JP2010028060A - 液処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理体を処理している間にトッププレートに処理液が付着したとしても、当該処理液が処理済みの被処理体上に落ちたり、当該処理液によって次回以降に処理される被処理体に悪影響を及ぼしたりすることを防止すること。
【解決手段】液処理装置は、被処理体Ｗを支持する支持部１５と、支持部１５によって支持された被処理体Ｗを回転させる回転駆動部６０と、被処理体Ｗに処理液を供給する処理液供給機構３７，３９と、被処理体Ｗを処理した処理液を排出する排出機構２０，２１と、被処理体Ｗを処理した処理液を排出機構２０，２１へと導く回転カップ１０と、被処理体Ｗの上面側を覆うトッププレート４０と、を備えている。トッププレート４０は、回転カップ１０の上方まで延びた周縁外方突出部４０ｐを有している。周縁外方突出部４０ｐには、周縁外方突出部４０ｐに付着した処理液を吸引する吸引機構７０，７１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハなどからなる被処理体の端部を処理する液処理装置に関する。

従来から、基板（被処理体）上面に気体を供給すると同時に基板下面にエッチング液（処理液）を供給することにより、基板上面の周縁部および下面に対して選択的にエッチング処理を施すためのベベルエッチング装置（液処理装置）が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載されているベベルエッチング装置（液処理装置）は、基板をほぼ水平に保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、この基板保持回転手段により回転される基板の下面に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給手段と、基板の上面に対して所定間隔の隙間を空けて対向するように基板保持回転手段上に載置されて、基板保持回転手段により基板とともに回転され、基板の下面から上面への上記エッチング液の回り込みを制御するための気体を当該基板の上面に供給するための開口部がほぼ中央に形成された遮断板（トッププレート）と、を含んでいる。
特開２００２−１１０６２６号公報

一般に、エッチング液（処理液）は、基板（被処理体）を処理している間に様々な方向に跳びはねる。このため、エッチング液が遮断板（トッププレート）に付着することもある。この結果、特許文献１のような従来技術では、処理済みの基板が基板保持回転手段から取り外されて遮断板の下方を移動される際に、遮断板に付着されたエッチング液が基板上に落ちる可能性がある。また、このように遮断板にエッチング液が付着していると、次回以降に処理される基板に悪影響を及ぼすこともある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、被処理体を処理している間にトッププレートに処理液が付着したとしても、当該処理液が処理済みの被処理体上に落ちたり、当該処理液によって次回以降に処理される被処理体に悪影響を及ぼされたりすることを防止する液処理装置を提供することを目的とする。

本発明による液処理装置は、
被処理体の端部を処理する液処理装置において、
前記被処理体を支持する支持部と、
前記支持部によって支持された前記被処理体を回転させる回転駆動部と、
前記被処理体に処理液を供給する処理液供給機構と、
前記被処理体を処理した処理液を排出する排出機構と、
前記被処理体の周縁外方に設けられ、前記被処理体を処理した処理液を前記排出機構へと導く回転カップと、
前記被処理体の上面側に設けられ、該被処理体を覆うトッププレートと、を備え、
前記トッププレートが、前記回転カップの上方まで延びた周縁外方突出部を有し、
前記周縁外方突出部に、該周縁外方突出部に付着した処理液を吸引する吸引口を有する吸引機構が設けられている。

本発明による液処理装置において、
前記吸引口は、第一吸引口と、第二吸引口を有することが好ましい。

本発明による液処理装置において、
前記第一吸引口は、再利用する処理液を吸引し、
前記第二吸引口は、排液として処理する処理液を吸引することが好ましい。

本発明による液処理装置において、
前記処理液供給機構から前記被処理体に供給される前記処理液は、洗浄液とリンス液を含み、
前記第一吸引口は、洗浄液を吸引し、
前記第二吸引口は、リンス液を吸引することが好ましい。

本発明による液処理装置において、
前記被処理体の上面側に設けられ、前記被処理体と前記回転カップとの間の間隙に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに備えたことが好ましい。

本発明による液処理装置において、
前記被処理体の上面側に設けられ、前記被処理体と前記回転カップとの間の間隙に、純水を供給する純水供給部をさらに備えたことが好ましい。

本発明によれば、トッププレートが回転カップの上方まで延びた周縁外方突出部を有し、当該周縁外方突出部に、周縁外方突出部に付着した処理液を吸引する吸引機構が設けられている。このため、被処理体を処理している間にトッププレートに処理液が付着したとしても、当該処理液を随時除去することができる。この結果、トッププレートに付着した処理液が処理済みの被処理体上に落ちたり、トッププレートに付着した処理液によって次回以降に処理される被処理体に悪影響を及ぼされたりすることを防止することができる。

発明を実施するための形態

実施の形態
以下、本発明に係る液処理装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図８は本発明の実施の形態を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態の液処理装置は、被処理体である半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷと呼ぶ）の下面と側面（端部）に処理液を供給して、これらウエハＷの下面と側面を洗浄して処理するものである。なお、本願で処理液とは、薬液や純水（リンス液）のことを意味している。そして、薬液としては、例えば、フッ酸、硝酸とフッ酸の混合溶液などを用いることができる。

図１に示すように、液処理装置は、ウエハＷの下面に処理液を供給する処理液供給機構３７，３９と、ウエハＷを処理した処理液を排出する排出機構２０，２１と、ウエハＷの周縁外方に設けられ、ウエハＷを処理した処理液を排出機構２０，２１へと導く回転カップ１０と、を備えている。

このうち、処理液供給機構３７，３９は、図１に示すように、処理液を供給する処理液供給部３９と、処理液供給部３９から供給された処理液をウエハＷの下面側まで導く処理液供給管３７とを有している。なお、処理液供給管３７の上面は、処理液供給口３７ａを構成している。

また、排出機構２０，２１は、図１に示すように、回転カップ１０によって導かれた処理液を受ける排液カップ２０と、排液カップ２０によって受けられた処理液を排出する排液管２１と、を有している。また、排液カップ２０の周りには、排気カップ２６が設けられ、この排気カップ２６には、排気カップ２６内の窒素ガスなどの気体を吸引して排出する排気管２５が設けられている。なお、この排気管２５には、吸引力を付与する排出吸引部（図示せず）が連結されている。

また、図１、図４および図５に示すように、回転カップ１０の下端には、周縁内方に突出し、ウエハＷの周縁部の下面を支持する複数の支持ピン（支持部）１５が設けられている。

また、図１に示すように、支持ピン１５によって支持されたウエハＷの上面側には、このウエハＷを覆うようにしてトッププレート４０が設けられている。また、このトッププレート４０内部には、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス（本実施の形態では窒素ガス）を供給する不活性ガス供給部４６に連結された不活性ガス供給管４７が延在している。なお、不活性ガス供給管４７は、トッププレート４０の中心部で端部となっており、当該端部が不活性ガス供給口４７ａを構成している。また、図１に示すように、トッププレート４０には、トッププレート４０を上下方向に移動させるトッププレート駆動部４９が連結されている。なお、トッププレート４０が下方位置にあるときのトッププレート４０と回転カップ１０との間の距離は、回転カップ１０が回転することによって、トッププレート４０と回転カップ１０との間に気流の流れが生じる程度のものになっている。

また、図２に示すように、トッププレート４０は、回転カップ１０の上方まで延びた周縁外方突出部４０ｐを有している。また、この周縁外方突出部４０ｐ内には、吸引力を付与する吸引部７０に連結された吸引管７５が延在しており、吸引管７５の吸引部７０と反対側の端部が、周縁外方突出部４０ｐに付着した処理液を吸引する吸引口７５ａを構成している（図２および図３参照）。なお、これら吸引部７０と吸引管７５によって、吸引機構が構成されている。

また、図１に示すように、回転カップ１０の下方側には、中空形状からなるベースプレート（ベース）３０が設けられ、このベースプレート３０には、下方に向かって延在する中空構造の回転軸３１が設けられている。そして、回転軸３１には、この回転軸３１を回転させる回転駆動部６０が連結されている。なお、このように回転軸３１を回転させることによって、ベースプレート３０および回転カップ１０を回転させることができ、ひいては、回転カップ１０に設けられた支持ピン１５上のウエハＷを回転させることができる。

回転駆動部６０は、図１に示すように、回転軸３１の周縁外方に配置されたプーリ６２と、このプーリ６２に巻きかけられた駆動ベルト６３と、この駆動ベルト６３に駆動力を付与することによって、プーリ６２を介して回転軸３１を回転させるモータ６１とを有している。また、回転軸３１の周縁外方にはベアリング３２が配置されている。

また、図１に示すように、回転カップ１０と回転軸３１の中空内には、リフトピン３５ａを有し、中空形状からなるリフトピンプレート３５と、このリフトピンプレート３５から下方に延在し、中空形状からなるリフト軸３６が配置されている。また、図１に示すように、リフトピンプレート３５およびリフト軸３６の内部（中空空間内）には、処理液供給管３７が上下方向に延在している。なお、リフト軸３６には、このリフト軸３６を上下方向に移動させるリフト軸駆動部（図示せず）が連結されている。

また、図５に示すように、ベースプレート３０と回転カップ１０との間にはスペーサ１１が配置されており、このスペーサ１１内には、回転カップ１０とベースプレート３０とを締結するネジなどの締結部材１２が設けられている。また、図４に示すように、回転カップ１０には締結部材１２を貫通させるための孔部１０ａが設けられている。なお、本実施の形態では、スペーサ１１と回転カップ１０は一体成形され、一体に構成されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まず、搬送ロボット（図示せず）によって、キャリア（図示せず）から取り出されたウエハＷが、リフト軸駆動部（図示せず）により受け渡し位置（上方位置）に位置づけられたリフトピンプレート３５のリフトピン３５ａ上に載置される。このとき、トッププレート４０は、トッププレート駆動部４９によって、ウエハＷの受け渡し位置よりも上方位置に位置づけられている。

次に、リフト軸駆動部（図示せず）によって、リフトピンプレート３５が下方に移動させられてウエハ処理位置に位置づけられる（図１参照）。このようにリフトピンプレート３５が下方に移動させられている間に、回転カップ１０に設けられた支持ピン１５によって、ウエハＷの下面が支持される。その後、トッププレート駆動部４９によって、トッププレート４０が下方位置に位置づけられる。なお、本実施の形態では、回転カップ１０の内周面１０ｆが下方に向かって傾斜している（図５参照）。このため、例えウエハＷが誤って回転カップ１０上に配置された場合であっても、ウエハＷを下方へ滑らせることができ、ウエハＷを支持ピン１５によって確実に支持させることができる。

次に、回転駆動部６０により回転軸３１が回転駆動されることによって、ベースプレート３０および回転カップ１０が回転され、この結果、回転カップ１０に設けられた支持ピン１５上のウエハＷが回転される（図１参照）。ここで、回転軸３１は、モータ６１から駆動ベルト６３を介してプーリ６２に駆動力が付与されることによって、回転駆動される。

このとき、ウエハＷの下面には、処理液供給部３９から供給された処理液が供給される（図１参照）。そして、ウエハＷの下面に供給された処理液は、ウエハＷが回転することによって発生する遠心力によって周縁外方に向かって移動される。

他方、トッププレート４０の中心部に設けられた不活性ガス供給口４７ａからは窒素ガスが供給される（図１参照）。そして、この窒素ガスは、ウエハＷの上面を経た後、ウエハＷと回転カップ１０との間の間隙に供給される（図５参照）。このため、ウエハＷの周縁部に達した処理液が、毛細管現象によって、ウエハＷと支持ピン１５との間およびウエハＷと回転カップ１０との間から、ウエハＷの上面側に回り込むことを防止することができる。

なお、本実施の形態によれば、スペーサ１１と回転カップ１０とも一体で構成されている。このため、支持ピン１５で支持されたウエハＷの高さ位置を、ベースプレート３０の高さ位置に対して均一にすることができる。この結果、ウエハＷの下面側を流れる窒素ガスの流れを均一にすることができるので、ウエハＷの処理精度を向上させることができる。

ところで、本実施の形態において、処理液供給機構３７，３９からウエハＷの下面に供給される処理液を、適宜変更することができる。処理液供給機構３７，３９は、例えば、まず、希フッ酸（ＳＣ１）を供給し、その後、純水（ＤＩＷ）を供給することができる。

上述のような処理液によるウエハＷを洗浄する処理が終了すると、処理液供給部３９からの処理液（例えば、純水）の供給が停止される。

次に、回転駆動部６０によって回転軸３１が高速回転される。この結果、支持ピン１５上のウエハＷが高速回転され、ウエハＷが乾燥される（図１参照）。その後、回転駆動機構６０のモータ６１が停止され、支持ピン１５上のウエハＷの回転も停止される（図１参照）。

次に、トッププレート駆動部４９によって、トッププレート４０がウエハＷの受け渡し位置よりも上方位置に位置づけられる。その後、リフト軸駆動部（図示せず）によって、リフトピンプレート３５が上方位置に移動させられて、ウエハＷが受け渡し位置（上方位置）に位置づけられる。

次に、搬送ロボット（図示せず）によって、リフトピンプレート３５上からウエハＷが除去される。

ここで、本実施の形態によれば、図２および図３に示すように、周縁外方突出部４０ｐに、吸引部７０に連結された吸引管７５の吸引口７５ａが設けられている。そして、図３に示すように、トッププレート４０の周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑ（図２参照）に付着した処理液には、回転カップ１０が回転することによって生じる気流の流れによって、回転力が付与される。このため、周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑに付着した処理液は、これら周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑ上を移動し、吸引口７５ａから吸引されることとなる。

なお、周縁外方突出部４０ｐの周縁外方側（トッププレート４０の半径方向において吸引口７５ａから離れた位置）に付着した処理液は、周縁外方突出部４０ｐと回転カップ１０との間に発生する気流の流れまたは窒素ガスと気流の流れによって、周縁外方突出部４０ｐの周縁外方に向かって流れて除去されることとなる（図２および図３参照）。また、回転カップ１０の上面に付着した処理液は、回転カップ１０が回転することによって発生する遠心力によって、周縁外方突出部４０ｐと回転カップ１０との間から周縁外方に向かって流れて除去されることとなる。

これらのことから、処理液が、回転カップ１０の内周端とウエハＷの外周端との間からウエハＷの上方へと飛び散って、周縁外方突出部４０ｐの下面、下方外側面４０ｑおよび回転カップ１０の上面に付着した場合であっても（図２参照）、当該処理液を確実に除去することができる。

従って、搬送ロボット（図示せず）によって、処理済みのウエハＷがトッププレート４０の下方を移動されるときに、トッププレート４０の周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑに付着した処理液が、当該ウエハＷ上に落ちることを防止することができる。また、周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑに付着した処理液によって、次回以降に処理されるウエハＷに、悪影響を及ぼされることも防止することができる。

ところで、上記では、周縁外方突出部４０ｐに１個の吸引口７５ａが設けられている態様を用いて説明した（図３参照）。しかしながら、これに限られることなく、図６に示すように、周縁外方突出部４０ｐに２個の吸引口（第一吸引口７６ａおよび第二吸引口７７ａ）が設けられてもよい。

この場合には、吸引部７０と反対側の端部が第一吸引口７６ａを構成する第一吸引管７６に、開閉自在の第一バルブ７１が設けられ、吸引部７０と反対側の端部が第二吸引口７７ａを構成する第二吸引管７７に、開閉自在の第二バルブ７２が設けられている。

このため、第一バルブ７１および第二バルブ７２の開閉状態を調整することによって、第一吸引口７６ａと第二吸引口７７ａで吸引される処理液の種類を代えることができる。例えば、第一吸引口７６ａを再利用する処理液を吸引するために利用し、第二吸引口７７ａは、排液として処理する処理液を吸引するために利用することができる。また、第一吸引口７６ａを薬液を吸引するために利用し、第二吸引口７７ａを純水を吸引するために利用することもできる。

なお、第一吸引口７６ａによって処理液を吸引する場合には、第一バルブ７１が開状態となり第二バルブ７２が閉状態となっている。他方、第二吸引口７７ａによって処理液を吸引する場合には、第一バルブ７１が閉状態となり第二バルブ７２が開状態となっている。

また、上記では、トッププレート４０の中心部に不活性ガス供給口４７ａが設けられている態様を用いて説明した（図１参照）。しかしながら、これに限ることなく、例えば、図７に示すように、トッププレート４０の周縁部であってウエハＷの周縁部に対向する位置に、不活性ガス供給管４７が設けられていてもよい。

また、ウエハＷの上面側に、ウエハＷと回転カップ１０との間の間隙に、純水を供給する純水供給部４８をさらに設けてもよい。具体的には、例えば図７に示すように、トッププレート４０の周縁部であってウエハＷの周縁部に対向する位置に、純水を供給する純水供給部４８が設けられてもよい。このように純水供給部４８を設けることによって、ウエハＷの周縁部の上面もリンスすることができる。

なお、このように純水供給部４８から供給された純水および処理液供給機構３７，３９から供給された純水は、周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑ上を移動するので、これら周縁外方突出部４０ｐの下面や下方外側面４０ｑを洗浄することができる。このため、周縁外方突出部４０ｐの下面および下方外側面４０ｑを、清潔な状態で維持することができる。

また、上記では、回転カップ１０の下端に、周縁内方に突出し、ウエハＷの周縁部の下面を支持する複数の支持ピン（支持部）１５が設けられている態様を用いて説明した（図１、図４および図５参照）。しかしながら、これに限られることなく、例えば図８に示すように、ベースプレート３０に設けられた複数（例えば３本）の支持ピン（支持部）１５ａによってウエハＷを支持するものや、ベースプレート３０に設けられたメカチャック（図示せず）によってウエハＷの周縁部を把持することによってウエハＷを支持するものも用いることができる。

また、上記では、スペーサ１１と回転カップ１０とが一体で構成されている態様を用いて説明した。しかしながら、これに限られることなく、スペーサ１１が回転カップ１０と別体を構成し、スペーサ１１が回転カップ１０に取り付けられるような構成からなっていてもよい。

ところで、上記では、ウエハＷの下面の中心部に処理液が供給され、ウエハＷの下面全体と側面が処理される態様を用いて説明したが、これに限られることなく、ウエハＷの下面の周縁部に処理液が供給され、ウエハＷの下面の周縁部と側面が処理されるものであってもよい。

本発明の実施の形態による液処理装置の構成を示す概略断面図。 本発明の実施の形態による液処理装置の回転カップ近傍の処理液の流れを示した概略断面図。 本発明の実施の形態による液処理装置の回転カップと吸引機構の上方平面図。 本発明の実施の形態による液処理装置の回転カップの斜視図。 本発明の実施の形態による液処理装置の回転カップ近傍を拡大した概略断面図。 本発明の実施の形態の変形例による液処理装置の回転カップと吸引機構の上方平面図。 本発明の実施の形態の変形例による液処理装置の回転カップ近傍を拡大した概略断面図。 本発明の実施の形態の別の変形例による液処理装置の回転カップ近傍を拡大した概略断面図。

符号の説明

Ｗ ウエハ（被処理体）
１０ 回転カップ
１１ スペーサ
１５ 支持ピン（支持部）
２０ 排液カップ
２１ 排液管
２５ 排気管
２６ 排気カップ
３０ ベースプレート（ベース）
３７ 処理液供給管
３９ 処理液供給部
４０ トッププレート
４０ｐ 周縁外方突出部
４７ 不活性ガス供給管
４８ 純水供給部
６０ 回転駆動部
７０ 吸引部
７１ 第一バルブ
７２ 第二バルブ
７５，７６，７７ 吸引管

Claims (6)

1. 被処理体の端部を処理する液処理装置において、
   前記被処理体を支持する支持部と、
   前記支持部によって支持された前記被処理体を回転させる回転駆動部と、
   前記被処理体に処理液を供給する処理液供給機構と、
   前記被処理体を処理した処理液を排出する排出機構と、
   前記被処理体の周縁外方に設けられ、前記被処理体を処理した処理液を前記排出機構へと導く回転カップと、
   前記被処理体の上面側に設けられ、該被処理体を覆うトッププレートと、を備え、
   前記トッププレートは、前記回転カップの上方まで延びた周縁外方突出部を有し、
   前記周縁外方突出部に、該周縁外方突出部に付着した処理液を吸引する吸引口を有する吸引機構が設けられていることを特徴とする液処理装置。
2. 前記吸引口は、第一吸引口と、第二吸引口を有することを特徴とする請求項１に記載の液処理装置。
3. 前記第一吸引口は、再利用する処理液を吸引し、
   前記第二吸引口は、排液として処理する処理液を吸引することを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。
4. 前記処理液供給機構から前記被処理体に供給される前記処理液は、洗浄液とリンス液を含み、
   前記第一吸引口は、洗浄液を吸引し、
   前記第二吸引口は、リンス液を吸引することを特徴とする請求項２に記載の液処理装置。
5. 前記被処理体の上面側に設けられ、前記被処理体と前記回転カップとの間の間隙に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液処理装置。
6. 前記被処理体の上面側に設けられ、前記被処理体と前記回転カップとの間の間隙に、純水を供給する純水供給部をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の液処理装置。

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