TWI817689B - 基板處理裝置 - Google Patents

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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

基板處理裝置(1)係具備有基板保持部(2)、基板旋轉機構(3)以及阻隔板(51)。阻隔板(51)係在處理基板(9)時配置於已接近基板(9)的上表面(91)之處理位置。基板保持部(2)係具備有保持基座(21)、複數個支撐部(22)以及外周環部(23)。保持基座(21)係配置於基板(9)的下方。複數個支撐部(22)係排列在保持基座(21)上的周方向，且分別具有複數個抵接部(224)，複數個抵接部(224)係在保持基板(9)時抵接至基板(9)的外周緣。外周環部(23)係在內周緣已接近基板(9)的外周緣的狀態下圍繞基板(9)的周圍之環狀的板構件，俯視觀看時覆蓋各個支撐部(22)的至少一部分且外周環部(23)的至少一部分與阻隔板(51)重疊。藉此，能抑制基板(9)的外周緣附近中的氣流的紊亂。

Description

基板處理裝置
本發明係有關於一種基板處理裝置。
以往在半導體器件(semiconductor device)的製造中，使用用以對半導體基板(以下簡稱為「基板」)進行各種處理之基板處理裝置。例如，在日本特開2016-72343號公報(文獻1)中已揭示有一種基板處理裝置，係將與基板的上表面對向之頂板(top plate)(阻隔板)配置於已接近該上表面的位置，並對該上表面進行藥液處理、洗淨處理以及乾燥處理。此外，在頂板中，設置有從圓板狀的本體部的外周緣朝下方擴展之略圓筒狀的構件，藉此在藥液處理後頂板朝進一步接近基板之位置移動時，可將朝基板的周圍被推出的藥液環境氣氛朝下方導引。
此外，在日本特開平9-314022號公報中揭示有一種基板旋轉保持裝置，係在罩部(cup)內使基板旋轉。在該基板旋轉保持裝置中，於用以將基板保持成水平姿勢之基板保持部的外周側設置有圓環部，該圓環部係具有朝罩部的內壁面於水平方向延伸之環狀的平坦面。於基板以及圓環部旋轉時，罩部內壁與圓環部的外周端之間的間隙部分的氣流的速度變快，藉此可抑制罩部內的霧氣的上捲。在日本特開2012-94836號公報的基板處理裝置中，設置有用以圍繞被自轉夾具(spin chuck)保持的基板之環狀構件。該環狀構件係具有：上側環狀親水面，係圍繞基板的上表面周緣部；以及下側環狀親水面，係圍繞基板的下表面周緣部；因此即使在基板的上表面以及下表面為疏水性之情形中，亦可藉由處理液覆蓋基板的上表面全域以及下表面全域。
然而，如文獻1般，在使用與基板的上表面對向之阻隔板之情形中，能於該上表面與阻隔板之間形成狹窄的處理空間並提升對於該上表面的處理的均一性。另一方面，在基板保持部中，在藉由排列於周方向的複數個支撐部支撐基板的外周緣之情形中，在基板保持部的旋轉時因為複數個支撐部產生氣流的紊亂。在此情形中，周圍的空氣進入至基板的上表面與阻隔板之間，降低處理的均一性。此外，在與基板保持部同樣地將阻隔板旋轉之情形中，在阻隔板的上表面中產生朝外側飛出的氣流。在此情形中，該氣流在阻隔板的周圍中與朝下方的氣流碰撞，在基板的外周緣附近中產生氣流的紊亂。藉此，會有對基板產生不良影響之情形。
[發明所欲解決之課題]
本發明係著眼於基板處理裝置，目的在於抑制基板的外周緣附近中的氣流的紊亂。
本發明較佳的基板處理裝置係具備有：基板保持部，係以水平狀態保持基板；基板旋轉機構，係將朝向上下方向的中心軸作為中心旋轉前述基板保持部；以及阻隔板，係與前述基板的上表面對向之板狀，且於處理前述基板時配置於已接近前述上表面的處理位置，藉此在前述阻隔板與前述上表面之間形成處理空間；在前述處理位置中，前述阻隔板係與前述基板的前述上表面的全面對向；前述基板保持部係具備有：保持基座，係配置於前述基板的下方；複數個支撐部，係排列在前述保持基座上的周方向，且分別具有複數個抵接部，複數個前述抵接部係在保持前述基板時抵接至前述基板的外周緣；以及外周環部，係在內周緣已接近前述基板的前述外周緣的狀態下圍繞前述基板的周圍之環狀的板構件，俯視觀看時覆蓋各個前述支撐部的至少一部分且前述外周環部的至少一部分與配置於前述處理位置的前述阻隔板重疊。
在基板處理裝置中，能抑制基板的外周緣附近中的氣流的紊亂。
在本發明的較佳形態中，前述外周環部的外周緣係位於各個前述支撐部的徑方向外側。
在本發明的其他的較佳形態中，各個前述支撐部係具有用以轉動抵接部之轉動軸部；前述轉動軸部係位於前述基板的徑方向外側。
在本發明的其他的較佳形態中，前述外周環部係被複數個前述支撐部支撐。
在本發明的其他的較佳形態中，基板處理裝置係進一步具備有：惰性氣體供給部，係對前述處理空間供給惰性氣體。
在本發明的其他的較佳形態中，基板處理裝置係進一步具備有：阻隔板旋轉機構，係將朝向前述上下方向的中心軸作為中心並旋轉前述阻隔板；以及周壁部，係從前述阻隔板的外周緣部朝上方突出。
在本發明的其他的較佳形態中，前述阻隔板以及前述基板係圓板狀；前述阻隔板的直徑係前述基板的直徑以上。
本發明的其他的較佳的基板處理裝置係具備有：基板保持部，係以水平狀態保持基板；基板旋轉機構，係將朝向上下方向的中心軸作為中心旋轉前述基板保持部；阻隔板，係與前述基板的上表面對向之板狀，並在處理前述基板時配置於已接近前述上表面的處理位置，藉此在前述阻隔板與前述上表面之間形成處理空間；阻隔板旋轉機構，係將朝向前述上下方向的中心軸作為中心旋轉前述阻隔板；以及周壁部，係從前述阻隔板的外周緣部朝上方突出。在基板處理裝置中，能抑制基板的外周緣附近中的氣流的紊亂。
在本發明的較佳形態中，基板處理裝置係進一步具備有：氣流形成部，係在前述阻隔板的上方中形成下降氣流。
在本發明的其他的較佳形態中，基板處理裝置係進一步具備有：處理液供給部，係對前述基板的前述上表面供給處理液；以及罩部，係接住從前述基板的前述上表面飛散的處理液。
在此情形中，較佳為在前述阻隔板配置於前述處理位置時，前述罩部的上端係與前述周壁部接近。
在前述阻隔板配置於前述處理位置時，前述罩部的上端亦可於徑方向與前述周壁部對向。
在此情形中，較佳為基板處理裝置係進一步具備有：升降機構，係將前述阻隔板相對於前述基板保持部於前述上下方向相對性地移動；在針對前述基板進行一種處理時以及在對前述基板進行另一種處理時，前述上下方向中的前述處理空間的寬度係不同；在針對前述基板進行一種處理時以及在對前述基板進行另一種處理時，前述罩部的前述上端係於前述徑方向與前述周壁部對向。
在本發明的其他的較佳形態中，前述阻隔板以及前述基板係圓板狀；前述阻隔板的直徑係前述基板的直徑以上。
本發明的上述目的以及其他的目的、特徵、態樣以及優點係參照隨附的圖式並藉由以下所進行的本發明的詳細的說明而明瞭。
圖1係顯示本發明的實施形態之一的基板處理裝置1的構成之圖。基板處理裝置1係用以逐片地處理圓板狀的基板9之葉片式的裝置，亦稱為基板洗淨裝置。基板處理裝置1係具備有基板保持部2、基板旋轉機構3、罩部單元41、罩部升降機構44、阻隔板51、阻隔板旋轉機構53以及阻隔板升降機構54。基板處理裝置1中的這些構成係收容於箱狀的腔室(chamber)6內。腔室6係形成大致密閉的內部空間。腔室6亦為基板處理裝置1的一部分。
基板保持部2係具備有保持基座21、複數個支撐部22以及外周環部23。保持基座21係將朝向上下方向的中心軸J1作為中心之圓板狀。複數個支撐部22係設置於保持基座21的上表面211。複數個支撐部22係等間隔地配置於將中心軸J1作為中心的圓周上的周方向(參照後述的圖3)。在基板保持部2保持基板9時，複數個支撐部22中的抵接部224係抵接至基板9的外周緣。藉此，基板9係以水平狀態被保持於保持基座21的上方。被基板保持部2保持的基板9的中心係位於中心軸J1上。位於基板9的下方之保持基座21的上表面211與朝基板9的下方之主表面92(以下稱為「下表面92」)係彼此平行，且上表面211與主表面92兩者係隔著間隙直接性地對向。支撐部22的個數係可任意地決定，典型而言為三個以上。複數個支撐部22的詳細說明以及外周環部23係於後述。
於保持基座21的下表面的中央固定有將中心軸J1作為中心之軸部31的上端。具有馬達之基板旋轉機構3係旋轉軸部31的下端部，藉此基板保持部2係將中心軸J1作為中心與基板9一起旋轉。於保持基座21以及軸部31的中心軸J1上設置有朝向上下方向延伸之中空部，下部噴嘴72係配置於該中空部內。下部噴嘴72係於上下方向延伸，下部噴嘴72的上端面係配置於保持基座21的上表面211附近。下部噴嘴72係位於基板9的下表面92側。下部噴嘴72係位於保持基座21的中央部並直接性地與基板9的下表面92的中央部對向。
罩部單元41係具備有外側罩部42以及內側罩部43。外側罩部42以及內側罩部43皆為將中心軸J1作為中心之略筒狀。內側罩部43係圍繞保持基座21的周圍，外側罩部42係圍繞內側罩部43的周圍。外側罩部42以及內側罩部43係分別具有愈朝向上方直徑愈減少之罩部上部421、431。外側罩部42的上端係罩部上部421的上端，內側罩部43的上端係罩部上部431的上端。外側罩部42的上端以及內側罩部43的上端皆為圓環狀。
罩部升降機構44係例如具備有馬達以及滾珠螺桿，將外側罩部42以及內側罩部43各者於上下方向移動。例如，外側罩部42係選擇性地配置於預定的上位置或者下位置，內側罩部43亦選擇性地配置於預定的上位置或者下位置。如圖1所示，在將外側罩部42配置於上位置且將內側罩部43配置於下位置之狀態下，外側罩部42的罩部上部421係於將中心軸J1作為中心的徑方向與基板保持部2上的基板9對向。在將外側罩部42配置於上位置且亦將內側罩部43配置於上位置的狀態下，內側罩部43的罩部上部431係於徑方向與基板9對向。在後述的基板9的處理中，從基板9的外周緣飛散的各種處理液係被外側罩部42的內周面或者內側罩部43的內周面接住。該處理液係經由設置於各個外側罩部42、內側罩部43的底部的排出管(未圖示)而被回收。此外，排出管係連接至氣體液體排出部並可將氣體以及液體朝外部排出。
在基板9相對於基板處理裝置1搬入以及搬出時，內側罩部43係配置於下位置，且外側罩部42亦配置於下位置。藉此，內側罩部43的上端以及外側罩部42的上端係配置於比基板保持部2上的基板9還下方，防止與外部的搬運機構干擾。外側罩部42以及內側罩部43亦可配置於上位置以及下位置以外的位置。
阻隔板51係將中心軸J1作為中心之圓板狀。阻隔板51係配置於基板保持部2的上方。阻隔板51的下表面512係於上下方向與朝向基板保持部2上的基板9的上方之主表面91(以下稱為「上表面91」)對向。阻隔板51的下表面512係與基板9的上表面91平行。阻隔板51的直徑係基板9的直徑以上，基板9的上表面91的整體係被阻隔板51覆蓋。在圖1的例子中，阻隔板51的直徑係與保持基座21的直徑相同或者比保持基座21的直徑稍大。因此，阻隔板51係覆蓋保持基座21的整體。根據基板處理裝置1的設計，阻隔板51的直徑亦可小於保持基座21的直徑。
在阻隔板51中，朝向與基板9相反側之上表面511係相對於中心軸J1略垂直地擴展。阻隔板51的上表面511亦與基板9的上表面91平行。於阻隔板51的上表面511中的外周緣部513設置有朝向上方突出的周壁部52。周壁部52係從該上表面511突出成圓筒狀。周壁部52係具備有內周面521以及外周面522。在本實施形態中，內周面521以及外周面522皆為將中心軸J1作為中心之圓筒面。如圖1所示，在包含有中心軸J1之面中的阻隔板51的剖面中，周壁部52的內周面521係與阻隔板51的上表面511略垂直。此外，周壁部52的外周面522亦相對於阻隔板51為略垂直。在圖1的例子中，周壁部52的外周面522以及阻隔板51的外周端面係包含於將中心軸J1作為中心之同一個圓筒面。
於阻隔板51的上表面511的中央固定有將中心軸J1作為中心之軸部531的下端。具有馬達之阻隔板旋轉機構53係旋轉軸部531的上端部，藉此阻隔板51係將中心軸J1作為中心旋轉。阻隔板旋轉機構53所為之阻隔板51的旋轉係與基板旋轉機構3所為之基板9的旋轉獨立地進行。於阻隔板51以及軸部531的中心軸J1設置有於上下方向延伸的中空部，上部噴嘴71係配置於該中空部內。上部噴嘴71係於上下方向延伸，上部噴嘴71的下端面係配置於阻隔板51的下表面512附近。上部噴嘴71係位於基板9的上表面91之側。上部噴嘴71係位於阻隔板51的下表面512的中央部，並直接地與基板9的上表面91的中央部對向。
阻隔板升降機構54係例如具備有馬達以及滾珠螺桿，將阻隔板51與阻隔板旋轉機構53一起於上下方向移動。於基板9的處理時，阻隔板51係配置於已接近基板9的上表面91的處理位置(參照圖1以及後述的圖6)，於阻隔板51的下表面51與基板9的上表面91之間形成有上下方向的寬度微小的空間81(以下稱為「處理空間81」)。如圖1中的二點鍊線所示，在基板9相對於基板處理裝置1搬入以及搬出時，阻隔板51係配置於已從基板9的上表面91離開之離開位置，防止與外部的搬運機構干擾。
於腔室6的蓋部安裝有氣流形成部61。氣流形成部61係設置於阻隔板51以及罩部單元41的上方。氣流形成部61係例如為風扇過濾單元(FFU；fan filter unit)，並具有風扇611以及過濾器612。風扇611係經由過濾器612將腔室6外的空氣輸送至腔室6內。過濾器612係例如為HEPA(High Efficiency Particulate Air；高效率粒子空氣)過濾器，用以去除空氣中的微粒。藉由氣流形成部61在腔室6內中形成從上部朝向下方的氣體(在此為清淨空氣)的流動，亦即於阻隔板51的上方中形成有下降氣流。在氣流形成部61中，亦可藉由氮氣等形成有下降氣流。於腔室6的下部設置有排氣管(未圖示)，腔室6內的氣體係經由排氣管排出至腔室6外。在後述的基板9的處理中，恆常地形成有一定流量的下降氣流。
圖2係顯示基板處理裝置1所具備的氣體液體供給單元7的構成之圖。在圖2中亦顯示擔任基板處理裝置1中的整體控制之控制部10。控制部10係藉由電腦執行預定的程式而實現。控制部10亦可由專用的電性電路所構成，或者亦可局部性地利用專用的電性電路。
氣體液體供給單元7係具備有上表面處理液供給部73、下表面處理液供給部74以及惰性氣體供給部75。上表面處理液供給部73係具備有已說明的上部噴嘴71、藥液供給源731、IPA(isopropyl alcohol；異丙醇)供給源732以及純水供給源733。於上部噴嘴71的下端面形成有處理液噴出口711以及氣體噴出口712。在圖2的例子中，於上部噴嘴71的下端面的中央設置有處理液噴出口711，於處理液噴出口711的周圍設置有略環狀的氣體噴出口712。
在上部噴嘴71中，於連通至處理液噴出口711之處理液流路經由閥連接有藥液供給源731、IPA供給源732以及純水供給源733。從藥液供給源731對上部噴嘴71的處理液流路供給藥液，藉此從處理液噴出口711朝基板9的上表面91的中央部噴出藥液。藥液係例如為氫氟酸或者氫氧化四甲銨(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)水溶液等蝕刻液。同樣地，從IPA供給源732對上部噴嘴71的處理液流路供給IPA，藉此從處理液噴出口711朝上表面91的中央部噴出IPA。此外，從純水供給源733對上部噴嘴71的處理液流路供給純水，藉此從處理液噴出口711朝上表面91的中央部噴出純水。在上表面處理液供給部73中，亦可對上表面91供給其他種類的處理液。
惰性氣體供給部75係具備有已說明的上部噴嘴71以及惰性氣體噴供給源751。在上部噴嘴71中，於連通至氣體噴出口712之氣體流路經由閥連接有惰性氣體供給源751。從惰性氣體供給源751對上部噴嘴71的氣體流路供給惰性氣體，藉此從氣體噴出口712朝阻隔板51與基板9之間的處理空間81噴出惰性氣體。惰性氣體係對基板9本身以及形成於基板9的薄膜的反應性貧乏之氣體，例如為氮氣、氬氣、氦氣等。在本實施形態中，氮氣作為惰性氣體被供給至處理空間81。在上表面處理液供給部73以及惰性氣體供給部75中共有上部噴嘴71。
下表面處理液供給部74係具備有已說明的下部噴嘴72以及純水供給源733。於下部噴嘴72經由閥連接有純水供給源733。從純水供給源733對下部噴嘴72供給純水，藉此從下部噴嘴72朝基板9的下表面92的中央部噴出純水。在上表面處理液供給部73以及下表面處理液供給部74中共有純水供給源733。在下表面處理液供給部74中，亦可對下表面92供給其他種類的處理液。
圖3係顯示基板保持部2之俯視圖，圖4係顯示一個支撐部22之立體圖。如上所述，於保持基座21上的周方向等間隔地排列有複數個支撐部22。如圖3以及圖4所示，各個支撐部22係具備有支撐棒221、轉動軸部222、支撐板部223以及抵接部224。於保持基座21的上表面211的外周緣部的周方向等間隔地設置有複數個有底的孔部。與上下方向垂直的孔部的剖面形狀係圓形。於上下方向延伸之支撐棒221係配置於孔部的中央，支撐棒221的下端部係固定於孔部的底部。在圖4中省略保持基座21的圖式。轉動軸部222係圓筒狀的中空構件，被嵌入至支撐棒221並被配置於保持基座21的孔部內。轉動軸部222的內徑係比支撐棒221的直徑稍大，轉動軸部222的外徑係比孔部的直徑稍小。轉動軸部222係藉由支撐棒221以及孔部以支撐棒221作為中心可轉動地被支撐。轉動軸部222亦可使用軸承等可轉動地被支撐。
支撐板部223係板狀構件，沿著保持基座21的上表面211從轉動軸部222於水平方向延伸。支撐板部223的下表面係接近保持基座21的上表面211。支撐板部223的大部分係配置於後述的外周環部23與保持基座21的上表面211之間。在圖3的例子中，支撐板部223係楔形狀，愈遠離轉動軸部222則水平方向的寬度愈變窄。支撐板部223係大致沿著周方向，且愈遠離轉動軸部222則愈朝向徑方向的內側。抵接部224係突起部，設置於支撐板部223的上表面。抵接部224係設置於已遠離轉動軸部222之位置。
如圖1所示，基板保持部2係進一步具備有環部241以及傳達機構242。將中心軸J1作為中心之環部241係配置於保持基座21的下方，並藉由未圖示的導引部以可於上下方向移動之方式被支撐。傳達機構242係用以將環部241與複數個支撐部22的轉動軸部222連接之連桿(link)機構，設置於保持基座21的內部以及下方。傳達機構242係與環部241的上下方向的移動連動並將轉動軸部222轉動。在基板9旋轉時，環部241以及傳達機構242係與保持基座21一起將中心軸J1作為中心旋轉。
於傳達機構242的下方設置有環升降機構29。環升降機構29係例如具備有馬達以及滾珠螺桿，並藉由馬達的旋轉將滾珠螺桿中的移動體(螺帽)於上下方向移動。環部241係被插入至軸承的內輪，於該軸承的外輪固定有環升降機構29的移動體。藉此，在環部241將中心軸J1作為中心旋轉的狀態下，環部241可藉由環升降機構29朝向上下方向移動。環升降機構29的馬達係固定於用以收容基板旋轉機構3之殼體。
例如，環升降機構29係將環部241配置於上下方向中的第一位置，藉此如圖3中的二點鍊線所示般，複數個支撐部22中的抵接部224係抵接至基板9的外周緣。亦即，複數個抵接部224係配置於保持位置且在基板保持部2中保持基板9。環升降機構29係將環部241朝向上下方向中的第二位置移動，藉此轉動軸部222係以各個抵接部224從基板9的外周緣離開之方式轉動，且複數個抵接部224係被配置於圖3中實線所示的解除位置。藉此，解除基板保持部2對於基板9的保持。在圖3的例子中，即使在複數個抵接部224從基板9的外周緣離開並解除基板9的保持的狀態下，亦藉由複數個支撐部22中的支撐板部223從下方支撐基板9。支撐部22的構造以及用以轉動轉動軸部222之上述機構僅為一例，亦可適當地變更。
基板保持部2係進一步具備有複數個支撐銷25。於保持基座21的上表面211的周方向等間隔地設置有其他的複數個孔部，複數個支撐銷25係分別配置於該複數個孔部內。複數個支撐銷25係等間隔地配置於周方向。在圖3的例子中，各個支撐銷25係配置於周方向中彼此鄰接的兩個支撐部22之間。徑方向中的複數個支撐銷25的位置係比配置於保持位置的複數個抵接部224還稍微靠近中心軸J1之側。亦即，複數個支撐銷25係位於比基板9的外周緣還稍微靠近中心軸J1之側。例如，複數個支撐銷25的下端係固定於將中心軸J1作為中心之其他的環部(未圖示)。該其他的環部係與上述環部241以及環升降機構29同樣地經由軸承連接於其他的環升降機構(未圖示)的移動體。藉此，在該其他的環部可將中心軸J1作為中心旋轉的狀態下，其他的環部可藉由該其他的環升降機構朝向上下方向移動。該其他的環升降機構的馬達係固定於用以收容基板旋轉機構3之殼體。
例如，該其他的環升降機構係將該其他的環部配置於上下方向中的第一位置，藉此複數個支撐銷25的上端係配置於與保持基座21的上表面211相同的待機位置或者比上表面211還下方的待機位置。該其他的環升降機構係將該其他的環部配置於上下方向中的第二位置，藉此複數個支撐銷25的上端係配置於比複數個抵接部224的上端還上方的支撐位置。
如圖3所示，外周環部23係環狀的板構件，配置於保持基座21的外周緣部的上方。較佳的外周環部23係將中心軸J1作為中心之略圓環狀，且於整個全周連續。外周環部23係連接於複數個支撐部22中的支撐棒221的上端部，且相對於保持基座21被固定。亦即，外周環部23係被複數個支撐部22支撐。圖4中係以二點鍊線顯示外周環部23。於外周環部23的內周緣形成有缺口部232，缺口部232係用以避免與各個支撐部22的抵接部224(已配置於解除位置的抵接部224)接觸。外周環部23的內徑係比基板9的直徑稍大。外周環部23的內周緣係在被基板保持部2保持的基板9的外側中接近該基板9的外周緣。外周環部23的內周緣(缺口部232除外)與基板9的外周緣之間的徑方向的距離係例如為0.5mm至2.0mm。
外周環部23的外周緣係位於各個支撐部22的徑方向外側。各個支撐部22的大部分(詳細而言為支撐部22中之位於比基板9的外周緣還靠近徑方向外側之部分的大致整體)係被外周環部23覆蓋。換言之，各個支撐部22的大致整體係位於外周環部23以及基板9的下方。典型而言，外周環部23的外徑係與保持基座21的直徑相同或者比保持基座21的直徑稍小。因此，在沿著上下方向觀看之情形中，亦即俯視觀看時，外周環部23的整體係與保持基座21重疊。同樣地，在典型的例子中，外周環部23的外徑係與阻隔板51(參照圖1)的直徑相同或者比阻隔板51的直徑稍小。因此，俯視觀看時，阻隔板51係與外周環部23的整體重疊，外周環部23的整體係被阻隔板51覆蓋。徑方向中的外周環部23的寬度係缺口部232的位置除外的整個全周皆為一定。外周環部23的寬度係例如為2mm至10mm。亦可根據外周環部23的設計將外周環部23的寬度於周方向變動。
圖3所示的外周環部23的上表面231係與阻隔板51的下表面512(參照圖1)大致平行。外周環部23的下表面亦與保持基座21的上表面211大致平行。在本實施形態中，支撐棒211以及抵接部224除外，複數個支撐部22的任一個部位皆位於比外周環部23還下側。支撐棒221以及抵接部224的上端面係與外周環部23的上表面231大致相同的高度。在基板9的處理中，為了適當地去除被供給至基板9的上表面91的處理液，較佳為外周環部23的上表面231係配置於與基板9的上表面91相同的高度或者比上表面91還下方。在圖1的例子中，外周環部23的上表面231以及基板9的上表面91係配置於與中心軸J1垂直的同一平面上。
圖5係顯示基板處理裝置1處理基板9的流程之圖。在開始處理基板9時，將處理對象的基板9搬入至基板處理裝置1(步驟S11)。具體而言，首先，圖3的基板保持部2中的複數個支撐銷25係上升且上端配置於比外周環部23還上方的支撐位置。於圖1的腔室6的側面部設置有可開閉的搬入搬出口(未圖示)，基板9係被外部的搬運機構經由搬入搬出口搬送至腔室6內並被載置於複數個支撐銷25上。搬運機構退避至腔室6的外部後，複數個支撐銷25係下降。此時，複數個抵接部224係配置於圖3中以實線所示的解除位置，基板9係從複數個支撐銷25被授受至複數個支撐板部223。複數個支撐銷25係移動至保持基座21內的待機位置。之後，藉由環升降機構29將複數個抵接部224配置於抵接基板9的外周緣之保持位置，在基板保持部2中保持基板9。如上所述，在基板9的搬入搬出時，外側罩部42以及內側罩部43雙方係配置於下位置，阻隔板51係配置於離開位置。
當基板9被搬入時，阻隔板51係藉由阻隔板升降機構54配置於圖1中以實線所示的液體處理位置，於阻隔板51的下表面512與基板9的上表面91之間形成有處理空間81(步驟S12)。配置於液體處理位置的阻隔板51係接近基板9的上表面91。如上所述，在阻隔板51的直徑為基板9的直徑以上且阻隔板51的中空部亦為阻隔板51的一部分之情形中，在液體處理位置中阻隔板51係與基板9的上表面91的全面對向。在已將阻隔板51配置於液體處理位置的狀態下，上下方向中的處理空間81的寬度係例如為7mm。
此外，藉由惰性氣體供給部75開始朝處理空間81供給惰性氣體。惰性氣體係經由上部噴嘴71被供給至處理空間81內。藉此，經過預定時間後，處理空間81係成為已填充有惰性氣體的惰性氣體填充狀態(亦即氧濃度以及濕度低之環境氣氛)。再者，如圖1所示，外側罩部42係配置於上位置並於徑方向與基板9對向。外側罩部42的上端係全周皆接近周壁部52且於徑方向對向。在一個例子中，外側罩部42的上端係位於比周壁部52的上端還往下方3mm左右。此外，內側罩部43亦可於徑方向與基板9對向。
接著，藉由基板旋轉機構3開始旋轉基板9(步驟S13)。基板9係在水平狀態下與基板保持部2一起旋轉。此外，藉由阻隔板旋轉機構53開始旋轉阻隔板51(步驟S14)。阻隔板51係在水平狀態下旋轉。在本處理例中，阻隔板51的旋轉數係與基板9的旋轉數大致相同，阻隔板51係於與基板9相同的方向旋轉。根據對於基板9的處理的種類等，阻隔板51的旋轉數以及旋轉方向亦可與基板9的旋轉數以及旋轉方向不同。
接著，藉由上表面處理液供給部73經由上部噴嘴71對基板9的上表面91的中央部連續性地供給藥液(步驟S15)。在上表面91中，藉由基板9的旋轉所致使之離心力，藥液係朝基板9的外周緣擴展且藥液係被供給至上表面91的整體。藥液對於基板9的處理係在阻隔板51的下表面512與基板9的上表面91之間的狹窄空間中進行，亦即在已填充有惰性氣體的處理空間81中進行。藉此，能提升對於基板9的藥液處理的均勻性。
從基板9的外周緣飛散或者從外周環部23的外周緣飛散的藥液係被外側罩部42的內周面接住並被回收(在後述的供給純水時亦同樣)。此時，即使在假設外側罩部42的內周面中被接住的藥液朝基板9彈回(所謂的濺回(splashing back))之情形中，由於阻隔板51的下表面512與外周環部23的上表面231之間的寬度狹窄，因此防止跳回的藥液附著至基板9並污染基板9。在將藥液供給至基板9的期間中，亦持續朝處理空間81供給惰性氣體(在後述的供給純水時亦同樣)。
當供給藥液持續預定時間時，停止供給藥液。接著，藉由上表面處理液供給部73經由上部噴嘴71對上表面91的中央部連續性地供給純水。此外，藉由下表面處理液供給部74經由下部噴嘴72對基板9的下表面92的中央部連續性地供給純水(步驟S16)。在上表面91以及下表面92中，藉由基板9的旋轉，純水係朝基板9的外周緣擴展且純水係被供給至上表面91以及下表面92的整體。藉由供給純水，去除附著至上表面91的藥液。此外，藉由純水洗淨下表面92。此外，被供給至下表面92的純水係可經由外周環部23與保持基座21之間的間隙排出。供給純水持續預定時間後，停止供給純水。
接著，藉由阻隔板升降機構54，阻隔板51亦從圖6中以二點鍊線所示的液體處理位置下降並配置於圖6中以實線所示的乾燥處理位置(步驟S17)。乾燥處理位置係比液體處理位置還稍微下方的位置。藉此，上下方向中的處理空間81的寬度縮窄，變成例如為3mm。即使在阻隔板51配置於乾燥處理位置的狀態下，外側罩部42的上端亦整個全周接近周壁部52並於徑方向對向。詳細而言，如圖6中以箭頭所指的寬度W所示，在阻隔板51配置於液體處理位置以及乾燥處理位置的任一者之情形中，外側罩部42的上端與周壁部52的外周面522之間的寬度(徑方向中的寬度)皆相同。如此，外側罩部42與周壁部52之間的開口面積係在兩個處理位置中變成一定。上述寬度W係從氣流形成部61朝向外側罩部42內之氣體的流路的最小寬度，例如為1.5mm至3.0mm。
當阻隔板51配置於乾燥處理位置時，基板旋轉機構3係將基板9的旋轉速度定成比供給上述處理液(亦即藥液以及純水)時還高，藉此進行基板9的乾燥處理(旋乾(spin drying))(步驟S18)。此時，亦調高阻隔板51的旋轉速度，藉此亦去除附著至阻隔板51的下表面512的處理液。在進行基板9的乾燥處理的期間中，亦持續從上部噴嘴71朝處理空間81供給惰性氣體。此外，亦可在基板9的乾燥處理之前對基板9的上表面91上供給IPA，將上表面91上的純水置換成IPA。
當結束乾燥處理時，停止旋轉阻隔板51以及停止旋轉基板9(步驟S19、S20)。接著，藉由阻隔板升降機構54，阻隔板51係上升並配置於已從基板9離開的離開位置，且停止從上部噴嘴71噴出惰性氣體。此外，外側罩部42以及內側罩部43係配置於下位置。之後，從基板處理裝置1搬出基板9(步驟S21)。在基板9的搬出中，首先，藉由環升降機構29，複數個抵接部224係配置於圖3中以實線所示的解除位置並解除基板9的保持。此時，基板9係被複數個支撐板部223從下側支撐。接著，複數個支撐銷25係上升並移動至比外周環部23還上方的支撐位置。藉此，基板9係從複數個支撐板部223被授受至複數個支撐銷25。之後，藉由經由搬入搬出口進入至腔室6的內部的搬運機構，接取複數個支撐銷25上的基板9並朝外部搬出。如此，結束基板處理裝置1中的基板9的處理。
在此，設想一種在圖1的基板處理裝置1中省略了外周環部23的比較例的基板處理裝置。在基板9的處理中，在已將阻隔板51配置於液體處理位置或者乾燥處理位置的狀態下，基板保持部2係與基板9一起旋轉。此時，在阻隔板51的下表面512與保持基座21的上表面211之間中，已碰撞至與基板9一起旋轉的複數個支撐部22之空氣不僅朝向沿著保持基座21的上表面211的方向擴展，亦朝著阻隔板51之側擴展，氣流產生大幅的紊亂。如此，周圍的空氣係在基板9的外周緣附近中進入至基板9的上表面91之側或者下表面92之側。結果，在基板9的上表面91的外周緣附近中變得無法維持惰性氣體環境氣氛，對於上表面91的處理的均一性降低。此外，在基板9的周圍的空氣包含有處理液的霧氣等之情形中，上表面91以及下表面92係被污染。再者，會有在旋轉方向中的各個支撐部22的後方附近中產生變得比周圍的壓力還低的負壓之部分的情形，在此情形中周圍的空氣係進入至比基板9的外周緣還內側。
在比較例的基板處理裝置中，亦考慮將上下方向中的處理空間81的寬度縮小或者將朝向處理空間81的惰性氣體的流量增大，藉此抑制周圍的空氣進入至上表面91之側。然而，在將處理空間81的寬度縮小之情形中，需要嚴格地控制各種構成構件的尺寸精度以及位置的調整等的容許範圍，裝置的製造成本增大。此外，在將惰性氣體的流量增大時，由於惰性氣體的使用量增大，故運轉成本增大。實際上，即使在上述說明的任一種情形中，皆會因為複數個支撐部22所產生的氣流的紊亂導致產生某程度的周圍的空氣進入至上表面91之側。
相對於此，在圖1的基板處理裝置1中，於基板保持部2設置有外周環部23，外周環部23係環狀的板構件且圍繞基板9的周圍。外周環部23的內周緣係接近基板9的外周緣，各個支撐部22的大部分係被外周環部23覆蓋。在基板處理裝置1中，由於在基板保持部2的旋轉時藉由外周環部23抑制已碰撞至各個支撐部22的空氣朝阻隔板51之側擴展，因此能抑制(降低)因為複數個支撐部22所發生之基板9的外周緣附近中的氣流的紊亂。換言之，能藉由外周環部23整流基板9的外周緣附近的氣流。
藉此，能抑制在基板9的外周緣附近中周圍的空氣進入至上表面91之側或者下表面92之側。結果，能遍及上表面91的大致整體維持惰性環境氣氛，而能提升對於上表面91的處理的均一性。此外，亦能抑制上表面91以及下表面92被污染。在具有外周環部23之基板處理裝置1中，即使在將上下方向中的處理空間81的寬度增大之情形中，由於亦能某程度地維持處理空間81的惰性環境氣氛，因此能放寬各種構成構件的尺寸精度以及位置的調整等的容許範圍，因此能減少基板處理裝置1的製造成本。
外周環部23的外周緣係位於各個支撐部22的徑方向外側，藉此可藉由外周環部23覆蓋支撐部22的更多的部分。結果，能進一步地減少因為複數個支撐部22所發生的氣流的紊亂。此外，在基板保持部2中，用以轉動抵接部224之轉動軸部222係位於基板9的徑方向外側。如此，將抵接部224的轉動所需的轉動軸部222配置於未與基板9的下表面92對向之位置，藉此能降低因為轉動軸部222以及轉動軸部222的周圍的構件所發生的氣流的紊亂對於基板9的影響。此外，根據基板保持部2的設計，各個支撐部22的一部分亦可位於比外周環部23的外周緣還靠近徑方向外側。
接著，設想一種在圖1的基板處理裝置1中省略了周壁部52的其他的比較例的基板處理裝置。在基板9的處理中，在將阻隔板51配置於液體處理位置或者乾燥處理位置的狀態下，阻隔板51係高速地旋轉。此時，在阻隔板51的上表面511中發生朝外側飛出的強烈的氣流。該氣流係在阻隔板51的周圍中與朝向下方的氣流(下降氣流)碰撞，並在基板9的外周緣附近中發生氣流的紊亂。如此，會有罩部的內部中的環境(包含有藥液的霧氣等之環境氣氛)擴散且基板9的上表面91以及下表面92被污染之情形。
此外，如在基板處理裝置1中將阻隔板51配置於液體處理位置以及乾燥處理位置般，在該其他的比較例的基板處理裝置中針對基板9進行一種處理時以及在對基板9進行另一種處理時使上下方向中的處理空間81的寬度不同之情形中，罩部的上端與阻隔板51的外周端面之間的距離變動。在此情形中，會有流入至罩部的氣流的狀態變動， 罩部的內部中的環境(包含有藥液的霧氣等之環境氣氛)擴散且基板9的上表面91以及下表面92被污染之可能性。
相對於此，在圖1的基板處理裝置1中設置有從阻隔板51的外周緣部513朝上方突出之周壁部52。藉此，能減少在阻隔板51的上表面511中朝外側飛出的氣流，而能抑制基板9的外周緣附近中的氣流的紊亂。換言之，能整流基板9的外周緣附近中的氣流。結果，能抑制罩部(外側罩部42以及內側罩部43)的內部中的環境氣氛的擴散。
為了更確實地減少在阻隔板51的上表面511中朝外側飛出的氣流，周壁部52的高度較佳為10mm以上。周壁部52的高度的上限係在周壁部52的重量不會變得過大的範圍內決定即可，例如為15mm。此外，在可減少上表面511中朝外側飛出的氣流的範圍內，周壁部52的內周面521亦可相對於阻隔板51的上表面511傾斜。在包含有中心軸J1之阻隔板51以及周壁部52的剖面(參照圖1)中，阻隔板51的上表面511與周壁部52的內周面521所呈的角度例如為60度至120度，較佳為75度至105度。周壁部52的壁厚亦可考量所使用的材料的強度、藉由旋轉所發生的離心力等適當地決定。
此外，在基板處理裝置1中，即使在針對基板9進行一種處理時以及在對基板9進行另一種處理時使上下方向中的處理空間81的寬度不同之情形中，在該一種處理時以及該另一種處理時兩者中，罩部(在上述處理例中為外側罩部42)的上端係於徑方向與周壁部52對向。藉此，能在該一種處理時以及該另一種處理時將朝向罩部內的氣流的流路的最小寬度(或者流路的最小面積)保持成一定。如此，在基板處理裝置1中，能因應對於基板9的處理的內容變更處理空間81的寬度，並能將流入至罩部的氣流的狀態保持成一定。結果，能容易地抑制罩部的內部中的環境氣氛的擴散。
在上述基板處理裝置1中可進行各種變化。
如圖7所示，外周環部23亦可被與支撐部22不同的環支撐構件233支撐。另一方面，在圖7的基板保持部2中，不僅是因為支撐部22，亦會因為環支撐構件233發生氣流的紊亂。因此，在更確實地抑制基板9的外周緣附近中的氣流的紊亂的觀點中，較佳為外周環部23係被複數個支撐部22支撐。此外，在圖7的基板保持部2中，雖然俯視觀看時支撐部22的轉動軸部222a係與基板9重疊，但在減少因為轉動軸部以及轉動軸部的周圍的構件所發生的氣流的紊亂對於基板9的影響之觀點中，較佳為轉動軸部位於基板9的徑方向外側。
在圖3以及圖7的例子中，雖然各個支撐部22的一部分係被外周環部23覆蓋，但亦可以支撐部22的全部被外周環部23覆蓋之方式設計基板保持部2。在基板處理裝置1中，只要各個支撐部22的至少一部分被外周環部23覆蓋即可。
外周環部23只要實質性地為環狀即可，亦可根據設計使周方向中的一部分呈缺口。在藉由基板保持部2的旋轉抑制碰撞至支撐部22的空氣朝阻隔板51側擴展之觀點中，外周環部23較佳為包含有從各個支撐部22朝旋轉方向前側擴展之部分。
在圖1的例子中，雖然外周環部23的整體被阻隔板51覆蓋，但根據基板處理裝置1的設計，俯視觀看時外周環部23的一部分亦可配置於阻隔板51的外側。亦即，俯視觀看時只要外周環部23的至少一部分與配置於預定的處理位置的阻隔板51重疊即可。藉此，能抑制在基板9的外周緣附近中周圍的空氣進入至上表面91之側。較佳為，俯視觀看時外周環部23的內周緣的全周與阻隔板51重疊。藉此，可整個全周地抑制在基板9的外周緣附近中周圍的空氣進入至上表面91之側。同樣地，較佳為俯視觀看時外周環部23的內周緣的整個全周與保持基座21重疊。藉此，能整個全周地抑制在基板9的外周緣附近中周圍的空氣進入至下表面92之側。
若周壁部52設置於阻隔板51的上表面511中的外周緣部513，則亦可設置於從阻隔板51的外周端面稍微進入至內側(中心軸J1之側)的位置。
在處理基板9時，阻隔板51亦可連結至基板保持部2，藉此阻隔板51係與基板保持部2一起旋轉。例如，圖3的支撐棒221係突出至比外周環部23還上方，在處理基板9時，以設置於阻隔板51的下表面512之凹部嵌入至支撐棒221的上端部之方式將阻隔板51載置於基板保持部2。藉此，阻隔板51與基板保持部2係被連結。在此種基板處理裝置1中，基板旋轉機構3係能兼作為阻隔板旋轉機構53。
在基板保持部2未設置有外周環部23之情形中，亦可採用用以吸附保持基板9的下表面92之基板保持部。此外，在阻隔板51未設置有周壁部52之情形中，亦可省略阻隔板旋轉機構53。
在基板處理裝置1中，亦可設置有用以將基板保持部2相對於阻隔板51於上下方向移動之升降機構。亦即，阻隔板51只要相對於基板保持部2於上下方向相對性地移動即可。
在基板處理裝置1中，亦可僅對基板9的上表面91或者下表面92的任一方進行處理液所為之處理。在基板處理裝置1中進行處理之基板並未限定於半導體基板，亦可為玻璃基板或者其他的基板。此外，基板處理裝置1亦可使用於與圓板狀不同的外形的基板的處理。
上述實施形態以及各個變化例中的構成只要未相互矛盾則亦可適當地組合。
雖然已詳細地描述並說明本發明，本上述的說明僅為例示性而非是限定性。因此，只要未逸離本發明的範圍，則可有多種的變化以及態樣。
1:基板處理裝置 2:基板保持部 3:基板旋轉機構 6:腔室 7:氣體液體供給單元 9:基板 10:控制部 21:保持基座 22:支撐部 23:外周環部 25:支撐銷 29:環升降機構 31,531:軸部 41:罩部單元 42:外側罩部 43:內側罩部 44:罩部升降機構 51:阻隔板 52:周壁部 53:阻隔板旋轉機構 54:阻隔板升降機構 61:氣流形成部 71:上部噴嘴 72:下部噴嘴 73:上表面處理液供給部 74:下表面處理液供給部 75:惰性氣體供給部 81:處理空間(空間) 91:(基板的)上表面 92:下表面(主表面) 211:(基座的)上表面 221:支撐棒 222,222a:轉動軸部 223:支撐板部 224:抵接部 232:缺口部 233:環支撐構件 241:環部 424:傳達機構 421,431:罩部上部 511:(阻隔板的)上表面 512:(阻隔板的)下表面 513:(阻隔板的)外周緣部 521:內周面 522:外周面 611:風扇 612:過濾器 711:處理液噴出口 712:氣體噴出口 731:藥液供給源 732:IPA供給源 733:純水供給源 751:惰性氣體供給源 J1:中心軸 W:寬度
[圖1]係顯示基板處理裝置的構成之圖。 [圖2]係顯示氣體液體供給單元的構成之圖。 [圖3]係顯示基板保持部之俯視圖。 [圖4]係顯示支撐部之立體圖。 [圖5]係顯示基板處理裝置處理基板的流程之圖。 [圖6]係顯示基板處理裝置之圖。 [圖7]係顯示基板保持部的另一例之圖。
1:基板處理裝置
2:基板保持部
3:基板旋轉機構
6:腔室
9:基板
21:保持基座
22:支撐部
23:外周環部
29:環升降機構
31,531:軸部
41:罩部單元
42:外側罩部
43:內側罩部
44:罩部升降機構
51:阻隔板
52:周壁部
53:阻隔板旋轉機構
54:阻隔板升降機構
61:氣流形成部
71:上部噴嘴
72:下部噴嘴
81:處理空間(空間)
91:(基板的)上表面
92:下表面(主表面)
211:(基座的)上表面
224:抵接部
241:環部
242:傳達機構
421,431:罩部上部
511:(阻隔板的)上表面
512:(阻隔板的)下表面
513:(阻隔板的)外周緣部
521:內周面
522:外周面
611:風扇
612:過濾器
J1:中心軸

Claims (7)

  1. 一種基板處理裝置，係具備有：基板保持部，係以水平狀態保持基板；基板旋轉機構，係將朝向上下方向的中心軸作為中心旋轉前述基板保持部；阻隔板，係與前述基板的上表面對向之圓板狀，並在處理前述基板時配置於已接近前述上表面的處理位置，藉此在前述阻隔板與前述上表面之間形成處理空間；阻隔板旋轉機構，係將朝向前述上下方向的中心軸作為中心旋轉前述阻隔板；以及周壁部，係從前述阻隔板的外周緣部朝上方突出；前述周壁部的外周面以及前述阻隔板的外周端面係以成為齊平之方式包含於將前述中心軸作為中心之同一個圓筒面，前述齊平為於前述周壁部的外周面以及前述阻隔板的外周端面未存在段差的狀態。
  2. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中進一步具備有：氣流形成部，係在前述阻隔板的上方中形成下降氣流。
  3. 如請求項1所記載之基板處理裝置，其中進一步具備有：處理液供給部，係對前述基板的前述上表面供給處理液；以及罩部，係接住從前述基板的前述上表面飛散的處理液。
  4. 如請求項3所記載之基板處理裝置，其中在前述阻隔板配置於前述處理位置時，前述罩部的上端係與前述周壁部接近。
  5. 如請求項3所記載之基板處理裝置，其中在前述阻隔板配置於前述處理位置時，前述罩部的上端係於徑方向與前述周壁部對向。
  6. 如請求項5所記載之基板處理裝置，其中進一步具備有：升降機構，係將前述阻隔板相對於前述基板保持部於前述上下方向相對性地 移動；在針對前述基板進行一種處理時以及在對前述基板進行另一種處理時，前述上下方向中的前述處理空間的寬度係不同；在針對前述基板進行一種處理時以及在對前述基板進行另一種處理時，前述罩部的前述上端係於前述徑方向與前述周壁部對向。
  7. 如請求項1至6中任一項所記載之基板處理裝置，其中前述阻隔板以及前述基板係圓板狀；前述阻隔板的直徑係前述基板的直徑以上。
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