與內側突出部31e附近變窄，因此，可限制來自氣體引導空間31f之上端部及下端部(特別是下端部)之洗淨液的漏出。因此，藉由從洗淨液流路200以預定流量以上的流量對氣體引導空間31f內繼續供給洗淨液，而能夠以洗淨液充滿旋轉杯20與第1罩杯31間之空間中至少涵蓋整個氣體引導空間31f。若進一步增大來自洗淨液流路200的洗淨液供給流量，則亦可使洗淨液的液位上升至旋轉杯20之外側突出部20c附近。
如此一來，在以洗淨液充滿旋轉杯20與第1罩杯31間之空間的狀態下，可藉由使旋轉杯20旋轉，使洗淨液的旋轉流產生於旋轉杯20與第1罩杯31間的空間，而有效率地洗淨旋轉杯20與第1罩杯31的相對面。
如圖6所示，亦可設置洗淨旋轉杯20及第1罩杯31用的專用洗淨液噴嘴210(洗淨液供給部)。該洗淨液噴嘴210係以朝向旋轉杯20之上端部與第1罩杯31之上端部間的間隙，吐出從洗淨液供給管211所供給之DIW等洗淨液的方式來予以設置。藉由從洗淨液噴嘴210吐出洗淨液，洗淨液會在旋轉杯20之外周面上流下，因此，至少能夠洗淨旋轉杯20的外周面。又，藉由使旋轉杯20旋轉，能夠洗淨涵蓋整個旋轉杯20之外周 面。
使用洗淨液噴嘴210進行洗淨時，亦可改變旋轉杯20的旋轉速度。藉此，在旋轉杯20流下之洗淨液的狀態及藉由離心力從旋轉杯20朝第1罩杯31飛散之洗淨液的狀態會產生變化。因此，能夠更均勻地洗淨旋轉杯20之外周面及第1罩杯31之內周面。又，在進行洗淨時亦可改變旋轉杯20的旋轉方向。藉此，能夠更均勻地洗淨旋轉杯20之外周面及第1罩杯31之內周面。例如，即使在僅一方向旋轉而有無法洗淨的部位，亦可藉由反方向的旋轉來洗淨。
取代上述內容，使作為洗淨液供給部之沖洗液噴嘴53(參照圖1)位於旋轉杯20之上端部與第1罩杯31之上端部間的間隙之正上方，並從該位置吐出作為洗淨液之DIW等的沖洗液，且在該狀態下亦可藉由使旋轉杯20旋轉來進行洗淨。
在圖5之構成中，亦可進一步設置圖6的構成。藉此，透過將旋轉杯20與第1罩杯31間的空間之上端部區域的洗淨委任於洗淨液噴嘴210，來降低使來自洗淨液流路200之洗淨液供給流量增大的必要性。
接下來，參閱圖7(a)、(b)，對外側旋轉杯20及內側旋轉杯22相對於基板保持部10之基座12之合適的安裝方法進行說明。圖7(a)、(b)係從圖2別的角度位置之與圖2相同的剖面。
如圖7(a)所示，在一端被固定於基座12之 支柱220(在圖1中係相當於以參照符號18概略表示之支柱)貫穿外側旋轉杯20及內側旋轉杯22兩者並往垂直方向延伸的情況下，在支柱220中會存在有高度高於晶圓W的部份。如此一來，被供給至晶圓W而因離心力飛散之處理液的一部份會與外側旋轉杯20中覆蓋支柱220周圍的部份碰撞，而反彈至晶圓W(參閱圖中箭頭)。該反彈係造成顆粒發生的原因，因此，期望儘可能進行抑制。
在此，如圖7(b)所示，一端被固定於基座12之支柱221係使用於將內側旋轉杯22固定於基座12。且，藉由往水平方向(半徑方向)延伸之其他的支柱222，將外側旋轉杯20固定於內側旋轉杯22。藉此，可將支柱222設置在低於晶圓W高度的位置。因此，可防止或大幅抑制被供給至晶圓W而因離心力飛散的處理液與支柱(221或222)或覆蓋該支柱周圍之旋轉杯(22或24)的部份產生碰撞而反彈至晶圓W。
另外，在圖1所示之實施形態中，亦可設置使從FFU70所供給之清淨空氣的濕度下降之機構。此種機構係例如能夠藉由從上流側往設於FFU70內之擋板的下流側所依序設置的空氣冷卻器及空氣加熱器(未圖示)來予以實現。藉由空氣冷卻器使空氣中的水分凝結而去除，在之後藉由空氣加熱器返回到所期望的溫度(例如常溫)，藉此，能夠從FFU70供給所期望之溫度之低濕度的清淨空氣。
12‧‧‧基座
12a‧‧‧外周緣部
20‧‧‧外側旋轉杯
20a‧‧‧下端部
20b‧‧‧外周面
20c‧‧‧外側突出部
20d‧‧‧凹部
20f‧‧‧上部內周端
20g‧‧‧第1區域
20h‧‧‧第2區域
22‧‧‧內側旋轉杯
24‧‧‧流路
25‧‧‧間隙
31‧‧‧第1罩杯
31a‧‧‧第1罩杯本體
31b‧‧‧內周端部
31c‧‧‧下方突出部
31d‧‧‧下端部
31e‧‧‧內側突出部
31f‧‧‧氣體引導空間
31g‧‧‧下端部
31h‧‧‧凹部
31j‧‧‧內周端
31k‧‧‧面
31m‧‧‧面
W‧‧‧晶圓
α1‧‧‧角度
α2‧‧‧角度
FL‧‧‧流動

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，係具備：基板保持部，以水平姿勢保持基板；旋轉驅動部，使前述基板保持部繞著鉛直軸線旋轉；處理液噴嘴，對前述基板供給進行預定液體處理用的處理液；旋轉杯，設於前述基板保持部，包圍保持於前述基板保持部的基板並與前述基板保持部一起旋轉，引導從旋轉的基板飛散之處理液；及外罩杯，隔著間隙設於前述旋轉杯的周圍，接收由前述旋轉杯引導的處理液，前述旋轉杯上端的高度係高於前述外罩杯之上端的高度，在前述旋轉杯之外周面的上端部設有朝前述旋轉杯之半徑方向外側突出並往圓周方向延伸的外側突出部，前述外側突出部係阻斷從前述間隙朝向由前述基板保持部所保持之基板上方而飛出之處理液的霧氣。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，在與前述旋轉杯之外周面相對面之前述外罩杯之內周面的上端部，設有朝前述外罩杯之半徑方向內側突出並往圓周方向延伸的內側突出部，在存在有前述內側突出部的位置，前述旋轉杯之外周面與前述外罩杯之內周面的間隔會被縮小，且在前述內側突出部之下面設有朝上凹陷的凹部。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述旋轉杯之外周面的上部係形成為隨著往上方朝向半徑方向內側而傾斜之朝向斜上方的傾斜面，在該傾斜面之上端部與前述外側突出部的下面之間，形成有往圓周方向延伸之朝向半徑方向內側凹陷的凹部。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，前述旋轉杯之前述凹部的表面係由曲面所構成。
  5. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述內側突出部之上端的高度係低於前述外側突出部之下面之外周端的高度。
  6. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中，在與前述旋轉杯之外周面相對面之前述外罩杯之內周面的上端部，設有朝前述外罩杯之半徑方向內側突出並往圓周方向延伸的內側突出部，前述內側突出部的內周面係其下部隨著往上方朝向半徑方向內側而朝向斜下方傾斜，其上部係隨著往上方朝向半徑方向外側而朝向斜上方傾斜。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述旋轉杯之前述外側突出部係朝比前述外罩杯之上部中位於最靠半徑方向內側之位置之部分更往半徑方向外側突出。
  8. 如申請專利範圍第1~7項中任一項之基板處理裝置，其中，前述旋轉杯之內周面係具有第1區域與第2區域，該 第1區域係從該內周面之上端延伸至低於該上端的第1高度位置，該第2區域係從前述第1高度位置延伸至低於前述第1高度位置的第2高度位置，前述第1及第2區域，係以隨著往下方朝半徑方向外側的方式，朝向斜下方傾斜，相對於水平面而構成前述第1區域的角度係形成為大於相對於水平面而構成前述第2區域的角度，與前述內周面之上端相對應之前述旋轉杯的上部內周端會形成為邊緣形狀。
  9. 如申請專利範圍第1~7項中任一項之基板處理裝置，其中，在前述旋轉杯與前述外罩杯之間的空間中，具備供給洗淨液之洗淨液供給部。
  10. 如申請專利範圍第1~7項中任一項之基板處理裝置，其中，係具備：殼體，收容前述基板保持部、前述旋轉杯及前述外罩杯；及排氣控制部，控制前述殼體內之環境的排氣，前述排氣控制部，係從前述處理液噴嘴對基板供給處理液並對前述基板進行預定液體處理時，對前述殼體內的環境進行排氣，而對前述基板進行乾燥處理時停止對前述殼體內的環境進行排氣。
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