(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記基板保持部を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、
前記基板保持部の外側に、この基板保持部に保持された基板を囲繞するように設けられ、前記基板保持部とともに回転し、回転する基板から振り切られた処理液を受ける壁部を有する回転カップと、
前記回転カップの外側に、この回転カップ及び前記基板保持部を囲繞するように設けられ、前記回転する基板から振り切られた処理液を収容する環状の液収容部と、この環状の液収容部よりも内側に設けられた内側環状空間とを備えた排気及び排液カップと、
前記排気及び排液カップの内側環状空間に接続された排気機構と、
を具備し、
前記排気及び排液カップが、前記液収容部の下方に設けられ、前記内側環状空間の全周に連通された下部環状空間を、さらに備え、
前記排気機構が、前記下部環状空間を介して前記内側環状空間に接続されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記下部環状空間の上部に、前記基板保持部に対向する少なくとも１つの通気孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記通気孔が複数あり、これら複数の通気孔が、前記下部環状空間の上部に、環状に並んで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
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、
前記基板保持部を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、
前記基板保持部の外側に、この基板保持部に保持された基板を囲繞するように設けられ、前記基板保持部とともに回転し、回転する基板から振り切られた処理液を受ける壁部を有する回転カップと、
前記回転カップの外側に、この回転カップ及び前記基板保持部を囲繞するように設けられ、底壁部と、この底壁部の外周に沿って形成された環状外壁部と、この環状外壁部よりも内側に形成された環状内壁部と、を備えた排気カップと、
前記排気カップの内側に、前記回転カップ及び前記基板保持部を囲繞し、かつ、前記排気カップの底壁部との間に下部環状空間を形成し、前記排気カップの環状外壁部との間に外側環状空間を形成し、前記排気カップの環状内壁部との間に内側環状空間を形成するように設けられ、前記回転する基板から振り切られた処理液を収容する環状の液収容部を備えた排液カップと、
前記下部環状空間に接続された排気機構と、
前記下部環状空間と前記外側環状空間との間に配置された気流調整部材と、を備え、
前記下部環状空間の上部に対応した前記排液カップの部分に、前記基板保持部に対向する少なくとも１つの通気孔が形成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
前記通気孔が複数あり、これら複数の通気孔が、前記下部環状空間の上部に対応した前記排液カップの部分に、環状に並んで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記気流調整部材が、前記下部環状空間と前記外側環状空間とを連通させる複数の通気孔を備えることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記気流調整部材が、前記下部環状空間と前記外側環状空間とを遮断することを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記気流調整部材が交換可能であり、この気流調整部材を交換することで、前記下部環状空間と前記外側環状空間とを連通させること、及び前記下部環状空間と前記外側環状空間とを遮断することのいずれかを選択可能としたことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記環状外壁部上に、前記排液カップの上方を覆うように設けられた上側壁を有し、
前記上側壁が、前記外側環状空間を閉塞することを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ等の基板に対して洗浄処理のような所定の液処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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を挙げることができる。
【０００３】
このような基板処理装置としては、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に薬液等の処理液を供給して洗浄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側に広げて液膜を形成し、処理液を基板の外方へ離脱させる。そして、このような洗浄処理の後、同様に基板を回転させた状態で基板に純水等のリンス液を供給してリンス液の液膜を形成し、リンス液を基板の外方へ離脱させるリンス処理を行う。このため、基板の外方へ振り切られた処理液やリンス液を受けて排液するための排液カップをウエハの外側を囲繞するように設けている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この種の基板処理装置においては、基板を回転させ、処理液やリンス液を遠心力で基板の外方へ振り切るとともに、基板の外周から排気することにより、処理液やリンス液を回収する。
【０００５】
しかしながら、排気が充分でないと、基板の上方にミストが発生して基板にパーティクルが付着する。
【特許文献１】特開２００２−３６８０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、基板の上方におけるミスト発生を抑制できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明の第１の態様に係る基板処理装置は、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、前記基板保持部を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、前記基板保持部の外側に、この基板保持部に保持された基板を囲繞するように設けられ、前記基板保持部とともに回転し、回転する基板から振り切られた処理液を受ける壁部を有する回転カップと、前記回転カップの外側に、この回転カップ及び前記基板保持部を囲繞するように設けられ、前記回転する基板から振り切られた処理液を収容する環状の液収容部と、この環状の液収容部よりも内側に設けられた内側環状空間とを備えた排気及び排液カップと、前記排気及び排液カップの内側環状空間に接続された排気機構と、を具備し、前記排気及び排液カップが、前記液収容部の下方に設けられ、前記内側環状空間の全周に連通された下部環状空間を、さらに備え、前記排気機構が、前記下部環状空間を介して前記内側環状空間に接続されている。
【０００８】
また、この発明の第２の態様に係る基板処理装置は、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、前記基板保持部を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、前記基板保持部の外側に、この基板保持部に保持された基板を囲繞するように設けられ、前記基板保持部とともに回転し、回転する基板から振り切られた処理液を受ける壁部を有する回転カップと、前記回転カップの外側に、この回転カップ及び前記基板保持部を囲繞するように設けられ、底壁部と、この底壁部の外周に沿って形成された環状外壁部と、この環状外壁部よりも内側に形成された環状内壁部と、を備えた排気カップと、前記排気カップの内側に、前記回転カップ及び前記基板保持部を囲繞し、かつ、前記排気カップの底壁部との間に下部環状空間を形成し、前記排気カップの環状外壁部との間に外側環状空間を形成し、前記排気カップの環状内壁部との間に内側環状空間を形成するように設けられ、前記回転する基板から振り切られた処理液を収容する環状の液収容部を備えた排液カップと、前記下部環状空間に接続された排気機構と、前記下部環状空間と前記外側環状空間との間に配置された気流調整部材と、を備え、記下部環状空間の上部に対応した前記排液カップの部分に、前記基板保持部に対向する少なくとも１つの通気孔が形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、基板の上方におけるミスト発生を抑制できる基板処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。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。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係る基板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の基板処理装置の処理液供給機構およびリンス液供給機構を示す概略図、図４は図１の基板処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、基板処理装置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側液供給ノズル５と、ウエハＷの裏面に処理液を供給する裏面側液供給ノズル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。
【００１３】
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、裏面側液供給ノズル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。
【００１４】
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。
【００１５】
表面側液供給ノズル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。
【００１６】
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、表面側液供給ノズル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。
【００１７】
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、表面側液供給ノズル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、液供給機構８５から所定の処理液が供給される。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）を選択的に表面側液供給ノズル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。
【００１８】
すなわち、液供給機構８５は、洗浄のための処理液であるアンモニア過水（ＳＣ１）および希フッ酸（ＤＨＦ）を供給するための処理液供給機構としての機能、リンス液としての純水（ＤＩＷ）を供給するためのリンス液供給機構としての機能、および乾燥溶媒としてのＩＰＡを供給する乾燥溶媒供給機構としての機能を果たすようになっている。
【００１９】
裏面側液供給ノズル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。吐出する液としては、上記表面側液供給ノズル５と同様、洗浄用の処理液、純水等のリンス液を挙げることができる。裏面側液供給ノズル６へ処理液を供給する液供給機構は、ＩＰＡの供給系を除いて上記液供給機構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、裏面側液供給ノズル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。
【００２０】
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壁部３２を有している。そして、図４の拡大図に示すように、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やリンス液が下方に導かれる。
【００２１】
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回転ガイド３５が介在されている。図５に示すように、庇部３１と回転ガイド３５との間、回転ガイド３５と回転プレート１１との間には、それぞれ処理液やリンス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、回転ガイド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。
【００２２】
回転ガイド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側液供給ノズル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、回転ガイド３５の表面に案内されて開口３６から外方へ排出され、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側液供給ノズル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、略連続して設けられた回転ガイド３５の裏面に案内されて開口３７から外方へ排出され、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。
【００２３】
また、回転ガイド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、回転ガイド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。
【００２４】
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やリンス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。
【００２５】
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、壁部３２に近接して垂直に設けられた筒状をなす外周壁５３と、外周壁５３の下端部から内側に向かって延びる内側壁５４とを有している。内側壁５４の内周には内周壁５４ａが垂直に形成されている。これら外周壁５３および内側壁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やリンス液を収容する液収容部５６となっている。また、外周壁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。液収容部５６の保持部材１４の外側に対応する位置には、内側壁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。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。
【００２６】
排液カップ５１の内側壁５４の最外側部分には液収容部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１１１が接続されており、排液切替部１１１からは、酸排液を排出するための酸排出管１１２ａ、アルカリ排液を排出するためのアルカリ排出管１１２ｂ、酸を回収するための酸回収管１１２ｃ、アルカリを回収するためのアルカリ回収管１１２ｄが垂直下方に延びている。また、酸排出管１１２ａ、アルカリ排出管１１２ｂ、酸回収管１１２ｃ、アルカリ回収管１１２ｄには、それぞれバルブ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄが設けられている。これにより、処理液の種類に応じて分別可能となっている。具体的には、希フッ酸（ＤＨＦ）洗浄の際には排液切替部１１１を酸回収管１１２ｃに切り替えて希フッ酸（ＤＨＦ）排液を回収し、希フッ酸（ＤＨＦ）洗浄の後のリンス処理の際には排液切替部１１１を酸排出管１１２ａに切り替えて希フッ酸（ＤＨＦ）にリンス液が混合した排液を廃棄し、アンモニア過水（ＳＣ１）洗浄の際には排液切替部１１１をアルカリ回収管１１２ｄに切り替えてアンモニア過水（ＳＣ１）排液を回収し、アンモニア過水（ＳＣ１）洗浄後のリンス処理の際には排液切替部１１１をアルカリ排出管１１２ｂに切り替えてアンモニア過水（ＳＣ１）にリンス液が混合した排液を廃棄する。なお、排液口６０は複数箇所設けられていてもよい。
【００２７】
排液カップ５１内では、ウエハＷ、回転プレート１１および回転カップ４の回転等により、回転カップ４から排出されて貯留された処理液やリンス液の旋回流が形成され、排液口６０および排液管６１を介して排出される。この旋回流は、ウエハＷの回転プレート１１の回転のみによっても生じるが、回転カップ４が回転する際に排液カップ５１内に挿入された壁部３２の下端部分によって形成される旋回気流に排液カップ５１内の処理液やリンス液が随伴することにより、ウエハＷと回転プレート１１のみで生じる旋回流よりも高速の旋回流を形成することができ、排液口６０から液を排出する速度を高いものとすることができる。
【００２８】
排気カップ５２は、排液カップ５１の外周壁５３の外側部分に垂直に設けられた外側壁（環状外壁部）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（環状内壁部）６５と、ベースプレート１上に設けられた底壁（底壁部）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。
【００２９】
排液カップ５１の外側壁である外周壁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９７が設けられている。そして、外側環状空間９９ａと気流調整部材９７は排気カップ５２に取り入れられ、排気口７０に至る気流を調整して均一に排気する機能を有している。すなわち、このように環状の空間である外側環状空間９９ａを通って気流を全周に亘って均一に下方へ導き、多数の通気孔９８を形成した気流調整部材９７を設けて圧力損失つまり気流の抵抗を与えるとともに気流を分散することにより、排気口７０からの距離によらず比較的均一に排気を行うことができる。
【００３０】
また、排液カップ５１の内周壁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が形成されており、さらに、排液カップ５１の内周側には排気カップ５２との間の隙間７７が形成されている。そして、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の液収容部５６にも多少流れ、その気流は液収容部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を通って排気口７０から比較的均一に排気を行うことができる。
【００３１】
このように、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。
【００３２】
基板処理装置１００はマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ１２１を有しており、基板処理装置１００の各構成部がこのプロセスコントローラ１２１に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ１２１には、工程管理者が基板処理装置１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１２２が接続されている。さらに、プロセスコントローラ１２１には、基板処理装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ１２１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて液処理装置１００の各構成部に所定の処理を実行させるための制御プログラムすなわちレシピが格納された記憶部１２３が接続されている。レシピは記憶部１２３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００３３】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１２２からの指示等にて任意のレシピを記憶部１２３から呼び出してプロセスコントローラ１２１に実行させることで、プロセスコントローラ１２１の制御下で、基板処理装置１００での所望の処理が行われる。
【００３４】
次に、以上のように構成される基板処理装置１００の動作について図６〜８に基づいて説明する。本実施形態における以下の洗浄処理動作は、記憶部１２３に格納されたレシピに基づいてプロセスコントローラ１２１によって制御される。
【００３５】
処理液（薬液）を用いた洗浄処理においては、まず、図６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６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６の（ｃ）に示すように、表面側液供給ノズル５を退避位置からウエハ洗浄位置に移動させる。
【００３６】
この状態で、図６の（ｄ）に示すように、モータ３によりウエハＷを保持部材２および回転カップ４とともに回転させながら、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル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。
【００３７】
このウエハ洗浄処理においては、ウエハＷが回転された状態で、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６からウエハＷの表面および裏面の中央に処理液が供給される。これにより、処理液が遠心力によりウエハＷの外側に広がり、その過程で洗浄処理がなされる。そして、このように洗浄処理に供された処理液は、ウエハＷの周縁から振り切られる。この洗浄処理の際のウエハの回転数は、２００〜７００ｒｐｍの範囲であることが好ましい。また、処理液の供給量は、０．５〜１．５Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
【００３８】
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における液収容部５６の主カップ部５６ａに排出される。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、その中を旋回しながら排液口６０から排液管６１を通って排出されるが、回転カップ４の回転にともなって壁部３２より排液カップ５１内に形成される旋回気流が形成され、排液カップ５１内の処理液がこの旋回気流に随伴することにより、より高速な旋回流となって排液口６０から排液管６１を通って排出される。このように高速な旋回流が形成されるため処理液を短時間で排液口６０から排液管６１を通って排出させることができる。
【００３９】
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。
【００４０】
このようにして処理液による処理が行われた後、引き続きリンス処理が行われる。このリンス処理においては、従前の処理液の供給を停止した後、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６からウエハＷの表裏面にリンス液として純水を供給し、処理液による洗浄処理の場合と同様に、モータ３によりウエハＷを保持部材２および回転カップ４とともに回転させながら、表面側液供給ノズル５および裏面側液供給ノズル６からウエハＷの表面および裏面の中央にリンス液として純水が供給され、遠心力によりウエハＷの外方に広がる過程でウエハＷのリンス処理がなされる。そして、このようにリンス処理に供された純水は、ウエハＷの周縁から振り切られる。
【００４１】
このようにして振り切られたリンス液としての純水は、処理液の場合と同様、回転カップ４の隙間３３および保持部１４ａを挿入する穴の部分から排液カップ５１における液収容部５６に排出され、その中を旋回しながら排液口６０から排液管６１を通って排出されるが、回転カップ４の壁部３２によって排液カップ５１内に形成される旋回気流が形成され、排液カップ５１内のリンス液としての純水がこの旋回気流に随伴することにより、より高速な旋回流となって排液口６０から排液管６１を通って短時間で排出される。
【００４２】
このように、環状の排液カップ５１から短時間で処理液やリンス液を排出することができることから、複数種の処理液を使用する場合に、液置換速度を高めることができ、また、処理液を切り替える際に２種類の処理液が混ざった状態で排出されてしまうことを防止することができる。
【００４３】
リンス液としての純水によりウエハＷのリンス処理を行う際には、上記のようにウエハＷから振り切られた純水が排液カップ５１を旋回するので、排液カップ５１内の洗浄の機能をもたせることができる。
【００４４】
さて、実施形態に係る基板処理装置１００は、上述のように、様々なミスト抑制対策が施されているが、本実施形態では、さらに、ウエハＷの外周部の気流に着目した。
【００４５】
図７は、排液カップ５１及び排気カップ５２の近傍を拡大して示した断面図である。
【００４６】
図７に示すように、ウエハＷ（図７では図示せず）を水平に保持し、ウエハＷとともに回転する基板保持部２の回転ステージ１１があり、回転ステージ１１の外側には、回転カップ４が、図示せぬウエハＷを囲繞するように設けられている。回転カップ４は、回転ステージ１１とともに回転し、ウエハＷから振り切られた処理液を受ける壁部３２を有する。回転カップ４の外側には、排気カップ５２が、回転カップ４及び回転ステージ１１を囲繞するように設けられている。排気カップ５２は、底壁部６６と、この底壁部６６の外周に沿って形成された環状外壁部６４と、この環状外壁部６４よりも内側に形成された環状内壁部６５と、を備えている。排気カップ５２の内側には、排液カップ５１が、回転カップ４及び回転ステージ１１を囲繞し、かつ、排気カップ５２の底壁部６６との間に下部環状空間９９ｃを形成し、排気カップ５２の環状外壁部６４との間に外側環状空間９９ａを形成し、排気カップ５２の環状内壁部６５との間に内側環状空間９９ｂを形成するように設けられている。排液カップ５１は、回転カップ４の壁部３２の下に、回転するウエハＷから振り切られた処理液を収容する環状の液収容部５６を備えている。下部環状空間９９ｃには排気口７０が形成され、この排気口７０には排気管７１が接続されている。排気管７１には、排気機構２００が接続される。下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとの間には、気流調整部材９７が配置されている。気流調整部材９７は、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとを連通させる複数の通気孔９８を備えている。
【００４７】
このような排液カップ５１及び排気カップ５２を備えた処理装置１００は、排気機構２００を用いて排気する際に、排気カップ５２への流れと、排液カップ５１への流れとの２つの流れが発生する。これらの流れを図８に示す。
【００４８】
図８に示すように、ウエハＷの上方には、排液カップへの流れＡが形成され、この流れＡの上に、排気カップへの流れＢが形成される。
【００４９】
これら２つの流れＡ、Ｂには強弱があり、排気カップへの流れＢの方が、排液カップへの流れＡよりも強い。排液カップ５１は、回転カップ４や回転ステージ１１の下方に、仕切り壁５５や窪んだ形の液収容部５６を有しており、ほぼ直線状の外側環状空間９９ａよりも複雑な形である。このため、排気経路中の空気抵抗が大きくなって、排液カップへの流れＡは、排気カップへの流れＢよりも弱まってしまう、と考えられる。図９ａに、ウエハＷ上の気流の流れを示す。
【００５０】
図９ａに示すように、ウエハＷの外周部の上面では気流Ａ（排液カップへの流れ）が弱く、気流Ｂ（排気カップへの流れ）が強い。流速にたとえるなら、気流Ａは遅く、気流Ｂは速い。気流Ｂが速くなると、図９ｂに示すように、層流を維持することができなくなり、気流Ｂが乱れだす。気流Ｂが乱れると、図９ｃに示すように、ミストを発生させてしまう。しかも、ウエハＷに近いほうを流れる気流Ａは弱いから、ミストを充分に排気することは困難である。気流Ａを強くするために、排気機構の排気力を上げることも可能であるが、気流Ｂがますます強くなってしまって、気流Ｂはさらに乱れる。結果として、図９ｄに示すように、ウエハＷの外周部の上面には、パーティクルが残ってしまう。ウエハＷ上に、パーティクルが残ることは、洗浄効果が弱まることを意味する。
【００５１】
そこで、本実施形態では、排液カップ５１及び排気カップ５２に対して以下に説明するような工夫を施した。
【００５２】
（第１例）
図１０は、第１例に係る処理装置１００ａを示す断面図である。
【００５３】
図１０に示すように、第１例に係る処理装置１００ａが、図７に示した処理装置１００と異なるところは、排液カップと排気カップとを一体化し、排気及び排液カップ２０１としたところである。これにより、図７に示した処理装置１００から、外側環状空間９９ａを排除することができ、外側環状空間９９ａを介した排気経路が無くなる。これ以外のところは、図７に示した処理装置１００と同じである。
【００５４】
第１例に係る処理装置１００ａは、排液カップと排気カップとを一体化したので、排気機構２００を用いて排気する際の流れは、排気及び排液カップ２０１への流れのみとなる。つまり、図８に示したような強弱がついた２種類の流れＡ、Ｂは発生しない。よって、例えば、図９ａ〜図９ｄに示したようなメカニズムでウエハＷの上方に発生するミストを抑制することができる。
【００５５】
このように第１例に係る処理装置１００ａによれば、ウエハＷの上方に発生するミストを抑制できるので、例えば、ウエハＷの洗浄後に、ウエハＷの外周部の上面にパーティクル残りが生じ難くなり、洗浄効果を高めることができる。
【００５６】
なお、第１例においては、排気口７０を下部環状空間９９ｃに形成するようしたが、例えば、下部環状空間９９ｃも埋めてしまい、排気口７０を内側環状空間９９ｂに形成するようにしても良い。この場合には、内側環状空間９９ｂが排気機構２００により排気される。
【００５７】
（第２例）
図１１は、第２例に係る処理装置１００ｂを示す断面図である。
【００５８】
図１１に示すように、第２例に係る処理装置１００ｂが、図１０に示した処理装置１００ａと異なるところは、下部環状空間９９ｃの上部に、ウエハ保持部２の回転ステージ１１に対向する少なくとも１つの通気孔２０２を形成したことである。これ以外のところは、図１０に示した処理装置１００ｂと同じである。
【００５９】
第２例に係る処理装置１００ｂは、処理装置１００ａと同様に、排液カップと排気カップとを一体化しているので、ウエハＷの上方にミストが発生することを抑制できる。
【００６０】
さらに、第２例に係る処理装置１００ｂは、下部環状空間９９ｃの上部に、通気孔２０２を形成したので、第１例に係る処理装置１００ａに比較して、排気管から回転ステージ１１の下方に至る排気経路を大きくすることができる。排気経路が大きくなることで、ウエハＷの表面、又は表面及び裏面を、より強く排気できるので、洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００６１】
また、通気孔２０２を複数設けるときには、図１２の平面図に示すように、複数の通気２０２を、下部環状空間９９ｃの上部に環状に並べて形成すると、気流の流れを均一にし易いので良い。
【００６２】
（第３例）
図１３は、第３例に係る処理装置１００ｃを示す断面図である。
【００６３】
図１３に示すように、第３例に係る処理装置１００ｃが、図７に示した処理装置１００と異なるところは、第２例に係る処理装置１００ｂと同様に、少なくとも１つの通気孔２０２を、下部環状空間９９ｃの上部に形成したことである。通気孔２０２を複数設けるときには、第２例と同様に、複数の通気２０２を、下部環状空間９９ｃの上部に、環状に並べて形成すると良い。これ以外は、図７に示した処理装置１００と同じである。
【００６４】
第３例に係る処理装置１００ｃは、排気カップ５２を備え、かつ、外側環状空間９９ａが形成されているから、図７に示した処理装置１００と同様に、図８に示したような排液カップ５１への流れＡと、排気カップ５２への流れＢとの２つの流れが生ずる。
【００６５】
しかしながら、下部環状空間９９ｃの上部に、通気孔２０２を形成するようにしたので、図７に示した処理装置１００に比較して、排気管から回転ステージ１１の下方に至る排気経路を大きくできる。この結果、排液カップ５１への流れＡを強くでき、かつ、排気カップ５２への流れＢを弱くすることができる。このため、流れＡと流れＢとの強弱差を、図７に示した処理装置１００に比較して小さくすることができ、最終的には、流れＡの強さと流れＢの強さとを互いに等しくすることも可能である。
【００６６】
よって、流れＡ、Ｂの双方が存在していても、例えば、図９ａ〜図９ｄに示したようなメカニズム発生するミストを減らすことができ、ウエハＷ上へのパーティクル残りを抑制することができる。
【００６７】
このように第３例に係る処理装置１００ｃにおいても、洗浄効果を高めることができる。
【００６８】
さらに、第３例に係る処理装置１００ｃは、以下のような使い方もできる。
【００６９】
図１４は、処理装置１００ｃの使い方の一例を示す断面図である。本例は、気流調整部材９７が交換可能であることに着目した例である。
【００７０】
図１４に示すように、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとの間には、気流調整部材９７ａが形成されている。図１３に示した気流調整部材９７は、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ｂとを連通させる複数の通気孔９８を備えていた。しかし、本例の気流調整部材９７ａは、通気孔９８を備えていない。通気孔９８を備えていない気流調整部材９７ａを使うことで、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとを遮断することができる。下部環状空間９９ｃには排気機構２００が接続されているから、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとが遮断されれば、図８に示した排気カップ５２への流れＢを無くすことができ、気流は、排液カップ５１への流れＡのみとなる。
【００７１】
このように気流調整部材９７ａを用いて、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとを遮断することで、第１例に係る処理装置１００ｂと同様に、気流を、排液カップ５１への流れＡのみとすることができ、ウエハＷの上方へのミスト発生を抑制することができる。
【００７２】
また、気流調整部材９７、又は９７ａが交換可能であるときには、通気孔有り気流調整部材９７から通気孔無し気流調整部材９７ａへ、反対に、９７ａから９７へ交換することで、下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとを連通させること、及び下部環状空間９９ｃと外側環状空間９９ａとを遮断することのいずれかを選択するようにしても良い。
【００７３】
図１５は、処理装置１００ｃの使い方の他例を示す断面図である。本例は、上側壁６７が交換可能であることに着目した例である。
【００７４】
図１５に示すように、環状外壁部６４上には、上側壁６７が形成されている。この上側壁６７は排液カップ５１の上方を覆うように設けられており、かつ、本例では上側壁６７が外側環状空間９９ａの上に被さり、外側環状空間９９ａを閉塞している。
【００７５】
このように、上側壁６７を利用して、外側環状空間９９ａを閉塞することでも、第１例に係る処理装置１００ａと同様に、気流を、排液カップ５１への流れＡのみとすることができ、ウエハＷの上方へのミスト発生を抑制することができる。
【００７６】
また、通気孔無し気流調整部材９７ａを用いたとき、外側環状空間９９ａが外界に曝されていると、外側環状空間９９ａが汚れてしまう可能性がある。このような汚れを避けたい場合には、本例のように、上側壁６７を利用して外側環状空間９９ａを閉塞すると良い。
【００７７】
以上、この発明を実施形態により説明したが、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洗浄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洗浄処理装置であってもよく、また、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。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置を一部切り欠いて示す概略平面図
【図３】図１の基板処理装置の液供給機構を示す概略図
【図４】図１の基板処理装置の排気・排液部を拡大して示す断面図
【図５】図１の基板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６】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の洗浄処理の動作を説明するための図
【図７】排液カップ及び排気カップの近傍を拡大して示した断面図
【図８】気流の流れを示す図
【図９】図９ａ乃至図９ｄはミスト発生からパーティクル残りのメカニズムを示す図
【図１０】第１例に係る処理装置１００ａを示す断面図
【図１１】第２例に係る処理装置１００ｂを示す断面図
【図１２】排気および排液カップの平面図
【図１３】第３例に係る処理装置１００ｃを示す断面図
【図１４】処理装置１００ｃの使い方の一例を示す断面図
【図１５】処理装置１００ｃの使い方の他例を示す断面図
【符号の説明】
【００７９】
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…表面側液供給ノズル、６…裏面側液供給ノズル、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…外周壁、５４…内側壁、５６…液収容部、８５…液供給機構（処理液供給機構、リンス液供給機構）、６４…外側壁（環状外壁部）、６５…内側壁（環状内壁部）、６６…底壁（底壁部）、６７…上側壁、９９ａ…外側環状空間、９９ｂ…内側環状空間、９９ｃ…下部環状空間、９７、９７ａ…気流調整部材、９８…通気孔、１００…基板処理装置、１２１…プロセスコントローラ、１２２…ユーザーインターフェース、１２３…記憶部、２００…排気機構、２０１…排液及び排液カップ、２０２…通気孔、Ｗ…ウエハ。
【図１】
0004825178.tif 000002
【図２】
0004825178.tif 000003
【図３】
0004825178.tif 000004
【図４】
0004825178.tif 000005
【図５】
0004825178.tif 000006
【図６】
0004825178.tif 000007
【図７】
0004825178.tif 000008
【図８】
0004825178.tif 000009
【図９】
0004825178.tif 000010
【図１０】
0004825178.tif 000011
【図１１】
0004825178.tif 000012
【図１２】
0004825178.tif 000013
【図１３】
0004825178.tif 000014
【図１４】
0004825178.tif 000015
【図１５】
0004825178.tif 000016