JP5220839B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を水平状態に保持した状態で回転させながら当該基板に処理液を供給することにより基板の洗浄処理やエッチング処理、メッキ処理、現像処理等の液処理を行う液処理装置および液処理方法に関する。

従来から、半導体ウエハ等の基板（以下、ウエハともいう）を水平状態に保持した状態で回転させながら当該基板の表面や裏面に処理液を供給することにより基板の洗浄処理やエッチング処理、メッキ処理、現像処理等の液処理を行う液処理装置として、様々な種類のものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１には、基板をスピンチャックにより水平に保持して回転させ、スピンチャックにより保持されて回転する基板の表面に処理液を供給するような、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の液処理装置が開示されている。また、このような枚葉式の液処理装置において、処理室の上方にＦＦＵ（ファンフィルタユニット）を設け、このＦＦＵからＮ２ガス（窒素ガス）やクリーンエア等のガスをダウンフローで処理室内に送るような技術が知られている。

処理室の上方にＦＦＵが設けられた液処理装置の構成について図１０および図１１を用いて説明する。図１０は、従来の液処理装置の概略的な構成を示す側面図であり、図１１は、図１０に示す従来の液処理装置の上面図である。図１０および図１１に示すように、従来の液処理装置２００は、ウエハＷが収容され、この収容されたウエハＷの液処理が行われる処理室（チャンバー）２１０を備えている。図１０および図１１に示すように、処理室２１０内には、ウエハＷを保持して回転させるための保持部２２０が設けられており、この保持部２２０の周囲にはカップ２３０が配設されている。また、従来の液処理装置２００では、保持部２２０に保持されたウエハＷに対してカップ２３０の上方から処理液を供給するためのノズル２４０およびこのノズル２４０を支持するアーム２４１が処理室２１０内に設けられている。また、アーム２４１には略鉛直方向に延びるアーム支持部２４２が設けられており、このアーム支持部２４２によりアーム２４１が支持されている。そして、アーム支持部２４２は図示しない駆動機構により正逆両方向に回転駆動させられるようになっている。このことにより、アーム２４１はアーム支持部２４２を中心として正逆両方向に回転可能となり、このアーム２４１は、保持部２２０により保持されたウエハＷに処理液を供給する進出位置（図１１の実線参照）とカップ２３０から退避した退避位置（図１１の二点鎖線参照）との間でアーム支持部２４２を中心として回転移動を行うようになる（図１１の矢印参照）。

また、図１０に示すように、処理室２１０の上方にはＦＦＵ（ファンフィルタユニット）２５０が設けられており、このＦＦＵ２５０からＮ２ガス（窒素ガス）やクリーンエア等のガスが常にダウンフローで処理室２１０内に送られるようになっている。また、処理室２１０の底部には排気部２６０が設けられており、この排気部２６０により処理室２１０内の雰囲気の排気が行われるようになっている。このように、ＦＦＵ２５０から処理室２１０内にクリーンエア等のガスがダウンフローで送られ、このガスが排気部２６０により排気されることにより、処理室２１０内の雰囲気の置換が行われるようになっている。

特開２００９−９４５２５号公報

しかしながら、図１０および図１１に示すような従来の液処理装置２００では、ノズル２４０を支持するアーム２４１やこのアーム２４１を支持するアーム支持部２４２が処理室２１０内に設けられているため、カップ２３０の外側の領域のスペースが大きくなり、このようなカップ２３０の外側の領域では処理室２１０内の雰囲気の置換が行われにくくなる。具体的には、図１０および図１１において参照符号Ｘで示されるような領域は、カップ２３０の外側に位置していることにより、ＦＦＵ２５０から処理室２１０内にダウンフローで送られたガスが滞留しやすくなり、このような領域では雰囲気の置換が適切に行われないおそれがある。このため、従来の液処理装置２００では、処理室２１０内でウエハＷの液処理を行う際に参照符号Ｘで示されるような領域に薬液等が飛散すると、この薬液の雰囲気が当該領域で残存してしまい、その後のウエハＷの処理においてこの残存した薬液の雰囲気によりウエハＷが汚れてしまう等の悪影響を与えてしまうおそれがある。具体的には、処理後のウエハＷを含む様々な乾燥物に対して薬液等が再付着してしまうと、パーティクルの原因となってしまうという問題がある。また、残存した薬液におけるアルカリ性や酸性の雰囲気が化学反応を起こすことにより、結晶物が生成されてしまい、パーティクルの原因となってしまうという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、処理室内の雰囲気の置換性を向上させることができ、基板の液処理を行う際に飛散した薬液等の雰囲気が処理室内に残存しないようにすることができる液処理装置および液処理方法を提供することを目的とする。

本発明の液処理装置は、基板を水平状態に保持して回転させるための基板保持部および当該基板保持部の周囲に配設されるカップが内部に設けられた処理室と、前記基板保持部に保持された基板に対して処理液を供給するためのノズルと、前記ノズルを支持し、前記処理室内に進出した進出位置と前記処理室から退避した退避位置との間で水平方向に移動自在となっているアームと、前記処理室に隣接して設けられ、当該処理室から退避した前記アームが待機するためのアーム待機部と、前記処理室内において前記カップの周囲に配設され、上方位置と下方位置との間で昇降可能となっており、前記アームが通過可能な開口が設けられた筒状のカップ外周筒と、前記カップ外周筒の内側に設けられ、前記処理室内の雰囲気の排気を行うための排気部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の液処理方法は、処理室の内部に設けられた基板保持部により基板を水平状態に保持させる工程と、前記処理室内においてカップの周囲に配設されているカップ外周筒を下方位置から上方位置に移動させ、カップ外周筒内の領域を外部から隔離する工程と、ノズルを支持するアームを、前記処理室に隣接して設けられたアーム待機部から前記処理室内に進出させる工程と、前記基板保持部により基板を回転させ、前記処理室内に進出したアームのノズルにより、前記基板保持部により保持されて回転する基板に処理液を供給する工程と、前記カップ外周筒の内側に設けられた排気部により、処理室内の雰囲気の排気を行う工程と、を備えたことを特徴とする。

このような液処理装置および液処理方法によれば、処理室から退避したアームが待機するためのアーム待機部を処理室に隣接して設けるとともに、昇降可能なカップ外周筒を処理室内においてカップの周囲に配設し、カップ外周筒が上方位置にあるときにこのカップ外周筒内の領域を外部から隔離するようになっているので、処理室内、とりわけカップ外周筒内の雰囲気の置換性を向上させることができる。このようにして、本発明の液処理装置および液処理方法によれば、処理室内の雰囲気の置換性を向上させることができ、基板の液処理を行う際に飛散した薬液等の雰囲気が処理室内に残存しないようにすることができる。

本発明の液処理装置においては、前記カップ外周筒を洗浄するための洗浄部を更に備えていてもよい。

この際に、前記洗浄部は、洗浄液を貯留するための貯留部分を有し、前記カップ外周筒が下方位置にあるときに当該カップ外周筒が前記貯留部分に貯留された洗浄液に浸されるようになっていてもよい。

本発明の液処理装置においては、前記処理室と前記アーム待機部との間には鉛直方向に延びる壁が設けられており、前記壁には、前記アームが通過可能な開口が設けられていてもよい。

本発明の液処理装置においては、前記処理室内に設けられ、前記カップ外周筒が上方位置にあるときに前記処理室内のダウンフロー内のガスを前記カップ外周筒の上端近傍において当該カップ外周筒の内側から外側に案内するガイド部材を更に備えていてもよい。

本発明の液処理装置および液処理方法によれば、処理室内の雰囲気の置換性を向上させることができ、基板の液処理を行う際に飛散した薬液等の雰囲気が処理室内に残存しないようにすることができる。

本発明の実施の形態による液処理装置を含む液処理システムを上方から見た上面図である。 本発明の実施の形態による液処理装置の概略的な構成を示す上面図である。 図２に示す液処理装置の側面図である。 図２に示す液処理装置の構成の詳細を示す縦断面図であって、カップ外周筒が下方位置にあるときの状態を示す図である。 図２に示す液処理装置の構成の詳細を示す縦断面図であって、カップ外周筒が上方位置にあるときの状態を示す図である。 （ａ）は、図４等に示す液処理装置における保持プレートに設けられた保持部材の構成を示す拡大縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す状態からリフトピンプレートが下方に移動したときの状態を示す拡大縦断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す状態からリフトピンプレートが更に下方に移動したときの状態を示す拡大縦断面図である。 図４等に示す液処理装置におけるカップ外周筒の構成を示す斜視図である。 図４等に示す液処理装置のカップ外周筒の洗浄部の構成を示す側断面図であって、（ａ）は、カップ外周筒が上方位置にあるときの状態を示し、（ｂ）は、カップ外周筒が下方位置にあるときの状態を示している。 カップ外周筒が下方位置にあるときの処理室におけるガスの流れを示す図である。 カップ外周筒が上方位置にあるときの処理室におけるガスの流れを示す図である。 従来の液処理装置の概略的な構成を示す側面図である。 図１０に示す従来の液処理装置の上面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図９は、本実施の形態による液処理装置を示す図である。より詳細には、図１は、本発明の実施の形態による液処理装置を含む液処理システムを上方から見た上面図である。また、図２は、本発明の実施の形態による液処理装置の概略的な構成を示す上面図であり、図３は、図２に示す液処理装置の概略的な構成を示す側面図である。また、図４および図５は、図２に示す液処理装置の構成の詳細を示す縦断面図である。また、図６Ａは、図４等に示す液処理装置における保持プレートに設けられた保持部材の構成を示す拡大縦断面図であり、図６Ｂは、図４等に示す液処理装置におけるカップ外周筒の構成を示す斜視図である。また、図７は、図４等に示す液処理装置のカップ外周筒の洗浄部の構成を示す側断面図である。また、図８および図９は、それぞれ、カップ外周筒が下方位置および上方位置にあるときの処理室におけるガスの流れを示す図である。

まず、図１を用いて、本実施の形態による液処理装置を含む液処理システムについて説明する。図１に示すように、液処理システムは、外部から被処理基板としての半導体ウエハ等の基板Ｗ（以下、ウエハＷともいう）を収容したキャリアを載置するための載置台１０１と、キャリアに収容されたウエハＷを取り出すための搬送アーム１０２と、搬送アーム１０２によって取り出されたウエハＷを載置するための棚ユニット１０３と、棚ユニット１０３に載置されたウエハＷを受け取り、当該ウエハＷを液処理装置１０内に搬送する搬送アーム１０４と、を備えている。図１に示すように、液処理システムには、複数（図１に示す態様では４個）の液処理装置１０が設けられている。

次に、本実施の形態による液処理装置１０の概略的な構成について図２および図３を用いて説明する。

図２および図３に示すように、本実施の形態による液処理装置１０は、ウエハＷが収容され、この収容されたウエハＷの液処理が行われる処理室（チャンバー）２０を備えている。図３に示すように、処理室２０内には、ウエハＷを水平状態で保持して回転させるための保持部２１が設けられており、この保持部２１の周囲にはリング状の回転カップ４０が配設されている。また、図２および図３に示すように、処理室２０内において回転カップ４０の周囲には円筒状のカップ外周筒５０が配設されている。後述するように、このカップ外周筒５０はウエハＷの処理状況に応じて昇降可能となっている。これらの保持部２１、回転カップ４０およびカップ外周筒５０の構成の詳細については後述する。

また、液処理装置１０には、保持部２１に保持されたウエハＷに対してウエハＷの上方から処理液を供給するためのノズル８２ａおよびこのノズル８２ａを支持するノズルアーム８２が設けられている。図２に示すように、１つの液処理装置１０には複数（具体的には例えば６つ）のノズルアーム８２が設けられており、各ノズルアーム８２の先端にノズル８２ａが設けられている。また、図３に示すように、各ノズルアーム８２にはアーム支持部８４が設けられており、各アーム支持部８４は図示しない駆動機構によって図３における左右方向に駆動されるようになっている。このことにより、各ノズルアーム８２は、処理室２０内に進出した進出位置と、処理室２０から退避した退避位置との間で水平方向に直線運動を行うようになっている（図２および図３における各ノズルアーム８２に設けられた矢印参照）。また、図３に示すように、各ノズルアーム８２には表面処理液供給管８２ｍが設けられており、各表面処理液供給管８２ｍは表面処理液供給部８９に接続されている。そして、表面処理液供給部８９から各表面処理液供給管８２ｍを介して各ノズルアーム８２のノズル８２ａに処理液が供給されるようになっている。

図２および図３に示すように、液処理装置１０において、アーム待機部８０が処理室２０に隣接して設けられている。このアーム待機部８０において、処理室２０から退避したノズルアーム８２が待機するようになっている。また、アーム待機部８０と処理室２０との間には鉛直方向に延びる壁９０が設けられている。この壁９０は、各ノズルアーム８２が通過可能な開口８８ａが設けられたアーム洗浄部８８を有している。このアーム洗浄部８８により各ノズルアーム８２の洗浄が行われるようになっている。

また、図３に示すように、処理室２０の上方にはＦＦＵ（ファンフィルタユニット）７０が設けられており、このＦＦＵ７０からＮ２ガス（窒素ガス）やクリーンエア等のガスがダウンフローで処理室２０内に送られるようになっている。また、図２および図３に示すように、処理室２０の底部におけるカップ外周筒５０の内側には排気部５４が設けられており、この排気部５４により処理室２０内の雰囲気の排気が行われるようになっている。このように、ＦＦＵ７０から処理室２０内にクリーンエア等のガスがダウンフローで送られ、このガスが排気部５４により排気されることにより、処理室２０内の雰囲気の置換が行われるようになっている。

また、図２および図３に示すように、処理室２０の底部におけるカップ外周筒５０の外側には排気部５６が設けられており、この排気部５６により処理室２０内の雰囲気の排気が行われるようになっている。この排気部５６により、処理室２０内におけるカップ外周筒５０の外側の雰囲気の排気を行うことができるようになっている。具体的には、排気部５６により、アーム待機部８０内の雰囲気がカップ外周筒５０内に入り込むことが抑止される。また、この排気部５６により、カップ外周筒５０内の雰囲気がアーム待機部８０に出てしまうことが抑止される。

また、図２および図３に示すように、アーム待機部８０の底部には排気部５８が設けられており、この排気部５８によりアーム待機部８０内の雰囲気の排気が行われるようになっている。具体的には、各ノズルアーム８２を駆動するための駆動機構（図示せず）から発生するパーティクルを排気部５８により引くことができるようになっている。

また、図２に示すように、液処理装置１０の処理室２０およびアーム待機部８０の出入口にはそれぞれメンテナンス用のシャッター６０、６２が設けられている。処理室２０およびアーム待機部８０にそれぞれメンテナンス用のシャッター６０、６２が設けられていることにより、これらの処理室２０内やアーム待機部８０内の機器を個別にメンテナンスすることができる。また、処理室２０内でウエハＷを処理している最中でも、シャッター６２を開くことによりアーム待機部８０内の機器をメンテナンスすることができるようになる。

また、図２に示すように、液処理装置１０の側壁には、搬送アーム１０４により処理室２０内へウエハＷを搬入したり処理室２０からウエハＷを搬出したりするための開口９４ａが設けられており、この開口９４ａには、当該開口９４ａを開閉するためのシャッター９４が設けられている。

なお、図２に示す液処理装置１０において、処理室２０内におけるカップ外周筒５０の内部の領域はクリーンルームに対して微陽圧となっており、一方、処理室２０内におけるカップ外周筒５０の外側の領域はクリーンルームに対して微陰圧となっている。このため、処理室２０内において、カップ外周筒５０の内部の領域の気圧はカップ外周筒５０の外側の領域の気圧よりも大きくなっている。

次に、図２および図３に示すような液処理装置１０の構成の詳細について図４および図５を用いて説明する。

図４および図５に示すように、保持部２１は、ウエハＷを保持するための円板形状の保持プレート２６と、保持プレート２６の上方に設けられた円板形状のリフトピンプレート２２とを備えている。リフトピンプレート２２の上面には、ウエハＷを下方から支持するためのリフトピン２３が周方向に等間隔で３つ設けられている。なお、図４および図５では２つのリフトピン２３のみを表示している。また、リフトピンプレート２２にはピストン機構２４が設けられており、このピストン機構２４によりリフトピンプレート２２が昇降するようになっている。より具体的には、搬送アーム１０４（図１参照）によりウエハＷをリフトピン２３上に載置したりリフトピン２３上からウエハＷを取り出したりするときには、ピストン機構２４によりリフトピンプレート２２が図４等に示すような位置から上方に移動させられ、このリフトピンプレート２２は回転カップ４０よりも上方に位置するようになる。一方、処理室２０内でウエハＷの液処理を行う際には、ピストン機構２４によりリフトピンプレート２２が図４等に示すような下方位置に移動させられ、ウエハＷの周囲に回転カップ４０が位置するようになる。

保持プレート２６には、ウエハＷを側方から支持するための保持部材２５が周方向に等間隔で３つ設けられている。なお、図４および図５では２つの保持部材２５のみを表示している。各保持部材２５は、リフトピンプレート２２が上方位置から図４および図５に示すような下方位置に移動したときにこのリフトピン２３上のウエハＷを支持し、このウエハＷをリフトピン２３からわずかに離間させるようになっている。

リフトピンプレート２２および保持プレート２６の構成について、図６Ａを用いてより詳細に説明する。図６Ａにおいて、（ａ）は、リフトピンプレート２２が上方位置から図４等に示すような下方位置に移動する途中での状態を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す状態からリフトピンプレート２２が下方に移動したときの状態を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す状態からリフトピンプレート２２が更に下方に移動し、リフトピンプレート２２が図４等に示すような下方位置に到達したときの状態を示す図である。

図６に示すように、保持部材２５は軸２５ａを介して保持プレート２６に軸支されている。より詳細には、図６に示すように、保持プレート２６には軸受け部２６ａが取り付けられており、この軸受け部２６ａに設けられた軸受け孔２６ｂに軸２５ａが受け入れられる。軸受け孔２６ｂは水平方向に延びるような細長い孔からなり、保持部材２５の軸２５ａはこの軸受け孔２６ｂに沿って水平方向に移動することができる。このようにして、保持部材２５は、軸受け部２６ａの軸受け孔２６ｂに受け入れられた軸２５ａを中心として揺動することができる。

保持部材２５の軸２５ａには、ねじりバネ等のバネ部材２５ｄが巻き掛けられている。このバネ部材２５ｄは、軸２５ａを中心として保持部材２５を図６における時計回りの方向に回転させるような力を保持部材２５に付勢するようになっている。これにより、保持部材２５に何ら力が加えられていない場合には、保持部材２５が保持プレート２６に対して傾斜した状態となり、保持部材２５におけるウエハＷを側方から支持するための支持部分２５ｂ（後述）は保持プレート２６の中心から遠ざかった状態となる。

また、軸２５ａに巻き掛けられたバネ部材２５ｄからは線状部分が伸び出しており、この線状部分は軸受け部２６ａの内壁面２６ｃに係止されて、軸２５ａを保持プレート２６の中心に向かって押し返す。このように、バネ部材２５ｄの線状部分により、軸２５ａは保持プレート２６の中心に向かって（すなわち、図６における左方向に向かって）常時押圧される。このため、比較的径が小さなウエハＷが保持部材２５により保持される場合には、軸２５ａは、図６に示すように、軸受け孔２６ｂにおける保持プレート２６の中心に近い位置（すなわち、図６における左側の位置）に位置する。一方、比較的径が大きなウエハＷが保持部材２５により支持される場合には、バネ部材２５ｄの線状部分による力に抗して、軸２５ａは軸受け孔２６ｂに沿って図６に示す位置から右方向に移動する。なお、ここでのウエハＷの径の大小とは、許容寸法誤差内でのウエハＷの径の大小を意味している。

また、保持部材２５は、ウエハＷを側方から支持する支持部分２５ｂと、軸２５ａに関して支持部分２５ｂと反対側に設けられた被押圧部材２５ｃとを有している。被押圧部材２５ｃは、リフトピンプレート２２と保持プレート２６との間に設けられており、この被押圧部材２５ｃは、図６に示すようにリフトピンプレート２２が下方位置またはその近傍位置にあるときに当該リフトピンプレート２２の下面により下方に向かって押圧される。

図６に示すように、保持部材２５は、リフトピンプレート２２が上方位置から下方位置に移動したときに、当該リフトピンプレート２２の下面により被押圧部材２５ｃが下方に押圧されることにより軸２５ａを中心として図６における反時計回りの方向（図６における矢印方向）に回転する。そして、保持部材２５が軸２５ａを中心として回転することにより、支持部分２５ｂがウエハＷに向かって当該ウエハＷの側方から移動する。これにより、リフトピンプレート２２が下方位置に到達したときに、図６（ｃ）に示すように、ウエハＷが保持部材２５により側方から支持される。ここで、図６（ｃ）に示すように、ウエハＷが保持部材２５により側方から支持されたときに、このウエハＷはリフトピン２３の先端から上方に離間し、リフトピン２３から上方に浮いた状態となる。また、前述のように、ウエハＷの大きさによっては、バネ部材２５ｄの線状部分による力に抗して軸２５ａが軸受け孔２６ｂに沿って図６に示す位置から右方向に移動する場合もある。このため、比較的大きなウエハＷが保持部材２５により支持される場合であっても、保持部材２５が水平方向に移動可能となっているので、ウエハＷを変形させたり破損させたりすることなくウエハＷを側方から支持することができる。

また、リフトピンプレート２２および保持プレート２６の中心部分にはそれぞれ貫通穴が形成されており、これらの貫通穴を通るよう処理液供給管２８が設けられている。この処理液供給管２８は、保持プレート２６の各保持部材２５により保持されたウエハＷの裏面に薬液や純水等の処理液を供給するようになっている。また、処理液供給管２８はリフトピンプレート２２と連動して昇降するようになっている。処理液供給管２８の上端には、リフトピンプレート２２の貫通穴を塞ぐよう設けられたヘッド部分２８ａが形成されている。また、図４等に示すように、処理液供給管２８には処理液供給部２９が接続されており、この処理液供給部２９により処理液供給管２８に処理液が供給されるようになっている。

図４および図５に示すように、保持部２１の周囲にはリング状の回転カップ４０が配設されている。この回転カップ４０は保持プレート２６に取り付けられており、保持プレート２６と一体的に回転するようになっている。より詳細には、回転カップ４０は、保持プレート２６の各保持部材２５により支持されたウエハＷを側方から囲うよう設けられており、ウエハＷの液処理を行う際にこのウエハＷから側方に飛散した処理液を受けるようになっている。

また、回転カップ４０の周囲には、ドレインカップ４２、第１案内カップ４３、第２案内カップ４４および第３案内カップ４５が上方から順に設けられている。ドレインカップ４２および各案内カップ４３、４４、４５はそれぞれリング状に形成されている。ここで、ドレインカップ４２は処理室２０において固定されている。一方、各案内カップ４３、４４、４５にはそれぞれ昇降シリンダ（図示せず）が連結されており、これらの案内カップ４３、４４、４５は対応する昇降シリンダにより互いに独立して昇降自在となっている。

図４および図５に示すように、ドレインカップ４２や各案内カップ４３、４４、４５の下方には、第１処理液回収用タンク４６ａ、第２処理液回収用タンク４６ｂ、第３処理液回収用タンク４６ｃおよび第４処理液回収用タンク４６ｄがそれぞれ設けられている。そして、各案内カップ４３、４４、４５の上下方向における位置により、ウエハＷの液処理を行う際にこのウエハＷから側方に飛散した処理液が、この処理液の種類に基づいて、４つの処理液回収用タンク４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄのうちいずれか一つの処理液回収用タンクに選択的に送られるようになっている。具体的には、全ての案内カップ４３、４４、４５が全て上方位置にあるときには（図４および図５に示すような状態）、ウエハＷから側方に飛散した処理液は第４処理液回収用タンク４６ｄに送られるようになっている。一方、第３案内カップ４５のみが下方位置にあるときには、ウエハＷから側方に飛散した処理液は第３処理液回収用タンク４６ｃに送られるようになっている。また、第２案内カップ４４および第３案内カップ４５が下方位置にあるときには、ウエハＷから側方に飛散した処理液は第２処理液回収用タンク４６ｂに送られるようになっている。また、全ての案内カップ４３、４４、４５が下方位置にあるときには、ウエハＷから側方に飛散した処理液は第１処理液回収用タンク４６ａに送られるようになっている。

また、図４および図５に示すように、第４処理液回収用タンク４６ｄの内側には排気部４８が設けられている。そして、各案内カップ４３、４４、４５の上下方向における位置が所定の位置となることにより、ウエハＷの周囲の雰囲気が、排気部４８により排気されるようになっている。

また、本実施の形態の液処理装置１０においては、処理室２０内においてドレインカップ４２や各案内カップ４３、４４、４５の周囲にカップ外周筒５０が設けられている。このカップ外周筒５０は、図４に示すような下方位置と図５に示すような上方位置との間で昇降可能となっている。また、図２および図３に示すように、カップ外周筒５０には、ノズルアーム８２が通過可能な開口５０ｍが設けられている。カップ外周筒５０は、図５に示すような上方位置にあるときに、カップ外周筒５０内の領域を外部に対して隔離するようになっている。

このようなカップ外周筒５０の構成の詳細について図６Ｂを用いて説明する。図６Ｂは、カップ外周筒５０の構成を示す斜視図である。図６Ｂに示すように、カップ外周筒５０の側面には、ノズルアーム８２が通過可能な開口５０ｍが、ノズルアーム８２の本数に応じて設けられている（例えばノズルアーム８２が６本の場合、６つの開口５０ｍが設けられる）。また、カップ外周筒５０の上部には、このカップ外周筒５０を支持するための支持部材５０ａが連結されており、支持部材５０ａには当該支持部材５０ａを昇降させる駆動機構５０ｂが設けられている。そして、駆動機構５０ｂにより支持部材５０ａを昇降させることにより、この支持部材５０ａに支持されるカップ外周筒５０も昇降するようになっている。

また、図４および図５に示すように、ＦＦＵ７０にはガイド部材５１が取り付けられている。このガイド部材５１は、図５に示すようにカップ外周筒５０が上方位置にあるときに、このカップ外周筒５０から内側にわずかに距離を隔てて位置するよう配置されている。また、本実施の形態の液処理装置１０においては、図５に示すようにカップ外周筒５０が上方位置にあるときには、カップ外周筒５０内の気圧はカップ外周筒５０の外側の気圧よりも大きくなるようになっている。このため、カップ外周筒５０が上方位置にあるときには、図９に示すように、ＦＦＵ７０により生じる処理室２０内のダウンフローのガスが、ガイド部材５１によりカップ外周筒５０の上端近傍において当該カップ外周筒５０の内側から外側に案内されるようになっている。

また、図４および図５に示すように、処理室２０内には、カップ外周筒５０を洗浄するための洗浄部５２が設けられている。この洗浄部５２は、純水等の洗浄液を貯留するための貯留部分５２ａを有しており、図４に示すようにカップ外周筒５０が下方位置にあるときにこのカップ外周筒５０が貯留部分５２ａに貯留された洗浄液に浸されるようになっている。洗浄部５２は、貯留部分５２ａに貯留された洗浄液にカップ外周筒５０が浸されることにより、このカップ外周筒５０の洗浄を行うようになっている。貯留部分５２ａに貯留される洗浄液としては、例えば室温以上の、好ましくは４０℃以上の、更に好ましくは６０℃以上の純水等が用いられる。貯留部分５２ａに貯留される洗浄液の温度が高い場合には、カップ外周筒５０に対する洗浄効果がより大きくなる。

このような洗浄部５２の構成の詳細について図７を用いて説明する。図７は、洗浄部５２の構成を示す側断面図である。具体的には、図７（ａ）は、カップ外周筒５０が上方位置にあるときの状態を示しており、図７（ｂ）は、カップ外周筒５０が下方位置にあるときの状態を示している。

図７に示すように、洗浄液を貯留するための貯留部分５２ａには洗浄液供給管５２ｂが接続されており、この洗浄液供給管５２ｂにより貯留部分５２ａに洗浄液が連続的に送られるようになっている。洗浄液供給管５２ｂには洗浄液供給部５３が接続されており、この洗浄液供給部５３から洗浄液供給管５２ｂに洗浄液が供給されるようになっている。また、図７に示すように、洗浄液供給管５２ｂには加温装置５３ａが設けられており、この加温装置５３ａにより洗浄液供給管５２ｂ内の洗浄液が加温されるようになっている。また、貯留部分５２ａの側部にはドレン管５２ｃが設けられており、このドレン管５２ｃにより貯留部分５２ａ内の洗浄液が排出されるようになっている。すなわち、洗浄液供給管５２ｂにより貯留部分５２ａに洗浄液が連続的に送られ、この貯留部分５２ａ内の洗浄液がドレン管５２ｃにより排出されることにより、貯留部分５２ａに貯留される洗浄液は常に清浄な状態に維持されるようになっている。また、貯留部分５２ａの上部には、カップ外周筒５０が通過可能な上部開口５２ｄが設けられている。

図７（ｂ）に示すように、カップ外周筒５０が下方位置にあるときにはこのカップ外周筒５０の大部分が貯留部分５２ａに貯留された洗浄液に浸されるようになる。また、図７（ａ）に示すように、カップ外周筒５０が上方位置にあるときにもこのカップ外周筒５０の下部が貯留部分５２ａに貯留された洗浄液に浸されるようになる。このため、カップ外周筒５０が上方位置にあるときには、貯留部分５２ａに貯留された洗浄液とカップ外周筒５０の下部との間で水シールを行うとともに、カップ外周筒５０の上部とガイド部材５１との間が狭くなるので、カップ外周筒５０内の領域を外部から隔離することができるようになる。

また、図７に示すように、カップ外周筒５０の上端には、このカップ外周筒５０が図７（ｂ）に示すような下方位置にあるときに貯留部分５２ａに貯留された洗浄液を覆う蓋部分５０ｃが設けられている。具体的には、蓋部分５０ｃは、カップ外周筒５０が図７（ｂ）に示すような下方位置にあるときに、貯留部分５２ａの上部開口５２ｄを塞ぐようになっている。洗浄部５２において、貯留部分５２ａに貯留される洗浄液の温度が高温（具体的には、例えば６０℃以上）である場合には、貯留部分５２ａに貯留される洗浄液は蒸発しやすくなり、この洗浄液の蒸気が例えば処理室２０内におけるウエハＷの乾燥処理時にウエハＷ等に付着してしまうと乾燥効率が悪くなるという問題がある。また、貯留部分５２ａに貯留される洗浄液の温度が４０℃程度であっても、この洗浄液が蒸発してしまい、洗浄液の蒸気が例えば処理室２０内におけるウエハＷの乾燥処理時にウエハＷ等に付着してしまうおそれがある。これに対して、本実施の形態の液処理装置１０によれば、蓋部分５０ｃがカップ外周筒５０の上端に設けられていることにより、カップ外周筒５０が図７（ｂ）に示すような下方位置にあるときには、貯留部分５２ａに貯留された洗浄液が蒸発してこの洗浄液の雰囲気が処理室２０内やアーム待機部８０に入り込むことを防止することができる。また、この場合、たとえ貯留部分５２ａに貯留された洗浄液が蒸発してこの洗浄液の雰囲気が処理室２０内やアーム待機部８０に入り込んだときでも、処理室２０の底部におけるカップ外周筒５０の外側に排気部５６が設けられているので、このような洗浄液の雰囲気は排気部５６により排気されるようになる。

また、カップ外周筒５０の下端には、このカップ外周筒５０が図７（ａ）に示すような上方位置にあるときに貯留部分５２ａに貯留された洗浄液を覆う蓋部分５０ｄが設けられている。このような蓋部分５０ｄがカップ外周筒５０の下端に設けられていることにより、カップ外周筒５０が図７（ａ）に示すような上方位置にあるときにも、貯留部分５２ａに貯留された洗浄液が蒸発してこの洗浄液の雰囲気が処理室２０内やアーム待機部８０に入り込むことを防止することができる。カップ外周筒５０が図７（ａ）に示すような上方位置にあるときには、貯留部分５２ａに貯留された洗浄液とカップ外周筒５０の下部との間で水シールが行われるので、カップ外周筒５０内の雰囲気がカップ外周筒５０の外部に出てしまうことを抑制することができる。なお、水シールが行われない場合でも、排気部５６が設けられていることにより、カップ外周筒５０内の雰囲気が処理室２０の外部に出てしまうことを抑制することができる。

また、カップ外周筒５０が図７（ａ）に示すような上方位置にあるときには、ＦＦＵ７０に取り付けられたガイド部材５１はこのカップ外周筒５０の上端から内側にわずかに隙間を隔てて位置するようになる。また、前述のように、カップ外周筒５０が図７（ａ）に示すような上方位置にあるときには、カップ外周筒５０内の気圧がカップ外周筒５０の外側の気圧よりも大きくなる。このため、図７（ａ）に示すように、ＦＦＵ７０により生じる処理室２０内のダウンフローのガスが、ガイド部材５１によりカップ外周筒５０の上端近傍において当該カップ外周筒５０の内側から外側に案内される。

また、図４および図５に示すように、処理室２０内において、洗浄部５２の内側には処理室２０内の雰囲気の排気を行うための排気部５４が設けられており、また、洗浄部５２の外側には処理室２０内の雰囲気の排気を行うための排気部５６が設けられている。このような排気部５４および排気部５６が設けられていることにより、カップ外周筒５０が図４に示すような下方位置にあるときには、これらの排気部５４および排気部５６により処理室２０内全体の雰囲気の排気を行うことができる（図８参照）。一方、カップ外周筒５０が図５に示すような上方位置にあるときには、カップ外周筒５０内の領域が外部から隔離されるので、排気部５４によりカップ外周筒５０の内部の雰囲気の排気を行うことができ、また、排気部５６によりカップ外周筒５０の外側の雰囲気の排気を行うことができる（図９参照）。

前述のように、本実施の形態においては、１つの液処理装置１０に複数（具体的には例えば６つ）のノズルアーム８２が設けられており、各ノズルアーム８２の先端にノズル８２ａが設けられている。具体的には、各ノズル８２ａは、それぞれ、第１の薬液（具体的には、例えば酸性の薬液）、第２の薬液（具体的には、例えばアルカリ性の薬液）、純水、Ｎ２ガス、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、純水のミストをウエハＷの上面に供給するようになっている。

次に、このような構成からなる液処理装置１０の動作について説明する。

まず、保持部２１におけるリフトピンプレート２２および処理液供給管２８を図４に示す位置から上方に移動させることと、処理室２０の開口９４ａに設けられたシャッター９４をこの開口９４ａから退避させることにより開口９４ａを開くことを行う。そして、液処理装置１０の外部からウエハＷが搬送アーム１０４により開口９４ａを介して処理室２０内に搬送され、このウエハＷがリフトピンプレート２２のリフトピン２３上に載置され、その後、搬送アーム１０４は処理室２０から退避する。この際に、カップ外周筒５０は図４に示すような下方位置に位置している。また、各ノズルアーム８２は処理室２０から退避した退避位置に位置している。すなわち、各ノズルアーム８２はアーム待機部８０で待機している。また、ＦＦＵ７０から処理室２０内にクリーンエア等のガスが常にダウンフローで送られ、このガスが排気部５４により排気されることにより、処理室２０内の雰囲気の置換が行われるようになっている。

次に、リフトピンプレート２２および処理液供給管２８を下方に移動させ、これらのリフトピンプレート２２および処理液供給管２８を図４に示すような下方位置に位置させる。この際に、保持プレート２６に設けられた各保持部材２５が、リフトピン２３上のウエハＷを支持し、このウエハＷをリフトピン２３からわずかに離間させる。

その後に、またはリフトピンプレート２２の下降中に、カップ外周筒５０に設けられた駆動機構５０ｂにより、このカップ外周筒５０を上方に移動させ、カップ外周筒５０を図５に示すような上方位置に位置させる。そして、カップ外周筒５０が上方位置に移動した後、アーム待機部８０で待機している６つのノズルアーム８２のうち一または複数のノズルアーム８２が壁９０のアーム洗浄部８８の開口８８ａおよびカップ外周筒５０の開口５０ｍを介して処理室２０内に進出する。この際に、ノズルアーム８２は直線運動を行う。

次に、保持部２１における保持プレート２６およびリフトピンプレート２２を回転させる。このことにより、保持プレート２６の各保持部材２５により支持されているウエハＷも回転する。そして、ウエハＷが回転した状態で、処理室２０内に進出したノズルアーム８２のノズル８２ａからウエハＷの上面に処理液を供給する。また、この際に、ウエハＷの下面（裏面）に向かって処理液供給管２８から薬液や純水等の処理液を供給する。このようにして、ウエハＷの上面および下面の両方に処理液が供給され、ウエハＷの液処理が行われる。ウエハＷに供給された処理液は、この処理液の種類に基づいて、各案内カップ４３、４４、４５が上方位置または下方位置にそれぞれ位置することにより、４つの処理液回収用タンク４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄのうちいずれか一つの処理液回収用タンクに選択的に送られて回収される。

その後、ウエハＷの液処理が終了すると、処理室２０に進出したノズルアーム８２はこの処理室２０から退避してアーム待機部８０で待機するようになる。そして、カップ外周筒５０に設けられた駆動機構５０ｂにより、このカップ外周筒５０を下方に移動させ、カップ外周筒５０を図４に示すような下方位置に位置させる。

その後、保持部２１におけるリフトピンプレート２２および処理液供給管２８を図４に示す位置から上方に移動させる。この際に、保持プレート２６の保持部材２５により支持されたウエハＷがリフトピンプレート２２のリフトピン２３上に受け渡される。次に、処理室２０の開口９４ａに設けられたシャッター９４をこの開口９４ａから退避させることにより開口９４ａを開き、液処理装置１０の外部から開口９４ａを介して搬送アーム１０４を処理室２０内に進出させ、この搬送アーム１０４によりリフトピンプレート２２のリフトピン２３上のウエハＷを取り出す。搬送アーム１０４により取り出されたウエハＷは液処理装置１０の外部に搬送される。このようにして、一連のウエハＷの液処理が完了する。

以上のように本実施の形態の液処理装置１０によれば、処理室２０から退避したノズルアーム８２が待機するためのアーム待機部８０を処理室２０に隣接して設けるとともに、昇降可能なカップ外周筒５０を処理室２０内において回転カップ４０の周囲に配設し、カップ外周筒５０が上方位置にあるときにこのカップ外周筒５０内の領域を外部から隔離するようになっているので（図９参照）、処理室２０内、とりわけカップ外周筒５０内の雰囲気の置換性を向上させることができる。また、処理室２０内の雰囲気の排気を行うための排気部５４がカップ外周筒５０の内側に設けられている。このため、カップ外周筒５０が図４に示すような下方位置にあるときには、処理室２０内全体の雰囲気の排気を行うことができる（図８参照）。一方、カップ外周筒５０が図５に示すような上方位置にあるときには、カップ外周筒５０内の領域が外部から隔離されるので、カップ外周筒５０内の雰囲気の排気を行うことができる（図９参照）。

ここで、処理室内でウエハＷの液処理を行う際にこの処理室内で薬液等が飛散すると、この薬液の雰囲気が当該領域で残存してしまい、その後のウエハＷの処理においてこの残存した薬液の雰囲気によりウエハＷが汚れてしまう等の悪影響を与えてしまうおそれがある。具体的には、処理後のウエハＷを含む様々な乾燥物に対して薬液等が再付着してしまうと、パーティクルの原因となってしまうという問題がある。また、残存した薬液におけるアルカリ性や酸性の雰囲気が化学反応を起こすことにより、結晶物が生成されてしまい、パーティクルの原因となってしまうという問題がある。しかしながら、本実施の形態の液処理装置１０では、処理室２０内、とりわけカップ外周筒５０内の雰囲気の置換性を向上させることができることができるので、ウエハＷの液処理を行う際に飛散した薬液等の雰囲気が処理室２０内やアーム待機部８０に残存しないようにすることができる。

また、本実施の形態の液処理装置１０においては、前述のように、カップ外周筒５０を洗浄するための洗浄部５２が設けられている。このことにより、カップ外周筒５０を清浄な状態に維持することができ、ウエハＷの液処理を行う際に飛散した薬液等がカップ外周筒５０に残存してしまうことを防止することができる。

また、本実施の形態の液処理装置１０においては、洗浄部５２は、洗浄液を貯留するための貯留部分５２ａを有し、カップ外周筒５０が下方位置にあるときに当該カップ外周筒５０が貯留部分５２ａに貯留された洗浄液に浸されるようになっている。このことにより、洗浄部５２は、貯留部分５２ａに貯留された洗浄液にカップ外周筒５０を浸すというシンプルな方法で当該カップ外周筒５０の洗浄を行うことができるようになる。

また、本実施の形態の液処理装置１０においては、図２および図３に示すように、処理室２０とアーム待機部８０との間には鉛直方向に延びる壁９０が設けられており、壁９０のアーム洗浄部８８には、ノズルアーム８２が通過可能な開口８８ａが設けられている。

また、本実施の形態の液処理装置１０においては、図９等に示すように、処理室２０内にガイド部材５１が設けられており、カップ外周筒５０が上方位置にあるときに、このガイド部材５１により、処理室２０内のダウンフローのガスをカップ外周筒５０の上端近傍において当該カップ外周筒５０の内側から外側に案内するようになっている。このようなガイド部材５１が設けられていることにより、カップ外周筒５０の上端近傍においてカップ外周筒５０の外側から内側にガスが入り込むことが抑制される。

なお、本実施の形態による液処理装置は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。例えば、処理室２０内に進出したノズルアーム８２のノズル８２ａおよび処理液供給管２８によりウエハＷの上面および下面の両方に処理液を供給する必要はなく、ノズルアーム８２のノズル８２ａによりウエハＷの上面のみに処理液を供給するようになっていてもよい。また、本実施の形態による液処理装置は、基板の洗浄処理以外に、エッチング処理、メッキ処理、現像処理等の処理にも用いることができる。

１０ 液処理装置
２０ 処理室
２１ 保持部
２２ リフトピンプレート
２３ リフトピン
２４ ピストン機構
２５ 保持部材
２５ａ 軸
２５ｂ 支持部分
２５ｃ 被押圧部材
２５ｄ バネ部材
２６ 保持プレート
２６ａ 軸受け部
２６ｂ 軸受け孔
２６ｃ 内面壁
２８ 処理液供給管
２８ａ ヘッド部分
２９ 処理液供給部
４０ 回転カップ
４２ ドレインカップ
４３ 第１案内カップ
４４ 第２案内カップ
４５ 第３案内カップ
４６ａ 第１処理液回収用タンク
４６ｂ 第２処理液回収用タンク
４６ｃ 第３処理液回収用タンク
４６ｄ 第４処理液回収用タンク
４８ 排気部
５０ カップ外周筒
５０ａ 支持部材
５０ｂ 駆動機構
５０ｃ 蓋部分
５０ｄ 蓋部分
５０ｍ 開口
５１ ガイド部材
５２ 洗浄部
５２ａ 貯留部分
５２ｂ 洗浄液供給管
５２ｃ ドレン管
５２ｄ 上部開口
５３ 洗浄液供給部
５３ａ 加温装置
５４ 排気部
５６ 排気部
５８ 排気部
６０ シャッター
６２ シャッター
７０ ＦＦＵ
８０ アーム待機部
８２ ノズルアーム
８２ａ ノズル
８２ｍ 表面処理液供給管
８４ アーム支持部
８８ アーム洗浄部
８８ａ 開口
８９ 表面処理液供給部
９０ 壁
９４ シャッター
９４ａ 開口
１０１ 載置台
１０２ 搬送アーム
１０３ 棚ユニット
１０４ 搬送アーム
２００ 液処理装置
２１０ 処理室
２２０ 保持部
２３０ カップ
２４０ ノズル
２４１ アーム
２４２ アーム支持部
２５０ ＦＦＵ
２６０ 排気部

Claims (6)

1. 基板を水平状態に保持して回転させる基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板を側方から囲み、基板から側方に飛散した処理液を受けるカップと、
   前記基板保持部および前記カップが設けられた処理室と、
   前記基板保持部に保持された基板に処理液を供給するノズルと、
   前記基板保持部に保持された基板の周囲にある、前記カップ内の雰囲気を排気する第１の排気部と、
   前記ノズルを支持し、前記処理室内に進出した進出位置と前記処理室から退避した退避位置との間で水平方向に移動自在となっているアームと、
   前記処理室に隣接して設けられ、当該処理室から退避した前記アームが待機するためのアーム待機部と、
   前記処理室内において前記カップの外側に配設され、上方位置と下方位置との間で昇降可能となっており、前記アームが通過可能な開口が設けられた筒状のカップ外周筒と、
   前記カップの外側であってかつ前記カップ外周筒の内側に設けられた第２の排気部と、
   を備え、
   前記カップ外周筒は、前記上方位置にあるときに、前記カップよりも高い位置に位置し、前記処理室の内部空間のうちの前記基板保持部および前記カップの上方の空間を側方から囲み、
   前記第２の排気部は、前記上方位置にある前記カップ外周筒に囲まれた空間の雰囲気を、前記カップの内部を介することなく排気することを特徴とする液処理装置。
2. 前記カップ外周筒を洗浄するための洗浄部を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
3. 前記洗浄部は、洗浄液を貯留するための貯留部分を有し、
   前記カップ外周筒が前記下方位置にあるときに当該カップ外周筒が前記貯留部分に貯留された洗浄液に浸されるようになっていることを特徴とする請求項２記載の液処理装置。
4. 前記処理室と前記アーム待機部との間には鉛直方向に延びる壁が設けられており、
   前記壁には、前記アームが通過可能な開口が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液処理装置。
5. 前記処理室内に設けられ、前記カップ外周筒が上方位置にあるときに前記処理室内のダウンフローのガスを前記カップ外周筒の上端近傍において当該カップ外周筒の内側から外側に案内するガイド部材を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液処理装置。
6. 処理室の内部に設けられた基板保持部により基板を水平状態に保持させるとともに、当該基板がカップにより側方から囲まれた状態にする工程と、
   前記処理室内において前記カップの外側に配設されているカップ外周筒を下方位置から上方位置に移動させ、この上方位置に移動させたカップ外周筒により、前記処理室の内部空間のうちの前記基板保持部および前記カップの上方の空間を側方から囲む工程と、
   ノズルを支持するアームを、前記処理室に隣接して設けられたアーム待機部から前記カップ外周筒に設けられた開口を通して前記カップ外周筒の内側に進出させて、前記ノズルを前記基板保持部により保持された前記基板の上方に位置させる工程と、
   前記基板保持部により基板を回転させ、前記基板の上方にあるノズルにより、前記基板保持部により保持されて回転する基板に処理液を供給する工程と、
   前記カップにより、前記ノズルから基板に供給された後に基板から側方に飛散する処理液を受けるとともに、第１の排気部により前記カップ内の雰囲気を排気し、さらに、前記カップの外側であってかつ前記カップ外周筒の内側に設けられた第２の排気部により、前記カップ外周筒に囲まれた空間内の雰囲気を前記カップの内部を介することなく排気する工程と、
   を備えたことを特徴とする液処理方法。

Images