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JP5301505B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

液処理装置および液処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、基板を略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）を略水平状態に保持した状態で回転させながら当該基板に洗浄液を供給することにより基板の洗浄処理を行う基板洗浄装置が知られている。例えば特許文献１には、ウエハを保持するための底板と、底板に固定連結されスピンモータにより回転駆動される回転軸と、回転軸内で延在し、底板により保持されたウエハの裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給管と、上昇することによって下方からウエハを支持することができる基板押し上げピンと、を備えた基板洗浄装置が開示されている。このような基板洗浄装置において、底板には、洗浄液供給管が通過するための洗浄液供給管用貫通穴および基板押し上げピンが通過するための基板押し上げピン用貫通穴がそれぞれ形成されている。
特開平９−２９０１９７号公報
特許文献１等に示すような従来の基板洗浄装置では、ウエハを洗浄するために用いられる薬液やリンス液等の洗浄液が、底板に形成された基板押し上げピン用貫通穴を介して、底板から下方に退避している基板押し上げピンに付着する可能性があった。このため、ウエハの乾燥工程の後に、基板押し上げピンによってウエハを持ち上げて搬送ロボットに受け渡すときに、基板押し上げピンに付着した洗浄液の液滴がウエハの裏面に付着することがあった。
このようにウエハに洗浄液が付着すると、液滴が付着したウエハ自体にウォーターマークが形成されるだけでなく、ウエハが運び込まれたキャリア内の湿度が上昇してしまい、キャリア内に収容された他のウエハにも悪影響を及ぼすおそれがある。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ウエハの乾燥後にリフトピンに処理液が残ることを防止し、このことにより液処理後のウエハの裏面に処理液が付着することを防止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。
本発明の液処理装置は、中心部分に貫通穴が形成され、基板を保持する保持プレートと、前記保持プレートの上方に設けられ、中心部分に貫通穴が形成され、基板を下方から支持するリフトピンを有するリフトピンプレートと、前記保持プレートを回転させる回転駆動部と、前記保持プレートの貫通穴および前記リフトピンプレートの貫通穴を通るよう設けられ、前記保持プレートにより保持された基板の裏面に処理液を供給する処理液供給部であって、前記リフトピンプレートの貫通穴を塞ぐよう設けられたヘッド部分を有する処理液供給部と、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートを前記保持プレートに対して相対的に昇降させる昇降機構と、を備えたことを特徴とする。
本発明の液処理装置においては、前記リフトピンプレートは前記保持プレートと連動して回転す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、前記昇降機構は、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートを一体的に昇降させるようになっていてもよい。
あるいは、前記昇降機構は、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートを互いに独立して昇降させ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、前記リフトピンプレートは、下方位置にあるときに前記保持プレートに隣接し、上方位置にあるときに前記保持プレートから上方に離間し前記リフトピン上への基板の受け渡しおよび前記リフトピン上からの基板の取り出しを行うことができ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、前記保持プレートに設けられ、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートが下方位置にあるときに前記保持プレートにより保持された基板の外周縁を囲うような回転カップを更に備えていてもよい。
本発明の液処理装置においては、前記保持プレートに、基板を側方から支持する基板支持部が設けられており、前記基板支持部は、前記リフトピンプレートが下方位置にあるときに基板を側方から支持し、前記リフトピンプレートが上方位置にあるときに基板から離間するようになっていてもよい。
この際に、前記基板支持部は前記保持プレートに軸支されており、当該基板支持部は軸を中心として揺動するようになっており、前記基板支持部は、基板を側方から支持する基板支持部分と、前記リフトピンプレートと前記保持プレートとの間に設けられ前記リフトピンプレートが下方位置にあるときに当該リフトピンプレートの下面により下方に押圧される被押圧部分とを有し、前記基板支持部は、前記リフトピンプレート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の下面により前記被押圧部分が下方に押圧されることにより前記軸を中心として回転し、前記基板支持部分が基板に向かって当該基板の側方から移動するよう構成されていてもよい。
この場合、前記保持プレートに、前記基板支持部の前記軸を受け入れる軸受け孔が設けられた軸受け部が設けられており、前記軸は前記軸受け孔に沿って水平方向に移動可能となっており、前記軸には、当該軸を前記保持プレートの中心に向かって押圧する押圧部が設けられていてもよい。この際に、前記押圧部はバネ部材であってもよい。
本発明の液処理装置においては、前記リフトピンプレートの下面には、当該リフトピンプレートから下方に延びる接続部材が設けられ、前記保持プレートには、前記接続部材が通るような接続部材貫通穴が設けられ、前記接続部材により前記リフトピンプレートと前記保持プレートとが連動して回転するようになっており、前記昇降機構は、前記リフトピンプレートを下方位置から上方位置まで移動させる際に前記接続部材を上方に押し上げるようになっていてもよい。
この際に、前記保持プレートの下面には、当該保持プレートから下方に延び、前記接続部材を収容する中空の収容部材が設けられ、前記収容部材の中空部分には、前記接続部材に接続されたバネが圧縮された状態で収容されており、前記バネにより前記接続部材が下方に付勢されていてもよい。
本発明の液処理方法は、中心部分に貫通穴が形成され、基板を保持する保持プレートと、前記保持プレートの上方に設けられ、中心部分に貫通穴が形成され、基板を下方から支持するリフトピンを有するリフトピンプレートと、前記保持プレートを回転させる回転駆動部と、前記保持プレートの貫通穴および前記リフトピンプレートの貫通穴を通るよう設けられ、前記保持プレートにより保持された基板の裏面に処理液を供給する処理液供給部であって、前記リフトピンプレートの貫通穴を塞ぐよう設けられたヘッド部分を有する処理液供給部と、を備え、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートが前記保持プレートに対して相対的に昇降するようになっているような液処理装置により基板を洗浄するような液処理方法であって、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ上方位置に位置させた状態で、前記リフトピンプレートの前記リフトピン上に基板を載置する工程と、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ上方位置から下方位置に移動させる工程と、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ下方位置に位置させた状態で、前記処理液供給部によって前記保持プレートにより保持された基板の裏面に処理液を供給する工程と、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ下方位置から上方位置に移動させる工程と、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ上方位置に位置させた状態で、前記リフトピンにより支持された基板を取り出す工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明の液処理装置および液処理方法によれば、基板の乾燥後にリフトピンに処理液が残ることを防止し、このことにより液処理後の基板の裏面に処理液が付着することを防止することができる。
本発明の実施の形態による基板洗浄装置を含む液処理システムを上方から見た上方平面図である。 本発明の実施の形態の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図であって、リフトピンプレートおよび洗浄液供給管が下方位置にあるときの状態を示す図である。 本発明の実施の形態の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図であって、リフトピンプレートおよび洗浄液供給管が上方位置にあるときの状態を示す図である。 図２Ａに示すような、ウエハが基板支持部および固定保持部により保持された状態を示す、図２Ａにおける基板洗浄装置を上方から見た上面図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置のリフトピンプレートの構成を示す斜視図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置の保持プレートの構成を示す斜視図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置における、リフトピンプレートから下方に延びる接続部材および保持プレートから下方に延び接続部材を収容する中空の収容部材の構成の詳細を示す拡大縦断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置における保持プレートに設けられた基板支持部の構成を示す拡大縦断面図である。 図６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る。 図７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２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置の洗浄液供給管およびこの洗浄液供給管を昇降させる昇降機構の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態による基板洗浄方法を示すフローチャートである。 リフトピンプレートの貫通穴において洗浄液供給管の周囲にフィン部材が設けられたような、他の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図である。 図１１に示す他の基板洗浄装置の一部を示す斜視図である。 更に他の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図である。
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１０は、本実施の形態による基板洗浄装置を示す図である。より詳細には、図１は、本実施の形態による基板洗浄装置を含む液処理システムを上方から見た上方平面図である。また、図２Ａおよび図２Ｂは、本実施の形態における基板洗浄装置の構成を示す縦断面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示すような、ウエハが基板支持部および固定保持部により保持された状態を示す、図２Ａにおける基板洗浄装置を上方から見た上面図である。また、図３は、図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置のリフトピンプレートの構成を示す斜視図であり、図４は、図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置の保持プレートの構成を示す斜視図である。また、図５は、図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置における、リフトピンプレートから下方に延びる接続部材および保持プレートから下方に延び接続部材を収容する中空の収容部材の構成の詳細を示す拡大縦断面図である。また、図６乃至図８は、図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置における保持プレートに設けられた基板支持部の構成を示す拡大縦断面図である。また、図９は、図２Ａおよび図２Ｂに示す基板洗浄装置の洗浄液供給管およびこの洗浄液供給管を昇降させる昇降機構の構成を示す斜視図である。また、図１０は、本実施の形態による基板洗浄方法を示すフローチャートである。
まず、図１を用いて、本実施の形態による基板洗浄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を基板洗浄装置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１２個）の基板洗浄装置１０が組み込まれている。なお、図１に示すように、搬送アーム１０４は上方から見て略Ｕ字形状となっているが、この搬送アーム１０４はウエハＷをリフトピン２２（後述）上に載置したりリフトピン２２上からウエハＷを取り出したりする際に当該リフトピン２２に接触しないような形状となっている。
次に、本実施の形態による基板洗浄装置１０の概略的な構成について図２Ａおよび図２Ｂを用いて説明する。基板洗浄装置１０は、ウエハＷを保持する保持プレート３０と、保持プレート３０の上方に設けられ、ウエハＷを下方から支持するリフトピン２２を有するリフトピンプレート２０と、保持プレート３０を回転させる回転駆動部３９と、保持プレート３０の中心部分に形成された貫通穴３０ａおよびリフトピンプレート２０の中心部分に形成された貫通穴２０ａを通るよう設けられ、保持プレート３０により保持されたウエハＷの裏面に純水や薬液等の洗浄液を供給する洗浄液供給管４０と、を備えている。リフトピンプレート２０は、保持プレート３０と連動して回転するようになっている。洗浄液供給管４０には、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを塞ぐよう設けられたヘッド部分４２が設けられている。
リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０は、保持プレート３０に対して相対的に昇降するようになっている。ここで、図２Ａは、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０がそれぞれ下方位置にあるときの状態を示す図であり、図２Ｂは、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０がそれぞれ上方位置にあるときの状態を示す図である。リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０は、それぞれ、図２Ａに示すような下方位置と図２Ｂに示すような上方位置との間で昇降するようになっている。
なお、基板洗浄装置１０により洗浄処理が行われるウエハＷについて、全てのウエハＷのサイズが均一であるとは限られず、ウエハＷ毎にサイズに誤差がある場合もある。
次に、このような構成からなる基板洗浄装置１０の各構成要素の詳細について以下に説明する。
図３に示すように、リフトピンプレート２０は円板形状のものからなり、その中心部分には貫通穴２０ａが形成されている。この貫通穴２０ａには洗浄液供給管４０が通されることとなる。また、リフトピンプレート２０の表面には３本のリフトピン２２が設けられている。これらのリフトピン２２は、リフトピンプレート２０の周縁部近傍において周方向に等間隔で設けられている。また、リフトピンプレート２０の裏面（各リフトピン２２が設けられた面とは反対側の面）には、３つの棒状の接続部材２４が設けられている。各接続部材２４は、リフトピンプレート２０の裏面から下方に延びるようになっている。これらの接続部材２４は、リフトピンプレート２０の周縁部近傍において周方向に等間隔で設けられている。
図４に示すように、保持プレート３０は円板形状のものからなり、その中心部分には貫通穴３０ａが形成されている。この貫通穴３０ａには洗浄液供給管４０が通されることとなる。また、保持プレート３０の表面には、接続部材３８を介して回転カップ３６が取り付けられている。回転カップ３６は、図２Ａに示すようにリフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０が下方位置にあるときに保持プレート３０により保持されるウエハＷの外周縁を囲うようになっている。また、図２Ａや図２Ｃに示すように、回転カップ３６には、ウエハＷを保持するための２つの固定保持部３７が設けられている。これらの固定保持部３７の具体的な機能については後述する。なお、これらの固定保持部３７は、回転カップ３６に設けられる代わりに保持プレート３０に設けられていてもよく、あるいは接続部材３８に直接接続されていてもよい。固定保持部３７が接続部材３８に直接接続されている場合には、水平方向の力に対する固定保持部３７の強度をより大きなものとすることができる。
また、保持プレート３０の裏面（回転カップ３６が設けられた面とは反対側の面）の中心部分には、当該保持プレート３０の裏面から下方に延びるよう中空の回転軸３４が取り付けられている。この回転軸３４の中空部分には洗浄液供給管４０が収容されている。また、回転軸３４はベアリング（図示せず）等を介して回転駆動部３９により回転させられるようになっている。回転駆動部３９が回転軸３４を回転させることにより、保持プレート３０も回転することとなる。
また、図４に示すように、保持プレート３０には、リフトピンプレート２０の裏面から下方に延びる棒状の各接続部材２４が通過するような、３つの貫通穴（接続部材貫通穴）３０ｂが形成されている。各貫通穴３０ｂは保持プレート３０の周方向に等間隔に設けられている。また、保持プレート３０の裏面において、各貫通穴３０ｂの箇所には、３つの円筒形状の収容部材３２が設けられている。各収容部材３２は、保持プレート３０の裏面から下方に延びるようになっており、リフトピンプレート２０の裏面から下方に延びる各接続部材２４を収容するようになっている。これらの収容部材３２は、保持プレート３０の周縁部近傍において周方向に等間隔で設けられている。
リフトピンプレート２０の裏面から下方に延びる各接続部材２４および保持プレート３０の裏面から下方に延びる各収容部材３２について図５を用いてより詳細に説明する。図５に示すように、円筒形状の各収容部材３２の内径は各接続部材２４の外径よりもやや大きくなっており、各収容部材３２の長手方向（図５の上下方向）に沿って各接続部材２４が各収容部材３２内で移動することができるようになっている。図２Ａに示すように、リフトピンプレート２０が下方位置にあるときには、各接続部材２４は各収容部材３２に完全に収容された状態となる。一方、図２Ｂに示すように、リフトピンプレート２０が上方位置にあるときには、各接続部材２４はその下部における一部分のみが各収容部材３２に収容された状態となり、各接続部材２４は保持プレート３０に形成された貫通穴３０ｂを通過してこの保持プレート３０から上方に突出するようになる。このように、リフトピンプレート２０が下方位置にあるときには、各接続部材２４が各収容部材３２に完全に収容された状態となるので、保持プレート３０を回転させたときに、各接続部材２４を介してリフトピンプレート２０も連動して回転するようになる。
図５に示すように、各収容部材３２の中空部分にはバネ２６が圧縮された状態で収容されている。このバネ２６は、その下端が接続部材２４の下端部分に取り付けられるとともに、その上端が貫通穴３０ｂの近傍における保持プレート３０の下面に取り付けられるようになっている。このため、バネ２６により接続部材２４は下方に付勢されるようになっている。すなわち、バネ２６が圧縮状態から元の状態に戻ろうとする力により、接続部材２４には常に下向きの力（保持プレート３０から下方に移動しようとする力）が加えられることとなる。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、回転カップ３６の外方には外カップ５６が設けられており、保持プレート３０や回転カップ３６は外カップ５６により覆われるようになっている。この外カップ５６には排液管５８が接続されており、ウエハＷの洗浄のために使用され、ウエハＷの回転により当該ウエハＷから外方に飛散して外カップ５６により受けられた洗浄液は排液管５８により排出されるようになっている。
図２Ａ等に示すように、保持プレート３０には、ウエハＷを側方から支持するための基板支持部３１が設けられている。基板支持部３１は、図２Ａに示すようにリフトピンプレート２０が下方位置にあるときにウエハＷを側方から支持し、一方、図２Ｂに示すようにリフトピンプレート２０が上方位置にあるときにウエハＷから離間するようになっている。より詳細に説明すると、図２Ｃに示すように、ウエハＷの洗浄処理を行う際に、このウエハＷは基板支持部３１および２つの固定保持部３７により保持されるようになる。このときに、基板支持部３１はウエハＷを固定保持部３７に向かって押し付けるようになっている。すなわち、図２Ｃにおいて基板支持部３１によりウエハＷに対して図２Ｃにおける左方向に力が加えられ、このことによりウエハＷは２つの固定保持部３７に押し付けられることとなる。このように、基板支持部３１および固定保持部３７の両方を用いてウエハＷを側方から支持する場合には、固定保持部３７を用いずに複数の基板支持部３１を用いてウエハＷを側方から支持する場合と比較して、ウエハＷに対して移動（進退）する部材の数を１つのみとすることができるので、よりシンプルな構成でウエハＷの支持を行うことができるようになる。
このような基板支持部３１の構成の詳細について図６乃至図８を用いて説明する。
図６は、リフトピンプレート２０が図２Ｂに示すような上方位置から図２Ａに示すような下方位置に向かって移動する途中での状態を示す図であり、図７は、図６に示す状態からリフトピンプレート２０が下方に移動したときの状態を示す図であり、図８は、図６に示す状態からリフトピンプレート２０が更に下方に移動し、リフトピンプレート２０が図２Ａ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乃至図８に示すように、基板支持部３１は軸３１ａを介して保持プレート３０に軸支されている。より詳細には、図６乃至図８に示すように、保持プレート３０には軸受け部３３が取り付けられており、この軸受け部３３に設けられた軸受け孔３３ａに軸３１ａが受け入れられるようになっている。軸受け孔３３ａは水平方向に延びるような細長い孔からなり、基板支持部３１の軸３１ａはこの軸受け孔３３ａに沿って水平方向に移動することができるようになっている。このようにして、基板支持部３１は、軸受け部３３の軸受け孔３３ａに受け入れられた軸３１ａを中心として揺動するようになっている。
また、基板支持部３１の軸３１ａには、ねじりバネ等のバネ部材３１ｄが巻き掛けられている。このバネ部材３１ｄは、軸３１ａを中心として基板支持部３１を図６乃至図８における時計回りの方向に回転させるような力を基板支持部３１に付勢するようになっている。このことにより、基板支持部３１に何ら力が加えられていない場合には、図２Ｂに示すように、基板支持部３１が保持プレート３０に対して傾斜した状態となり、基板支持部３１におけるウエハＷを側方から支持するための基板支持部分３１ｂ（後述）は保持プレート３０の中心から遠ざかった状態となる。
また、軸３１ａに巻き掛けられたバネ部材３１ｄ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３３の内壁面３３ｂに係止されて、軸３１ａを保持プレート３０の中心に向かって押し返すようになっている。このように、バネ部材３１ｄの線状部分により、軸３１ａは保持プレート３０の中心に向かって（すなわち、図６乃至図８における左方向に向かって）常時押圧されるようになっている。このため、比較的径が小さなウエハＷが基板支持部３１および固定保持部３７により支持される場合には、軸３１ａは、図６乃至図８に示すように、軸受け孔３３ａにおける保持プレート３０の中心に近い位置（すなわち、図６乃至図８における左側の位置）に位置することとなる。一方、比較的径が大きなウエハＷが基板支持部３１および固定保持部３７により支持される場合には、バネ部材３１ｄの線状部分による力に抗して、軸３１ａは軸受け孔３３ａに沿って図６等に示す位置から右方向に移動するようになる。
また、基板支持部３１は、ウエハＷを側方から支持する基板支持部分３１ｂと、軸３１ａに関して基板支持部分３１ｂと反対側に設けられた被押圧部材３１ｃとを有している。被押圧部材３１ｃは、リフトピンプレート２０と保持プレート３０との間に設けられており、この被押圧部材３１ｃは、図６乃至図８に示すようにリフトピンプレート２０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２０の下面により下方に向かって押圧されるようになっている。
図６乃至図８に示すように、基板支持部３１は、リフトピンプレート２０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２０の下面により被押圧部材３１ｃが下方に押圧されることにより軸３１ａを中心として図６等の反時計回りの方向（図６等の矢印方向）に回転する。そして、基板支持部３１が軸３１ａを中心として回転することにより、基板支持部分３１ｂ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。このことにより、リフトピンプレート２０が下方位置に到達したときに、図８に示すように、ウエハＷが基板支持部３１により側方から支持されることとなる。ここで、図８に示すように、ウエハＷが基板支持部３１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２２の先端から上方に離間し、リフトピン２２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３１ｄの線状部分による力に抗して軸３１ａが軸受け孔３３ａに沿って図６等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が基板支持部３１および固定保持部３７により支持される場合であっても、基板支持部３１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。
上述のような基板支持部３１が基板洗浄装置１０に設けられていることにより、基板支持部３１を駆動するための駆動機構を設ける必要がなく、後述する昇降駆動部５０によりリフトピンプレート２０を昇降させるだけで、基板支持部３１と、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０とを連動して駆動させることができるので、基板洗浄装置１０の構成をよりシンプルなものとすることができる。また、リフトピンプレート２０の昇降のタイミングと基板支持部３１の移動のタイミングとの間にタイムラグが生じることを抑制することができ、スループットを向上させることもできる。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、洗浄液供給管４０はリフトピンプレート２０の貫通穴２０ａおよび保持プレート３０の貫通穴３０ａをそれぞれ通過するよう設けられている。なお、洗浄液供給管４０は、リフトピンプレート２０や保持プレート３０が回転する際にも回転しないようになっている。洗浄液供給管４０の内部には、純水や薬液等の洗浄液を通すための、１または複数の洗浄液供給路が設けられている。図２Ａおよび図２Ｂにおいては、２つの洗浄液供給路４０ａ、４０ｂが洗浄液供給管４０の内部に設けられていることが示されているが、実際には例えば４つの洗浄液供給路が洗浄液供給管４０の内部に設けられている。図９に示すように、洗浄液供給管４０の先端部分にはヘッド部分４２が設けられている。このヘッド部分４２は円板形状に類似する形状となっている。また、ヘッド部分４２はリフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを塞ぐよう設けられている。ヘッド部分４２には１または複数のノズルが設けられている。図９においては、４つのノズル４２ａ〜４２ｄがヘッド部分４２に設けられていることが示されている。ヘッド部分４２に設けられた各ノズルは、洗浄液供給管４０の内部に設けられた各洗浄液供給路に連通するようになっており、各洗浄液供給路から各ノズルに送られた純水や薬液等の洗浄液が当該ノズルからウエハＷの裏面に向かって噴射されることとなる。なお、洗浄液供給管としては、純水や薬液等の洗浄液が通る洗浄液供給路に加えて、Ｎ２ガス等のガスが通るガス供給路が設けられたものを用いてもよい。また、代わりに、洗浄液供給管の洗浄液供給路に洗浄液だけではなくガスも送るようにしてもよい。これらの場合、洗浄液供給管のガス供給路や洗浄液供給路に送られたガスは、当該供給路に対応するヘッド部分のノズルからウエハＷに噴射されることとなる。
図２Ａ、図２Ｂおよび図９に示すように、洗浄液供給管４０には接続部材５２を介して昇降駆動部５０が設けられている。昇降駆動部５０は、洗浄液供給管４０を昇降させるようになっている。すなわち、昇降駆動部５０が接続部材５２を昇降させることにより、この接続部材５２に接続された洗浄液供給管４０も昇降することとなる。より詳細には、昇降駆動部５０は、図２Ａに示すような下方位置と、図２Ｂに示すような上方位置との間で洗浄液供給管４０を昇降させる。
また、図９に示すように、洗浄液供給管４０には第１の連動部材４４が接続されている。そして、第１の連動部材４４には、３つの棒状の第２の連動部材４６が第１の連動部材４４から上方に延びるよう接続されている。ここで、各第２の連動部材４６は、リフトピンプレート２０の裏面から下方に延びるよう設けられた各接続部材２４に対応して設けられており、棒状の各第２の連動部材４６の外径は円筒形状の収容部材３２の内径よりも小さくなっている。より詳細には、各第２の連動部材４６は、各接続部材２４の底面に接触するよう設けられており、各第２の連動部材４６は、図２Ｂ等に示すように各収容部材３２内で各接続部材２４を上方に押し上げることができるようになっている。
すなわち、図２Ａに示すような状態において、昇降駆動部５０が洗浄液供給管４０を上方に移動させたときには、洗浄液供給管４０に接続された第１の連動部材４４および各第２の連動部材４６も上方に移動し、各第２の連動部材４６が各収容部材３２内で各接続部材２４を上方に押し上げることとなる。このことにより、リフトピンプレート２０も洗浄液供給管４０と連動して上方に移動し、図２Ｂに示すように、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０はそれぞれ上方位置に到達することとなる。一方、図２Ｂに示すような状態において、昇降駆動部５０が洗浄液供給管４０を下方に移動させたときには、収容部材３２の内部に設けられたバネ２６の力により接続部材２４には常に下方に向かう力が加えられているので、各第２の連動部材４６が下方に移動したときに各接続部材２４もその下面が各第２の連動部材４６の上端部分に接触するよう下方に移動することとなる。このようにして、図２Ａに示すように、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０はそれぞれ下方位置に到達することとなる。
図２Ａに示すように、リフトピンプレート２０は、下方位置にあるときには保持プレート３０に隣接するようになる。一方、図２Ｂに示すように、リフトピンプレート２０は、上方位置にあるときには、保持プレート３０から上方に離間し、リフトピン２２上へのウエハＷの受け渡しおよびリフトピン２２上からのウエハＷの取り出しを行うことができるようになる。
このように、第１の連動部材４４および３つの第２の連動部材４６により、リフトピンプレート２０と洗浄液供給管４０とを連動して一体的に昇降させる連動機構が構成されている。また、第１の連動部材４４、３つの第２の連動部材４６、昇降駆動部５０、接続部材５２により、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０を保持プレート３０に対して相対的に昇降させる昇降機構が構成されている。
次に、このような構成からなる基板洗浄装置１０の動作について図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、昇降機構によって、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０を図２Ｂに示すような上方位置に位置づける（図１０のＳＴＥＰ１参照）。次に、図２Ｂの二点鎖線に示すように、基板洗浄装置１０の外部からウエハＷが搬送アーム１０４により基板洗浄装置１０に搬送され、このウエハＷがリフトピンプレート２０のリフトピン２２上に載置される（図１０のＳＴＥＰ２参照）。
次に、昇降駆動部５０が洗浄液供給管４０を上方位置から下方位置まで移動させる。この際に、収容部材３２の内部に設けられたバネ２６の力により接続部材２４には常に下方に向かう力が加えられているので、洗浄液供給管４０の下方への移動に連動してリフトピンプレート２０も下方に移動し、リフトピンプレート２０が上方位置から下方位置まで移動する（図１０のＳＴＥＰ３参照）。また、この際に、リフトピンプレート２０の下面により基板支持部３１の被押圧部分３１ｃが図６に示すような状態から下方に押圧され、このことにより基板支持部３１が軸３１ａを中心として図６の反時計回りの方向に回転する。このようにして、基板支持部３１の基板支持部分３１ｂがウエハＷに向かって当該ウエハＷの側方から移動し（図７参照）、基板支持部３１によりウエハＷは側方から支持されることとなる（図８参照）。このときに、基板支持部３１により側方から支持されたウエハＷはリフトピン２２から上方に離間することとなる。
リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０が図２Ａに示すような下方位置に到達した後、回転駆動部３９により保持プレート３０を回転させる。この際に、保持プレート３０の裏面から下方に延びるよう設けられた各収容部材３２に、リフトピンプレート２０の裏面から下方に延びるよう設けられた各接続部材２４が収容された状態となっているので、保持プレート３０が回転したときにリフトピンプレート２０も連動して回転し、ウエハＷも回転することとなる。なお、この際に、洗浄液供給管４０は回転することなく停止したままである。
次に、ウエハＷが回転した状態で、洗浄液供給管４０からウエハＷの裏面に向かって純水や薬液等の洗浄液を供給する（図１０のＳＴＥＰ４参照）。このことにより、ウエハＷの洗浄処理が行われる。より詳細には、まず、ウエハＷの裏面に向かって洗浄液供給管４０から薬液を供給し、このウエハＷの薬液処理を行った後、ウエハＷの裏面に向かって洗浄液供給管４０から純水を供給し、このウエハＷのリンス処理を行う。
ウエハＷの洗浄処理が終了したら、ウエハＷを更に回転させることによりウエハＷの乾燥処理を行う。その後、昇降駆動部５０が洗浄液供給管４０を下方位置から上方位置まで移動させる。この際に、各第２の連動部材４６が各接続部材２４を上方に押し上げることにより、洗浄液供給管４０の上方への移動に連動してリフトピンプレート２０も上方に移動し、リフトピンプレート２０が下方位置から上方位置まで移動する（図１０のＳＴＥＰ５参照）。また、この際に、基板支持部３１に対するバネ部材３１ｄの付勢力により、基板支持部３１は軸３１ａを中心として図６の時計回りの方向（図６における矢印とは反対の方向）に回転する。このことにより、基板支持部３１はウエハＷから側方に離間することとなる。基板支持部３１がウエハＷから側方に離間することにより、このウエハＷはリフトピン２２により裏面から支持されるようになる。
図２Ｂに示すようにリフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０が上方位置に到達した後、リフトピン２２上に載置されたウエハＷは搬送アーム１０４により当該リフトピン２２から取り出される（図１０のＳＴＥＰ６参照）。搬送アーム１０４により取り出されたウエハＷは基板洗浄装置１０の外部に搬送される。このようにして、一連のウエハＷの洗浄処理が完了する。
以上のように本実施の形態の基板洗浄装置１０および基板洗浄方法によれば、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０が保持プレート３０に対して相対的に昇降するようになっており、ウエハＷを下方から支持するリフトピン２２はリフトピンプレート２０に設けられている。しかも、洗浄液供給管４０には、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを塞ぐようなヘッド部分４２が設けられている。このように、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａが、洗浄液供給管４０に設けられたヘッド部分４２により塞がれるので、洗浄液供給管４０を通すための貫通穴２０ａに洗浄液が入り込んでしまうことを防止することができる。また、このようなリフトピンプレート２０にリフトピン２２が設けられているので、従来のようなリフトピン２２を通すための貫通穴が底板に形成されておりリフトピン２２が当該貫通穴を通って底板の下方に退避するようになっている場合と比較して、ウエハＷの乾燥後にリフトピン２２に洗浄液が残ることがなくなり、このことにより洗浄処理後のウエハＷの裏面に洗浄液が付着することを防止することができる。なぜならば、ウエハＷの乾燥処理時に、リフトピン２２がリフトピンプレート２０と一体的に回転するからである。さらに、本実施の形態の基板洗浄装置１０によれば、リフトピン２２がリフトピンプレート２０と一体的に回転することにより、リフトピン２２に洗浄液の液滴が残ることが抑制され、このことにより洗浄処理後のウエハＷの裏面に洗浄液の液滴が付着することをより一層防止することができる。
また、本実施の形態の基板洗浄装置１０においては、洗浄液供給管４０とリフトピンプレート２０を一体的に昇降させるようになっているので、洗浄液供給管４０やリフトピンプレート２０が昇降する際にヘッド部分４２がリフトピンプレート２０の貫通穴２０ａを常に塞いだ状態となり、貫通穴２０ａに洗浄液が入り込んでしまうことをより一層防止することができる。
また、本実施の形態の基板洗浄装置１０においては、保持プレート３０に回転カップ３６が設けられているので、ウエハＷの洗浄処理を行う際に回転しているウエハＷから洗浄液が外方に飛散することを防止することができる。また、保持プレート３０に基板支持部３１が設けられているので、ウエハＷを回転させる際にウエハＷを側方から支持することによってより安定的にウエハＷが保持されることとなる。
なお、本実施の形態による基板洗浄装置は、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、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０を一体的に昇降させる代わりに、リフトピンプレート２０および洗浄液供給管４０を互いに独立して昇降させるようになっていてもよい。例えばリフトピンプレート２０を昇降させるためのリフトピンプレート昇降駆動部が昇降駆動部５０とは別に設けられることとなる。
また、基板洗浄装置におけるリフトピンプレート２０の貫通穴２０ａにおいて洗浄液供給管４０の周囲にフィン部材６０が設けられていてもよい。このような基板洗浄装置について、図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａにおいて洗浄液供給管４０の周囲にフィン部材６０が設けられたような、他の基板洗浄装置の構成を示す縦断面図である。また、図１２は、図１１に示す他の基板洗浄装置の一部を示す斜視図である。なお、図１２は、フィン部材６０がよく見えるようにするために、リフトピンプレート２０が下方位置にあるとともに洗浄液供給管４０が上方位置にあるような状態での基板洗浄装置の一部の斜視図となっている。
図１１および図１２に示すように、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａにおいて洗浄液供給管４０の周囲にフィン部材６０が設けられている。図１２に示すように、フィン部材６０には、貫通穴２０ａの中心から放射状に延びる複数のフィン部分６０ａが設けられている。フィン部材６０はリフトピンプレート２０に取り付けられており、リフトピンプレート２０が回転するときにフィン部材６０も回転するようになっている。
リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａにフィン部材６０が設けられていることにより、リフトピンプレート２０およびフィン部材６０が回転したときに、リフトピンプレート２０の貫通穴２０ａにおいてリフトピンプレート２０の上方から貫通穴２０ａに向かうような下方向の空気の流れが形成される。このため、貫通穴２０ａよりも下方における回転駆動部３９やベアリング等の近傍のダストが洗浄液供給管４０と回転軸３４との間の隙間を通って上方向に巻き上げられ、このダストが貫通穴２０ａからリフトピンプレート２０の上方に吹き出してしまうことを防止することができる。
また、保持プレート３０により保持されたウエハＷに対して必ずしもその裏面のみに洗浄液を供給する必要はなく、図１３に示すように、保持プレート３０により保持されたウエハＷの表（おもて）面に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル７０を設けてもよい。図１３に示すような基板洗浄装置１０ａにおいては、洗浄液供給ノズル７０として、保持プレート３０により保持されたウエハＷの径方向に沿って当該ウエハＷの中心部分と周縁部分との間で水平方向に移動自在となっているものを用いてもよい。
また、本発明による液処理装置および液処理方法は、ウエハＷの洗浄処理を行う基板洗浄装置および基板洗浄方法に限定されることはない。本発明による液処理装置および液処理方法を、ウエハＷのエッチング処理等、他の種類のウエハＷの液処理に適用することもできる。
また、液処理装置として、上述のような構成のものに限ることはない。他の液洗浄装置の構成として、基板を保持する保持プレートと、保持プレートの上方に設けられ、基板を下方から支持するリフトピンを有するリフトピンプレートと、保持プレートを回転させる回転駆動部と、リフトピンプレートを保持プレートに対して相対的に昇降させる昇降機構とを備え、保持プレートに、基板を側方から支持する基板支持部が設けられており、基板支持部は、リフトピンプレートが下方位置にあるときに基板を側方から支持し、リフトピンプレートが上方位置にあるときに基板から離間するようになっているようなものを用いてもよい。
このような液処理装置によれば、基板支持部を駆動するための駆動機構を設ける必要がなく、昇降機構がリフトピンプレートを昇降させるだけで、基板支持部をリフトピンプレートと連動して駆動させることができる。このため、例えば特開２００９−６００６３号公報に開示されるようにリフトピンプレートの昇降機構および基板支持部の駆動機構の両方を設ける場合と比較して、液処理装置の構成をよりシンプルなものとすることができる。また、特開２００９−６００６３号公報に開示されるようにリフトピンプレートの昇降機構および基板支持部の駆動機構の両方を設けた場合には、リフトピンプレートの昇降のタイミングと基板支持部の移動のタイミングとの間にタイムラグが生じるおそれがあるが、上述のような液処理装置によれば、リフトピンプレートの昇降および基板支持部の移動が連動するので、このようなタイムラグが生じることを抑制することができ、スループットを向上させることもできる。このように、上述のような液処理装置によれば、多くの駆動機構を設ける必要があるという従来の液処理装置の問題点を解決することができる。
１０、１０ａ 基板洗浄装置
２０ リフトピンプレート
２０ａ 貫通穴
２２ リフトピン
２４ 接続部材
２６ バネ
３０ 保持プレート
３０ａ 貫通穴
３０ｂ 貫通穴
３１ 基板支持部
３１ａ 軸
３１ｂ 基板支持部分
３１ｃ 被押圧部材
３１ｄ バネ部材
３２ 収容部材
３３ 軸受け部
３３ａ 軸受け孔
３３ｂ 内壁面
３４ 回転軸
３６ 回転カップ
３７ 固定保持部
３８ 接続部材
３９ 回転駆動部
４０ 洗浄液供給管
４０ａ、４０ｂ 洗浄液供給路
４２ ヘッド部分
４２ａ〜４２ｄ ノズル
４４ 第１の連動部材
４６ 第２の連動部材
５０ 昇降駆動部
５２ 接続部材
５６ 外カップ
５８ 排液管
６０ フィン部材
６０ａ フィン部分
７０ 洗浄液供給ノズル
１０１ 載置台
１０２ 搬送アーム
１０３ 棚ユニット
１０４ 搬送アーム
Ｗ ウエハ

Claims (13)

  1. 中心部分に貫通穴が形成され、基板を保持する保持プレートと、
    前記保持プレートの上方に設けられ、中心部分に貫通穴が形成され、基板を下方から支持するリフトピンを有するリフトピンプレートと、
    前記保持プレートを回転させる回転駆動部と、
    前記保持プレートの貫通穴および前記リフトピンプレートの貫通穴を通るよう設けられ、前記保持プレートにより保持された基板の裏面に処理液を供給する処理液供給部であって、前記リフトピンプレートの貫通穴を塞ぐよう設けられたヘッド部分を有する処理液供給部と、
    前記処理液供給部および前記リフトピンプレートを前記保持プレートに対して相対的に昇降させる昇降機構と、
    を備えたことを特徴とする液処理装置。
  2. 前記リフトピンプレートは前記保持プレートと連動して回転することを特徴とする請求項１記載の液処理装置。
  3. 前記昇降機構は、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートを一体的に昇降させることを特徴とする請求項１または２記載の液処理装置。
  4. 前記昇降機構は、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートを互いに独立して昇降させることを特徴とする請求項１または２記載の液処理装置。
  5. 前記リフトピンプレートは、下方位置にあるときに前記保持プレートに隣接し、上方位置にあるときに前記保持プレートから上方に離間し前記リフトピン上への基板の受け渡しおよび前記リフトピン上からの基板の取り出しを行うことができるようになる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. 前記保持プレートに設けられ、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートが下方位置にあるときに前記保持プレートにより保持された基板の外周縁を囲うような回転カップを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液処理装置。
  7. 前記保持プレートに、基板を側方から支持する基板支持部が設けられており、
    前記基板支持部は、前記リフトピンプレートが下方位置にあるときに基板を側方から支持し、前記リフトピンプレートが上方位置にあるときに基板から離間するようになっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液処理装置。
  8. 前記基板支持部は前記保持プレートに軸支されており、当該基板支持部は軸を中心として揺動するようになっており、
    前記基板支持部は、基板を側方から支持する基板支持部分と、前記リフトピンプレートと前記保持プレートとの間に設けられ前記リフトピンプレートが下方位置にあるときに当該リフトピンプレートの下面により下方に押圧される被押圧部分とを有し、
    前記基板支持部は、前記リフトピンプレート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の下面により前記被押圧部分が下方に押圧されることにより前記軸を中心として回転し、前記基板支持部分が基板に向かって当該基板の側方から移動するよう構成されていることを特徴とする請求項７記載の液処理装置。
  9. 前記保持プレートに、前記基板支持部の前記軸を受け入れる軸受け孔が設けられた軸受け部が設けられており、前記軸は前記軸受け孔に沿って水平方向に移動可能となっており、
    前記軸には、当該軸を前記保持プレートの中心に向かって押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする請求項８記載の液処理装置。
  10. 前記押圧部はバネ部材であることを特徴とする請求項９記載の液処理装置。
  11. 前記リフトピンプレートの下面には、当該リフトピンプレートから下方に延びる接続部材が設けられ、
    前記保持プレートには、前記接続部材が通るような接続部材貫通穴が設けられ、
    前記接続部材により前記リフトピンプレートと前記保持プレートとが連動して回転するようになっており、
    前記昇降機構は、前記リフトピンプレートを下方位置から上方位置まで移動させる際に前記接続部材を上方に押し上げるようになっていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液処理装置。
  12. 前記保持プレートの下面には、当該保持プレートから下方に延び、前記接続部材を収容する中空の収容部材が設けられ、
    前記収容部材の中空部分には、前記接続部材に接続されたバネが圧縮された状態で収容されており、前記バネにより前記接続部材が下方に付勢されていることを特徴とする請求項１１記載の液処理装置。
  13. 中心部分に貫通穴が形成され、基板を保持する保持プレートと、前記保持プレートの上方に設けられ、中心部分に貫通穴が形成され、基板を下方から支持するリフトピンを有するリフトピンプレートと、前記保持プレートを回転させる回転駆動部と、前記保持プレートの貫通穴および前記リフトピンプレートの貫通穴を通るよう設けられ、前記保持プレートにより保持された基板の裏面に処理液を供給する処理液供給部であって、前記リフトピンプレートの貫通穴を塞ぐよう設けられたヘッド部分を有する処理液供給部と、を備え、前記処理液供給部および前記リフトピンプレートが前記保持プレートに対して相対的に昇降するようになっているような液処理装置により基板を洗浄するような液処理方法であって、
    前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ上方位置に位置させた状態で、前記リフトピンプレートの前記リフトピン上に基板を載置する工程と、
    前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ上方位置から下方位置に移動させる工程と、
    前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ下方位置に位置させた状態で、前記処理液供給部によって前記保持プレートにより保持された基板の裏面に処理液を供給する工程と、
    前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ下方位置から上方位置に移動させる工程と、
    前記処理液供給部および前記リフトピンプレートをそれぞれ上方位置に位置させた状態で、前記リフトピンにより支持された基板を取り出す工程と、
    を備えたことを特徴とする液処理方法。
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