JP4832176B2 - 液処理装置および液処理方法 - Google Patents

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および液処理方法に関する。

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に液膜を形成して処理を行う枚葉式のものが知られている。

この種の装置では、通常、処理液は基板の中心に供給され、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基板の外側を囲繞する液受けカップ等の部材を設け、基板から振り切られた処理液をこの液受けカップからその下方の排液カップへと導き、速やかに排出するようにしている。

また、上記のように基板を水平支持した状態で回転させる方式の液処理装置では、回転中に基板の位置ずれが生じると、基板の破損等を引き起こす原因になる。そこで、基板を回転可能に保持する基板保持体に基板を確実に固定して一体的に回転させるために、基板の外縁を規制してこれを保持する保持部材（チャック）を配備することが行なわれている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−３６８０６６号公報（図７など）

上記特許文献１に記載された液処理装置において、保持部材は、基板保持体の裏面側に突出するように数カ所に装着され、その表面側で基板の周縁を支持する構成になっている。このような保持部材を有する基板保持体を回転させた場合、基板保持体の下方に突出した保持部材によって、基板保持体の下方空間に気流が生じる。このような気流が発生すると、排液カップ内に集められた処理液の流れがこの気流により乱され、処理液のスムーズな排出が妨げられるとともに、ミストやパーティクルを発生させて基板を汚染させる原因にもなる。
また、前記保持部材の装着部位を介して基板保持体の裏面側に処理液が廻り込むことがある。このように基板保持体の裏面側に漏出した処理液も、ミストやパーティクルの原因になることから、排液カップによって確実に受け止め、排液できることが必要である。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、排液カップに集められた処理液を速やかに排出できるとともに、基板保持体の裏面側に漏出した処理液についても確実に集液できる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、本発明の第１の観点は、基板を水平に保持し、基板とともに回転可能な基板保持体と、前記基板保持体に保持された基板を囲繞するように環状をなし、回転する基板から振り切られた処理液を受け止める液受けカップと、前記基板保持体を回転させる回転機構と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記液受けカップに対応した環状をなし、前記液受けカップから排出された処理液を受け止める第１の処理液受け部および前記第１の処理液受け部よりも内側に設けられ、前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止める第２の処理液受け部を有する排液カップと、を具備することを特徴とする、液処理装置を提供する。

上記第１の観点において、前記第２の処理液受け部から前記第１の処理液受け部へ処理液を排出する連通口を有することが好ましい。また、前記第１の処理液受け部の底部および前記第２の処理液受け部の底部は、それぞれ外側から内側に向かって上昇するように傾斜していることが好ましい。また、前記基板保持体は、その下面側に配置されるとともに、開口を介して該基板保持体の上面側に突出した保持部によって基板を保持する保持部材を有しており、前記第２の処理液受け部は、前記開口を介して前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止めるものであってもよい。この場合、前記第１の処理液受け部と前記第２の処理液受け部との間には仕切り壁が設けられ、該仕切り壁は、前記基板保持体の回転中心からみて前記保持部材よりも径方向外側に位置することが好ましい。

また、上記第１の観点において、前記第１の処理液受け部は、第１の環状凹部として形成され、前記第２の処理液受け部は、前記第１の環状凹部よりも内側に設けられた第２の環状凹部として形成されていてもよい。この場合、前記第２の環状凹部から前記第１の環状凹部へ処理液を排出する連通口を有することが好ましい。また、前記第２の環状凹部は、前記第１の環状凹部より深さが浅く形成されていることが好ましい。また、前記第１の環状凹部の底部および前記第２の環状凹部の底部は、それぞれ外側から内側に向かって上昇するように傾斜していることが好ましい。また、前記基板保持体は、その下面側に配置されるとともに、開口を介して該基板保持体の上面側に突出した保持部によって基板を保持する保持部材を有しており、前記第２の処理液受け部は、前記開口を介して前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止めるものであってもよい。この場合、前記第１の環状凹部と前記第２の環状凹部との間には仕切り壁が設けられ、該仕切り壁は、前記基板保持体の回転中心からみて前記保持部材よりも径方向外側に位置することが好ましい。

また、上記第１の観点において、前記排液カップの外側に前記排液カップを囲繞するように設けられ、前記液受けカップおよびその周囲からの主に気体成分を取り入れて排気する排気カップをさらに具備することが好ましい。

本発明の第２の観点は、基板を水平に保持し、基板とともに回転可能な基板保持体と、前記基板保持体に保持された基板を囲繞するように環状をなし、回転する基板から振り切られた処理液を受け止める液受けカップと、前記基板保持体を回転させる回転機構と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記液受けカップに対応した環状をなし、処理液を排出する排液口を有し、前記液受けカップから排出された処理液を受け止める排液カップと、を有する液処理装置を用いた液処理方法であって、前記排液カップに設けられた第１の処理液受け部により前記液受けカップから排出された処理液を受け止め、前記排液カップにおいて前記第１の処理液受け部よりも内側に設けられた第２の処理液受け部により前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止め、前記排液口に処理液を導くことを特徴とする、液処理方法を提供する。

本発明によれば、基板を水平に保持して回転させる方式の液処理装置において、排液カップに、液受けカップから排出された処理液を受け止める第１の処理液受け部と、前記第１の処理液受け部よりも内側に設けられ、前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止める第２の処理液受け部とを設けたので、液受けカップから第１の処理液受け部へ導かれた処理液が気流によって撹乱されることを抑制しながら、第２の処理液受け部において、基板保持体の裏面に漏出した処理液を確実に受け止めることができる。従って、処理液を排液カップから速やかに排出することができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。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。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１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、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の上部にはファン・フィルター・ユニット（ＦＦＵ）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、この回転軸１４ｃを含む支点部１４ｄ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。

軸受け部材１５の直上には回転軸１２の外周に沿って環状をなすパージガス供給ポート１９が設けられている。このパージガス供給ポート１９へは軸受け部材１５の外壁内に鉛直方向に沿って設けられたパージガス流路２０が接続されており、このパージガス流路２０には、軸受け部材１５のベースプレート１の下方位置に対応する部分においてパージガス配管２１が接続されている。そして、図示しないパージガス供給源からパージガス配管２１、パージガス流路２０を経てパージガス供給ポート１９へパージガスとして例えばＮ_２ガスが供給される。このパージガスはパージガス供給ポート１９から回転軸１２の上方側および下方側へ流れる。

パージガス供給ポート１９から上方に導入されたパージガスは、隔壁６５により区画される回転軸１２周囲の空間Ｓ１に放出され、この空間Ｓ１を陽圧にする。これにより、各種処理液の成分によってケミカル雰囲気となっている隔壁６５より外側の空間Ｓ２から飛散したミストや処理液が、腐食しやすい金属製材質の回転軸１２の上部に付着することを避け、回転軸１２の腐食を防止している。
一方、パージガス供給ポート１９から下方に導入されたパージガスは、軸受け部材１５内の上下のベアリング１５ａ，１５ｂの周囲を通過して装置外部へ排出される。これにより、ベアリング１５ａおよび１５ｂの摩耗により生じたパーティクルを装置外部へ運び出することができる。よって、ベアリング１５ａ，１５ｂからのパーティクルがウエハＷへ到達することを抑制することが可能となっている。

表面処理液供給ノズル５は、ノズルアーム２２に保持されており、図示しない液供給チューブから処理液が供給され、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、洗浄用の薬液、純水等のリンス液、ＩＰＡのような乾燥溶媒等を挙げることができ、１種または２種以上の処理液を吐出可能となっている。ノズルアーム２２は、図２に示すように軸２３を中心として回動可能に設けられており、図示しない駆動機構により、ウエハＷ中心上および外周上の吐出位置とウエハＷの外方の退避位置との間で移動可能となっている。なお、ノズルアーム２２は上下動可能に設けられており、退避位置と吐出位置で回動するときには上昇した状態となり、表面処理液供給ノズル５から処理液を吐出する際には、下降した状態となる。

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、図示しない処理液チューブを介してノズル孔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、ＩＰＡのような乾燥溶媒等を挙げることができ、１種または２種以上の処理液を吐出可能となっている。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、図３に示すように、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。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４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材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、庇部３１および外側壁部３２によって下方へ導かれる。また、同様にウエハ保持部材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、庇部３１および外側壁部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、保持部材１４に対応する位置に、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。

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３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の外側に、排液カップ５１を囲繞するように設けられた環状をなす排気カップ５２とを備えている。

図１および図３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垂直壁５３と、垂直壁５３の下端から内側に向かって延びる底部５４とを有している。垂直壁５３の上端は回転カップ４の外側壁部３２の上方まで延びており、庇部３１に沿って湾曲している。これにより排液カップ５１内のミストがウエハＷ側へ逆流することを防止するようになっている。
環状をなす排液カップ５１の底部５４は、その外側から内側（つまりウエハＷの回転中心側）に向かって上昇するように傾斜し、そ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）に対応する位置まで達している。

また、排液カップ５１の内部の保持部材１４の外側位置には、底部５４から回転プレート１１の下面近傍まで延び、その周方向に沿って環状（円筒状）に設けられた遮蔽壁５５を有している。この遮蔽壁５５は、回転プレート１１下方の空間Ｓ２に発生した気流が排液カップ５１の外側方向（回転軸１２とは反対の方向）へ向けて進行することを妨げる作用を有している。そして、排液カップ５１は、この遮蔽壁５５によって、隙間３３から排出される処理液を受ける第１の処理液受け部である主液受け部５６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第２の処理液受け部である副液受け部５７に分割されている。つまり、遮蔽壁５５は、処理液を受ける処理液受け部を二つに区分する仕切り壁（隔壁）としての機能も持っている。

保持部材１４の保持部１４ａは、回転軸１４ｃを回動中心として回動することによりウエハＷを保持もしくは保持を解除できるように構成されているため、回転プレート１１には、保持部１４ａを挿入するための開口１１ｂが設けられている。この回転プレート１１の開口１１ｂを介して処理液が回転プレート１１の裏面側（下面）に廻り込み、下方に滴下した場合には、副液受け部５７によって受けることができる。
また、遮蔽壁５５には、副液受け部５７から主液受け部５６に処理液を導くための連通口である孔５８が形成されている。

排液カップ５１の底部５４の最外側部分には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。排液管６１には排液切り替え部および吸引機構（いずれも図示せず）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は例えば処理液の種類に応じて複数箇所に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隔壁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。前記のように、隔壁６５はその内側の回転軸１２周囲の空間Ｓ１とその外側の空間Ｓ２の雰囲気を分ける壁である。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。

前記のように、排液カップ５１の底部５４は、その外側から内側（回転中心側）に向かって上昇するように傾斜して形成されているため、主液受け部５６の内底面５４ａおよび副液受け部５７の内底面５４ｂもそれぞれ外側から内側（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、副液受け部５７は、主液受け部５６に比べて浅底に形成されている。これは、主液受け部５６と副液受け部５７で受ける処理液量の大小関係と対応している。すなわち、回転プレート１１の開口１１ｂを介して裏面側（下面）に廻り込む処理液は主液受け部５６で受ける処理液の量に比べて少ないため、副液受け部５７の容積に比べて主液受け部５６の容積を大きくすることが好ましい。

また、遮蔽壁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（例えば、旋回流）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。
すなわち、保持部材１４は、保持部１４ａの反対端である着脱部１４ｂに向かうに従い、回転プレート１１の裏面側の中心方向に向けて下方に突起しているため、回転プレート１１を回転させた状態で保持部材１４が羽根のような役割をして回転プレート１１の下方空間に気流を形成する。このような気流が発生すると、排気カップ５２内で排気口７０へ向かう一方向の排気の流れを乱してしまう。その結果、排気中に含まれるミストを拡散させ、ウエハＷの表面にウォーターマークやパーティクルを発生させる原因となる。そこで本実施形態では、保持部材１４を囲むように筒状の遮蔽壁５５を配備することにより、回転プレート１１の回転に伴う保持部材１４の周回運動によって発生した気流が外周方向へ向かうことを妨げ、正常な排気の流れを乱すことがないようにしている。

また、回転プレート１１の開口１１ｂを介して裏面側（下面）に廻り込む処理液を確実に回収するためには、回転プレート１１の外周側から、処理液が回転支持手段の裏面側に漏出する部位である回転プレート１１の開口１１ｂの下方位置に至る範囲を排液カップ５１によってカバーする必要がある。この目的のために、排液カップ５１の処理液受け部（凹部）を内側に向けて拡大した場合、回転プレート１１の裏面側に突出して装着された保持部材１４が回転する際に回転プレート１１の下方の空間に発生させる気流により、排液カップ５１の凹部内に集められた処理液の流れを乱し、ミストを発生させる原因となる。

このようなことから、本実施形態の排液カップ５１では、遮蔽壁５５によって排液カップ５１の処理液受け部を主液受け部５６および副液受け部５７に二分割し、前記気流が排液カップ５１の主液受け部５６内を流れる処理液の流れを乱すことを抑制し、ミストの発生を防止するとともに正常な排液の流れを維持できるようにした。また、遮蔽壁５５により二分割された排液カップ５１の主液受け部５６と副液受け部５７は、図１および図３に示されるように、いずれも断面視略Ｖ字型をした溝（環状の凹部）であり、その溝の最下端に排液口６０および連通口である孔５８が形成されているので、処理液を速やかに排液口６０へ運ぶことができる。
さらに、遮蔽壁５５は、前記気流を遮蔽する機能を持つことから、気流が排気経路に達して排気カップ５２内での正常な排気流を乱すことも防止できる。

以上のように、遮蔽壁５５を設けたことにより、保持部材１４の回転により発生した気流が排気カップ５２内での排気に与える影響と、排液カップ５１内での排液に与える影響を同時に緩和することができる。従って、液処理装置１００における排気および排液の効率を高め、ミストの発生やパーティクル汚染が少なく、信頼性の高い液処理装置を提供できる。

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５を参照して説明する。まず、図５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５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５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Ｗの中心上の吐出位置に移動させる。

この状態で、図５の（ｄ）に示すように、モータ３により回転プレート１１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洗浄処理を行う。

この洗浄処理においては、ウエハＷの表面および裏面の中心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。この場合に、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の主液受け部５６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を挿入する開口１１ｂが設けられているため、その部分から排液カップ５１の副液受け部５７に処理液が滴下される。

ウエハＷの洗浄の際に回転カップ４から排出される処理液は、回転しながら環状の隙間３３から排出されるため、それを受ける排液カップ５１は環状なものとならざるを得ない。

このように、環状の排液カップ５１から短時間で処理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、排出先を切り替えるタイミングを見極めるのが容易となり、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。

この場合に、排液カップ５１の底部５４（つまり、主液受け部５６の内底面５４ａおよび副液受け部５７の内底面５４ｂ）は外側から内側へ向かって上昇するように傾斜しているので、主液受け部５６および副液受け部５７に排出された処理液が速やかに外側部分に流れ、液残りを発生し難くすることができる。また、気流を遮蔽する機能を持つ遮蔽壁５５によって、回転プレート１１の回転時に主として保持部材１４により発生する気流をブロックし、気流が排液カップ５１内の処理液の流れを乱すことがないようにしている。さらに、遮蔽壁５５を設けることによって、気流が排気経路に達して排気カップ５２内の正常な排気を乱すことを防ぎ、ミストやパーティクルの拡散を抑制できる。

＜第２実施形態＞
次に図６〜図８を参照しながら本発明の第２実施形態に係る液処理装置について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る液処理装置１０１の概略構成を示す断面図である。この液処理装置１０１の基本的構成は、図１の第１実施形態にかかる液処理装置１００と同様であるため、以下では相違点のみを説明し、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第１実施形態の液処理装置１００では、遮蔽壁５５を排液カップ５１の底部５４から立設することによって、処理液受け部を主液受け部５６および副液受け部５７に二分割した。これに対し、本実施形態の液処理装置１０１では、回転プレート１１から下方に向けて円筒状の遮蔽壁５５ａを設ける構成とした。遮蔽壁５５ａは、回転プレート１１の開口１１ａよりも外周側の近傍に設けられており、その高さは、排液カップ５１ａの底部５４ｃの直近に達するように構成されている。従って、排液カップ５１ａは、第１実施形態のような遮蔽壁５５（図１）を有していない。

遮蔽壁５５ａの機能は、第１実施形態における遮蔽壁５５と略同様である。すなわち、遮蔽壁５５ａは、空間Ｓ２において発生した気流を遮蔽する機能を有しており、前記気流が排気経路に達して排気カップ５２内での正常な排気流を乱すことを防止できる。また、遮蔽壁５５ａによって、排液カップ５１ａの処理液受け部を主液受け部５６ａおよび副液受け部５７ａに二分割できるので、空間Ｓ２において保持部材１４の周回運動により発生した気流が排液カップ５１の主液受け部５６ａ内を流れる処理液の流れを乱すことを抑制し、ミストの発生を防止するとともに正常な排液の流れを維持するように作用する。本実施形態では、遮蔽壁５５ａにより二分割された排液カップ５１ａの主液受け部５６ａと副液受け部５７ａは、遮蔽壁５５ａの下端と排液カップ５１ａの底部５４ｃとの隙間において連通していることから、副液受け部５７ａに滴下した処理液は、内側（ウエハＷの回転中心側）から外周側へ向けて傾斜した底部５４ｃの内底部を速やかに流下して主液受け部５６ａに導かれる。そして、処理液は、断面視略Ｖ字型をした溝（環状の凹部）である主液受け部５６ａの最下端に形成された排液口６０へ速やかに運ばれる。

また、本実施形態の液処理装置１０１では、回転プレート１１の下面に、気流抑制手段としての弧状の凸部１１ｃを設けている。図７は回転プレート１１下面を示す斜視図であり、図８は、凸部１１ｃを含む回転プレート１１の要部断面図である。凸部１１ｃは、保持部材１４の装着部位Ｐを両側から挟むように複数個（本実施形態では３つ）設けられている。回転プレート１１を回転させると旋回流などの気流が空間Ｓ２に発生する理由は、前記のように、比較的大型の部材である保持部材１４が回転プレート１１の下方に突出した状態で周回運動する際に攪拌翼として働くためである。従って、回転プレート１１の下面において、保持部材１４と同じ円軌道を移動できる位置に凸部１１ｃを突出形成することにより、保持部材１４による攪拌機能を弱め、気流の発生自体を少なくすることができる。このような気流抑制効果を得るため、凸部１１ｃの高さｈは、保持部材１４の支点部１４ｄと同じもしくはそれ以上とすることが好ましい。なお、凸部１１ｃは、中空でも中実でもよく、また、回転プレート１１と一体に形成されていてもよいし、別部材を回転プレート１１の下面に接合したものであってもよい。

以上のように、遮蔽壁５５ａを回転カップ１１の側に設けることによっても、保持部材１４の回転により空間Ｓ２で発生した気流が排気カップ５２内での排気に与える影響と、排液カップ５１ａ内での排液に与える影響を同時に緩和することができる。また、遮蔽壁５５ａを配備したことに加え、回転プレート１１の下面に、保持部材１４による攪拌機能を弱める気流抑制手段（凸部１１ｃ）を設けたことにより、気流の強さを減衰させ得る。従って、液処理装置１０１における排気および排液の効率を高め、ミストの発生やパーティクル汚染が少なく、信頼性の高い液処理装置を提供できる。
なお、本実施形態の気流抑制手段（凸部１１ｃ）を、第１実施形態の液処理装置１００に適用することも可能である。

＜第３実施形態＞
次に、図９は本発明の第３実施形態に係る液処理装置１０２の概略構成を示す断面図である。この液処理装置１０２の基本的構成は、図１の第１実施形態にかかる液処理装置１００と同様であるため、以下では相違点のみを説明し、同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態にかかる液処理装置１０２では、遮蔽壁５５に加えて、その内側（回転軸１２側）下方に、第２の遮蔽壁７３を設けた。第２の遮蔽壁７３は、ベースプレート１上に設けられた底壁６６から立設された円筒状の壁である。この第２の遮蔽壁７３は、保持部材１４の下方位置に形成され、その上端が保持部材１４に近接する高さで形成されている。そして、第２の遮蔽壁７３は、回転プレート１１の回転時に保持部材１４の周回運動により空間Ｓ２内に発生した気流が、排液カップ５１や、その周囲の排気経路へ向かうことを妨げる作用を有している。このような気流遮蔽効果を高める上で、遮蔽板７３と保持部材１４との間隔は、円軌道を描いて移動する保持部材１４に接触しない範囲で出来るだけ少ないことが好ましい。

また、第２の遮蔽壁７３により、空間Ｓ２で発生した気流が排液カップ５１の下方から排気口７０へ回りこむことを防止できる。空間Ｓ２で発生した気流が直接排気口７０へ進行すると、排気カップ５２の上側壁６７と回転カップ４の庇部３１との間の導入口６８から取り込まれたガス成分が、排気口７０へと向かう排気の流れを乱してしまう。その結果、排気中のミストが拡散してウエハＷに付着しウォーターマークやパーティクル汚染を引き起こす原因となる。第２の遮蔽壁７３を設けることにより、上記のような気流の影響を排除して正常な排気を行なうことができる。
さらに、保持部材１４の近傍には、保持部材１４の着脱部１４ｂを押し上げるために図示しないシリンダ機構が配備されていることから、第２の遮蔽壁７３を設けることにより、排液カップ５１から処理液やミストが飛散してシリンダ機構に付着し、腐食の原因になることを防止できる。

このように、本実施形態の液処理装置１０２では、遮蔽壁５５に加えて、第２の遮蔽壁７３を設けた二重遮蔽構造を採用したので、空間Ｓ２で発生した気流が排気カップ５２内での排気に与える影響と、排液カップ５１内での排液に与える影響を同時に緩和することができる。従って、液処理装置１０２における排気および排液の効率を高め、ミストの発生やパーティクル汚染が少なく、信頼性の高い液処理装置を提供できる。なお、第３実施形態の液処理装置１０２における第２の遮蔽壁７３は、第２実施形態の液処理装置１０１にも配設することができる。

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、上記の各実施形態では、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、表面または裏面の一方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、レジスト液塗布処理やその後の現像処理等、他の液処理であっても構わない。
また、上記の各実施形態では、回転プレート１１と同期して回転する回転カップ４を備えた構成としたが、回転プレート１１に保持されたウエハＷを囲繞する液受けカップとしては、回転しないものでも使用できる。
また、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。

本発明の第１実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図。 本発明の第１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。 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。 本発明の第２実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図。 第２実施形態に用いられる回転プレートの下面の構造を示す斜視図。 第２実施形態に用いられる回転プレートの要部断面図。 本発明の第３実施形態に係る液処理装置の概略構成を示す断面図。

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；ＦＦＵ
１１；回転プレート
１２；回転軸
１３；昇降部材
１４；保持部材
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；底部
５５；遮蔽壁
５６；主液受け部（第１の液受け部）
５７；副液受け部（第２の液受け部）
６０；排液口
６５；隔壁
１００，１０１，１０２；液処理装置
Ｗ；ウエハ

Claims (13)

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体と、
   前記基板保持体に保持された基板を囲繞するように環状をなし、回転する基板から振り切られた処理液を受け止める液受けカップと、
   前記基板保持体を回転させる回転機構と、
   基板に処理液を供給する液供給機構と、
   前記液受けカップに対応した環状をなし、前記液受けカップから排出された処理液を受け止める第１の処理液受け部および前記第１の処理液受け部よりも内側に設けられ、前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止める第２の処理液受け部を有する排液カップと、
   を具備することを特徴とする、液処理装置。
2. 前記第２の処理液受け部から前記第１の処理液受け部へ処理液を排出する連通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１の処理液受け部の底部および前記第２の処理液受け部の底部は、それぞれ外側から内側に向かって上昇するように傾斜していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の液処理装置。
4. 前記基板保持体は、その下面側に配置されるとともに、開口を介して該基板保持体の上面側に突出した保持部によって基板を保持する保持部材を有しており、前記第２の処理液受け部は、前記開口を介して前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止めることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液処理装置。
5. 前記第１の処理液受け部と前記第２の処理液受け部との間には仕切り壁が設けられ、該仕切り壁は、前記基板保持体の回転中心からみて前記保持部材よりも径方向外側に位置することを特徴とする、請求項４に記載の液処理装置。
6. 前記第１の処理液受け部は、第１の環状凹部として形成され、前記第２の処理液受け部は、前記第１の環状凹部よりも内側に設けられた第２の環状凹部として形成されることを特徴とする、請求項１に記載の液処理装置。
7. 前記第２の環状凹部から前記第１の環状凹部へ処理液を排出する連通口を有することを特徴とする、請求項６に記載の液処理装置。
8. 前記第２の環状凹部は、前記第１の環状凹部より深さが浅く形成されていることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の液処理装置。
9. 前記第１の環状凹部の底部および前記第２の環状凹部の底部は、それぞれ外側から内側に向かって上昇するように傾斜していることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の液処理装置。
10. 前記基板保持体は、その下面側に配置されるとともに、開口を介して該基板保持体の上面側に突出した保持部によって基板を保持する保持部材を有しており、前記第２の処理液受け部は、前記開口を介して前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止めることを特徴とする、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の液処理装置。
11. 前記第１の環状凹部と前記第２の環状凹部との間には仕切り壁が設けられ、該仕切り壁は、前記基板保持体の回転中心からみて前記保持部材よりも径方向外側に位置することを特徴とする、請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の液処理装置。
12. 前記排液カップの外側に前記排液カップを囲繞するように設けられ、前記液受けカップおよびその周囲からの主に気体成分を取り入れて排気する排気カップをさらに具備することを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の液処理装置。
13. 基板を水平に保持し、基板とともに回転可能な基板保持体と、前記基板保持体に保持された基板を囲繞するように環状をなし、回転する基板から振り切られた処理液を受け止める液受けカップと、前記基板保持体を回転させる回転機構と、基板に処理液を供給する液供給機構と、前記液受けカップに対応した環状をなし、処理液を排出する排液口を有し、前記液受けカップから排出された処理液を受け止める排液カップと、を有する液処理装置を用いた液処理方法であって、
    前記排液カップに設けられた第１の処理液受け部により前記液受けカップから排出された処理液を受け止め、前記排液カップにおいて前記第１の処理液受け部よりも内側に設けられた第２の処理液受け部により前記基板保持体の裏面に漏出した処理液を受け止め、前記排液口に処理液を導くことを特徴とする、液処理方法。

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