TWI720321B - 基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
於基板處理裝置(1)中,下部對向部(37)配置於基板對向部(35)之下側,且與基板對向部(35)介隔下部間隙(381)而於上下方向對向。於下部間隙(381)中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流。下部對向部(37)具備自下部間隙(381)之外周緣向下方且朝徑向外側延伸之外周面(376)。於基板處理裝置(1)中,自下部間隙(381)流出之氣流藉由柯恩達效應而沿著下部對向部(37)之外周面(376)向下方且朝徑向外側流動。又,該氣流之周圍之氣體藉由柯恩達效應引導,朝向下方加速。藉此,可較佳地形成基板(9)與杯部(4)之間之向下之氣流。其結果,可抑制由杯部(4)彈回之處理液之液滴等再附著於基板(9)。
Description
本發明係關於一種處理基板之基板處理裝置。
習知,於半導體基板(以下,簡稱為「基板」)之製造步驟中,對基板實施各種處理。例如,於日本專利實用新型登錄第3171521號公報(文獻1)中所揭示之基板處理裝置中,將處理液供給至與保持板一起旋轉之晶圓上,進行晶圓之洗淨處理。供給至晶圓之處理液藉由離心力而向徑向外側移動,自晶圓之外周緣向周圍飛散。於晶圓之周圍,設置有與保持板一起旋轉之旋轉杯,自晶圓飛散之處理液由旋轉杯之內周面接住而向下方排出。
且說,於文獻1之基板處理裝置中,有自旋轉杯之內周面彈回之處理液之液滴等再附著於晶圓之虞。因此,例如,考慮自旋轉杯之下方進行排氣而於晶圓與旋轉杯之間形成向下之氣流,將自旋轉杯彈回之處理液之液滴等向下方引導。然而,若欲形成能夠防止液滴等向晶圓再附著之流速之氣流,則有排氣部之容量增大,而基板處理裝置之運轉成本增大之虞。又,於使複數個基板處理裝置並行地運轉之情況下,亦有於由複數個基板處理裝置共用之排氣部中產生容量不足,而晶圓與旋轉杯之間之向下之氣流之流速降低之虞。
本發明係關於處理基板之基板處理裝置,其目的在於較佳地形成基板與杯部之間之向下之氣流。
本發明之較佳之一形態之基板處理裝置具備:基板保持部,其具有與基板之下表面於上下方向對向之基板對向部,以水平狀態保持上述基板;基板旋轉機構,其以朝向上下方向之中心軸為中心而使上述基板保持部旋轉;處理液供給部,其將處理液供給至上述基板;杯部,其包圍上述基板保持部之周圍;及下部對向部,其配置於上述基板對向部之下側,與上述基板對向部介隔下部間隙而於上下方向對向。於上述下部間隙中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流。上述下部對向部具備自上述下部間隙之外周緣向下方且朝徑向外側延伸之外周面。根據該基板處理裝置,可較佳地形成基板與杯部之間之向下之氣流。
較佳為,上述下部對向部之上述外周面之至少一部分位於較上述基板對向部之外周緣靠徑向外側。
較佳為,上述下部間隙之上述外周緣位於與上述基板之外周緣於徑向相同之位置,或者位於較上述基板之上述外周緣靠徑向外側。
較佳為,向下通過上述下部對向部之上述外周面之徑向外側之氣體自上述杯部向外部排出,與上述氣體不同之氣體自徑向內側供給至上述下部間隙。
較佳為,進而具備間隙變更機構,該間隙變更機構藉由使上述基板對向部相對於上述下部對向部於上下方向相對移動,而變更上述下部間隙之上下方向之高度。
較佳為,上述下部對向部連接於上述基板對向部,藉由上述基板旋轉機構而與上述基板對向部一起旋轉。
較佳為,進而具備與上述下部對向部於上下方向對向之凸座部,自徑向內側將沖洗氣體供給至上述下部對向部與上述凸座部之間之間隙,上述沖洗氣體之一部分係自徑向內側供給至上述下部間隙。
較佳為,藉由利用上述基板旋轉機構進行之上述基板保持部之旋轉,形成上述間隙氣流。
較佳為,上述基板保持部進而具有鰭部,該鰭部配置於較上述下部間隙靠徑向內側,藉由上述基板保持部之旋轉,朝向上述下部間隙向徑向外側送出氣體。
較佳為,於上述基板對向部與上述下部對向部之間,形成有與上述下部間隙之內周緣連續並且上下方向之高度較上述下部間隙大之緩衝空間,上述緩衝空間朝向下方開口。
較佳為,進而具備氣體噴射部,該氣體噴射部朝向上述下部間隙自徑向內側噴射氣體而形成上述間隙氣流。
較佳為,於上述基板對向部與上述下部對向部之間,形成有於較上述氣體噴射部靠徑向外側與上述下部間隙之內周緣連續、並且上下方向之高度較上述下部間隙大之緩衝空間。
較佳為,藉由控制來自上述氣體噴射部之氣體之噴射流量,將上述緩衝空間維持為正壓。
較佳為,進而具備筒狀整流部,該筒狀整流部於上述下部對向部與上述杯部之間沿著上下方向延伸,而包圍上述下部對向部之周圍,上述筒狀整流部之下端緣與上述下部對向部之上述外周面於徑向對向,上述筒狀整流部之上端緣與上述下部對向部之間之最短距離,較上述筒狀整流部之上述下端緣與上述下部對向部之上述外周面之間之徑向的距離更大。
較佳為,進而具備氣流形成部,該氣流形成部形成自較上述基板靠上側通過上述基板與上述杯部之間並朝向下方之氣流。
上述目的及其他目的、特徵、態樣及優點可藉由參照隨附圖式於以下進行之本發明之詳細之說明而明瞭。
1、1a、1b‧‧‧基板處理裝置
4‧‧‧杯部
9‧‧‧基板
11‧‧‧腔室
31、31a‧‧‧基板保持部
33‧‧‧基板旋轉機構
34‧‧‧凸座部
35‧‧‧基板對向部
36‧‧‧對向部支撐部
37、37a‧‧‧下部對向部
39‧‧‧間隙變更機構
41‧‧‧側壁部
42‧‧‧底面部
43‧‧‧上表面部
44‧‧‧排出埠口
45‧‧‧筒狀整流部
51‧‧‧噴嘴
55‧‧‧氣體供給部
61‧‧‧抽吸部
91‧‧‧(基板之)上表面
92‧‧‧(基板之)下表面
341‧‧‧(凸座部之)上表面
342‧‧‧凸座間隙
351‧‧‧(基板對向部之)上表面
352‧‧‧(基板對向部之)下表面
353‧‧‧連接部
355‧‧‧基板支撐部
356‧‧‧鰭部
357‧‧‧鰭元件
361‧‧‧主配管
362‧‧‧沖洗配管
363‧‧‧氣體噴射部
364‧‧‧噴射配管
371‧‧‧第1部位
372‧‧‧第2部位
373‧‧‧(下部對向部之)下表面
374‧‧‧(第1部位之)上表面
375‧‧‧(第2部位之)上表面
376‧‧‧(下部對向部之)外周面
381、381a‧‧‧下部間隙
382、382b‧‧‧緩衝空間
383‧‧‧凹部
384‧‧‧下部開口
385‧‧‧(下部間隙之)外周緣
386‧‧‧(下部間隙之)內周緣
J1‧‧‧中心軸
圖1係表示第1實施形態之基板處理裝置之構成之圖。
圖2係將基板保持部附近放大表示之縱剖面圖。
圖3係將其他基板保持部附近放大表示之縱剖面圖。
圖4係基板保持部之仰視圖。
圖5係將第2實施形態之基板處理裝置之基板保持部附近放大表示之縱剖面圖。
圖6係將第3實施形態之基板處理裝置之基板保持部附近放大表示之縱剖面圖。
圖7係將其他基板保持部附近放大表示之縱剖面圖。
圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置1之構成之圖。基板處理裝置1係一片一片地處理半導體基板9(以下,簡稱為「基板9」)之單片式之裝置。基板處理裝置1將處理液供給至基板9而進行處理。於圖1中,以剖面表示基板處理裝置1之構成之一部分。
基板處理裝置1具備腔室11、基板保持部31、下部對向部37、基板旋轉機構33、凸座部34、及杯部4。於腔室11之內部,收容基板保持部31、下部對向部37及杯部4等。於腔室11之頂蓋部,設置有對腔室11內供給氣體(例如,清潔之乾燥空氣)之氣體供給部55。氣體供給部55例如係朝向下方送出氣體之風扇單元。
基板保持部31係以朝向上下方向之中心軸J1為中心之大致圓板狀之構件。基板9配置於基板保持部31之上方。基板9係於腔室11內以水平狀態藉由基板保持部31而被保持。基板旋轉機構33配置於基板保持部31之下方。基板旋轉機構33係以中心軸J1為中心而使基板9與基板保持部31一起旋轉。基板旋轉機構33收容於有蓋大致圓筒狀之凸座部34之內部。換言之,凸座部34係收容基板旋轉機構33之基板旋轉機構收容部。
於基板保持部31之上方,配置將處理液供給至基板9之處理液供給部即噴嘴51。噴嘴51係自基板9之上方朝向基板9之上側之主面(以下,稱為「上表面91」),個別地供給複數種處理液。自噴嘴51供給之處理液亦可為僅1種。又,除了噴嘴51以外,亦可設置將處理液供給至基板9之其他噴嘴。
杯部4係以中心軸J1為中心之大致環狀之構件。杯部4係包圍基板9及基板保持部31之周圍而配置。杯部4具備側壁部41、底面部42、及上表面部43。側壁部41係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀,且與中心軸J1大致平行地沿著上下方向延伸。底面部42係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀。底面部42與中心軸J1大致垂直。
底面部42係自側壁部41之下端部向以中心軸J1為中心之徑向(以下,簡稱為「徑向」)內側延伸。於底面部42設置有排出埠口44。排出埠口44連接於配置於腔室11之外部之抽吸部61。上表面部43係以中心軸J1為中心之大致圓環板狀。上表面部43係自側壁部41之上端部向徑向內側延伸。上表面部43之徑向內側之面係隨著自側壁部41朝向徑向內側而朝向上方之傾斜面。
杯部4接收自旋轉中之基板9朝向周圍飛散之處理液等。具體而言,自基板9飛散之處理液撞擊杯部4之上表面部43之徑向內側之面、或者側壁部41之徑向內側之面,向下方掉落而到達至底面部42。該處理液係藉由抽吸部61而與周圍之氣體一起經由排出埠口44被抽吸,向杯部4及腔室11之外部排出。
於基板處理裝置1中,自氣體供給部55向下方送出之氣體經由排出埠口44而被抽吸,藉此形成自較基板9靠上側通過基板9與杯部4之間朝向下方之氣流(所謂之降流)。即,氣體供給部55及排出埠口44係形成該氣流之氣流形成部。再者,該氣流形成部亦可包含抽吸部61等。
圖2係將基板處理裝置1之基板保持部31之一部分放大表示之縱剖面圖。於圖2中,亦一併描繪將基板保持部31以外之構成。又,於圖2中,表示一部分之構成之側面(於圖3、圖5~圖7中亦相同)。基板保持部31具備基板對向部35、對向部支撐部36、及基板支撐部355。於對向部支撐部36之周圍設置有下部對向部37。下部對向部37配置於基板對向部35之下側。
基板對向部35係以中心軸J1為中心之大致圓板狀之部位。基板對向部35係與基板9之下側之主面(以下,稱為「下表 面92」)於上下方向對向。於基板對向部35之上表面351,配置複數個基板支撐部355。複數個基板支撐部355係於以中心軸J1為中心之圓周方向(以下,簡稱為「圓周方向」),以大致等角度間隔地配置。複數個基板支撐部355支撐基板9之外緣部。基板9被支撐於向上方離開基板對向部35之位置。
對向部支撐部36係以中心軸J1為中心之大致圓柱狀之部位。對向部支撐部36連接於基板對向部35之下表面352之中央部,自基板對向部35向下方延伸。基板對向部35與對向部支撐部36既可為連接為一體之構件,亦可為不同構件。對向部支撐部36固定於基板旋轉機構33之旋轉軸,藉由基板旋轉機構33而與基板對向部35一起旋轉。對向部支撐部36亦可作為基板旋轉機構33之旋轉軸之一部分。
下部對向部37係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀之部位。下部對向部37係向下方離開基板對向部35。下部對向部37經由複數個連接部353而連接於基板對向部35之下表面352。換言之,下部對向部37與基板保持部31係連接為一體之構件。複數個連接部353例如係大致圓柱狀,且於圓周方向以等角度間隔配置。複數個連接部353例如於較複數個基板支撐部355靠徑向內側,配置於與複數個基板支撐部355於圓周方向不同之位置。於藉由基板旋轉機構33而使基板保持部31旋轉時,下部對向部37亦與基板對向部35及對向部支撐部36一起旋轉。
下部對向部37具備第1部位371及第2部位372。第1部位371係以中心軸J1為中心之大致圓筒狀之部位。第1部位371位於基板對向部35之外周部之下方。第2部位372係以中 心軸J1為中心之大致圓環板狀之部位。第2部位372自第1部位371之內周部向徑向內側延伸。第2部位372之上下方向之高度較第1部位371之上下方向之高度小。
第1部位371之上表面374係與基板對向部35之下表面352介隔微小之間隙381而於上下方向對向。於以下之說明中,將形成於第1部位371之上表面374與基板對向部35之下表面352之間之間隙381稱為「下部間隙381」。下部間隙381係以中心軸J1為中心之大致圓環狀之空隙。下部間隙381之上下方向之高度例如遍及徑向之全長及圓周方向之全長大致固定。下部間隙381之上下方向之高度例如為1mm以上且5mm以下。
下部間隙381之外周緣385位於較保持於基板保持部31之基板9之外周緣靠徑向外側。上述複數個連接部353位於下部間隙381,將下部對向部37之第1部位371與基板對向部35連接。再者,於第1部位371之上表面374與基板對向部35之下表面352之間之上下方向之距離於徑向並不固定之情況下,下部間隙381之外周緣385例如係該距離最小之徑向之位置。
第2部位372之上表面375係於第1部位371之徑向內側(即,下部間隙381之徑向內側),位於較第1部位371之上表面374靠下側。第2部位372之上表面375與基板對向部35之下表面352介隔空間382而於上下方向對向。於以下之說明中,將形成於第2部位372之上表面375與基板對向部35之下表面352之間的空間382稱為「緩衝空間382」。緩衝空間382之上下方向之高度較下部間隙381之上下方向之高度大。緩衝空間382係與下部間隙381之內周緣386連續之空間。於第1部位371之內周面,設置 有向徑向外側凹陷之大致圓環狀之凹部383。該凹部383亦為緩衝空間382之一部分。
下部對向部37之第2部位372之內周緣向徑向外側離開對向部支撐部36。於以下之說明中,將第2部位372之內周緣與對向部支撐部36之外周面之間的間隙384稱為「下部開口384」。下部開口384係以中心軸J1為中心之大致圓環狀之開口。下部開口384與上述緩衝空間382連續。換言之,緩衝空間382經由下部開口384而朝向下方開口。
下部對向部37之第1部位371之外周面376(即,下部對向部37之外周面376)係自下部間隙381之外周緣385向下方且朝徑向外側延伸之平滑之面。換言之,外周面376係與下部對向部37之第1部位371之上表面374平滑地連續,且自該上表面374向下方且朝徑向外側延伸之平滑之面。於圖2所示之例中,外周面376之剖面自下部間隙381之外周緣385,朝向徑向外側凸起即曲線狀(例如,大致圓弧狀)地向下方且朝徑向外側延伸,然後,向大致鉛垂下方延伸。外周面376之形狀可多樣地變更。例如,外周面376之剖面亦可自下部間隙381之外周緣385大致直線狀地向下方且朝徑向外側延伸。
下部對向部37之外周面376之至少一部分位於較基板對向部35之外周緣靠徑向外側。於圖2所示之例中,基板對向部35之外周緣位於與下部間隙381之外周緣385於徑向相同之位置,下部對向部37之外周面376之大致整體位於較基板對向部35之外周緣靠徑向外側。
下部對向部37之下表面373係與中心軸J1大致垂直 之平面。第1部位371之下表面及第2部位372之下表面係下部對向部37之下表面373之一部分。下部對向部37之下表面373係與凸座部34之上表面341介隔間隙342而於上下方向對向。於以下之說明中,將形成於下部對向部37之下表面373與凸座部34之上表面341之間的間隙342稱為「凸座間隙342」。凸座間隙342係以中心軸J1為中心之大致圓環狀之空隙。凸座間隙342之上下方向之高度例如遍及徑向之全長及圓周方向之全長而大致固定。凸座間隙342之上下方向之高度例如較下部間隙381之上下方向之高度大。凸座間隙342係經由下部開口384而與緩衝空間382及下部間隙381連續。
對向部支撐部36具備主配管361及複數個沖洗配管362。主配管361係於對向部支撐部36之中央部沿著上下方向延伸。複數個沖洗配管362係自主配管361之上端部向徑向外側呈放射狀地延伸。複數個沖洗配管362例如於圓周方向以大致等角度間隔配置。複數個沖洗配管362之徑向外端位於與凸座間隙342於上下方向大致相同之位置。換言之,形成於對向部支撐部36之外周面之各沖洗配管362之開口係與凸座間隙342於徑向對向。
主配管361連接於配置於腔室11之外部之氣體供給源(省略圖示)。自該氣體供給源供給至主配管361之氣體(例如,清潔之乾燥空氣)經由複數個沖洗配管362,而自徑向內側供給至凸座間隙342,向徑向外側流動。藉此,凸座間隙342藉由該氣體而被沖洗,防止凸座間隙342之周圍之環境氣體(即,凸座間隙342之徑向外側之環境氣體)流入至凸座間隙342。於以下之說明中,將自複數個沖洗配管362供給至凸座間隙342之氣體稱為「沖洗氣體」。 沖洗氣體之一部分亦經由下部開口384而供給至緩衝空間382。
於在基板處理裝置1中處理基板9時,藉由基板旋轉機構33,而使保持基板9之基板保持部31旋轉。若基板保持部31旋轉,則於下部間隙381及緩衝空間382中,基板對向部35之下表面352附近之氣體藉由離心力而向徑向外側流動。藉此,於下部間隙381中,形成自徑向內側朝向徑向外側之氣流(以下,稱為「間隙氣流」)。
藉由利用基板旋轉機構33而進行之基板保持部31之旋轉而形成之間隙氣流自下部間隙381之外周緣385以相對高速流出。例如,自下部間隙381之外周緣385流出之氣流係噴流。自下部間隙381流出之氣流藉由柯恩達效應(Coanda effect)而沿著下部對向部37之外周面376向下方且朝徑向外側流動。又,沿著下部對向部37之外周面376流動之上述氣流之周圍之氣體藉由柯恩達效應而由該氣流引導並向下方流動。其結果,於杯部4內向下方流動之氣流朝向下方加速。向下通過下部對向部37之外周面376之徑向外側之氣體經由排出埠口44(參照圖1)而向杯部4及腔室11之外部排出。
另一方面,於下部間隙381,經由緩衝空間382而自徑向內側供給有自複數個沖洗配管362供給之沖洗氣體之一部分。藉此,於下部間隙381中持續地產生間隙氣流。自徑向內側供給至下部間隙381之上述氣體係與向下通過下部對向部37之外周面376之徑向外側之上述氣體為不同的氣體。換言之,於基板處理裝置1中,向下通過下部對向部37之外周面376之徑向外側之上述氣體不會經由凸座間隙342及緩衝空間382而向下部間隙381繞入並流 入。
於圖1所示之基板處理裝置1中,自噴嘴51對與基板保持部31一起旋轉之基板9供給處理液。供給至基板9上之處理液藉由離心力而於基板9之上表面91上向徑向外側移動,自基板9之外周緣向徑向外側飛散。自基板9飛散之處理液藉由於杯部4內向下方流動之氣流而向下方引導,經由排出埠口44而向杯部4及腔室11之外部排出。又,自基板9飛散且自杯部4彈回之處理液亦藉由於杯部4內向下方流動之氣流而被向下方引導,經由排出埠口44而向杯部4及腔室11之外部排出。
如以上所說明般,基板處理裝置1具備基板保持部31、下部對向部37、基板旋轉機構33、處理液供給部(即,噴嘴51)、及杯部4。基板保持部31以水平狀態保持基板9。基板保持部31具有與基板9之下表面92於上下方向對向之基板對向部35。基板旋轉機構33係以朝向上下方向之中心軸J1為中心而使基板保持部31旋轉。處理液供給部係對基板9供給處理液。杯部4包圍基板保持部31之周圍。下部對向部37配置於基板對向部35之下側,且與基板對向部35介隔下部間隙381而於上下方向對向。於基板處理裝置1中,於下部間隙381中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流。下部對向部37具備自下部間隙381之外周緣向下方且朝徑向外側延伸之外周面376。
於基板處理裝置1中,如上所述,自下部間隙381流出之氣流藉由柯恩達效應而沿著下部對向部37之外周面376向下方且朝徑向外側流動。又,該氣流之周圍之氣體藉由柯恩達效應而引導,朝向下方加速。藉此,可較佳地形成基板9與杯部4之間之 向下之氣流。又,可使形成於基板9與杯部4之間之該向下之氣流之流速增大。其結果,可抑制基板處理裝置1之初始成本及運轉成本增大,且將由杯部4彈回之處理液之液滴等較佳地向下方引導,抑制該液滴等再附著於基板9。
如上所述,下部對向部37之外周面376之至少一部分位於較基板對向部35之外周緣靠徑向外側。藉此,可進而較佳地形成基板9與杯部4之間之向下之氣流。又,可使沿著下部對向部37之外周面376流動之氣流接近於基板9與杯部4之間向下流動之氣流。因此,可使沿著下部對向部37之外周面376流動之氣流對基板9與杯部4之間之向下之氣流帶來的柯恩達效應之影響變大。其結果,可使基板9與杯部4之間之向下之氣流之流速進而增大。更佳為,下部對向部37之外周面376之整體位於較基板對向部35之外周緣靠徑向外側。藉此,可使基板9與杯部4之間之向下之氣流之流速更進一步增大。
於基板處理裝置1中,下部間隙381之外周緣385位於較基板9之外周緣靠徑向外側。藉此,可進而較佳地形成基板9與杯部4之間之向下之氣流。又,可使沿著下部對向部37之外周面376流動之氣流接近基板9與杯部4之間之向下之氣流。其結果,對於基板9與杯部4之間之向下之氣流的柯恩達效應變大,可使該氣流之流速進而增大。於基板處理裝置1中,下部間隙381之外周緣385亦可位於與基板9之外周緣於徑向相同之位置。於該情況下,亦與上述相同地,可進而較佳地形成基板9與杯部4之間之向下之氣流。又,可使基板9與杯部4之間之向下之氣流之流速進而增大。
如上所述,於基板處理裝置1中,藉由利用基板旋轉機構33而進行之基板保持部31之旋轉而形成間隙氣流。因此,無須於下部間隙381重新設置用以自徑向內側供給氣體之氣體供給機構。其結果,可簡化基板處理裝置1之構造,並且亦可降低基板處理裝置1之運轉成本。
於基板處理裝置1中,藉由變更基板保持部31之旋轉速度,可容易地變更間隙氣流之流速。具體而言,藉由使基板保持部31之旋轉速度增大,可使間隙氣流之流速增大。又,藉由使基板保持部31之旋轉速度減少,可使間隙氣流之流速減少。
例如,於使基板9之旋轉速度變小而於基板9上覆上處理液(即,盛液)時,為了抑制基板9上之液膜之徑向之溫度變化,較佳為使來自基板9之上方之降流之流速變小。於基板處理裝置1中,藉由使基板9之旋轉速度變小,而使間隙氣流之流速亦變小,該降流之流速亦變小。其結果,可較佳地進行基板9之覆液處理。另一方面,於基板9之旋轉速度較大之情況下,杯部4之處理液之彈回亦相對較大,降流之流速亦變大。其結果,可將自杯部4彈回之處理液之液滴等向下方較佳地引導。
於基板處理裝置1中,於基板對向部35與下部對向部37之間,形成與下部間隙381之內周緣386連續之緩衝空間382。緩衝空間382之上下方向之高度較下部間隙381大。又,緩衝空間382朝向下方開口。如此,供給至下部間隙381之氣體暫時地貯存於緩衝空間382,藉此可使自徑向內側供給至下部間隙381之氣體之流量於圓周方向大致均勻。其結果,可提高間隙氣流之流速之圓周方向之均勻性。
如上所述,下部對向部37連接於基板對向部35,藉由基板旋轉機構33而與基板對向部35一起旋轉。藉此,無須考慮由基板對向部35之旋轉時之振動等所致之基板對向部35與下部對向部37之接觸,故而可使下部間隙381之上下方向之高度容易地變小。其結果,可使下部間隙381之間隙氣流之流速增大。
於基板處理裝置1中,亦可將連接下部對向部37與基板對向部35之連接部353之上下方向之長度設為可變,設置變更連接部353之該長度之間隙變更機構。例如,若藉由間隙變更機構而使連接部353之長度增大,則下部對向部37向下方移動,下部間隙381之上下方向之高度變大。又,若藉由間隙變更機構而使連接部353之長度減少,則下部對向部37向上方移動,下部間隙381之上下方向之高度變小。換言之,該間隙變更機構係藉由使基板對向部35相對於下部對向部37於上下方向相對移動,而變更下部間隙381之上下方向之高度。藉此,可容易地變更間隙氣流之流速。
基板處理裝置1進而具備與下部對向部37於上下方向對向之凸座部34。於下部對向部37與凸座部34之間之間隙(即,凸座間隙342),自徑向內側供給有沖洗氣體。而且,該沖洗氣體之一部分自徑向內側供給至下部間隙381。藉此,可防止包含處理液之液滴及霧氣而向下流動於基板9與杯部4之間之氣體經由凸座間隙342而向下部間隙381繞入並流入。其結果,可由不包含處理液之清潔之氣體形成間隙氣流。又,可防止處理液附著於下部間隙381。
於基板處理裝置1中,向下通過下部對向部37之外周面376之徑向外側之氣體自杯部4向外部排出,與該氣體不同之氣體自徑向內側供給至下部間隙381。藉此,可防止包含處理液之液滴及霧氣之氣體流入至下部間隙381。其結果,可由不包含處理液之清潔之氣體形成間隙氣流。又,可防止處理液附著於下部間隙381。
如上所述,基板處理裝置1進而具備氣流形成部(即,氣體供給部55及排出埠口44)。氣流形成部形成自基板9之更上側通過基板9與杯部4之間朝向下方之氣流。於基板處理裝置1中,如上所述,由於可藉由柯恩達效應而使該氣流之流速增大,故而可降低氣流形成部之容量。其結果,可降低基板處理裝置1之初始成本及運轉成本。
圖3係將基板處理裝置1之其他較佳之基板保持部31a附近放大表示之縱剖面圖,且與圖2對應。圖4係基板保持部31a之仰視圖。於圖4中,利用兩點鏈線一併圖示下部對向部37。基板保持部31a除了圖2所示之基板保持部31之構成以外,進而具備鰭部356。鰭部356配置於較下部間隙381靠徑向內側。於基板保持部31a旋轉時,鰭部356與基板對向部35一起旋轉。藉此,鰭部356附近之氣體朝向下部間隙381之內周緣386向徑向外側送出。
於圖3及圖4所示之例中,鰭部356具備於圓周方向以大致等角度間隔排列之複數個鰭元件357。複數個鰭元件357自基板對向部35之下表面352向下方突出。複數個鰭元件357位於緩衝空間382。複數個鰭元件357係以中心軸J1為中心呈大致放射狀地沿著徑向延伸。詳細而言,各鰭元件357隨著朝向徑向外側而
朝向基板保持部31a之旋轉方向(即,圖4中之逆時針)之前側彎曲。
如此,基板保持部31a進而具有配置於較下部間隙381靠徑向內側之鰭部356。鰭部356係藉由基板保持部31a之旋轉而朝向下部間隙381向徑向外側送出氣體。藉此,可效率良好地進行藉由基板保持部31a之旋轉而進行之氣體向下部間隙381之供給。再者,鰭元件357之形狀可多樣地變更。例如,鰭元件357亦可沿著徑向大致直線狀地延伸。
圖5係將本發明之第2實施形態之基板處理裝置1a之基板保持部31附近放大表示之縱剖面圖。基板處理裝置1a除了圖1及圖2所示之基板處理裝置1之構成以外,進而具備筒狀整流部45。筒狀整流部45例如經由省略圖示之連接部而固定於下部對向部37,藉由基板旋轉機構33而與基板保持部31及下部對向部37一起旋轉。筒狀整流部45亦可獨立於基板保持部31及下部對向部37而配置,藉由基板旋轉機構33以外之旋轉機構而旋轉,或者,亦可固定於杯部4。基板處理裝置1a之其他構造係與圖1及圖2所示之基板處理裝置1大致相同。於以下之說明中,對與基板處理裝置1之各構成對應之基板處理裝置1a之構成標註相同符號。
筒狀整流部45係於下部對向部37與杯部4之間沿著上下方向延伸,且包圍下部對向部37之周圍。筒狀整流部45之下端緣係與下部對向部37之外周面376於徑向對向。換言之,筒狀整流部45之下端緣位於較下部對向部37之外周面376之下端緣靠上側。筒狀整流部45之上端緣與下部對向部37之間之最短距離較筒狀整流部45之下端緣與下部對向部37之外周面376之間之徑向的距離大。
於基板處理裝置1a中,自上方流入至筒狀整流部45之上端緣與基板保持部31之間之氣體藉由沿著下部對向部37之外周面376流動之氣流之柯恩達效應而加速,進而,於筒狀整流部45之下端緣與下部對向部37之間藉由文丘里效應(Venturi effect)而加速。藉此,筒狀整流部45之下端緣附近之壓力降低,故而可使於筒狀整流部45與杯部4之間朝向下方之氣流之流速增大。其結果,可效率良好地實現杯部4內之氣體之置換。
於圖5所示之例中,筒狀整流部45遍及全周地包圍下部對向部37及基板保持部31之整個周圍。又,筒狀整流部45之上端緣位於較基板保持部31靠上側、且較基板9靠下側。因此,自旋轉之基板9向徑向外側飛散之處理液通過筒狀整流部45之上方,藉由杯部4而被接住。如上所述,於基板處理裝置1a中,於筒狀整流部45與杯部4之間朝向下側之氣流之流速增大,故而可將撞擊杯部4之處理液之液滴等向下方較佳地引導。再者,筒狀整流部45之上端緣亦可位於較基板保持部31靠下側。或者,筒狀整流部45之上端緣亦可位於較基板9靠上側。於該情況下,自旋轉之基板9向徑向外側飛散之處理液藉由筒狀整流部45而被接住後被向下方引導。
圖6係將本發明之第3實施形態之基板處理裝置1b之基板保持部31附近放大表示之縱剖面圖。基板處理裝置1b除了圖1及圖2所示之基板處理裝置1之構成以外,進而具備氣體噴射部363。基板處理裝置1b之其他構造與圖1及圖2所示之基板處理裝置1大致相同。於以下之說明中,對與基板處理裝置1之各構成對應之基板處理裝置1b之構成標註相同符號。
於基板處理裝置1b中,於對向部支撐部36之中央部,主配管361延伸至對向部支撐部36之上端部為止。氣體噴射部363配置於對向部支撐部36之上端部。氣體噴射部363例如具備複數個噴射配管364。複數個噴射配管364自主配管361之上端部向徑向外側呈放射狀地延伸。複數個噴射配管364例如於圓周方向以大致等角度間隔配置。複數個噴射配管364之徑向外端位於與下部間隙381於上下方向大致相同之位置。換言之,形成於對向部支撐部36之外周面之各噴射配管364之開口係與下部間隙381於徑向對向。
於基板處理裝置1b中,下部對向部37之第2部位372之內周緣連接於對向部支撐部36之外周面。因此,形成於基板對向部35與第2部位372之間之緩衝空間382b不朝向下方開口。
於基板處理裝置1b中,自氣體噴射部363之複數個噴射配管364向緩衝空間382b噴射氣體(例如,清潔之乾燥空氣)。而且,暫時貯存於緩衝空間382b之該氣體自徑向內側供給至下部間隙381。藉此,與上述相同地,於下部間隙381中形成朝向徑向外側之間隙氣流。自下部間隙381流出之氣流藉由柯恩達效應而沿著下部對向部37之外周面376向下方且朝徑向外側流動。
如以上所說明般,基板處理裝置1b進而具備朝向下部間隙381自徑向內側噴射氣體而形成間隙氣流之氣體噴射部363。藉此,與上述基板處理裝置1相同地,可較佳地形成基板9與杯部4之間之向下之氣流。又,可使形成於基板9與杯部4之間之該向下之氣流之流速增大。其結果,可抑制基板處理裝置1之初始成本及運轉成本之增大,且可抑制由杯部4彈回之處理液之液滴 等再附著於基板9。又,於基板處理裝置1b中,藉由調節自氣體噴射部363噴射之氣體之流速,而不論基板9之旋轉速度如何,均可容易地調節間隙氣流之流速。
如上所述,於基板處理裝置1b中,於基板對向部35與下部對向部37之間形成緩衝空間382b。緩衝空間382b係於較氣體噴射部363靠徑向外側而與下部間隙381之內周緣386連續。緩衝空間382b之上下方向之高度較下部間隙381大。於基板處理裝置1b中,自氣體噴射部363噴射之氣體於被供給至下部間隙381之前暫時地貯存於緩衝空間382b。藉此,可使自徑向內側供給至下部間隙381之氣體之流量於圓周方向大致均勻。其結果,可提高間隙氣流之流速之圓周方向之均勻性。
於基板處理裝置1b中,藉由控制來自氣體噴射部363之氣體之噴射流量,而將緩衝空間382b維持為正壓。藉此,可防止或抑制包含處理液之液滴及霧氣等之氣體進入至緩衝空間382b及下部間隙381。其結果,可由不包含處理液之清潔之氣體形成間隙氣流。又,可防止處理液附著於下部間隙381。
於基板處理裝置1b中,亦與圖5所示之基板處理裝置1a相同地,亦可於基板保持部31與杯部4之間設置筒狀整流部45。於該情況下,與上述相同地,可使於筒狀整流部45與杯部4之間朝向下方之氣流之流速增大。其結果,可效率良好地實現杯部4內之氣體之置換。
於上述基板處理裝置1、1a、1b中,能夠進行各種變更。
例如,於圖6所示之基板處理裝置1b中,緩衝空間 382b未必需要維持為正壓。又,緩衝空間382b與圖2所示之緩衝空間382相同地,亦可向下方開口。於基板處理裝置1b中,亦可未必設置緩衝空間382b。於基板處理裝置1、1a中亦相同地,亦可省略緩衝空間382。
圖6所示之氣體噴射部363亦可設置於圖1及圖2所示之基板保持部31、及圖3所示之基板保持部31a。於該情況下,藉由基板保持部31、31a之旋轉及來自氣體噴射部363之氣體之噴射,而於下部間隙381形成間隙氣流。
於基板處理裝置1中,亦可未必向凸座間隙342供給沖洗氣體。於基板處理裝置1a、1b中亦相同。
於基板處理裝置1中,氣流形成部未必需要具備氣體供給部55及排出埠口44。例如,亦可自氣流形成部省略氣體供給部55。於基板處理裝置1a、1b中亦相同。
於基板處理裝置1中,下部對向部37之外周面376之整體亦可位於較基板對向部35之外周緣靠徑向內側。又,下部間隙381之外周緣385亦可位於較基板9之外周緣靠徑向內側。於基板處理裝置1a、1b中亦相同。
下部對向部37未必需要連接於基板保持部31,亦未必需要藉由基板旋轉機構33而旋轉。例如,下部對向部37亦可獨立於基板保持部31而設置,藉由與基板旋轉機構33不同之其他旋轉機構,而與基板保持部31同步或者不與基板保持部31同步地旋轉。又,下部對向部37亦可不旋轉地固定。
例如,於圖7所示之例中,基板保持部31之基板對向部35之下表面352係與凸座部34之上表面341介隔下部間隙 381a而於上下方向對向。即,於圖7所示之例中,凸座部34之上端部係與基板對向部35介隔下部間隙381a而於上下方向對向之下部對向部37a。下部對向部37a係獨立於基板保持部31之部位。下部對向部37a之外周面376自下部間隙381a之外周緣385向下方且朝徑向外側延伸。
於下部間隙381a之徑向內側,設置與圖6相同之氣體噴射部363。藉由自氣體噴射部363朝向下部間隙381a噴射氣體,而於下部間隙381a中形成朝向徑向外側之間隙氣流。自下部間隙381a流出之氣流藉由柯恩達效應而沿著下部對向部37a之外周面376向下方且朝徑向外側流動。又,沿著下部對向部37a之外周面376流動之上述氣流之周圍之氣體藉由柯恩達效應而由該氣流引導並向下方流動。藉此,與上述基板處理裝置1相同地,可較佳地形成基板9與杯部4之間之向下之氣流。又,可使形成於基板9與杯部4之間之該向下之氣流之流速增大。
於圖7所示之例中,將基板保持部31於上下方向移動之間隙變更機構39設置於基板保持部31之下側。間隙變更機構39收容於凸座部34之內部。利用間隙變更機構39而使基板對向部35相對於下部對向部37a於上下方向相對移動,藉此變更下部間隙381a之上下方向之高度。藉此,可容易地變更間隙氣流之流速。
上述基板處理裝置1、1a、1b除了利用於半導體基板以外,亦可利用於液晶顯示裝置、電漿顯示器、FED(field emission display,場發射顯示器)等顯示裝置中所使用之玻璃基板之處理。或者,上述基板處理裝置1、1a、1b亦可利用於光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板及太陽電池用基板等 之處理。
上述實施形態及各變形例中之構成只要相互不矛盾則可適當組合。
對發明進行了詳細描述並說明,但已經敍述之說明為例示性而並非限定性。因此,可謂之,只要不脫離本發明之範圍,則能夠進行多數之變形或態樣。
1‧‧‧基板處理裝置
4‧‧‧杯部
9‧‧‧基板
31‧‧‧基板保持部
33‧‧‧基板旋轉機構
34‧‧‧凸座部
35‧‧‧基板對向部
36‧‧‧對向部支撐部
37‧‧‧下部對向部
92‧‧‧(基板之)下表面
341‧‧‧(凸座部之)上表面
342‧‧‧凸座間隙
351‧‧‧(基板對向部之)上表面
352‧‧‧(基板對向部之)下表面
353‧‧‧連接部
355‧‧‧基板支撐部
361‧‧‧主配管
362‧‧‧沖洗配管
371‧‧‧第1部位
372‧‧‧第2部位
373‧‧‧(下部對向部之)下表面
374‧‧‧(第1部位之)上表面
375‧‧‧(第2部位之)上表面
376‧‧‧(下部對向部之)外周面
381‧‧‧下部間隙
382‧‧‧緩衝空間
383‧‧‧凹部
384‧‧‧下部開口
385‧‧‧(下部間隙之)外周緣
386‧‧‧(下部間隙之)內周緣
J1‧‧‧中心軸
Claims (18)
- 一種基板處理裝置,其係處理基板者;其具備有:基板保持部,其具有與基板之下表面於上下方向對向之基板對向部,以水平狀態保持上述基板;基板旋轉機構,其以朝向上下方向之中心軸為中心而使上述基板保持部旋轉;處理液供給部,其將處理液供給至上述基板;杯部,其包圍上述基板保持部之周圍;及下部對向部,其配置於上述基板對向部之下側,與上述基板對向部介隔下部間隙而於上下方向對向;於上述下部間隙中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流,上述下部對向部具備自上述下部間隙之外周緣向下方且朝徑向外側延伸之外周面,上述下部對向部連接於上述基板對向部,藉由上述基板旋轉機構而與上述基板對向部一起旋轉。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,上述下部對向部之上述外周面之至少一部分位於較上述基板對向部之外周緣靠徑向外側。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,上述下部間隙之上述外周緣位於與上述基板之外周緣於徑向相同之位置,或者位於較上述基板之上述外周緣靠徑向外側。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,向下通過上述下部對向部之上述外周面之徑向外側之氣體自上述杯部向外部排出, 與上述氣體不同之氣體自徑向內側供給至上述下部間隙。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,進而具備間隙變更機構,該間隙變更機構藉由使上述基板對向部相對於上述下部對向部於上下方向相對移動,而變更上述下部間隙之上下方向之高度。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,進而具備與上述下部對向部於上下方向對向之凸座部,自徑向內側將沖洗氣體供給至上述下部對向部與上述凸座部之間之間隙,上述沖洗氣體之一部分係自徑向內側供給至上述下部間隙。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,藉由利用上述基板旋轉機構進行之上述基板保持部之旋轉,形成上述間隙氣流。
- 如請求項7之基板處理裝置,其中,上述基板保持部進而具有鰭部,該鰭部配置於較上述下部間隙靠徑向內側,藉由上述基板保持部之旋轉,朝向上述下部間隙向徑向外側送出氣體。
- 如請求項7之基板處理裝置,其中,於上述基板對向部與上述下部對向部之間,形成有與上述下部間隙之內周緣連續並且上下方向之高度較上述下部間隙大之緩衝空間,上述緩衝空間朝向下方開口。
- 如請求項1之基板處理裝置,其中,進而具備氣體噴射部,該氣體噴射部朝向上述下部間隙自徑向內 側噴射氣體而形成上述間隙氣流。
- 如請求項10之基板處理裝置,其中,於上述基板對向部與上述下部對向部之間,形成有於較上述氣體噴射部靠徑向外側與上述下部間隙之內周緣連續、並且上下方向之高度較上述下部間隙大之緩衝空間。
- 如請求項11之基板處理裝置,其中,藉由控制來自上述氣體噴射部之氣體之噴射流量,將上述緩衝空間維持為正壓。
- 如請求項1至12中任一項之基板處理裝置,其中,進而具備筒狀整流部,該筒狀整流部於上述下部對向部與上述杯部之間沿著上下方向延伸,包圍上述下部對向部之周圍,上述筒狀整流部之下端緣與上述下部對向部之上述外周面於徑向對向,上述筒狀整流部之上端緣與上述下部對向部之間之最短距離,較上述筒狀整流部之上述下端緣與上述下部對向部之上述外周面之間之徑向的距離更大。
- 如請求項1至12中任一項之基板處理裝置,其中,進而具備氣流形成部,該氣流形成部形成自較上述基板靠上側通過上述基板與上述杯部之間並朝向下方之氣流。
- 一種基板處理裝置,其係處理基板者;其具備有:基板保持部,其具有與基板之下表面於上下方向對向之基板對向部,以水平狀態保持上述基板;基板旋轉機構,其以朝向上下方向之中心軸為中心而使上述基板保持部旋轉; 處理液供給部,其將處理液供給至上述基板;杯部,其包圍上述基板保持部之周圍;及下部對向部,其配置於上述基板對向部之下側,與上述基板對向部介隔下部間隙而於上下方向對向;於上述下部間隙中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流,上述下部對向部具備自上述下部間隙之外周緣向下方且朝徑向外側延伸之外周面,藉由利用上述基板旋轉機構進行之上述基板保持部之旋轉,形成上述間隙氣流,於上述基板對向部與上述下部對向部之間,形成有與上述下部間隙之內周緣連續並且上下方向之高度較上述下部間隙大之緩衝空間,上述緩衝空間朝向下方開口。
- 一種基板處理裝置,其係處理基板者;其具備有:基板保持部,其具有與基板之下表面於上下方向對向之基板對向部,以水平狀態保持上述基板;基板旋轉機構,其以朝向上下方向之中心軸為中心而使上述基板保持部旋轉;處理液供給部,其將處理液供給至上述基板;杯部,其包圍上述基板保持部之周圍;及下部對向部,其配置於上述基板對向部之下側,與上述基板對向部介隔下部間隙而於上下方向對向;於上述下部間隙中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流,上述下部對向部具備自上述下部間隙之外周緣向下方且朝徑向 外側延伸之外周面,上述基板處理裝置進而具備氣體噴射部,該氣體噴射部朝向上述下部間隙自徑向內側噴射氣體而形成上述間隙氣流,於上述基板對向部與上述下部對向部之間,形成有於較上述氣體噴射部靠徑向外側與上述下部間隙之內周緣連續、並且上下方向之高度較上述下部間隙大之緩衝空間。
- 如請求項16之基板處理裝置,其中,藉由控制來自上述氣體噴射部之氣體之噴射流量,將上述緩衝空間維持為正壓。
- 一種基板處理裝置,其係處理基板者;其具備有:基板保持部,其具有與基板之下表面於上下方向對向之基板對向部,以水平狀態保持上述基板;基板旋轉機構,其以朝向上下方向之中心軸為中心而使上述基板保持部旋轉;處理液供給部,其將處理液供給至上述基板;杯部,其包圍上述基板保持部之周圍;下部對向部,其配置於上述基板對向部之下側,與上述基板對向部介隔下部間隙而於上下方向對向;及筒狀整流部,其於上述下部對向部與上述杯部之間沿著上下方向延伸,包圍上述下部對向部之周圍;於上述下部間隙中,形成自徑向內側朝向徑向外側之間隙氣流,上述下部對向部具備自上述下部間隙之外周緣向下方且朝徑向外側延伸之外周面,上述筒狀整流部之下端緣與上述下部對向部之上述外周面於徑 向對向,上述筒狀整流部之上端緣與上述下部對向部之間之最短距離,較上述筒狀整流部之上述下端緣與上述下部對向部之上述外周面之間之徑向的距離更大。
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