(57)【要約】【課題】基板の下面への処理液による処理時にのみ対向部材を当該基板の下面に近接させることができる基板処理装置を提供すること。【解決手段】下面処理液配管１０の管壁の途中部には、ベローズ部２４が設けられている。下面処理液配管１０内を処理液が流通するときは、その処理液の圧力によってベローズ部２４が伸長状態となり、下面処理液配管１０内を処理液が流通しないときよりも、下面処理液配管１０の配管長が長くなる。下面処理液配管１０の上端部に、対向棒２０が固定されている。処理液の吐出時には、対向棒２０を前記近接位置に位置し、また、処理液を吐出しないときは、対向棒２０を前記離間位置に位置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平姿勢に保持するための基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持される基板の下面に対向する吐出口を有し、前記吐出口から鉛直軸線に沿って下方に延び前記吐出口に供給される処理液が内部を流通する処理液配管と、
前記処理液配管の上端部に固定されて、前記基板保持手段に保持される基板の下面に対向する対向部材と、
前記処理液配管の内部を処理液が流通するときに、当該処理液の圧力によって、前記処理液配管の配管長を、前記処理液配管の内部を処理液が流通しないときよりも伸長させる配管伸長機構とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記配管伸長機構は、前記処理液配管の途中部の管壁に設けられたベローズを含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記対向部材が、前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向し、前記基板回転手段による基板の回転半径方向に沿って延びる棒状の基板対向領域を有している、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記対向部材が、前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向し、前記基板回転手段による基板の回転半径よりも小径の円形状に形成された基板対向領域を有している、請求項１または２記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板等が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板に対して処理液を用いた処理が行われる。基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平な姿勢に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板の主面に向けて処理液を供給するノズルとを備えている。
【０００３】
スピンチャックに保持された状態の基板の下面に対して処理液を供給する場合は、スピンチャックの回転軸に挿通された中心軸ノズルが用いられる。この中心軸ノズルの上端には吐出口が開口しており、この吐出口は、スピンチャックに保持された基板の下面中央に対向している。
基板は、その表面（処理対象面）を下方に向けた状態でスピンチャックに保持される。そして、スピンチャックにより基板が回転されつつ、その基板の下面中央に向けて吐出口から処理液が上方に向けて吐出される。基板の下面に達した処理液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の下面を伝って中央から周縁部に向けて移動する。これにより、基板の下面の全域に処理液が行き渡る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−７８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板の下面の全域が処理液によって確実に覆われるようにするためには、基板に供給される処理液の流量をある程度多くしておかなければならない。そのため、１枚の処理に要する処理液量が多くなり、それに応じて処理コストが高くつく。
そこで、前記特許文献１に開示されている実施形態のように、基板の下面に処理液を供給する一方で、当該下面の全域を覆う対向板を基板下面に近接して対向配置させ、この対向部材と基板下面との間に、処理液の液膜を保持することが考えられる。この場合、液膜を形成している処理液が対向板および基板の間を伝って回転半径方向の外方に拡がる。これにより、基板の下面の全域に処理液が行き渡り、当該下面の全域で薄い処理液の液膜を保持することができる。
【０００６】
しかしながら、基板の下面に対向板が対向配置されていると、基板への処理液を用いた処理後に基板に実施されるスピン乾燥の妨げとなるおそれがある。スピン乾燥とは、基板を高速回転させることによって、基板に付着した処理液を遠心力によって振り切る乾燥処理である。このスピン乾燥において、対向板と基板の下面との間の空間に大きな気流の乱れが生じて、基板乾燥不良が生じるおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、基板の下面に処理液の薄い液膜を保持することができ、これにより、処理液消費量を低減しつつ、処理液処理後に良好に基板を乾燥させることができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を水平姿勢に保持するための基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板を鉛直軸線まわりに回転させる基板回転手段（９）と、前記基板保持手段に保持される基板の下面に対向する吐出口（１１）を有し、前記吐出口から鉛直軸線に沿って下方に延び前記吐出口に供給される処理液が内部を流通する処理液配管（１０）と、前記処理液配管の上端部に固定されて、前記基板保持手段に保持される基板の下面に対向する対向部材（２０；４１）と、前記処理液配管の内部を処理液が流通するときに、当該処理液の圧力によって、前記処理液配管の配管長を、前記処理液配管の内部を処理液が流通しないときよりも伸長させる配管伸長機構（２４；５２，５７，５８）とを含む、基板処理装置（１；４０；５０）である。
【０００９】
この構成によれば、配管伸長機構により、処理液配管の内部を処理液が流通するときの処理液配管の配管長を、処理液配管の内部を処理液が流通しないときの処理液配管の配管長よりも伸長させることができる。そのため、処理液配管を通して吐出口から処理液を吐出する際には、当該吐出口から処理液を吐出しないときと比較して処理液配管の配管長が長くなる。この処理液配管の上端部には、対向部材が固定されている。したがって、対向部材を、処理液の吐出時に基板の下面に近接するように配置すれば、吐出口から処理液を吐出する際には、対向部材を基板の下面に接近させることができ、また、吐出口から処理液を吐出しないときは、対向部材を基板の下面から離間させることができる。
【００１０】
これにより、基板の下面に対向部材を近接配置させた状態で、当該基板の下面に処理液による処理を施すことにより、基板の下面に処理液の薄い液膜を確実に保持することができるから、小流量で処理液を供給しつつ、基板の下面の広範囲に処理液を行き渡らせることができる。
そして、処理液による処理後に、処理液の吐出を停止させれば、対向部材は基板の下面から離間するので、たとえば、基板を高速回転させて液成分を基板外に排除するスピン乾燥を行う際に、乱気流の発生を抑制することができる。このようにして、処理液による処理後の基板乾燥を良好に行える。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記配管伸長機構は、前記処理液配管の途中部の管壁に設けられたベローズ（２４）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液配管の途中部の管壁にベローズが設けられている。処理液は処理液配管内を管壁に衝突しながら流通するので、処理液配管内を処理液が流通する際は、ベローズは当該流通する処理液から圧力を受けて、伸長状態になる。そのため、処理液配管内への処理液の流通時に処理液配管が伸長する。このようなベローズを処理液配管の途中部の管壁に使用することにより、配管伸長機構の構成を簡単にすることができる。「ベローズ」とは、弾性的に伸縮可能な蛇腹状の筒体のことをいう。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記対向部材が、前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向し、前記基板回転手段による基板の回転半径方向に沿って延びる棒状の基板対向領域（３２）を有している、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の上面における対向部材の対向領域が、基板の回転半径方向に沿って棒状に延びている。このため、対向部材が基板の下面に近接されて、基板の下面に保持される処理液の液膜に接触すると、基板の下面に保持される処理液の液膜の表面張力により、液膜を形成している処理液が対向部材と基板との間を伝って回転半径方向の外方に拡がる。これにより、基板の下面の全域に処理液が行き渡り、当該下面の全域で薄い処理液の液膜を保持することができる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、前記対向部材が、前記基板保持手段に保持された基板の下面に対向し、前記基板回転手段による基板の回転半径よりも小径の円形状に形成された基板対向領域（４４）を有している、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の上面における対向部材の対向領域が、基板の回転半径よりも小径の円形状に形成されている。このため、対向部材が基板の下面に近接されて、基板の下面に保持される処理液の液膜に接触すると、基板の下面に保持される処理液の液膜の表面張力により、液膜を形成している処理液が対向部材および基板の間を伝って回転半径方向の外方へ放射状に拡がる。これにより、基板の下面の全域に処理液が行き渡り、当該下面の全域で薄い処理液の液膜を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す図である。
【図２】図１に示す下面処理液配管および対向棒の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す下面処理液配管および対向棒の構成を図解的に示す斜視図である。
【図４】図３の切断面線IV−IVから見た断面図である。
【図５】図１に示す下面処理液配管および対向棒の構成を図解的に示す断面図である。
【図６】図１に示す基板処理装置の処理例を示す工程図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す斜視図である。
【図８】図７に示す基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る基板処理装置１の構成を図解的に示す図である。
基板処理装置１は、処理液（薬液および純水（脱イオン水：deionized water））を用いて基板の一例としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）Ｗから汚染物質を除去するための洗浄処理を実行するための枚葉式の装置である。
【００１６】
基板処理装置１は、隔壁（図示しない）により区画された処理室２内に、ウエハＷを水平姿勢に保持して回転させるためのスピンチャック（基板保持手段）３と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面（上面）に向けて薬液を吐出するための薬液ノズル４と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に純水を供給するための純水ノズル５とを備えている。
【００１７】
スピンチャック３は、ほぼ鉛直に延びるスピン軸６と、スピン軸６の上端にほぼ水平な姿勢で取り付けられた円板状のスピンベース７と、スピンベース７の周縁部に配置された複数の挟持部材８とを備えている。複数の挟持部材８は、スピン軸６の中心軸線を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で配置されている。各挟持部材８をウエハＷの端面に当接させて、複数の挟持部材８でウエハＷを挟持することにより、ウエハＷがほぼ水平な姿勢で保持され、ウエハＷの中心がスピン軸６の中心軸線上に配置される。
【００１８】
スピン軸６には、モータ（図示しない）を含むチャック回転駆動機構（基板回転手段）９から回転力が入力される。この回転力の入力により、スピン軸６が回転し、挟持部材８に挟持されたウエハＷがスピンベース７ともにスピン軸６の中心軸線まわりに回転する。
スピン軸６は中空軸であり、その内部には、処理液（薬液または純水）が流通するための下面処理液配管（処理液配管）１０が相対回転可能に挿通されている。下面処理液配管１０の上端には、スピンベース７の上方で開口する下面吐出口１１（吐出口）１１が形成されている。
【００１９】
また、下面処理液配管１０には、薬液供給源から薬液が供給される薬液下供給管１２と、純水供給源から純水が供給される純水下供給管１３とが接続されている。薬液下供給管１２には、この薬液下供給管１２を開閉するための薬液下バルブ１４が介装されている。純水下供給管１３には、この純水下供給管１３を開閉するための純水下バルブ１５が介装されている。
【００２０】
純水下バルブ１５が閉じられた状態で、薬液下バルブ１４が開かれると、薬液下供給管１２から下面処理液配管１０に薬液が供給される。その薬液は、下面処理液配管１０の内部を流通し、下面吐出口１１に供給されて、下面吐出口１１から上方に向けて吐出される。スピンチャック３にウエハＷが保持された状態で、下面吐出口１１から薬液を吐出させることにより、ウエハＷの裏面（下面）に薬液を供給することができる。
【００２１】
下面吐出口１１から吐出される薬液として、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered  HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）、塩酸、リン酸、酢酸、アンモニア、過酸化水素水、クエン酸、蓚酸およびＴＭＡＨなどを例示することができる。
【００２２】
薬液下バルブ１４が閉じられた状態で、純水下バルブ１５が開かれると、純水下供給管１３から下面処理液配管１０に純水が供給される。その純水は、下面処理液配管１０の内部を流通し、下面吐出口１１から上方に向けて吐出される。スピンチャック３にウエハＷが保持された状態で、下面吐出口１１から純水を吐出させることにより、ウエハＷの裏面（下面）に純水を供給することができる。
【００２３】
薬液ノズル４は、スピンチャック３の上方に、スピンチャック３に対して固定的に配置されている。薬液ノズル４には、薬液供給源からの薬液が供給される薬液上供給管１６が接続されている。薬液上供給管１６の途中部には、この薬液上供給管１６を開閉するための薬液上バルブ１７が介装されている。薬液上バルブ１７が開かれると、薬液上供給管１６から薬液ノズル４に薬液が供給され、薬液ノズル４から薬液が吐出される。
【００２４】
純水ノズル５は、スピンチャック３の上方に、スピンチャック３に対して固定的に配置されている。純水ノズル５には、純水供給源給からの純水が供給される純水上供給管１８が接続されている。この純水上供給管１８には、純水上バルブ１９が介装されている。純水上バルブ１９が開かれると、純水上供給管１８から純水ノズル５に純水が供給され、純水ノズル５から純水が吐出される。スピンチャック３にウエハＷが保持された状態で、純水ノズル５から純水を吐出させることにより、ウエハＷの表面に純水を供給することができる。
【００２５】
なお、薬液ノズル４は、スピンチャック３に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック３上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動によりウエハＷの表面における薬液の着液位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。また、純水ノズル５についても、スピンチャック３に対して固定的に配置されている必要はなく、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。
【００２６】
スピンベース７上には、対向部材の一例としての棒状の対向棒２０が設けられている。対向棒２０は、その一端が下面処理液配管１０の上端部に固定されている。この対向棒２０は、挟持部材８に挟持されるウエハＷ（すなわち、スピンチャック３に保持されるウエハＷ）の裏面（下面）に対向する。
また、基板処理装置１は、マイクロコンピュータで構成される制御部２１を備えている。制御部２１は、予め定められたプログラムに従って、チャック回転駆動機構９の駆動を制御し、また、薬液上バルブ１７の開閉、純水上バルブ１９の開閉、薬液下バルブ１４の開閉および純水下バルブ１５の開閉を制御する。
【００２７】
図２は、図１に示す下面処理液配管１０および対向棒２０の構成を示す断面図である。図３は、図１に示す対向棒２０および下面処理液配管１０の構成を図解的に示す斜視図である。
下面処理液配管１０は、処理室２内に固定的に配設され、薬液下供給管１２および純水下供給管１３が接続された略円筒状の本体管部２２と、この下面処理液配管１０の先端部（上端部）を構成する略円筒状の吐出管部２３と、吐出管部２３と本体管部２２とを接続するベローズ部２４とを備え、全体として鉛直方向に延びている。これら本体管部２２、ベローズ部２４および吐出管部２３は、耐薬液性を有する樹脂材料（ＰＣＶ（ポリ塩化ビニル）やＰＴＦＴ（ポリテトラフルオロエチレン）など）を用いて一体的に形成されている。
【００２８】
吐出管部２３および本体管部２２は、互いに同軸に設けられている。吐出管部２３の内径は本体管部２２の内径とほぼ同一にされており、その外径は、本体管部２２の外径よりも小径にされている。吐出管部２３の上端に下面吐出口１１が開口している。下面吐出口１１はたとえば円形に形成されている。
ベローズ部２４は、管軸方向（上下方向）に伸縮自在に形成されている。ベローズ部２４が伸縮すると、それに伴って、その先端側に設けられている吐出管部２３が、このベローズ部２４の伸縮に伴って昇降する。この実施形態では、吐出管部２３の内周面、ベローズ部２４の内周面および本体管部２２の内周面によって、下面処理液配管１０の管壁が構成されている。
【００２９】
下面処理液配管１０には、外挿部材２５が外挿されている。外挿部材２５は、ベローズ部２４の外周および規制用突起２６（後述する）の外周を取り囲むように覆う円筒状の本体部２７と、本体部２７よりも小径に設けられ、吐出管部２３に対向する内周面を有する円筒状のガイド筒部２８と、本体部２７の上端縁とガイド筒部２８の下端縁とを接続する円環状の規制壁部２９とを備えている。本体部２７およびガイド筒部２８は、鉛直方向に延び、互いに同軸に設けられている。本体部２７の下端部が、本体管部２２の上端部の外周に固定されている。
【００３０】
円筒状のガイド筒部２８内には、下面処理液配管１０の吐出管部２３が挿通されている。ガイド筒部２８は、ベローズ部２４の伸縮に伴って吐出管部２３が上下動する際に、その吐出管部２３の外周面をガイドするためのものであり、その内周は、吐出管部２３の外周とほぼ同じ径に形成されている。
吐出管部２３の下端部には、その周面から径方向外方に向けて突出する規制用突起２６が形成されている。この規制用突起２６は規制壁部２９と当接して、吐出管部２３の外挿部材２５に対する相対的な変位を規制するものである。この規制用突起２６は、たとえば環状突起によって構成されており、規制壁部２９と当接したときに対向棒２０が後述する近接位置（図５（ｂ）に示す対向棒２０の位置）に配置されるような位置に設けられている。
【００３１】
対向棒２０は、ウエハＷの回転中心上に設けられる円筒状の固定部３０と、固定部３０からウエハＷの回転半径方向に向けて水平に延びる棒状の棒部３１とを備え、ウエハＷの回転中心ＣからウエハＷの周縁部まで、当該ウエハＷの回転半径方向に沿って延びている。
固定部３０および棒部３１は、石英、カーボン、フッ素系樹脂（ＰＣＴＥＦ（三フッ化塩化エチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＴ（ポリテトラフルオロエチレン））等を用いて一体的に形成されている。
【００３２】
固定部３０は、吐出管部２３の上端部に外嵌されて固定されている。下面処理液配管１０のベローズ部２４の圧縮状態（図２参照）では、対向棒２０の固定部３０の下端面が、外挿部材２５の本体部２７の上端面に接している。
図４は、図３の切断面線IV−IVから見た断面図である。
棒部３１の上面には、スピンチャック３に保持されたウエハＷの上面と対向するための基板対向面（基板対向領域）３２が形成されている。この基板対向面３２は、水平方向が長軸で、鉛直方向が短軸の楕円筒面に形成されている。そして、基板対向面３２の最上部分が、固定部３０の上端面とほぼ面一に形成されている（図３と図４とを併せて参照）。
【００３３】
図５は、下面処理液配管１０および対向棒２０の構成を図解的に示す断面図である。（ａ）は、下面吐出口１１から処理液が吐出されている状態を示し、（ｂ）は、下面吐出口１１から処理液が吐出されていない状態を示している。
下面吐出口１１から処理液が吐出されていないとき、すなわち、下面処理液配管１０内に処理液（薬液または純水）が流通していないときは、ベローズ部２４は、対向棒２０および吐出管部２３に作用する重力によって、鉛直方向に圧縮された圧縮状態にある。このとき、対向棒２０はウエハＷの下面から離間する離間位置（図２および図５（ａ）に示す対向棒２０の位置）に配置されている。対向棒２０が離間位置にあるときの基板対向面３２の上端部分とウエハＷの下面との間の間隔Ｎ０は、ウエハＷをスピン乾燥速度（たとえば２５００ｒｐｍ）で回転させたときに、対向棒２０の基板対向面３２とウエハＷの下面との間の空間に大きな気流の乱れが生じない程度の大きさ（たとえば５ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ）に設定されている。
【００３４】
下面吐出口１１から処理液を吐出しているとき、すなわち、下面処理液配管１０内に、薬液下供給管１２（図１参照）からの薬液または純水下供給管１３（図１参照）からの純水（以下、薬液と純水をまとめて「処理液」という）が流通していると、この処理液が下面処理液配管１０内を管壁に衝突しながら流通し、ベローズ部２４が当該流通する処理液から圧力を受ける。そして、対向棒２０および吐出管部２３に作用する重力およびベローズ部２４のばね力に抗して、圧縮状態（図２および図５（ａ）参照）から、管軸方向に伸長する伸長状態（図５（ｂ）参照）に変形する。
【００３５】
ベローズ部２４の圧縮状態から伸長状態への変形に伴って、下面処理液配管１０の吐出管部２３が上昇し、ガイド筒部２８に内挿された吐出管部２３は、ガイド筒部２８にその周面をガイドされつつ、この外挿部材２５に対して上方向に相対変位する。吐出管部２３の上昇に伴って、この吐出管部２３に固定されている対向棒２０も上昇する。言い換えれば、下面処理液配管１０が全体として伸長し、この下面処理液配管１０の上端部に固定された対向棒２０が上昇する。そして、規制用突起２６と外挿部材２５の規制壁部２９との干渉により、吐出管部２３の上昇が規制される。処理液の吐出状態においては、対向棒２０のその基板対向面３２の上端部分が、ウエハＷの下面と微小な間隔Ｎ１（たとえば０．５ｍｍ）を隔てて対向配置される近接位置（図５（ｂ）に示す対向棒２０の位置）に配置される。この間隔Ｎ１は、ウエハＷの下面に保持される処理液の液膜の厚みよりも小さな値であり、そのため、対向棒２０が前記近接位置にあると、対向棒２０がウエハＷの下面に保持される処理液に接触する。また、対向棒２０が前記近接位置にあると、ベローズ部２４のばね力が対向棒２０に鉛直下向きに作用している。
【００３６】
ウエハＷの下面に供給される薬液は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの下面を伝って中央部から周縁部に向けて流れる。ウエハＷの下面に保持される処理液の液膜の表面張力により、液膜を形成している処理液が対向棒２０およびウエハＷの間を伝って回転半径方向の外方に拡がる。
図６は、基板処理装置１の処理例を示す工程図である。
【００３７】
処理対象のウエハＷは、搬送ロボット（図示しない）によって処理室（図示しない）に搬入されて（ステップＳ１）、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に保持される。
ウエハＷがスピンチャック３に保持された後、制御部２１は、チャック回転駆動機構９を制御して、ウエハＷを回転開始させる（ステップＳ２）。ウエハＷの回転速度が所定の液処理速度（たとえば５００〜１５００ｒｐｍ、好ましくは１５００ｒｐｍ）に達すると、制御部２１は、薬液上バルブ１７を開いて、薬液ノズル４から薬液を吐出する（Ｓ３：薬液供給）。ウエハＷの表面（上面）の中央部に供給された薬液は、ウエハＷの上面を中央部から周縁部に向けて拡がる。その結果、ウエハＷの上面に付着しているパーティクル等の異物がウエハＷの上面全域から除去される。
【００３８】
また、制御部２１は、薬液下バルブ１４を開いて、下面吐出口１１から薬液を吐出する（Ｓ３：薬液供給）。このときの下面吐出口１１からの吐出流量は、たとえば０．５Ｌ／ｍｉｎと比較的小流量に設定されている。
薬液下バルブ１４が開かれると、薬液供給源からの薬液が薬液下供給管１２を通って下面処理液配管１０内を流通する。下面処理液配管１０内の薬液の流通に伴い、ベローズ部２４が圧縮状態から伸長状態に変形するために、下面処理液配管１０が伸長し、対向棒２０が、離間位置（図２および図５（ａ）に示す対向棒２０の位置）から、近接位置（図５（ｂ）に示す対向棒２０の位置）まで上昇する。
【００３９】
ウエハＷの下面に供給される薬液は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの下面を伝って中央部から周縁部に向けて流れる。ウエハＷの下面に保持される薬液の液膜の表面張力により、液膜を形成している処理液が対向棒２０およびウエハＷの間を伝って回転半径方向の外方に拡がる。これにより、下面吐出口１１から吐出される薬液の吐出流量が少なくても、ウエハＷの下面の全域に薬液が行き渡り、当該下面の全域で薄い薬液の液膜を保持することができる。その結果、ウエハＷの下面に付着しているパーティクル等の異物がウエハＷの下面全域から除去される。
【００４０】
薬液ノズル４による薬液の供給から予め定める薬液処理時間が経過すると、制御部２１は薬液上バルブ１７を閉じて、薬液ノズル４からの薬液の吐出を停止させる。また、制御部２１は薬液下バルブ１４を閉じて、下面吐出口１１からの薬液の吐出を停止させる。
さらに、制御部２１は、純水上バルブ１９を開いて、純水ノズル５からウエハＷの上面の中心部に向けて純水を吐出する（Ｓ４：純水供給）。ウエハＷの上面に供給された純水が、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周縁に向けて流れ、この純水によってウエハＷの上面に付着している薬液が洗い流される。
【００４１】
さらにまた、制御部２１は、薬液下バルブ１４の閉塞とほぼ同時に純水下バルブ１５を開いて、下面吐出口１１からウエハＷの下面の中心部に向けて純水を吐出する（Ｓ４：純水供給）。これにより、ウエハＷの下面に保持される液膜が、薬液から純水へと置換される。
純水下バルブ１５が開かれると、純水供給源からの純水が純水下供給管１３を通って下面処理液配管１０内を流通する。このとき、下面処理液配管１０内に純水が流通するので、ベローズ部２４が伸長状態を維持する。このため、対向棒２０が近接位置（図５（ｂ）に示す対向棒２０の位置）に配置され続ける。
【００４２】
ウエハＷの下面に供給される純水は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの下面を伝って中央部から周縁部に向けて流れる。ウエハＷの下面に対向配置される対向棒２０の表面張力によって、液膜を形成している純水が対向棒２０およびウエハＷの間を伝って回転半径方向の外方に拡がる。このため、ウエハＷの下面の全域に純水を行き渡らせることができる。この純水によってウエハＷの下面に付着している薬液が洗い流される。
【００４３】
純水ノズル５による純水の吐出開始から所定の純水処理時間が経過すると、制御部２１は、純水上バルブ１９を閉じて、ウエハＷへの純水の供給を停止する。また、制御部２１は、純水下バルブ１５を閉じて、ウエハＷへの純水の供給を停止する。
純水下バルブ１５が閉じられると、下面処理液配管１０内への純水の流通が停止されるので、下面処理液配管１０のベローズ部２４が圧縮状態に変形する。このため、対向棒２０は、その自重およびベローズ部２４のばね力を受けて離間位置（図２および図５（ａ）に示す対向棒２０の位置）まで下降する。
【００４４】
制御部２１は、スピンチャック３をスピン乾燥回転速度（たとえば２５００ｒｐｍ程度）まで加速する。これにより、純水によるリンス後のウエハＷの上面および下面に付着している純水が遠心力で振り切られてウエハＷが乾燥される（ステップＳ５）。このスピン乾燥において、ウエハＷの下面と対向棒２０の上面とが間隔Ｎ０を隔てて配置されているので、気流に大きな乱れが生じることがないから、ウエハＷの下面の乾燥が良好に行われる。
【００４５】
スピン乾燥処理が所定のスピン乾燥時間にわたって行われると、スピンチャック３の回転が停止される（ステップＳ６）。その後、搬送ロボット（図示しない）によってウエハＷが処理室２から搬出される（ステップＳ７）。
以上により、この実施形態によれば、ベローズ部２４の変形により、下面処理液配管１０の内部を処理液が流通するときの下面処理液配管１０の配管長を、下面処理液配管１０の内部を処理液が流通しないときの下面処理液配管１０の配管長よりも伸長させることができる。そのため、下面処理液配管１０を通して下面吐出口１１から処理液を吐出する際には、その下面吐出口１１から処理液を吐出しないときと比較して下面処理液配管１０の配管長が長くなる。下面処理液配管１０の上端部には、対向棒２０が固定されている。
【００４６】
したがって、処理液の吐出時には、対向棒２０を前記近接位置に配置させ、また、処理液を吐出しないときは、対向棒２０を前記離間位置に配置させることができる。対向棒２０を前記近接位置に配置させた状態で、ウエハＷの下面に処理液による処理を施すことにより、ウエハＷの下面に処理液の薄い液膜を確実に保持することができるから、小流量で処理液を供給しつつ、ウエハＷの下面の広範囲に処理液を行き渡らせることができる。
【００４７】
そして、処理液による処理後は、対向棒２０はウエハＷの下面から離間するので、ウエハＷに対し、当該ウエハＷを高速で回転させるスピン乾燥を施すことができる。これにより、処理液による処理後にウエハＷを良好に乾燥させることができる。
図７は、本発明の他の実施形態（第２実施形態）に係る基板処理装置４０の構成を図解的に示す斜視図である。図８は、図７に示す基板処理装置４０の構成を図解的に示す断面図である。
【００４８】
この図７および図８の実施形態に係る基板処理装置４０が、第１実施形態に係る基板処理装置１と相違する点は、対向部材として、棒状の対向棒２０に代えて円板状の対向板４１を設けた点にある。
対向板４１は、ウエハＷの回転中心上に設けられる円筒状の固定部４２（図８参照）と、ウエハＷの回転中心を中心とする円板状の円板部４３とを備えている。固定部４２は、第１実施形態の固定部４２に代えて設けられており、吐出管部２３に外嵌されて固定されている。ウエハＷの上面における対向板４１の対向領域が、ウエハＷの回転半径よりも小径の円形状に形成されている。
【００４９】
円板部４３の半径は、ウエハＷの半径（回転半径）より小径に形成されている。具体的には、ウエハＷの半径の１／３程度に形成されている。固定部４２の上端面は平坦な水平面をなしている。また、円板部４３の上面は平坦な水平面をなしている。これら固定部４２の上端面と円板部４３の上面とは同一平面に形成されている。この実施形態では、固定部４２の上端面と円板部４３の上面とによって、ウエハＷの下面に対向する基板対向面（基板対向領域）４４が形成されている。固定部４２および円板部４３は、石英、カーボン、フッ素系樹脂（ＰＣＴＥＦ（三フッ化塩化エチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＴＦＴ（ポリテトラフルオロエチレン））等を用いて一体的に形成されている。
【００５０】
処理液の吐出時には、対向板４１をウエハＷの下面に近接する近接位置（図８に二点鎖線にて図示）に配置させることでき、また、処理液を吐出しないときは、対向板４１をウエハＷの下面から離間する離間位置（図８に実線にて図示）に配置させることができる。
対向板４１が近接位置にあり、ウエハＷの下面に保持される処理液の液膜に接触すると、ウエハＷの下面に保持される処理液の液膜の表面張力により、液膜を形成している処理液が対向棒２０およびウエハＷの間を伝って回転半径方向に向けて放射状に拡げられ、径方向の外方への移動が促されるようになる。これにより、ウエハＷの下面の全域に処理液を、より一層行き渡らせることができる。
【００５１】
図９は、本発明の他の実施形態（第３実施形態）に係る基板処理装置５０の構成を図解的に示す斜視図である。
この図９の実施形態に係る基板処理装置５０が、第１実施形態に係る基板処理装置１と相違する点は、配管伸長機構として、ベローズ部２４以外の構成を設けた点にある。この実施形態では、下面処理液配管１０は、処理室２内に固定的に配設され、処理室２内に固定的に配設され、薬液下供給管１２（図１参照）および純水下供給管１３（図１参照）が接続された円筒状の本体管５１と、本体管５１に昇降自在に内挿されて、この下面処理液配管１０の先端部を構成する吐出管５２とを備えている。本体管５１および吐出管５２は鉛直方向に延びている。
【００５２】
吐出管５２は、本体管５１の内周面より小径の外周面を有する第１円筒部５３と、この第１円筒部５３に下方に連設されて、第１円筒部５３よりも大径の外周面を有する第２円筒部５４とを備えている。第１円筒部５３と第２円筒部５４とは、互いに同軸に設けられており、その内径同士がほぼ同一にされている。第１円筒部５３は本体管５１の上端部よりも上方に突出しており、その上端には、下面吐出口１１が開口している。本体管５１に対向棒２０の固定部３０が外嵌されて固定されている。このため、本体管５１は、固定部３０により上方から支持されている。
【００５３】
第２円筒部５４の外周面５５は、本体管５１の内周面よりやや小径に形成されている。外周面５５と本体管５１の内周面との間には、この外周面５５と本体管５１の内周面との間をシールするためのシール部材５６が配置されている。シール部材５６は、本体管５１内に処理液が流通する際に、その処理液が本体管５１の上端に進入することを防止している。
【００５４】
第１円筒部５３および第２円筒部５４の内周面は、１つの円筒面によって形成されている。第２円筒部は、水平面からなる下端面５７を有している。第２円筒部５４の外径が、第２円筒部５４の内径よりも著しく大径に形成されており（外径が内径の３〜４倍程度）、このため第２円筒部５４の下端面５７は広面積を有している。
対向棒２０の固定部３０と本体管５１との間には、ばね部材５８（たとえば、引張コイルばね）が介装されている。
【００５５】
下面処理液配管１０内に処理液が流通する状態では、本体管５１を流通する処理液が、吐出管５２内を通って、下面吐出口１１から上方に向けて吐出される。このとき、吐出管５２は、その下端面５７で、鉛直上方に向けて流通する処理液の圧力を受けて、ばね部材５８のばね力および対向棒２０の自重に抗して近接位置まで上昇する（図９に二点鎖線にて図示）。この実施形態では、配管伸長機構は、吐出管５２、下端面５７およびばね部材５８を含んでいる。
【００５６】
下面処理液配管１０内への処理液の流通が停止されると、対向棒２０に作用する鉛直上向きの力がなくなり、対向棒２０は、その自重およびばね部材５８のばね力により下降する。そして、対向棒２０が離間位置（図９に実線にて図示）まで下降する。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
【００５７】
たとえば、第３実施形態において、対向棒２０と下面処理液配管１０の本体管５１との間にばね部材５８を介装させる構成を例に挙げて説明したが、対向棒２０および吐出管５２に作用する自重が十分に大きければ、このばね部材５８を設けない構成とすることもできる。
また、第１および第２実施形態において、配管伸長機構としてのベローズを、下面処理液配管１０の他の配管部分（吐出管部２３または本体管部２２）と一体的に形成するものとして説明したが、これらの部材と別体で設けられていてもよい。
【００５８】
また、第２実施形態で採用した対向板４１を第３実施形態の基板処理装置５０において、対向棒２０に代えて採用してもよい。
また、第１および第３実施形態における対向棒２０の基板対向面３２の形状も、水平面であってもよいし、円筒面や楕円筒面などの凸状曲面であってもよい。また、ウエハＷの回転方向の上流側に向かうに従ってウエハＷの上面から離間する傾斜面で基板対向面３２を構成してもよい。
【００５９】
また、上記３つの実施形態においては、ウエハＷに対して薬液および純水を順に供給しウエハＷに洗浄処理を施す基板処理装置１，４０，５０を例に挙げたが、ウエハＷに対して純水のみを供給してウエハＷに洗浄処理を施す基板処理装置にも適用可能である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  基板処理装置
３  スピンチャック（基板保持手段）
９  チャック回転駆動機構（基板回転手段）
１０  下面処理液配管（処理液配管）
１１  下面吐出口（吐出口）
２０  対向棒（対向部材）
２４  ベローズ部（ベローズ）
３２  基板対向面（基板対向領域）
４０  基板処理装置
４１  対向板（対向部材）
４４  基板対向面（基板対向領域）
５０  基板処理装置
５２  吐出管（配管伸長機構）
５７  下端面（配管伸長機構）
５８  ばね部材（配管伸長機構）
Ｗ  ウエハ（基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010238781.tif 000009
【図８】
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【図９】
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