JP5375871B2 - 液処理装置、液処理方法、コンピュータプログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、処理液を用いて被処理体の液処理を行う枚葉式の液処理装置に関する。

半導体製品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、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などがある。

例えば半導体ウエハ（以下、ウエハという）に対する液処理を実施する液処理装置として、鉛直軸周りに回転自在に構成されたスピンチャック上にウエハを保持し、ウエハを回転させながらその表面や裏面に処理液を供給して液処理を行う枚葉式の液処理装置が知られている。

回転するウエハに供給された処理液は、遠心力の作用によりウエハから振り飛ばされ、液滴やミストとなってスピンチャックの周囲に飛散する。このため液処理装置には、周囲に飛散した処理液を受け止めて、処理液の排出ラインへ案内するカップなどと呼ばれる円環形状のカバーが設けられることがある。

例えば特許文献１には、スピンチャックを囲むように大きさの異なる２種類のカップを入れ子状に配置し、内側のカップを昇降自在に構成した枚葉式の基板処理装置が記載されている。この基板処理装置は、薬液（処理液）による液処理の際には、スピンチャックよりも下方位置まで内側のカップを下降させ、周囲に飛び散った薬液を外側のカップで受け止めて薬液の回収ラインへ導く一方、純水などのリンス液を用いたリンス処理の際には退避していた内側のカップを上昇させて、周囲に飛び散ったリンス液を内側のカップで受け止め、薬液とは別のラインからリンス液を排出する。しかしながら特許文献１に記載の基板処理装置では昇降自在なカップを１つしか備えていないので、リンス液の他に複数種類の薬液を用いる場合には、使用する薬液に応じてカップを使い分け、これらの薬液を別々に回収、排液することができない。

この点、特許文献２には、スピンチャックの周囲に、各々昇降自在に構成された３つの案内部（カップ）を入れ子状に配置し、使用する処理液の種類に応じて各案内部を昇降させることにより、リンス液や処理液を分別して排出する基板処理装置が記載されている。そして、スピンチャックに近い、内側の２つの案内部を同時に昇降させる際には、これら案内部同士の隙間を微小な状態に保ちながら昇降動作を行うようになっている。

特開２０００−１８３０１０号公報：請求項４、段落００３６〜００３８、図４、５ 特許４５３１６１２号公報：請求項１、段落００１４、００５７〜００６０、図８、９

特許文献２に記載の基板処理装置では、同時に昇降する２つの案内部同士の隙間を微小な状態に保つことにより、意図しない排出経路（２つの案内部の隙間）に他の処理液が進入することを防止している。そして、案内部同士の隙間を微小な状態に保ちながら昇降を行う具体的な手法は、同期をとって（同時に同速度で）２つの案内部を昇降させることである旨が説明されている。

特許文献２によれば、基板処理装置は各カップを昇降させるための独立した駆動機構を備えている。このため２つの案内部間で昇降動作の同期をとるためには、異なる駆動機構の動作開始タイミングや駆動速度を制御可能な高度な制御システムが必要となり、装置コストの上昇要因となる。

本発明はこのような背景の下になされたものであり、簡素な手法により２つのカップを同時に上昇させ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。

本発明に係る液処理装置は、被処理基板を保持して鉛直軸周りに回転させるための回転保持部と、
この回転保持部に保持された被処理基板の被処理面に処理液を供給するための処理液供給部と、
被処理基板から飛散した処理液を受け止めて下方側へ案内するために前記回転保持部を囲むように内側から順番に設けられた第１のカップ及び第２のカップと、
回転する被処理基板から飛散した処理液を受け止める処理位置と、この処理位置から下方側に退避した退避位置との間で、前記第１のカップ及び第２のカップを各々第１の昇降部材及び第２の昇降部材を介して昇降させるために設けられ、これら各カップの昇降速度の設定値が変更可能な第１の駆動部及び第２の駆動部と、
前記第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるときは、第１のカップの上昇速度の設定値が第２のカップの上昇速度の設定値よりも大きくなるように、これら第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記第１のカップまたは第１の昇降部材は、前記第２のカップまたは第２の昇降部材に下方側から重なり合って、第１の駆動部の駆動力を第２のカップまたは第２の昇降部材に伝達させることにより、これら第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させることを特徴とする。

前記液処理装置は以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記制御部は、前記第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるときには、第２のカップの下降速度の設定値が第１のカップの下降速度の設定値よりも大きくなるように、前記第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力し、前記第２のカップまたは第２の昇降部材は、第１のカップまたは第１の昇降部材に上方側から重なり合って、第２の駆動部の駆動力を第１のカップまたは第１の昇降部材に伝達させることにより、これら第１のカップと第２のカップとを同時に下降させること。
（ｂ）前記制御部は、前記第２のカップを単独で上昇させるときには、第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるときの上昇速度よりも大きくなるように、前記第２の駆動部に制御信号を出力すること。
（ｃ）前記第２のカップと第１のカップを同時に上昇させる際に、これら第２のカップと第１のカップとの間に形成される隙間を閉じるシール部を備えたこと。
（ｄ）前記シール部は第１のカップと第２のカップとの少なくとも一方側に設けられ、前記制御部は、前記第１のカップ及び第２のカップを退避位置まで下降させたとき、当該第１のカップよりも上方側であって、前記シール部により隙間が閉じられていない状態となる位置に第２のカップを位置させ、これら第１のカップと第２のカップとを上昇させるときは、第１のカップが第２のカップよりも早く上昇を開始することにより、前記シール部にて隙間を閉じてから第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるように、前記第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力すること。
（ｅ）前記制御部は、前記第１のカップを単独で下降させるときには、第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるときの下降速度よりも大きくなるように、前記第１の駆動部に制御信号を出力すること。
（ｆ）前記第２のカップと第１のカップを同時に下降させる際に、これら第２のカップと第１のカップとの間に形成される隙間を閉じるシール部を備えたこと。
（ｇ）前記シール部は第１のカップと第２のカップとの少なくとも一方側に設けられ、前記制御部は、前記第１のカップ及び第２のカップを処理位置まで上昇させたとき、当該第２のカップよりも下方側であって、前記シール部により隙間が閉じられていない状態となる位置に第１のカップを位置させ、これら第１のカップと第２のカップとを下降させるときは、第２のカップが第１のカップよりも早く下降を開始することにより、前記シール部にて隙間を閉じてから第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるように、前記第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力すること。

本発明によれば、被処理基板の液処理が行われる回転保持部の周囲に隣り合って配置された第１、第２のカップやその昇降動作用の昇降部材には、互いに上下方向に重ね合わせることが可能な部位が設けられている。そして、これらのカップを同時に上昇させるときには、第１のカップの上昇速度の設定値を第２のカップの上昇速度の設定値よりも大きくすることにより、上下に重なり合った部位を介して、第１のカップに設けられた第１の駆動部の駆動力が第２のカップ側に伝達されるので、同期制御を行わなくても２つのカップを一体に昇降させることができる。

実施の形態に係わる液処理装置の構成を示す縦断側面図である。 前記液処理装置にてウエハの液処理を行う際の動作の流れの一例を示すフロー図である。 前記液処理装置の液処理時の動作を示す第１の説明図である。 前記液処理装置の液処理時の動作を示す第２の説明図である。 前記液処理装置の液処理時の動作を示す第３の説明図である。 他の構成例に係わる液処理装置の第１の説明図である。 前記他の構成例に係わる液処理装置の第２の説明図である。 さらに他の構成例に係わる液処理装置の説明図である。

本発明の実施の形態に係わる液処理装置１の構成について図１を参照しながら説明する。液処理装置１は、ウエハＷを保持するスピンチャック２１と、このスピンチャック２１を下面側から支持し、回転モーター２３によりスピンチャック２１を回転させる回転軸２２と、ウエハＷの被処理面（本例では上面）に処理液を供給するための処理液ノズル３１と、回転するウエハＷから振り飛ばされた処理液を受け止めて下方側へ案内するための３個のカップ５１〜５３と、を備えている。

スピンチャック２１は、ウエハＷを保持する円板状の部材であり、その上面には、ウエハＷを裏面（下面）側から吸着保持するための、真空ポンプなどに接続された不図示の吸引孔が開孔している。また、スピンチャック２１には不図示の昇降ピンが設けられており、これらの昇降ピンをスピンチャック２１の上面から突没させることによりウエハＷを昇降させて、外部の搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うことができる。

支持部材２４１により、スピンチャック２１の周縁部、上方位置に支持された案内部２４は、当該スピンチャック２１との間に隙間を形成し、回転するウエハＷから振り飛ばされた処理液を、この隙間を介してカップ５１〜５３に向けて案内する役割を果たす。
また、回転軸２２は、液処理装置１のベースプレート１０に設けられた回転モーター２３に接続されており、回転モーター２３を駆動させることによりスピンチャック２１を回転させることができる。スピンチャック２１、回転軸２２、回転モーター２３は本実施の形態の回転保持部に相当する。

処理液ノズル３１は、ウエハＷの上面に各種の処理液を供給する役割を果たす。処理液ノズル３１はノズルアーム３２に支持されており、スピンチャック２１上に保持されたウエハＷの上方の処理位置と、この処理位置から退避した退避位置との間を移動することができる。処理液ノズル３１は、切り替え弁４１を介して各種の液供給部４２〜４５に接続されている。

酸性液供給部４３は希フッ酸水溶液（以下、ＤＨＦ（Diluted HydroFluoric acid））などの酸性の処理液を供給する役割を果たし、アルカリ液供給部４４はＳＣ１液（アンモニアと過酸化水素水の混合液）などのアルカリ性の処理液を供給する役割を果たす。リンス液供給部４５は脱イオン水（DeIonized Water：ＤＩＷ）などリンス洗浄用のリンス液の供給を行い、有機液供給部４２は有機溶剤である乾燥処理用のＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）の供給を行う。

スピンチャック２１の周囲には、円環形状の３つのカップ５１〜５３が配置されており、前記隙間から飛散した処理液を受け止めて下方側へ案内する役割を果たす。以下、これらのカップ５１〜５３は、スピンチャック２１に近い内側から順に、第１のカップ５１、第２のカップ５２、第３のカップ５３とする。

スピンチャック２１に最も近い位置に配置された第１のカップ５１は、スピンチャック２１と案内部２４との間に形成される既述の隙間へ向けて、円環形状に成形された板材の内壁面を対向させて配置され、この内壁面にて処理液を受け止めて下方側へ案内する。第１のカップ５１の上端にはスピンチャック２１へ向けて内側に折れ曲がった屈曲部５１１が周方向に沿って形成されている。この屈曲部５１１は、処理液のミストが第１のカップ５１の上方側へと流出するのを抑えると共に、後述の係合部としての役割も果たしている。

第１のカップ５１の下端からは、下方側に伸びる２枚の案内部５１２が周方向に沿って形成されており、第３のカップ５３の内壁側や外壁側を流れる処理液を後述の排液溝１１、１２に向けて滴下させることができる。

これら２枚の案内部５１２に挟まれた第１のカップ５１の底面には、周方向に間隔をおいて複数本の支持部材６１１が接続されている。これら支持部材６１１の下端部は、例えば円環形状の共通の板材からなる連結部材６１２に連結されており、この連結部材６１２は昇降軸６１３を介して、エアシリンダーなどからなるアクチュエーター６１０に支持されている。

支持部材６１１に支持された第１のカップ５１は、アクチュエーター６１０から昇降軸６１３を突没させることにより、回転するウエハＷから飛散した処理液を受け止める処理位置と、この処理位置から下方側に退避した退避位置との間を移動することができる。またアクチュエーター６１０は、後述する制御部７からの制御信号を受けて、昇降軸６１３の突没速度を、通常時の速度である基準設定と、この基準設定時よりも低速の低速設定との間で切り替え、第１のカップ５１の昇降速度を変化させることができる。支持部材６１１、連結部材６１２、昇降軸６１３は第１のカップ５１の第１の昇降部材に相当し、アクチュエーター６１０は第１の駆動部に相当する。

第２のカップ５２は、第１のカップ５１の外方位置に配置された部材であり、円環形状に成形された板材の内壁面をスピンチャック２１と案内部２４との隙間へ対向させて配置される点と、その上端に内側へ向けて折れ曲がった屈曲部５２１が形成されている点と、その下端には下方側へ向けて伸びる２枚の案内部５２２が形成されている点とにおいて、前述の第１のカップ５１と共通している。

一方、第２のカップ５２の屈曲部５２１は、第１のカップ５１の屈曲部５１１の上方側まで伸び出しており、第２のカップ５２の屈曲部５２１の下面に第１のカップ５１の屈曲部５１１の上面を当接させて、屈曲部５１１、５２１同士を係合させる（重ね合わせる）ことができる。この観点において、第２のカップ５２の屈曲部５２１は第１のカップ５１側の屈曲部５１１と係合する係合部の役割を果たしている。

さらに第１のカップ５１と同様に、第２のカップ５２は支持部材６２１、連結部材６２２、昇降軸６２３と、アクチュエーター６２０とに接続されている。この結果、第２のカップ５２についても上方側の処理位置と、この処理位置から下方側に退避した退避位置との間を移動することができる。またアクチュエーター６１０と同じく、アクチュエーター６２０は制御部７からの制御信号を受けて、昇降軸６２３の突没速度を基準設定または低速設定に切り替え、第２のカップ５２の昇降速度を変化させることができる。支持部材６２１、連結部材６２２、昇降軸６２３は第２のカップ５２の第２の昇降部材に相当し、アクチュエーター６２０は第２の駆動部に相当する。

このように構成された第２のカップ５２は、図３に示すように第１のカップ５１を退避位置まで下降させる一方、第２のカップ５２を処理位置まで上昇させ、第１のカップ５１の外壁面と第２のカップ５２の内壁面との間に処理液を流下させる流路を形成して使用する。これにより、回転するウエハＷから飛散し、第２のカップ５２の内壁面にて受け止められた処理液は下方側へと案内される。

第３のカップ５３は、第１のカップ５１及び第２のカップ５２のさらに外方位置に、円環形状に形成された板材の内壁面をスピンチャック２１と案内部２４との隙間へ向けて対向させて配置され、この内壁面にて処理液を受け止めて下方側へ案内する。第３のカップ５３の上端には内側へ向けて折れ曲がった屈曲部５３１が形成されており、当該屈曲部５３１は第１のカップ５１や第２のカップ５２の上方側の領域までのびだしている。

また本例では、第３のカップ５３は液処理装置１のベースプレート１０に固定された構造となっている。そして、図５に示すように第１のカップ５１、第２のカップ５２を退避位置まで下降させると、第２のカップ５２の外壁面と第３のカップ５３の内壁面との間に処理液を流下させる流路が形成される。この結果、回転するウエハＷから飛散した処理液は、第３のカップ５３の内壁面にて受け止められ、前記流路内を流下して下方側へと案内される。

図１に示すように、第１のカップ５１、第２のカップ５２の下方位置には、これらのカップ５１、５２の周方向に沿って互いに区画され、処理液を排出するための３つの排液溝（第１の排液溝１１、第２の排液溝１２、第３の排液溝１３）が形成されている。排液溝１１、１２、１３には各々排液管１１１、１２１、１３１が接続されている。

そして、第１のカップ５１で受け止められた処理液は、案内部５１２から第１の排液溝１１へと滴下し、当該第１の排液溝１１内を流れて排液管１１１より外部へと排出される。また、第２のカップ５２で受け止められた処理液は、第１のカップ５１と第２のカップ５２との間の流路を通って案内部５１２、５２２から第２の排液溝１２へと滴下し、当該第２の排液溝１２を流れて排液管１２１より外部へと排出される。

そして、第３のカップ５３で受け止められた処理液は、第２のカップ５２と第３のカップ５３との間の流路を通って第３のカップ５３の内壁面を流下し、また案内部５２２から滴下して第３の排液溝１３へと流れ込み、当該第３の排液溝１３より排液管１３１を介して外部へと排出されるようになっている。

また、図１に示した１０１は、液処理装置１を収容する不図示の筐体内に形成されている清浄空気のダウンフローなど、液処理装置１内に進入した周囲の雰囲気を排気する排気管である。

以上に説明した構成を備えた液処理装置１は、図１に示すように制御部７と接続されている。制御部７は例えば図示しないＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部には液処理装置１の作用、つまり、スピンチャック２１にウエハＷを載置し、ウエハＷを回転させながら各種の処理液を切り替えて液処理を行い、乾燥してから搬出するまでの動作に係わる制御についてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

特に本例の制御部７は、処理液ノズル３１から供給する処理液の種類と各処理液を受け止めて外部に排出するカップ５１〜５３とを対応付けて記憶しており、処理液を切り替えるタイミングに合わせて第１のカップ５１や第２のカップ５２を昇降させることにより使用するカップ５１〜５３を変更し、処理液を分別して排出、回収することができる。本例では、ＤＩＷによるリンス洗浄、ＩＰＡ乾燥には第１のカップ５１を用い、アルカリ性の処理液による液処理には第２のカップ５２を用い、酸性の処理液による液処理には第３のカップ５３を用いるように、処理液とカップ５１〜５３とが対応づけられている。

また、本例の制御部７は、処理液の切り替えに応じて移動する第１のカップ５１、第２のカップ５２の移動方向や、第１のカップ５１、第２のカップ５２の移動または停止の組み合わせに応じて各カップ５１、５２の昇降速度を変更するようにアクチュエーター６１０、６２０に対して制御信号を出力する機能を備えている。

特に、制御部７は、第１のカップ５１及び第２のカップ５２を同時に同じ方向へ移動させる際には、昇降方向の後方側のカップ５１、５２の昇降速度が、前方側のカップ５２、５１の昇降速度よりも大きくなるように設定する機能を備えている。この設定により、第１のカップ５１及び第２のカップ５２の係合部（屈曲部５１１、５２１）を上下に重ね合わせることができる。これにより、上昇時には第１のアクチュエーター６１０の駆動力を第２のカップ５２に伝達させ、また下降時には第２のアクチュエーター６２０の駆動力を第１のカップ５１に伝達させて、これら２つのカップ５１、５２が一体となった状態で昇降させることができる。

具体的には（表１）に示すように、第１のカップ５１及び第２のカップ５２を同時に上昇させるときには、第２のカップ５２の上昇速度を低速設定、第１のカップ５１の上昇速度を基準設定とする。下方側に位置する係合部（屈曲部５１１）にて上方側の係合部（屈曲部５２１）を押し上げることにより、第１のカップ５１と第２のカップ５２とを一体に上昇させることができる。

また、第１のカップ５１及び第２のカップ５２を同時に下降させるときには、第１のカップ５１の下降速度を低速設定、第２のカップ５２の下降速度を基準設定とする。上方側に位置する係合部（屈曲部５２１）にて下方側の係合部（屈曲部５１１）を押し下げることにより、第１のカップ５１と第２のカップ５２とを一体に下降させることができる。
そして、第１のカップ５１や第２のカップ５２を個別に昇降させる時には、短時間での移動を完了できるように、これらの昇降速度は基準速度に設定される。

以下、本実施の形態に係わる液処理装置１の動作について図２〜図４を参照しながら説明する。まず、外部の搬送アームがウエハＷを保持した状態でスピンチャック２１の上方位置に進入すると（スタート）、スピンチャック２１から昇降ピン（不図示）を上昇させ、搬送アームと昇降ピンとを交差させて昇降ピンにウエハＷを受け渡す。しかる後、昇降ピンを下降させ、ウエハＷをスピンチャック２１上に載置する（ステップＳ１）。

このとき図３に示すように、第２のカップ５２は処理位置、第１のカップ５１は退避位置まで予め移動し、これらのカップ５２、５１の間に流路を形成した状態で待機している。しかる後、ウエハＷの回転を開始し、アルカリ液供給部４４からアルカリ性処理液を供給して液処理を開始する（ステップＳ２）。

回転するウエハＷの表面に供給されたアルカリ性処理液は、パーティクルや有機性の汚染物質を除去しながらウエハＷ表面に広がり、やがてスピンチャック２１の周縁部に到達する。スピンチャック２１の周縁部に到達した処理液は、案内部２４とスピンチャック２１との隙間を介してスピンチャック２１の周囲に振り飛ばされ、第１のカップ５１と第２のカップ５２との間に形成された流路に進入して第２のカップ５２の内壁面に受け止められる。そして処理液は第２のカップ５２の内壁面や第１のカップ５１の外壁面に案内されつつ、流下して第２の排液溝１２に流れ込み、排液管１２１を介して回収タンクに回収され、または外部へ排出される。

予め設定した時間だけアルカリ性処理液による液処理を行ったら、処理液ノズル３１に供給する処理液をリンス液供給部４５からのリンス液に切り替えると共に、退避位置の第１のカップ５１を基準速度で処理位置まで上昇させる（ステップＳ３）。そしてウエハＷのリンス洗浄を行い、スピンチャック２１の周囲に振り飛ばされたリンス液を第１のカップ５１にて受け止めて、第１の排液溝１１、排液管１１１を介して外部へ排出する（図４、ステップＳ４）。

次いで、リンス洗浄を終えるタイミングにて、第１のカップ５１及び第２のカップ５２を同時に下降させる（ステップＳ５）。このとき第２のカップ５２の下降速度が第１のカップ５１の下降速度よりも大きくなっていることにより、下降速度の大きな第２のカップ５２の係合部（屈曲部５２１）が、下降速度の小さな第１のカップ５１の係合部（屈曲部５１１）と重なり合い、第２のカップ５２が第１のカップ５１を押し下げる状態となる。この結果、同期制御を行わなくても２つのカップ５１、５２は、第２のカップ５２に設定されている基準設定時の下降速度にて一体となって下降する。

またこのとき、第１のカップ５１と第２のカップ５２との間に形成される流路は、互いに係合した屈曲部５１１、５２１によって閉じられた状態となっているので、ウエハＷの回転によりアルカリ性の処理液を含むリンス液が周囲に飛散しても、当該流路へのこれら処理液の進入を抑えつつ、カップ５１、５３の切り替えを行うことができる。この観点において、屈曲部５１１、５２１は第１のカップ５１と第２のカップ５２との間に形成される流路（隙間）を閉じるシール部の役割も果たしている。

２つのカップが退避位置まで移動し、図５に示す状態となったら、酸性液供給部４３から酸性処理液を供給してウエハＷの表面の自然酸化膜を除去する（ステップＳ６）。そしてスピンチャック２１から振り飛ばされた処理液は、第３のカップ５３の内壁面に受け止められ第２のカップ５２と第３のカップ５３との間の流路、第３の排液溝１３、排液管１３１を通って回収タンクに回収され、また外部へ排出される。

予め設定した時間だけ酸性処理液による液処理を行ったら、処理液ノズル３１に供給する処理液をリンス液供給部４５からのリンス液に切り替えると共に、退避位置の第１のカップ５１、第２のカップ５２を同時に上昇させる（ステップＳ７）。このとき第１のカップ５１の上昇速度が第２のカップ５２の上昇速度よりも大きくなっていることにより、上昇速度の大きな第１のカップ５１の係合部（屈曲部５１１）が、上昇速度の小さな第２のカップ５２の係合部（屈曲部５２１）と重なり合い、第１のカップ５１が第２のカップ５２を押し上げる状態となる。この結果、同期制御を行わなくても２つのカップ５１、５２は、第１のカップ５１に設定されている基準設定時の上昇速度にて一体となって上昇する。

またこのとき、既述のように第１のカップ５１と第２のカップ５２との間に形成される流路は、両屈曲部５１１、５２１によって閉じられた状態となっている。このため、ウエハＷ上に残存している酸性処理液を含むリンス液が、ウエハＷの回転により周囲に飛散しても、アルカリ性処理液の排出経路（第１のカップ５１と第２のカップ５２との間の流路、第２の排液溝１２、排液管１２１）に進入することを抑えることができる。

さらにこのとき、第１のカップ５１によって押し上げられている第２のカップ５２は、独自のアクチュエーター６２０を備えているので、第１のカップ５１側のアクチュエーター６１０に加わる荷重は、第１のカップ５１と第２のカップ５２との合計重量よりも小さい。したがって、１つのアクチュエーター６１０にて２つのカップ５１、５２を上昇させる場合に比べて必要な駆動力が小さく、過度に駆動力の大きなアクチュエーター６１０を設置しなくてもよい。

第１、第２のカップ５１、５２を処理位置まで上昇させたら、スピンチャック２１の周囲に振り飛ばされたリンス液を第１のカップ５１にて受け止めて、第１の排液溝１１、排液管１１１を介して外部へ排出する（図４）。次いで、回転するウエハＷの表面に有機液供給部４２からの有機処理液を供給してＩＰＡ乾燥を行い、振り切り乾燥を行ってウエハＷの処理を終了する（ステップＳ８）。このとき、スピンチャック２１から振り飛ばされた有機処理液についても第１のカップ５１→第１の排液溝１１→排液管１１１を介して回収タンクに回収され、また外部へ排出される。その際、排液管１１１の下流にてリンス液の排出ラインと有機処理液の排出ラインとを切り替えるようにしてもよい。

こうして液処理を終えたら、スピンチャック２１の回転を停止し、真空チャックを解除して昇降ピンを上昇させ、外部から進入してきた搬送アームにウエハＷを受け渡して搬出する（ステップＳ９）。しかる後、いずれも処理位置にて待機している第１のカップ５１及び第２のカップ５２について、第２のカップ５２を停止したまま、第１のカップ５１を基準速度で退避位置まで下降させて、次のウエハＷを受け入れる準備をし（図３、ステップＳ１０）、一連の動作を終える（エンド）。

本実施の形態の液処理装置１によれば以下の効果がある。スピンチャック２１の周囲に隣り合って配置された第１、第２のカップ５１、５２に、互いに上下方向に重なり合う係合部（屈曲部５１１、５２１）を設けている。そして、これらのカップ５１、５２を同時に上昇させるときには、第１のカップ５１の上昇速度が第２のカップ５２の上昇速度よりも大きくなるようにして前記係合部同士を上下に重ね合わせ、また、両カップ５１、５２を同時に下降させるときには、第２のカップ５２の下降速度が第１のカップ５１の下降速度よりも大きくなるようにして前記係合部同士を上下に重ね合わせる。この結果、同期制御を行わなくても２つのカップ５１、５２を一体に昇降させることができる。

ここで、処理液を切り替えて液処理を行う際に、全てのカップを使用しなくてもよい。例えば酸性処理液による液処理とリンス洗浄、ＩＰＡ乾燥のみを行い、アルカリ性処理液による液処理を行わない場合には、第１のカップ５１と第２のカップ５２の間の流路を閉じたまま、これらのカップ５１、５２の一体昇降を繰り返してもよい。このとき液処理装置１では、第１のカップ５１を利用したリンス液及び有機処理液の排出と、第３のカップ５３を利用した酸性処理液の排出が行われる一方、第２のカップ５２は使用されない。しかる後、アルカリ性処理液を含む液処理になったら、図２を用いて説明した動作が実行されるようにカップ５１、５２の昇降シーケンスを変更して第２のカップ５２の使用が再開される。

この他、図５に示す例では、第１のカップ５１、第２のカップ５２が退避位置まで下降したときに、シール部である屈曲部５２１、５１１同士が上下に重なり合って、両カップ５２、５１の間に形成される流路を閉じた状態となっている。ここで例えば、第１のカップ５１がさらに下方位置まで移動しており、屈曲部５２１、５１１の間が開いた状態となっているときに、これらのカップ５１、５２を処理位置まで上昇させるとする。

この場合には、第２のカップ５２よりも早く第１のカップ５１の上昇を開始させ、第１のカップ５１が第２のカップ５２の退避位置まで到達して、屈曲部５２１、５１１間が閉じた状態となったら、第２のカップ５２の上昇を開始して、両カップ５１、５２を同時に上昇させるようにするとよい。２つのカップ５１、５２の間の流路が閉じられた状態となってから、第２のカップ５２の上昇を開始することにより、回転するウエハＷから飛散する処理液の当該流路への流れ込みを抑えることができる。

上述の動作は、第１のカップ５１及び第２のカップ５２が処理位置まで上昇しているときに、第２のカップ５２が第１のカップ５１よりもさらに上方に位置している場合にも有効である。即ち、第１のカップ５１よりも早く第２のカップ５２の下降を開始させ、第２のカップ５２が第１のカップ５１の処理位置まで到達して、屈曲部５２１、５１１間が閉じた状態となったら、第１のカップ５１の下降を開始して、両カップ５１、５２を同時に下降させた場合にも、上昇時の場合と同様の効果を得ることができる。

また、処理液の種類に応じて使用するカップ５１〜５３の対応関係は、上述の実施の形態に示した例に限定されない。例えば、アルカリ性処理液や酸性処理液の処理時に第１のカップ５１を用いてもよいし、酸性処理液による処理やリンス洗浄、ＩＰＡ乾燥の際に第２のカップ５２を用いてもよい。アルカリ性処理液による処理やリンス洗浄、ＩＰＡ乾燥時に第３のカップ５３を用いてもよく、上記に例示したもの以外の処理液を分別する場合に本発明を適用してもよいことは勿論である。

図６、図７には、昇降自在な第３のカップ５３ａを備えた液処理装置１ａの例を示している。本例の第３のカップ５３ａは、上下方向に分割されており、その上部側が昇降機構５３２により保持されている。そして図６に示すように、処理液を第２のカップ５２（または第１のカップ５１）により受け止める場合には、第３のカップ５３ａを第２のカップ５２の直上位置まで下降させ、第２のカップ５２と第３のカップ５３ａとの間の流路を塞いで他の処理液が進入することを防止する。一方、第３のカップ５３ａにて処理液を受け止める場合には、図７に示すように第１のカップ５１、第２のカップ５２を退避位置まで退避させると共に、第３のカップ５３ａを上昇させて液処理を行う。

また、第１のカップ５１と第２のカップ５２とを一体に昇降させる際に上下に重ね合わされる係合部は、カップ５１、５２の上端に設けた屈曲部５１１、５２１を利用する場合に限定されない。例えば、図８に示すようにカップ５１、５２の基部側に係合部５１３、５２３を設けてもよい。例えば小片状の係合部５１３、５２３を各カップ５１、５２の周方向に沿って点在させれば、第１のカップ５１と第２のカップ５２との間の流路を流れる処理液を遮ることなく第２の排液溝１２に処理液を排出することができる。

また、これら係合部は第１のカップ５１、第２のカップ５２に設ける場合に限られるものではなく、カップ５１、５２の昇降部材側に設けてもよい。例えば図８には、カップ５１、５２の昇降部材の一部を構成し、円環形状の板材からなる連結部材６１２、６２２の周方向に沿って、互いに係合する係合部６１４、６２４を設けた例を併せて示してある。この他、昇降部材に係合部を設ける場合には、例えば支持部材６１１、６２１や昇降軸６１３、６２３に上下に重なり合う部材を設けてもよい。

このとき屈曲部５１１、５２１に係合部としての機能を持たせなくてもよいし、係合部５１３、５２３を省略してもよい。この場合には、屈曲部５２１は第１のカップ５１と第２のカップ５２との間の流路を閉じるシール部としての役割や飛散した処理液を案内する役割を果たす。こうして液処理装置１ｂ内のカップ５１、５２を互いに接触させないことにより、パーティクルの発生を抑制することができる。
また、第３のカップ５３は必ずしも設けなくてもよく、例えば液処理装置１を収容する筐体の底面に排液管を設け、ここから処理液を排出してもよい。

上述の各実施の形態に係わる液処理装置１、１ａ、１ｂでは、ウエハＷの表面（上面）に処理液を供給して液処理を行う例について示したが、ウエハＷの処理面はこれに限られるものではない。例えば被処理面にウエハＷの裏面（下面）が含まれている場合には、スピンチャック２１の回転軸２２内に処理液の供給流路を形成して、当該被処理面に処理液を供給する場合にも本発明は適用することができる。
また、本発明の液処理装置１、１ａ、１ｂにて処理する被処理基板についても半導体ウエハに限定されるものではなく、角形基板などを処理する液処理装置にも適用することができる。

Ｗ ウエハ
１ 液処理装置
２１ スピンチャック
３１ 処理液ノズル
５１ 第１のカップ
５１１ 屈曲部
５２ 第２のカップ
５２１ 屈曲部
５３、５３ａ
第３のカップ
６１０、６２０
アクチュエーター
６１１、６２１
支持部材
６１２、６２２
連結部材
７ 制御部

Claims (15)

1. 被処理基板を保持して鉛直軸周りに回転させるための回転保持部と、
   この回転保持部に保持された被処理基板の被処理面に処理液を供給するための処理液供給部と、
   被処理基板から飛散した処理液を受け止めて下方側へ案内するために前記回転保持部を囲むように内側から順番に設けられた第１のカップ及び第２のカップと、
   回転する被処理基板から飛散した処理液を受け止める処理位置と、この処理位置から下方側に退避した退避位置との間で、前記第１のカップ及び第２のカップを各々第１の昇降部材及び第２の昇降部材を介して昇降させるために設けられ、これら各カップの昇降速度の設定値が変更可能な第１の駆動部及び第２の駆動部と、
   前記第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるときは、第１のカップの上昇速度の設定値が第２のカップの上昇速度の設定値よりも大きくなるように、これら第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
   前記第１のカップまたは第１の昇降部材は、前記第２のカップまたは第２の昇降部材に下方側から重なり合って、第１の駆動部の駆動力を第２のカップまたは第２の昇降部材に伝達させることにより、これら第２のカップと第１のカップとを同時に上昇させることを特徴とする液処理装置。
2. 前記制御部は、前記第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるときには、第２のカップの下降速度の設定値が第１のカップの下降速度の設定値よりも大きくなるように、前記第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力し、前記第２のカップまたは第２の昇降部材は、第１のカップまたは第１の昇降部材に上方側から重なり合って、第２の駆動部の駆動力を第１のカップまたは第１の昇降部材に伝達させることにより、これら第１のカップと第２のカップとを同時に下降させることを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記制御部は、前記第２のカップを単独で上昇させるときには、第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるときの上昇速度よりも大きくなるように、前記第２の駆動部に制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
4. 前記第１のカップと第２のカップを同時に上昇させる際に、これら第１のカップと第２のカップとの間に形成される隙間を閉じるシール部を備えたことを特徴とする請求項１または３に記載の液処理装置。
5. 前記シール部は第１のカップと第２のカップとの少なくとも一方側に設けられ、
   前記制御部は、前記第１のカップ及び第２のカップを退避位置まで下降させたとき、当該第１のカップよりも上方側であって、前記シール部により隙間が閉じられていない状態となる位置に第２のカップを位置させ、これら第１のカップと第２のカップとを上昇させるときは、第１のカップが第２のカップよりも早く上昇を開始することにより、前記シール部にて隙間を閉じてから第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるように、前記第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の液処理装置。
6. 前記制御部は、前記第１のカップを単独で下降させるときには、第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるときの下降速度よりも大きくなるように、前記第１の駆動部に制御信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。
7. 前記第１のカップと第２のカップを同時に下降させる際に、これら第１のカップと第２のカップとの間に形成される隙間を閉じるシール部を備えたことを特徴とする請求項２または６に記載の液処理装置。
8. 前記シール部は第１のカップと第２のカップとの少なくとも一方側に設けられ、
   前記制御部は、前記第１のカップ及び第２のカップを処理位置まで上昇させたとき、当該第２のカップよりも下方側であって、前記シール部により隙間が閉じられていない状態となる位置に第１のカップを位置させ、これら第２のカップと第１のカップとを下降させるときは、第２のカップが第１のカップよりも早く下降を開始することにより、前記シール部にて隙間を閉じてから第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるように、前記第１の駆動部及び第２の駆動部に制御信号を出力することを特徴とする請求項７に記載の液処理装置。
9. 被処理基板を囲むように内側から順番に設けられた第１のカップ及び第２のカップを、被処理基板から飛散した処理液を受け止める処理位置とこの処理位置の下方側の退避位置との間で昇降させる動作を含む液処理方法であって、
   鉛直軸周りに回転する被処理基板の被処理面に処理液を供給する工程と、
   前記第１のカップと第２のカップとを前記退避位置から処理位置へ同時に上昇させるときは、第１のカップの上昇速度を第２のカップの上昇速度よりも大きくして、前記第１のカップまたは当該第１のカップを昇降させるための第１の昇降部材が、前記第２のカップまたは当該第２のカップを昇降させるための第２の昇降部材に下方側から重なり合って、当該第２のカップまたは第２の昇降部材を押し上げることにより、これら第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させる工程と、を含むことを特徴とする液処理方法。
10. 前記第１のカップと第２のカップとを前記処理位置から退避位置へ同時に下降させるときは、第２のカップの下降速度を第１のカップの下降速度よりも大きくして、前記第２のカップまたは第２の昇降部材が、前記第１のカップまたは第１の昇降部材に上方側から重なり合って、当該第１のカップまたは第１の昇降部材を押し下げることにより、これら第１のカップと第２のカップとを同時に下降させる工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の液処理方法。
11. 前記第２のカップを単独で退避位置から処理位置まで上昇させるときには、第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させるときよりも大きな上昇速度で前記第２のカップを上昇させる工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の液処理方法。
12. 前記第１のカップと第２のカップとの少なくとも一方側には、当該第１のカップと第２のカップを同時に上昇させる際に、これらカップ同士の間に形成される隙間を閉じるシール部が設けられ、
    前記第１のカップ及び第２のカップを退避位置まで下降させたとき、当該第１のカップよりも上方側であって、前記シール部により隙間が閉じられていない状態となる位置に第２のカップを位置させる工程を含み、
    前記第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させる工程では、第１のカップが第２のカップよりも早く上昇を開始することにより、前記シール部にて隙間を閉じてから第１のカップと第２のカップとを同時に上昇させることを特徴とする請求項９または１１に記載の液処理方法。
13. 前記第１のカップを単独で処理位置から退避位置まで下降させるときには、第１のカップと第２のカップとを同時に下降させるときよりも大きな下降速度で前記第１のカップを下降させる工程を含むことを特徴とする請求１０に記載の液処理方法。
14. 前記第１のカップと第２のカップとの少なくとも一方側には、当該第１のカップと第２のカップを同時に下降させる際に、これらカップ同士の間に形成される隙間を閉じるシール部が設けられ、
    前記第１のカップ及び第２のカップを処理位置まで上昇させたとき、当該第２のカップよりも下方側であって、前記シール部により隙間が閉じられていない状態となる位置に第１のカップを位置させる工程を含み、
    前記第１のカップと第２のカップとを同時に下降させる工程では、第２のカップが第１のカップよりも早く下降を開始することにより、前記シール部にて隙間を閉じてから第１のカップと第２のカップとを同時に下降させることを特徴とする請求項１０または１３に記載の液処理方法。
15. 回転保持部により保持され、鉛直軸周りに回転する被処理基板の被処理面に処理液供給部より処理液を供給して液処理を行う液処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記プログラムは請求項９ないし１４のいずれか一つに記載された液処理方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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