JP2008053690A - 液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フットプリントを小さくすることができ、排気と排液との分離機構を特別に設ける必要がなく、排気カップの全周に亘って均一に排気することが可能な液処理装置を提供すること。
【解決手段】回転カップ４をウエハＷと一体的に回転させるように構成するとともに回転カップ４の外側を囲繞するように環状の排液カップ５１を設け、さらにこの排液カップ５１を収容するように同心状に排気カップ５２を設け、排気カップ５２に取り入れられた気体成分の気流がほぼ全周から排気口７０に向けて流れるように気流を調整する気流調整機構９９ａ，９７を設けて、ウエハＷに処理液を供給しながら液処理を行う液処理装置を構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板に対して所定の液処理を行う液処理装置に関する。

半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハやガラス基板に処理液を供給して液処理を行うプロセスが多用されている。このようなプロセスとしては、例えば、基板に付着したパーティクルやコンタミネーション等を除去する洗浄処理、フォトリソグラフィ工程におけるフォトレジスト液や現像液の塗布処理等を挙げることができる。

このような液処理装置としては、半導体ウエハ等の基板をスピンチャックに保持し、基板を回転させた状態でウエハの表面または表裏面に処理液を供給してウエハの表面または表裏面処理を行うものが知られている。

この種の装置では、通常、処理液はウエハの中心に供給され、基板を回転させることにより処理液を外方に広げて液膜を形成し、処理液を離脱させることが一般的に行われている。そして、基板の外方へ振り切られた処理液を下方へ導くようにウエハの外側を囲繞するカップ等の部材を設け、ウエハから振り切られた処理液を速やかに排出するようにしている。しかし、このようにカップ等を設ける場合には、処理液がミストとして飛び散り、基板まで達してウォーターマークやパーティクル等の欠陥となるおそれがある。

このようなことを防止可能な技術として、特許文献１には、基板を水平支持した状態で回転させる回転支持手段と一体に回転するように、基板から外周方向に飛散した処理液を受ける処理液受け部材を設け、処理液を受け、処理液を外方へ導いて回収するようにした技術が開示されている。この特許文献１において、処理液受け部材は、基板側から順に、水平ひさし部、処理液を外側下方に案内する傾斜案内部、処理液を水平外方へ案内する水平案内部、および垂直に立設する壁部を有し、処理液を狭い範囲に追い込んでミストが基板へ再付着することを防止しつつ処理液受け部材の隅部に設けられた排液口を介して水平外方に排出させ、さらに処理液受け部材の外側に配置されたスペーサの内部を外方に延びる溝を介して排液される。
特開平８−１０６４号公報

しかしながら、特許文献１においては、基板とともに回転する処理液受け部材が処理液を基板外方の狭い範囲に追い込むようにしているため、基板の外側のスペーサ部分が大きいものとなり、装置のフットプリントが大きいものとなってしまう。また、排気は排液とともに行わざるを得ず、下流側に排気・排液を分離するための機構が必要となる。排気・排液を分離する機構を設けずに排気と排液とを分離するためには、排気カップおよび排液カップを別々に設けることが考えられるが、単に別々に設けた場合にはかえって装置のフットプリントが大きくなってしまう。また、処理液受け部材の周囲から処理液が気化した成分を排気する場合には、環状をなす排気カップにその気体成分を受け、そこに１箇所または数カ所設けられた排気口からよどみなく全周に亘って均一に排気することが求められるが、上記特許文献１には、そのような排気については何ら記載されていない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、フットプリントを小さくすることができ、排気と排液との分離機構を特別に設ける必要がなく、排気カップの全周に亘って均一に排気することが可能な液処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、 基板を水平に保持し、基板とともに回転可能な基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板を囲繞し、基板とともに回転可能であり、基板から振り切られた処理液を受ける回転カップと、前記回転カップおよび前記基板保持部を一体的に回転させる回転機構と、基板に処理液を供給する処理液供給機構と、前記回転カップの外側を囲繞するように設けられ、前記回転カップから排出された処理液を受けて排液する環状の排液カップと、前記排液カップを収容するようにかつ前記排液カップと同心状に設けられ、前記回転カップおよびその周囲からの主に気体成分を取り入れる環状の排気カップと、前記排気カップに取り入れられた前記気体成分を排出するように前記排気カップに接続された排気口と、前記排気カップと前記排気口との間に介在し、前記気体成分の気流が前記排気カップ内で実質的に全周から前記排気口に向けて流れるように気流を調整する気流調整機構とを具備することを特徴とする液処理装置を提供する。

上記構成において、前記気流調整機構は、前記排気カップ内で前記排液カップと同心状に設けられ且つ前記排気口に接続された環状のバッファ空間を具備することができる。前記排気口は、前記バッファ空間の真下の少なくとも１箇所に配置されることができる。前記バッファ空間は、前記排液カップの底部をくりぬいて形成されることができる。

また、前記気流調整機構は、前記排液カップと前記排気カップとの間に配設され、前記基板保持部の上側に位置する前記排気カップの上側排気取り込み口と前記バッファ空間とを実質的に全周に亘って連通させる環状の外側通気抵抗部を具備し、前記外側通気抵抗部は前記上側排気取り込み口からの排気流に対して所定の通気抵抗を与えるように設定されることができる。この場合、前記外側通気抵抗部に対応して前記排液カップと前記排気カップとの間に環状の部材が配設され、前記外側通気抵抗部は、前記環状の部材に全周に亘って均一に形成された複数の通気孔からなるようにすることができる。また、前記排液カップの外側壁と前記排気カップの外側壁の間に環状の外側環状空間が形成され、前記上側排気取り込み口と前記外側通気抵抗部とを接続することができる。

さらに、前記気流調整機構は、前記排液カップと前記排気カップとの間に配設され、前記基板保持部の下側に位置する前記排気カップの下側排気取り込み口と前記バッファ空間とを実質的に全周に亘って連通させる環状の内側通気抵抗部を具備し、前記内側通気抵抗部は前記下側排気取り込み口からの排気流に対して所定の通気抵抗を与えるように設定されることができる。この場合、前記内側通気抵抗部に対応して前記排液カップと前記排気カップとの間に複数のスペーサが配設され、前記内側通気抵抗部は、前記スペーサ間で全周に亘って均一に形成された複数の開口からなることができる。前記排液カップの内側壁と前記排気カップの内側壁の間に環状の内側環状空間が形成され、前記下側排気取り込み口と前記内側通気抵抗部とを接続することができる。

本発明によれば、基板の回転とともに回転する回転カップを設けたので、回転カップに遠心力が作用し、固定カップを設けたときのような処理液のミストのはね返りを防止することができる。そして、回転カップの外側を囲繞するように環状の排液カップを設け、さらに排液カップを収容するようにかつ排液カップと同心状に排気カップを設けたので、回転カップからのミストの跳ね返りが少ない分排液カップを小さくすることができ、しかも排気カップ内に収容されていることからその分スペースを小さくすることができ、結果的に装置のフットプリントを小さくすることがでる。さらに、排液カップおよび排気カップから排液および排気を別個に行うことができ、排気・排液を分離するための特別な機構が不要となる。そして、前記排気カップに取り入れられた前記気体成分の気流がほぼ全周から前記排気口に向けて流れるように気流を調整する気流調整機構を設けているので、排気カップの全周に亘って均一に排気することが可能となる。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。ここでは、本発明を半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）の表裏面洗浄を行う液処理装置に適用した場合について示す。

図１は本発明の一実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図、図２はその平面図、図３は図１の液処理装置の処理液供給機構を示す概略図、図４は図１の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図である。この液処理装置１００は、図示しない液処理システムに複数台組み込まれており、ベースプレート１と、被処理基板であるウエハＷを回転可能に保持するウエハ保持部２と、このウエハ保持部２を回転させる回転モータ３と、ウエハ保持部２に保持されたウエハＷを囲繞するように設けられ、ウエハ保持部２とともに回転する回転カップ４と、ウエハＷの表面に処理液を供給する表面処理液供給ノズル５と、ウエハＷの裏面に処理液を供給する裏面処理液供給ノズル６と、回転カップ４の周縁部に設けられた排気・排液部７とを有している。また、排気・排液部７の周囲およびウエハＷの上方を覆うようにケーシング８が設けられている。ケーシング８の上部には液処理システムのファン・フィルター・ユニット（ＦＦＵ）からの気流を側部に設けられた導入口９ａを介して導入する気流導入部９が設けられており、ウエハ保持部２に保持されたウエハＷに清浄空気のダウンフローが供給されるようになっている。

ウエハ保持部２は、水平に設けられた円板状をなす回転プレート１１と、その裏面の中心部に接続され、下方鉛直に延びる円筒状の回転軸１２とを有している。回転プレート１１の中心部には、回転軸１２内の孔１２ａに連通する円形の孔１１ａが形成されている。そして、裏面処理液供給ノズル６を備えた昇降部材１３が孔１２ａおよび孔１１ａ内を昇降可能に設けられている。回転プレート１１には、ウエハＷの外縁を保持する保持部材１４が設けられており、図２に示すように、これらは３つ等間隔で配置されている。この保持部材１４は、ウエハＷが回転プレート１１から少し浮いた状態で水平にウエハＷを保持するようになっている。この保持部材１４はウエハＷの端面を保持可能な保持部１４ａと、保持部１４ａから回転プレート裏面側中心方向に延材する着脱部１４ｂと、保持部１４ａを垂直面内で回動させる回転軸１４ｃとを有し、着脱部１４ｂの先端部を図示しないシリンダ機構により上方に押し上げることにより、保持部１４ａが外側に回動してウエハＷの保持が解除される。保持部材１４は、図示しないバネ部材により保持部１４ａがウエハＷを保持する方向に付勢されており、シリンダ機構を作動させない場合には保持部材１４によりウエハＷが保持された状態となる。

回転軸１２は、２つのベアリング１５ａを有する軸受け部材１５を介してベースプレート１に回転可能に支持されている。回転軸１２の下端部にはプーリー１６が嵌め込まれており、プーリー１６にはベルト１７が巻き掛けられている。ベルト１７はモータ３の軸に取り付けられたプーリー１８にも巻き掛けられている。そして、モータ３を回転させることによりプーリー１８、ベルト１７およびプーリー１６を介して回転軸１２を回転するようになっている。

表面処理液供給ノズル５は、ノズル保持部材２２に保持された状態でノズルアーム２２ａの先端に取り付けられており、後述する処理液供給機構８５からノズルアーム２２ａ内に設けられた流路を通って処理液等が供給され、その内部に設けられたノズル孔５ａを介して処理液を吐出するようになっている。吐出する処理液としては、ウエハ洗浄用の薬液、純水等のリンス液等を挙げることができる。また、ノズル保持部材２２には、ＩＰＡに代表される乾燥溶媒を吐出する乾燥溶媒ノズル２１も取り付けられており、その内部に設けられたノズル孔２１ａを介してＩＰＡ等の乾燥溶媒を吐出するようになっている。

図２にも示すように、ノズルアーム２２ａは駆動機構８１により軸２３を中心として回動可能に設けられており、ノズルアーム２２ａを回動させることにより、表面処理液供給ノズル５がウエハＷ中心上および外周上のウエハ洗浄位置と、ウエハＷの外方の退避位置とを取り得るようになっている。また、ノズルアーム２２ａはシリンダ機構等の昇降機構８２により上下動可能となっている。

図３に示すように、ノズルアーム２２ａ内には流路８３ａが設けられており、表面処理液供給ノズル５のノズル孔５ａは流路８３ａの一端に繋がっている。また、流路８３ａの他端には配管８４ａが接続されている。一方、ノズルアーム２２ａ内には流路８３ｂも設けられており、乾燥溶媒ノズル２１のノズル孔２１ａは流路８３ｂの一端に繋がっている。また、流路８３ｂの他端には配管８４ｂが接続されている。そして、配管８４ａ、８４ｂには、処理液供給機構８５から所定の処理液が供給される。処理液供給機構８５は、洗浄処理のための薬液として、例えば酸薬液である希フッ酸（ＤＨＦ）を供給するＤＨＦ供給源８６、アルカリ薬液であるアンモニア過水（ＳＣ１）を供給するＳＣ１供給源８７、リンス液として例えば純水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷ供給源８８、乾燥溶媒として例えばＩＰＡを供給するＩＰＡ供給源９５を有している。ＤＨＦ供給源８６、ＳＣ１供給源８７、ＤＩＷ供給源８８からは配管８９，９０，９１が延びており、これら配管８９，９０，９１が配管８４ａに開閉バルブ９２，９３，９４を介して接続されている。したがって、開閉バルブ９２，９３，９４を操作することにより、アンモニア過水（ＳＣ１）、希フッ酸（ＤＨＦ）、純水（ＤＩＷ）を選択的に表面処理液供給ノズル５に供給可能となっている。この場合に、ＤＩＷ供給源８８から延びる配管９１が配管８４ａの最も上流側に接続されている。一方、ＩＰＡ供給源９５には流路８３ｂから延びる配管８４ｂが直接接続されており、配管８４ｂには開閉バルブ９６が設けられている。したがって、開閉バルブ９６を開くことにより、ＩＰＡを乾燥溶媒ノズル２１に供給可能となっている。

裏面処理液供給ノズル６は昇降部材１３の中心に設けられており、その内部に長手方向に沿って延びるノズル孔６ａが形成されている。そして、図示しない処理液供給機構によりノズル孔６ａの下端から所定の処理液が供給され、その処理液がノズル孔６ａを介してウエハＷの裏面に吐出されるようになっている。吐出する処理液としては、上記表面処理液供給ノズル５と同様、洗浄用の薬液、純水等のリンス液等を挙げることができる。裏面処理液供給ノズル６へ処理液を供給する処理液供給機構は、ＩＰＡの供給系を除いて上記処理液供給機構８５と同様に構成することができる。昇降部材１３の上端部にはウエハＷを支持するウエハ支持台２４を有している。ウエハ支持台２４の上面には、ウエハＷを支持するための３本のウエハ支持ピン２５（２本のみ図示）を有している。そして、裏面処理液供給ノズル６の下端には接続部材２６を介してシリンダ機構２７が接続されており、このシリンダ機構２７によって昇降部材１３を昇降させることによりウエハＷを昇降させてウエハＷのローディングおよびアンローディングが行われる。

回転カップ４は、回転プレート１１の端部上方から内側斜め上方に延びる円環状の庇部３１と、庇部３１の外端部から垂直下方へ延びる筒状の外側壁部３２を有している。そして、図４の拡大図に示すように、外側壁部３２と回転プレート１１との間には円環状の隙間３３が形成されており、この隙間３３からウエハＷが回転プレート１１および回転カップ４とともに回転されて飛散した処理液（ミスト）が下方に導かれる。

庇部３１と回転プレート１１との間にはウエハＷとほぼ同じ高さの位置に板状をなす案内部材３５が介在されている。図５に示すように、庇部３１と案内部材３５との間、案内部材３５と回転プレート１１との間には、それぞれ処理液を通過させる複数の開口３６および３７を形成するための複数のスペーサ部材３８および３９が周方向に沿って配置されている。庇部３１と、案内部材３５と、回転プレート１１と、これらの間のスペーサ部材３８，３９とは、ねじ４０によりねじ止めされている。

案内部材３５は、その表裏面がウエハＷの表裏面と略連続するように設けられている。そして、モータ３によりウエハ保持部２および回転カップ４をウエハＷとともに回転させて表面処理液供給ノズル５からウエハＷ表面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハＷの表面を広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。このウエハＷ表面から振り切られた処理液は、略連続して設けられた案内部材３５の表面に案内されて開口３６から外方へ排出され、外側壁部３２によって下方へ導かれる。また、同様にウエハ保持部２および回転カップ４をウエハＷとともに回転させて裏面処理液供給ノズル６からウエハＷの裏面の中心に処理液を供給した際には、処理液は遠心力でウエハＷの裏面を広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。このウエハＷ裏面から振り切られた処理液は、ウエハＷの裏面と略連続して設けられた案内部材３５の裏面に案内されて開口３７から外方へ排出され、外側壁部３２によって下方へ導かれる。このときスペーサ部材３８、３９および外側壁部３２に到達した処理液には遠心力が作用しているから、これらがミストとなって内側へ戻ることが阻止される。

また、案内部材３５はこのようにウエハＷ表面および裏面から振り切られた処理液を案内するので、ウエハＷの周縁から脱離した処理液が乱流化し難く、処理液をミスト化させずに回転カップ４外へ導くことができる。なお、図２に示すように、案内部材３５には、ウエハ保持部材１４に対応する位置に、ウエハ保持部材１４を避けるように切り欠き部４１が設けられている。

なお、回転プレート１１，回転カップ４、スペーサ部材３８、３９、ねじ４０、案内部材３５等は、耐薬品等の観点からＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等の樹脂で形成されている。

排気・排液部７は、主に回転プレート１１と回転カップ４に囲繞された空間から排出される気体および液体を回収するためのものであり、図４の拡大図にも示すように、回転カップ４から排出された処理液を受ける環状をなす排液カップ５１と、排液カップ５１を収容するように排液カップ５１と同心状の環状をなす排気カップ５２とを備えている。これらは、回転カップ４等と同様、耐薬品性の観点等からＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等の樹脂で形成されている。

図１および図４に示すように、排液カップ５１は、回転カップ４の外側に、外側壁部３２に近接して垂直に設けられた筒状をなす垂直壁５３と、垂直壁５３の下端部から内側に向かって延びる下側部５４とを有している。下側部５４の内周には内側壁５４ａが垂直に形成されている。これら垂直壁５３および下側部５４によって規定される環状の空間が回転カップ４から排出された処理液を収容する処理液収容部５６となっている。また、垂直壁５３の上端には、排液カップ５１からの処理液の飛び出しを防止するために回転カップ４の上方部分に張り出した張り出し部５３ａが設けられている。処理液収容部５６の保持部材１４の外側に対応する位置には、下側部５４から回転プレート１１の下面近傍まで延び、排液カップ５１の周方向に沿って環状に設けられた仕切り壁５５を有している。そして、処理液収容部５６は、この仕切り壁５５によって、隙間３３から排出される処理液を受ける主カップ部５６ａと、保持部材１４の保持部１４ａ近傍部分から滴下される処理液を受ける副カップ部５６ｂに分離されている。処理液収容部５６の底面５７は、仕切り壁５５により主カップ部５６ａに対応する第１部分５７ａと、副カップ部５６ｂに対応する第２部分５７ｂとに分かれており、これらはいずれも外側から内側（回転中心側）に向かって上昇するように傾斜している。そして、第２部分５７ｂの内側端は保持部材１４の保持部１４ａよりも内側（回転中心側）に対応する位置に達している。仕切り壁５５は、回転プレート１１が回転した際に、保持部材１４の回転プレート１１の下方に突出した部分によって形成された気流がミストを随伴してウエハＷ側に到達することを阻止する役割を有している。仕切り壁５５には、副カップ部５６ｂから主カップ部５６ａに処理液を導くための孔５８が形成されている（図１参照）。

排液カップ５１は、その内周端の底部に、排液カップ５１を排気カップ５２の底部に固定するための環状（フランジ状）をなす固定部７２を有している。固定部７２は、図６に示すように２箇所の位置決め部７３と、４箇所のねじ止め部７４とを有しており、位置決め部７３において排気カップ５２の受け部に樹脂製の位置決めピン７３ａが挿入されて排液カップ５１の排気カップ５２に対する位置決めがなされ、ねじ止め部７４において樹脂製のねじ７５によりねじ止めされる。位置決め部７３およびねじ止め部７４には、スペーサ７６が介装されており、固定部７２と排気カップ５２との間にはスペーサ７６間で全周に亘って均一に隙間７７が形成されている。なお、位置決め部７３とねじ止め部７４の数は上記数に限定されず、複数あればよい。

また、下側部５４の固定部７２よりも外側の部分には、下側部５４の底面から上方に向かうようにくりぬかれたくりぬき部５９を有している。そして、このくりぬき部５９により、固定部７２から上部に延びる肉薄の可撓性を有する円筒部７９が規定されている。円筒部７９の厚さは３〜６ｍｍ程度とされる。また、くりぬき部５９により、後述するように、排気カップ５２内で排液カップ５１と同心状に設けられ且つ排気口７０に接続された環状のバッファ空間７８が形成される。

このように固定部７２を内周側に設けることにより、本質的に熱膨張率の高い樹脂で形成されている排液カップ５１に高温の処理液が排出されて排液カップ５１が熱膨張した場合でも、熱膨張が大きい外周部分が拘束されていないので、熱膨張による排液カップ５１の破損のおそれを小さくすることができる。また、固定部７２は処理液収容部５６よりも内側に設けられており、高温の処理液による熱影響が小さい。しかも、肉薄の可撓性を有する円筒部７９は、処理液に高温のものを用いた場合における固定部７２への熱影響を抑制する機能、および熱膨張による変形を撓みにより吸収する機能を有しており、これにより排液カップ５１の固定部７２において処理液の熱による膨張によってねじ７５等が破損することを防止することができる。

排液カップ５１の下側部５４の最外側部分には処理液収容部５６から排液する１箇所の排液口６０が設けられており、排液口６０には排液管６１が接続されている（図１参照）。排液管６１には排液切替部（図示せず）が設けられており、処理液の種類に応じて分別して回収または廃棄されるようになっている。なお、排液口６０は複数箇所設けられていてもよい。

排気カップ５２は、排液カップ５１の垂直壁５３の外側部分に垂直に設けられた外側壁６４と、保持部材１４の内側部分に垂直にかつその上端が回転プレート１１に近接するように設けられた内側壁６５と、ベースプレート１上に設けられた底壁６６と、外側壁６４から上方へ湾曲するとともに、回転カップ４の上方を覆うように設けられた上側壁６７とを有している。そして、排気カップ５２は、その上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の環状をなす導入口（上側排気取り込み口）６８から回転カップ４内およびその周囲の主にガス成分を取り込んで排気するようになっている。また、排気カップ５２の下部には、図１および図４に示すように、排気口７０が設けられており、排気口７０には排気管７１が接続されている。排気管７１の下流側には図示しない吸引機構が設けられており、回転カップ４の周囲を排気することが可能となっている。排気口７０は複数設けられており、処理液の種類に応じて切り替えて使用することが可能となっている。これに代えて、排気口を１箇所とし、排気口に繋がる排気ラインの下流側に、処理液の種類に応じた複数の排気ラインを切り替え可能に設けることもできる。

排気口７０の上側には、排液カップ５１のくりぬき部５９により、排気カップ５２内で排液カップ５１と同心状に環状のバッファ空間７８が設けられている。換言すると、排気口７０は、バッファ空間７８の真下の少なくとも１箇所に配置され、バッファ空間７８に直接接続されている。さらに、排液カップ５１の外側壁である垂直壁５３と排気カップ５２の外側壁６４との間には環状をなす外側環状空間９９ａが形成されており、また排液カップ５１の底部と排気カップ５２の底部との間の排気口７０の外側部分には、周方向に沿って多数の通気孔９８が形成された環状の気流調整部材（通気抵抗部）９７が設けられている。気流調整部材９７は排気カップ５２の導入口（上側排気取り込み口）６８からの排気流に対して所定の通気抵抗を与えるように設定される。導入口６８は、全周に亘って、外側環状空間９９ａ及び気流調整部材９７を介して、環状のバッファ空間７８に連通している。

上述のような構成は、排気カップ５２に取り入れられた気体成分の気流を調整し、排気口７０から均一に排気するための気流調整機構として機能する。すなわち、排気流は、環状の空間である外側環状空間９９ａを通って全周に亘って均一に下方へ導かれ、多数の通気孔９８を有する気流調整部材９７によって圧力損失つまり抵抗を付与され、分散された状態でバッファ空間７８に導入される。バッファ空間７８は、排気口７０の上側に排気カップ５２内で全周に亘って十分な容量を有する空間を提供するため、排気口７０から離間した箇所（排気口７０の反対側の箇所）においても気流に対する圧力損失が小さい（気流に対する抵抗が小さい）。これにより、排気カップ５２内において気流が偏よって形成されるのが防止され、排気口７０からの距離によらず全周から排気口７０に向けて比較的均一に排気を行うことが可能となる。これとは逆に、もし、排気口７０への気流に規制がない場合には、排気口７０の近傍のみから排気がなされて排気口７０から遠い部分が排気され難くなる。
また、導入口（上側排気取り込み口）６８から取り入れられた気体成分は、外側環状空間９９ａのみならず、排液カップ５１の処理液収容部５６にも多少流れる。このため、排気カップ５２は、ウエハ保持部２の下側からもガス成分を取り込んで排気するようになっている。具体的には、排液カップ５１の内側壁５４ａと排気カップ５２の内側壁６５との間には環状をなす内側環状空間９９ｂが形成されている。内側壁６５の上端部と回転プレート１１の底部との間の環状の隙間６９ａと、排液カップ５１の仕切り壁５５の上端部と回転プレート１１の底部との間の環状の隙間６９ｂとが、内側環状空間９９ｂに気体成分を導入するための下側排気取り込み口となる。さらに、排液カップ５１の内周側には固定部７２と排気カップ５２との間でスペーサ７６によって全周に亘って均一に隙間７７が形成されており、排気流に対して所定の通気抵抗を与えるように設定される。
このような構成もまた、排気カップ５２に取り入れられた気体成分の気流を調整し、排気口７０から均一に排気するための気流調整機構として機能する。これにより、排気流が処理液収容部５６から内側環状空間９９ｂ及び隙間７７を通って全周に亘って均一に環状のバッファ空間７８に導かれることとなり、排気口７０から比較的均一に排気を行うことができるようになる。

なお、気流調整部材９７と排液カップ５１の外周部分底部との間は固定されておらず、滑り可能に構成されている。すなわち、排液カップ５１は、内周部分が固定部を介して排気カップ５２に固定される一方、外周部分の底部が排気カップ５２の底部上に滑り可能に支持されて半径方向において非拘束状態にある。このため、上述のように、高温の処理液が排液カップ５１に供給されてその外周部分が大きく熱膨張しても、拘束力が及ぼされない。

このように、処理液が回転カップ４を介して排液カップ５１に導かれ、気体成分は導入口６８から排気カップ５２に導かれ、かつ排液カップ５１からの排液と排気カップ５２からの排気が独立して行われるようになっているので、排液と排気を分離した状態で導くことが可能となる。また、排液カップ５１からミストが漏出しても排気カップ５２がその周囲を囲繞しているので速やかに排気口７０を介して排出され、ミストが外部に漏出することが確実に防止される。

次に、以上のように構成される液処理装置１００の動作について図７を参照して説明する。まず、図７の（ａ）に示すように、昇降部材１３を上昇させた状態で、図示しない搬送アームからウエハ支持台２４の支持ピン２５上にウエハＷを受け渡す。次いで、図７の（ｂ）に示すように、昇降部材１３を、ウエハＷを保持部材１４により保持可能な位置まで下降させ、保持部材１４によりウエハＷをチャッキングする。そして、図７の（ｃ）に示すように、表面処理液供給ノズル５を退避位置からウエハ洗浄位置に移動させる。

この状態で、図７の（ｄ）に示すように、モータ３により保持部材２を回転カップ４およびウエハＷとともに回転させながら、表面処理液供給ノズル５および裏面処理液供給ノズル６から所定の処理液を供給してウエハＷの洗浄処理を行う。

このウエハ洗浄処理においては、表面処理液供給ノズル５および裏面処理液供給ノズル６からウエハＷの表面および裏面に処理液が供給され、その洗浄液が遠心力によりウエハＷの外側に広がり、ウエハＷの周縁から振り切られる。

このウエハ洗浄処理においては、ウエハＷの外側を囲繞するように設けられているカップがウエハＷとともに回転する回転カップ４であるから、ウエハＷから振り切られた処理液が回転カップ４に当たった際に処理液に遠心力が作用し、固定カップの場合のような飛び散り（ミスト化）は発生し難い。そして回転カップ４に達した処理液は下方に導かれ、隙間３３から排液カップ５１の主カップ部５６ａに排出される。一方、回転プレート１１の保持部材１４の取り付け位置には、保持部１４ａを挿入する穴が設けられているため、その部分から排液カップ５１の副カップ部５６ｂに処理液が滴下される。そして、このようにして排液カップ５１に受け止められた処理液は、排液口６０から排液管６１を通って排出される。また、排気カップ５２には、その上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の環状をなす導入口６８から回転カップ４内およびその周囲の主にガス成分が取り込まれ排気口７０から排気管７１を通って排気される。

このように回転カップ４の存在により、排液カップ５１は排液可能な程度の極小さいものでよく、また、排液カップ５１と排気カップ５２がそれぞれ独立して設けられ、かつ排液および排気を別々に取り入れて排液口６０および排気口７０から別個に排出するので、排気・排液を分離するための特別の機構を設ける必要がない。また、排液カップ５１が排気カップ５２に収容された状態で設けられているので、排気・排液を別々に取り入れる構造でありながらスペースを小さくすることができ、結果的に装置のフットプリントを小さくすることができる。また、排液カップ５１が排気カップ５２に収容された状態であるので、処理液のミストが排液カップ５１から漏出しても排気カップ５２でトラップすることができ、装置外へ処理液のミストが飛散して悪影響を与えることを防止することができる。

ところで、排気カップ５２に流入した気体成分をほとんど規制なしに排気口７０に流そうとすると、排気口７０に近い部分のみが排気されて、排気口７０から遠い部分ではほとんど排気されない状態となる。これに対して本実施形態では、図８に示すように、気流は外側環状空間９９ａを通って気流を全周に亘って均一に下方へ導かれ、気流調整部材９７の通気孔９８の圧力損失つまり抵抗によって分散した状態で環状のバッファ空間７８に導入される。これにより、排気カップ５２内において気流が偏よって形成されるのが防止され、排気口７０からの距離によらず全周から排気口７０に向けて比較的均一に排気を行うことが可能となる。

また、図８に示すように、導入口６８から取り入れられた気体成分は、外側環状空間９９ａのみならず、排液カップ５１の処理液収容部５６にも多少流れ、さらに排液カップ５１の内側を通って排気口７０に流れる。これに対して、排液カップ５１の内側には垂直に内側壁５４ａが形成され、排気カップ５２の内側壁６５との間に内側環状空間９９ｂが形成され、さらに排液カップ５１の内周側には固定部７２と排気カップ５２との間の隙間７７が形成されている。この場合、気流は処理液収容部５６から内側環状空間９９ｂを通って全周に亘って均一に下方に導かれ、隙間７７の抵抗によって分散した状態で環状のバッファ空間７８に導入される。これにより、排気カップ５２内において気流が偏よって形成されるのが防止され、排気口７０からの距離によらず全周から排気口７０に向けて比較的均一に排気を行うことが可能となる。この内側環状空間９９ｂを通って排気口７０に至る気流は外側環状空間９９ａを通って排気口７０に至る気流よりも少ないので、外側に設けた気流調整部材９７のような部材を設けることなく内側環状空間９９ｂと隙間７７によって、十分に気流を均一化することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ウエハの表裏面洗浄を行う液処理装置を例にとって示したが、本発明はこれに限らず、表面のみまたは裏面のみの洗浄処理を行う液処理装置であってもよく、また、液処理については洗浄処理に限らず、他の液処理であっても構わない。さらに、上記実施形態では被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）用のガラス基板に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板等、他の基板に適用可能であることは言うまでもない。

本発明は、半導体ウエハに付着したパーティクルやコンタミネーションを除去するための洗浄装置に有効である。

本発明の一実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る液処理装置を一部切り欠いて示す概略平面図。 図１の液処理装置の処理液供給機構を示す概略図。 図１の液処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図。 図１の液処理装置の回転カップおよび案内部材の取り付け状態を説明するための図。 図１の液処理装置の排液カップの固定部を示す平面図。 本発明の一実施形態に係る液処理装置の処理動作を説明するための図。 図１の液処理装置の排気カップの排気経路を示す模式図。

符号の説明

１；ベースプレート
２；ウエハ保持部
３；回転モータ
４；回転カップ
５；表面処理液供給ノズル
６；裏面処理液供給ノズル
７；排気・排液部
８；ケーシング
９；気流導入部
１１；回転プレート
１２；回転軸
１３；昇降部材
１４；保持部材
２２；ノズル保持部材
２２ａ；ノズルアーム
３１；庇部
３２；外側壁部
３３；隙間
３５；案内部材
５１；排液カップ
５２；排気カップ
５３；垂直壁
５４；下側部
５４ａ；内側壁
７７；隙間
７９；円筒部
９７；気流調整部材
９８；通気孔
９９ａ；外側環状空間
９９ｂ；内側環状空間
１００；液処理装置
Ｗ；ウエハ

Claims (10)

1. 基板を水平に保持し、基板とともに回転可能な基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板を囲繞し、基板とともに回転可能であり、基板から振り切られた処理液を受ける回転カップと、
   前記回転カップおよび前記基板保持部を一体的に回転させる回転機構と、
   基板に処理液を供給する処理液供給機構と、
   前記回転カップの外側を囲繞するように設けられ、前記回転カップから排出された処理液を受けて排液する環状の排液カップと、
   前記排液カップを収容するようにかつ前記排液カップと同心状に設けられ、前記回転カップおよびその周囲からの主に気体成分を取り入れる環状の排気カップと、
   前記排気カップに取り入れられた前記気体成分を排出するように前記排気カップに接続された排気口と、
   前記排気カップと前記排気口との間に介在し、前記気体成分の気流が前記排気カップ内で実質的に全周から前記排気口に向けて流れるように気流を調整する気流調整機構と
   を具備することを特徴とする液処理装置。
2. 前記気流調整機構は、前記排気カップ内で前記排液カップと同心状に設けられかつ前記排気口に接続された環状のバッファ空間を具備することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記排気口は、前記バッファ空間の真下の少なくとも１箇所に配置されることを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。
4. 前記バッファ空間は、前記排液カップの底部をくりぬいて形成されることを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。
5. 前記気流調整機構は、前記排液カップと前記排気カップとの間に配設され、前記基板保持部の上側に位置する前記排気カップの上側排気取り込み口と前記バッファ空間とを実質的に全周に亘って連通させる環状の外側通気抵抗部を具備し、前記外側通気抵抗部は前記上側排気取り込み口からの排気流に対して所定の通気抵抗を与えるように設定されることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の液処理装置。
6. 前記外側通気抵抗部に対応して前記排液カップと前記排気カップとの間に環状の部材が配設され、前記外側通気抵抗部は、前記環状の部材に全周に亘って均一に形成された複数の通気孔からなることを特徴とする請求項５に記載の液処理装置。
7. 前記排液カップの外側壁と前記排気カップの外側壁の間に環状の外側環状空間が形成され、前記上側排気取り込み口と前記外側通気抵抗部とを接続することを特徴とする請求項５に記載の液処理装置。
8. 前記気流調整機構は、前記排液カップと前記排気カップとの間に配設され、前記基板保持部の下側に位置する前記排気カップの下側排気取り込み口と前記バッファ空間とを実質的に全周に亘って連通させる環状の内側通気抵抗部を具備し、前記内側通気抵抗部は前記下側排気取り込み口からの排気流に対して所定の通気抵抗を与えるように設定されることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の液処理装置。
9. 前記内側通気抵抗部に対応して前記排液カップと前記排気カップとの間に複数のスペーサが配設され、前記内側通気抵抗部は、前記スペーサ間で全周に亘って均一に形成された複数の開口からなることを特徴とする請求項８に記載の液処理装置。
10. 前記排液カップの内側壁と前記排気カップの内側壁の間に環状の内側環状空間が形成され、前記下側排気取り込み口と前記内側通気抵抗部とを接続することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の液処理装置。

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