(57)【要約】【課題】基板に対する処理液の再付着を抑制または防止することができる基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持するための支持リング９を有するスピンチャック３と、スピンチャック３に保持された基板Ｗに処理液を供給する洗浄液ノズル４およびリンス液ノズル５と、基板Ｗの外方に向かって飛散する処理液の液滴を受け止めるためのスプラッシュガード６とを備えている。支持リング９は、基板Ｗの上面から外方へと処理液が流れていくように、基板Ｗの全周を取り囲んで基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように設けられた環状の拡張面６１を有している。また、スプラッシュガード６は、スピンチャック３に保持された基板Ｗの外方において、拡張面６１の全周縁部を上方から覆う環状の上壁部４５を有している。【選択図】図１
2010093191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に保持するための保持部、および前記保持部を鉛直な回転軸線まわりに回転させる回転手段を有する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の周囲を取り囲み、当該基板の外方に向かって飛散する処理液の液滴を受け止めるための処理液捕獲部材とを含み、
前記保持部は、基板の全周を取り囲んで当該基板の外周縁を外方に拡張するように設けられた環状の拡張面を有し、
前記処理液捕獲部材は、前記保持部に保持された基板の外方において、前記拡張面の全周縁部を上方から覆う環状の被覆部を有している、基板処理装置。
【請求項２】
前記被覆部は、処理液の液滴が前記拡張面との間を通って当該被覆部よりも前記回転軸線側に進入しないように、前記拡張面に近接されている、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記拡張面は、処理液に対する親液性が基板よりも高い親液面とされている、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記保持部は、基板の下方に空間が生じるように当該基板の下面周縁部を全周にわたって支持できるように形成されたものであり、当該空間を当該保持部の周囲の空間に連通させるための連通部を有している、請求項１〜３の何れか１項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、基板を処理する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、セラミック基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理するための基板処理装置が用いられる。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上面に処理液を供給する処理液ノズルと、基板の周囲に飛散する処理液を受け止めて捕獲するためのスプラッシュガードとを備えている。スプラッシュガードは、基板の回転軸線に対して回転対称な形状を有しており、スピンチャックの周囲を取り囲んでいる。
【０００３】
この基板処理装置で基板を処理する場合は、たとえば、スピンチャックに保持された基板の周端面にスプラッシュガードを対向させた状態で、スピンチャックによって基板を回転させつつ、当該基板の上面中央部に向けて処理液ノズルから処理液を連続吐出させる。処理液ノズルから吐出された処理液は、基板の上面中央部に着液し、基板の回転による遠心力を受けて、基板の上面周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板の上面全域に処理液が供給され、基板の上面に処理液による処理が行われる。また、処理液による処理が行われた後は、スピンチャックに保持された基板の周端面にスプラッシュガードを対向させた状態で、スピンチャックによって基板を高速回転させる。これにより、基板に付着している処理液を遠心力によって振り切って当該基板を乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
【特許文献１】特開２００８−２７９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような構成で処理液による処理や乾燥処理（スピンドライ）を行う場合、基板上の処理液は、液滴となって基板の外周縁からその周囲に排出される。このとき、基板の周囲に飛散する処理液の液滴は、スプラッシュガードによって受け止められ捕獲される。しかしながら、スプラッシュガードに衝突した処理液の一部は、液滴となって基板側に跳ね返ってしまう。また、基板の周囲に飛散する後続の液滴は、この跳ね返った液滴に衝突して、基板側に跳ね返る場合がある。そのため、基板から排出された処理液が基板に再付着して当該基板が汚染されるおそれがある。ところが、前記のような構成では、基板側に跳ね返ってくる処理液を遮るものが設けられていないので、基板に対する処理液の再付着を防止することができない。
【０００５】
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、基板に対する処理液の再付着を抑制または防止することが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】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を水平に保持するための保持部（９，１０９，２０９，３０９，４０９，５０９）、および前記保持部を鉛直な回転軸線（Ｌ１）まわりに回転させる回転手段（９）を有する基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供給手段（４，５）と、前記基板保持手段に保持された基板の周囲を取り囲み、当該基板の外方に向かって飛散する処理液の液滴を受け止めるための処理液捕獲部材（６）とを含み、前記保持部は、基板の全周を取り囲んで当該基板の外周縁を外方に拡張するように設けられた環状の拡張面（６１，１６１，２６１，３６１）を有し、前記処理液捕獲部材は、前記保持部に保持された基板の外方において、前記拡張面の全周縁部を上方から覆う環状の被覆部（４５）を有している、基板処理装置（１）である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、保持部が、基板の全周を取り囲んで当該基板の外周縁を外方に拡張するように設けられた環状の拡張面を有しているので、処理液供給手段から基板の上面に供給された処理液を拡張面に移動させることができる。また、この拡張面に移動した処理液を拡張面の縁部から飛散させて、拡張面から処理液を排出させることができる。これにより、処理液の飛散点を基板の外方に移動させることができる。
【０００８】
また、処理液捕獲部材が基板の周囲を取り囲んでおり、さらに、保持部に保持された基板の外方において、被覆部が拡張面の全周縁部を上方から覆っているので、処理液捕獲部材により覆われた空間で処理液を飛散させて、飛散した処理液を処理液捕獲部材によって確実に捕獲することができる。さらに、処理液捕獲部材に衝突して基板側に跳ね返った処理液の液滴や、この跳ね返った液滴と拡張面から外方に飛散する後続の液滴との衝突により基板側に跳ね返った処理液の液滴を処理液捕獲部材によって受け止めて、この処理液の液滴が基板側に戻ることを抑制または防止することができる。これにより、処理液の再付着による基板の汚染を抑制または防止することができる。
【０００９】
また、この発明によれば、処理液捕獲部材の被覆部が保持部に保持された基板の外方において拡張面の全周縁部を上方から覆っているので、被覆部の内側には、基板が通過可能な空間が確保されている。したがって、基板を処理液捕獲部材に衝突させることなく、保持部に対する基板の搬入および搬出を行うことができる。これにより、保持部に対する基板の搬入および搬出を円滑に行うことができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記被覆部は、処理液の液滴が前記拡張面との間を通って当該被覆部よりも前記回転軸線側に進入しないように、前記拡張面に近接されている、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、被覆部が拡張面に近接されているので、基板側に跳ね返ってくる処理液の液滴が、被覆部と拡張面との間を通って被覆部よりも前記回転軸線側（基板側）に移動することを一層確実に抑制または防止することができる。これにより、基板から排出された処理液が基板に再付着することを一層確実に抑制または防止することができ、処理液の再付着による基板の汚染を一層確実に抑制または防止することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記拡張面は、処理液に対する親液性が基板よりも高い親液面とされている、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、拡張面の親液性が基板よりも高くされているので、基板の上面周縁部から拡張面へと向かう処理液の外方への移動を拡張面の親液性によって促して、基板から拡張面に処理液を円滑に移動させることができる。これにより、基板から拡張面に処理液を確実に移動させて、処理液捕獲部材により覆われた拡張面の縁部から当該処理液を排出させることができる。その結果、基板側に飛散する処理液の液滴を処理液捕獲部材によって確実に受け止めて、処理液の再付着による基板の汚染を一層確実に抑制または防止することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記保持部は、基板の下方に空間（Ｓ１）が生じるように当該基板の下面周縁部を全周にわたって支持できるように形成されたものであり、当該空間を当該保持部の周囲の空間に連通させるための連通部（６３，４６３）を有している、請求項１〜３の何れか１項に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、保持部に基板を保持させた状態で当該保持部を前記回転手段によって鉛直な回転軸線まわりに回転させることにより、基板の下方に生じた空間の気体を遠心力によって連通部から排出させて、当該空間を負圧にすることができる。したがって、この負圧により基板を吸着保持することができる。これにより、基板を吸着保持した状態で、保持部とともに一体回転させることができる。
【００１３】
また、この発明によれば、保持部が基板の下面周縁部を支持するので、基板の下面周縁部以外の部分を非接触にした状態で、基板を吸着保持することができる。これにより、基板と保持部との接触面積を低減することができる。したがって、パーティクルなどの異物が保持部から基板に移って、当該基板が汚染されることを抑制または防止することができる。
【００１４】
さらに、この発明によれば、保持部を回転させることにより基板を吸着保持することができるので、たとえば、複数の挟持部材により基板の周端面を挟持して当該基板を保持するメカニカルチャック機構などの保持機構を別途設けなくてもよい。そのため、基板上で外方に移動する処理液が挟持部材に当たって跳ね返ったり、前記回転軸線まわりの挟持部材の回転により気流が乱れたりして、基板から排出された処理液が当該基板に再付着することを抑制または防止することができる。これにより、処理液の再付着による基板の汚染を抑制または防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施形態を、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に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。基板処理装置１は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Ｗは、この実施形態では、半導体ウエハのような円形基板である。
基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、１枚の基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持手段）と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液としての洗浄液を供給するための洗浄液ノズル４（処理液供給手段）と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液としてのリンス液を供給するためのリンス液ノズル５（処理液供給手段）とを備えている。スピンチャック３の周囲には、基板Ｗの周囲に飛散する処理液を受け止めて捕獲するためのスプラッシュガード６（処理液捕獲部材）が配置されている。
【００１６】
スピンチャック３は、鉛直方向に延びる回転軸７と、回転軸７の上端に水平に取り付けられた円板状のスピンベース８と、このスピンベース８上に配置された支持リング９（保持部）と、回転軸７に結合されたモータ１０（回転手段）とを備えている。スピンチャック３は、基板Ｗの下面周縁部を支持リング９により支持した状態で当該基板Ｗを水平に保持することができる。また、スピンチャック３は、モータ１０の駆動力により、保持した基板Ｗを当該基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。回転軸７は、筒状のカバー１１を挿通しており、カバー１１には、モータ１０が収容されている。スピンベース８は、この実施形態では、基板Ｗよりも直径の大きな円板状の部材である。
【００１７】
また、回転軸７は中空軸とされている。回転軸７の内部には、下側処理液供給管１２が非接触状態で挿通されている。下側処理液供給管１２の上端には、基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する下面ノズル１３が設けられている。下面ノズル１３は、その吐出口１３ａが支持リング９により支持された基板Ｗの下面中央部に近接するように配置されている。
【００１８】
また、下側処理液供給管１２には、下側洗浄液供給管１４および下側リンス液供給管１５が接続されている。下側処理液供給管１２には、下側洗浄液供給管１４を介して図示しない洗浄液タンクからの洗浄液が供給される。また、下側処理液供給管１２には、下側リンス液供給管１５を介して図示しないリンス液供給源からのリンス液が供給される。下側処理液供給管１２には、処理液としての洗浄液およびリンス液が選択的に供給されるようになっている。これにより、下側処理液供給管１２から下面ノズル１３に処理液を供給して、下面ノズル１３の吐出口１３ａから基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。
【００１９】
下側洗浄液供給管１４には、下面ノズル１３への洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための下側洗浄液バルブ１６が介装されている。また、下側リンス液供給管１５には、下面ノズル１３へのリンス液の供給および供給停止を切り換えるための下側リンス液バルブ１７が介装されている。
下側処理液供給管１２に供給される洗浄液としては、たとえば、薬液やリンス液を用いることができる。薬液としては、たとえば、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。また、リンス液としては、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００２０】
また、回転軸７と下側処理液供給管１２との間には、下側処理液供給管１２を取り囲む筒状の下側ガス供給路１８が形成されている。下側ガス供給路１８の上端は、スピンベース８の上面中央部に位置する環状の下側ガス吐出口１９となっている（図３参照）。下側ガス供給路１８には、下側ガス供給管２０を介して図示しないガス供給源からのガスが供給される。下側ガス供給路１８に供給されたガスは、下側ガス吐出口１９から上方に向けて吐出される。下側ガス供給管２０には、下側ガス供給路１８へのガスの供給および供給停止を切り換えるための下側ガスバルブ２１と、下側ガス供給路１８に供給されるガスの流量を調整するためのガス流量調整バルブ２２とが介装されている。下側ガス供給路１８に供給されるガスとしては、たとえば、不活性ガスの一例である窒素ガスが用いられている。
【００２１】
洗浄液ノズル４は、たとえば、連続流の状態で洗浄液を吐出するストレートノズルである。洗浄液ノズル４は、水平に延びるノズルアーム２４の先端部に取り付けられている。洗浄液ノズル４は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
洗浄液ノズル４には、洗浄液供給管２５が接続されている。洗浄液ノズル４には、洗浄液供給管２５を介して図示しない洗浄液タンクからの洗浄液が供給される。洗浄液供給管２５には、洗浄液ノズル４への洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための洗浄液バルブ２６が介装されている。この実施形態では、洗浄液ノズル４に対応する洗浄液タンクと下面ノズル１３に対応する洗浄液タンクとが共通のタンクにされており、洗浄液ノズル４および下面ノズル１３に同一の洗浄液が供給されるようになっている。すなわち、この実施形態では、洗浄液ノズル４および下面ノズル１３から同一の洗浄液が吐出されるようになっている。
【００２２】
また、ノズルアーム２４には、鉛直方向に沿って延びる支持軸２７が結合されている。支持軸２７は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸２７には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構２８が結合されている。ノズル揺動駆動機構２８の駆動力が支持軸２７に入力されることにより、洗浄液ノズル４およびノズルアーム２４が、支持軸２７の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に洗浄液ノズル４を配置したり、スピンチャック３の上方から洗浄液ノズル４を退避させたりすることができる。
【００２３】
リンス液ノズル５は、たとえば、連続流の状態でリンス液を吐出するストレートノズルである。リンス液ノズル５は、水平に延びるノズルアーム２９の先端部に取り付けられている。リンス液ノズル５は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
リンス液ノズル５には、リンス液供給管３０が接続されている。リンス液ノズル５には、リンス液供給管３０を介して図示しないリンス液供給源からのリンス液が供給される。リンス液供給管３０には、リンス液ノズル５へのリンス液の供給および供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ３１が介装されている。リンス液ノズル５には、たとえば、下側リンス液供給管１５を介して下面ノズル１３に供給されるリンス液と同種のリンス液が供給されるようになっている。すなわち、この実施形態では、リンス液ノズル５および下面ノズル１３から同種のリンス液が吐出されるようになっている。
【００２４】
また、ノズルアーム２９には、鉛直方向に沿って延びる支持軸３２が結合されている。支持軸３２は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸３２には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構３３が結合されている。ノズル揺動駆動機構３３の駆動力が支持軸３２に入力されることにより、リンス液ノズル５およびノズルアーム２９が、支持軸３２の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方にリンス液ノズル５を配置したり、スピンチャック３の上方からリンス液ノズル５を退避させたりすることができる。
【００２５】
スプラッシュガード６は、内構成部材３４と外構成部材３５とを備えている。内構成部材３４は、筒状であり、外構成部材３５は、有底筒状である。内構成部材３４は、外構成部材３５内に収容されている。内構成部材３４および外構成部材３５は、それぞれスピンチャック３の周囲を取り囲んでいる。
内構成部材３４は、円筒状の外壁部３６と、この外壁部３６の上端から中心側（回転軸線Ｌ１に近づく方向）に向かって斜め上方に延びる筒状の上壁部３７と、外壁部３６と同軸になるように外壁部３６の内側に配置され、上壁部３７の途中部から下方に延びる円筒状の案内部３８とを有している。上壁部３７の上端部の内周面によってリンス液捕獲部３９が形成されている。
【００２６】
案内部３８は、軸長（中心軸線に沿う方向への長さ）が外壁部３６よりも長くされており、その下端は、外壁部３６の下端よりも下方に位置している。案内部３８の下端における周方向の一部には、支持軸４０が結合されている。支持軸４０は、外構成部材３５を挿通しており、その一部は、外構成部材３５の外部に位置している。支持軸４０には、外構成部材３５の外部において、たとえばエアシリンダからなる昇降機構４１が結合されている。この昇降機構４１の駆動力を支持軸４０に入力することにより、外構成部材３５内において、内構成部材３４を鉛直方向に昇降させることができる。内構成部材３４は、リンス液捕獲部３９が支持リング９に支持された基板Ｗの周端面に対向する排液位置（図１において実線で示す内構成部材３４の位置）と、上壁部３７の上端が支持リング９の上面より下方に位置する回収位置（図１において二点鎖線で示す内構成部材３４の位置）との間で昇降される。
【００２７】
外構成部材３５は、平面視において円環状をなす底部４２と、底部４２の外周縁から上方に立ち上がる円筒状の外壁部４３と、底部４２の内周縁から上方に立ち上がる円筒状の内壁部４４と、外壁部４３の上端から水平方向に沿って中心側（回転軸線Ｌ１に近づく方向）に延びる円環状の上壁部４５とを有している。
底部４２には、基板Ｗの処理に用いられた後のリンス液を排液するための排液溝４６と、基板Ｗの処理に用いられた後の洗浄液を回収するための回収溝４７とが形成されている。排液溝４６には、リンス液排液配管４８が接続されており、回収溝４７には洗浄液回収管４９が接続されている。洗浄液回収管４９は、洗浄液ノズル４および下面ノズル１３に供給するための洗浄液が貯留された前述の洗浄液タンク（図示せず）に接続されている。回収溝４７に集められた洗浄液は、洗浄液回収管４９を介して洗浄液タンクに回収され、再び洗浄液ノズル４および下面ノズル１３に供給される。これにより、洗浄液が再利用され洗浄液の消費量が低減される。
【００２８】
排液溝４６および回収溝４７は、それぞれ、環状をなしており、スピンチャック３の周囲を取り囲んでいる。底部４２には、その径方向に関して段差が設けられており、回収溝４７は、排液溝４６の外側において排液溝４６よりも上方に位置している。また、底部４２には、回収溝４７の内側に隣接して配置された筒状壁５０が形成されている。筒状壁５０は、内構成部材３４が回収位置（二点鎖線で示す位置）にある状態で、内構成部材３４の外壁部３６と案内部３８との間に収容されるように形成されている。また、内構成部材３４の外壁部３６は、内構成部材３４が回収位置にある状態で、回収溝４７に収容されるように形成されている。
【００２９】
外壁部４３は、内壁部４４よりも軸長が長くされている。外壁部４３の上端は、スピンベース８とほぼ同じ高さにまで達している。外壁部４３は、その径方向に十分な間隔を隔ててスピンチャック３を取り囲んでいる。また、内壁部４４は、カバー１１の下端部に近接した位置で当該カバー１１を取り囲んでいる。
上壁部４５は、外壁部４３の上端から中心側に向かって斜め上方にゆるやかに傾斜する円環状の主体部５１と、主体部５１の内周縁から中心側に延びる先端部５２とを有している。主体部５１の下面は、支持リング９に支持された基板Ｗの周端面に対向するように形成されており、洗浄液捕獲部５４を形成している。また、先端部５２は、主体部５１の内周縁から中心に向かって水平に延びており、その途中部が下方に折り曲げられて階段状をなしている。先端部５２は、上壁部４５の内周縁部を構成する円環状の水平部５２ａと、この水平部５２ａの外周縁から鉛直上方に立ち上がる円筒状の立ち上がり部５２ｂとを含む。水平部５２ａの下面は、平坦な水平面とされている。また、立ち上がり部５２ｂの周囲には、立ち上がり部５２ｂを取り囲む筒状の空間が確保されている。
【００３０】
先端部５２は、支持リング９の上方にまで達しており、支持リング９の外周よりの部分（後述の拡張面６１の全域）を全周にわたって上方から覆っている。より詳細には、先端部５２は、平面視において、基板Ｗの外方の領域で支持リング９の上面と重なり合う領域を有している。水平部５２ａは、支持リング９に近接されており、水平部５２ａの下面と支持リング９の上面との間には、全周にわたって隙間５５が形成されている。水平部５２ａの下面と支持リング９の上面との間の鉛直方向の間隔は、全周にわたって一定とされており、その大きさは、たとえば、２ｃｍ以下、好ましくは、１ｍｍ〜５ｍｍにされている。隙間５５は、外構成部材３５の内部空間であるその周囲の空間に連通している。
【００３１】
また、上壁部４５の内側には、平面視円形の開口５６が形成されている。開口５６の直径は、基板Ｗの直径よりも大きくされ、支持リング９の外径よりも小さくされている。すなわち、上壁部４５の内径（水平部５２ａの内径）は、基板Ｗの直径よりも大きくされ、支持リング９の外径よりも小さくされている。支持リング９に基板Ｗを載置するときや、支持リング９から基板Ｗを払い出すときは、この開口５６を基板Ｗが通過するようになっている。開口５６の直径が基板Ｗの直径よりも大きくされているので、上壁部４５に基板Ｗを衝突させることなく、開口５６に対して基板Ｗを通過させることができる。また、上壁部４５の内径が基板Ｗの直径よりも大きくされ、上壁部４５が基板Ｗの外方において支持リング９を覆っているので、上壁部４５の下面に付着した処理液のミストやパーティクルなどの異物が落下して、基板Ｗに付着することを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。
【００３２】
基板Ｗから排出される使用済み洗浄液を捕獲して回収するときは、内構成部材３４を回収位置（二点鎖線で示す位置）に位置させる。内構成部材３４を回収位置に位置させることにより、内構成部材３４の上壁部３７の上端と外構成部材３５の上壁部４５との間に環状の開口が形成され、洗浄液捕獲部５４が支持リング９に支持された基板Ｗの周端面に対向する。これにより、基板Ｗから排出される洗浄液を、内構成部材３４の上壁部３７と外構成部材３５の上壁部４５とを通じて回収溝４７に導くことができる。また、基板Ｗの周囲に勢い良く飛散する洗浄液を洗浄液捕獲部５４により受け止めて、回収溝４７に導くことができる。回収溝４７に導かれた使用済みの洗浄液は、洗浄液回収管４９によって洗浄液タンクに回収される。このようにして、基板Ｗから排出される使用済み洗浄液を捕獲して回収することができる。
【００３３】
また、基板Ｗから排出される使用済みリンス液を捕獲して排液するときには、内構成部材３４を排液位置（実線で示す位置）に位置させる。これにより、上壁部３７の上端が立ち上がり部５２ｂの周囲の空間に入り込み、リンス液捕獲部３９が支持リング９に支持された基板Ｗの周端面に対向する。すなわち、外構成部材３４に立ち上がり部５２ｂを設けることにより、上壁部３７の上端を支持リング９に支持された基板Ｗの上方にまで上昇させて、当該基板Ｗの周端面にリンス液捕獲部３９を確実に対向させることができる。これにより、基板Ｗから排出されるリンス液を、排液溝４６に導くことができる。また、基板Ｗの周囲に勢い良く飛散するリンス液をリンス液捕獲部３９により受け止めて、排液溝４６に導くことができる。排液溝４６に導かれた使用済みのリンス液は、リンス液排液配管４８から排液される。このようにして、基板Ｗから排出される使用済みリンス液を捕獲して排液することができる。
【００３４】
図２は、スピンチャック３の図解的な縦断面図である。また、図３は、スピンチャック３の図解的な平面図である。以下では、図２および図３を参照して、支持リング９およびそれに関連する構成について説明する。
支持リング９は、円環状をなす平板部５７と、この平板部５７の外周部から鉛直下方に延びる筒状部５８とを有している。平板部５７および筒状部５８は、同軸となるように一体形成されている。平板部５７および筒状部５８の厚みは、たとえば、数ｍｍ〜数ｃｍ程度にされている。平板部５７の内径は、基板Ｗの外径よりも小さくされており、平板部５７の外径は、基板Ｗの外径よりも大きくされている。この実施形態では、平板部５７の外径が、スピンベース８の外径とほぼ同じ大きさにされている。支持リング９は、平板部５７とスピンベース８とが同軸となるように、スピンベース８の上面周縁部に沿って水平に配置されている。筒状部５８は、スピンベース８の外側に位置しており、スピンベース８の上端部を全周にわたって取り囲んでいる。筒状部５８の内周面と、スピンベース８の外周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００３５】
平板部５７の断面形状（鉛直面に沿う断面形状）は、その内周側に向かって先細りとなる楔状をなしている。平板部５７の下面は、円環状の水平面にされており、平板部５７の上面には、円環状の水平面５９と、この水平面５９の内周縁から支持リング９の内側に向かって下方に傾斜する円環状のテーパ面６０とが設けられている。
テーパ面６０は、内径が基板Ｗの外径よりも小さくされており、外径が基板Ｗの外径よりも大きくされている。テーパ面６０は、基板Ｗの下面外周縁に対して全周にわたって線接触した状態で、当該基板Ｗを支持することができる。水平面５９およびテーパ面６０は、テーパ面６０によって基板Ｗが支持された状態で、水平面５９の高さが、基板Ｗの上面と同一または基板Ｗの上面よりも低くなるように形成されている。テーパ面６０によって基板Ｗの下面周縁部を支持することにより、スピンベース８の上面と基板Ｗの下面との間に、水平方向に沿う狭空間Ｓ１（空間）を形成することができる。
【００３６】
図３に示すように、平板部５７の上面において基板Ｗよりも外方に位置する部分（テーパ面６０の外周部と水平面５９とを含む部分。以下では、「拡張面６１」という。）は、当該基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲んでいる。支持リング９は、基板Ｗの上面に供給された処理液を当該基板Ｗの上面から拡張面６１に向かって外方へと流すことができるように形成されている。拡張面６１の内周部は、テーパ面６０の外周部に相当するので、支持リング９の内側に向かって下方に傾斜している。また、拡張面６１の高さは、支持リング９に支持された基板Ｗの上面と同一または基板Ｗの上面よりも低くなっている。
【００３７】
拡張面６１は、処理液に対する親液性が基板Ｗよりも高い親液面とされている。具体的には、たとえば、処理液に対する親液性が基板Ｗよりも高い材料によって支持リング９が形成されている。すなわち、基板Ｗがシリコンウエハである場合には（シリコンウエハと水との接触角は、７０度）、たとえば、石英、窒化珪素、アルミナなどによって支持リング９が形成されている。これにより、拡張面６１を含む支持リング９の全ての外表面が処理液に対する親液性が基板Ｗよりも高い親液面とされている。
【００３８】
また、支持リング９は、スピンベース８に一体回転可能に連結されている。具体的には、スピンベース８と平板部５７との間に複数の連結部材６２が介在しており、これらの連結部材６２によって、支持リング９がスピンベース８に一体回転可能に連結されている。支持リング９は、モータ１０（図１参照）の駆動力により、スピンベース８および回転軸７とともに回転軸線Ｌ１まわりに一体回転させられる。回転軸線Ｌ１は、支持リング９により支持される基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線である。
【００３９】
図３に示すように、複数の連結部材６２は、支持リング９の周方向に間隔を隔てて配置されている。また、図２に示すように、複数の連結部材６２は、スピンベース８に対して平板部５７を上方に離隔させた状態で、支持リング９をスピンベース８に連結している。スピンベース８の上面と平板部５７の下面との間の鉛直方向への間隔Ｇ１は、狭くされている（たとえば０．５ｍｍに設定されている。）。スピンベース８と平板部５７との間の鉛直方向への間隔Ｇ１を狭くすることにより、狭空間Ｓ１の高さが低減され、狭空間Ｓ１の体積が一層小さくされている。
【００４０】
また、平板部５７の下面とスピンベース８の上面との間には、水平方向に広がる連通部としての隙間６３が形成されている。この隙間６３は、支持リング９の内側の空間に連通している。したがって、隙間６３は、スピンベース８の上面と基板Ｗの下面との間に形成される狭空間Ｓ１に連通している。狭空間Ｓ１は、この隙間６３によって、支持リング９の周囲の空間に連通されている。隙間６３は、支持リング９の筒状部５８によってその周囲が取り囲まれており、処理液のミストやパーティクルなどの異物の進入が抑制または防止されている。
【００４１】
支持リング９によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、スピンベース８および支持リング９を低回転速度（たとえば１０〜３０ｒｐｍ程度）で回転させると、支持リング９に支持された基板Ｗが、その中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転する。このとき、支持リング９に支持された基板Ｗは、支持リング９との間に生じる摩擦力により、支持リング９に対して滑ることなく支持リング９と一体回転する。
【００４２】
一方、支持リング９によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、スピンベース８および支持リング９を所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）で回転させると、スピンベース８の上面と基板Ｗの下面との間の形成された狭空間Ｓ１が負圧となり、支持リング９によって支持された基板Ｗが、スピンチャック３に吸着保持される。
すなわち、基板Ｗおよびスピンベース８を前記所定の回転速度で回転させると、狭空間Ｓ１に存在する気体には外向きの力（回転軸線Ｌ１から離れる方向への遠心力）が作用する。また、狭空間Ｓ１は、連通部としての隙間６３によって支持リング９の周囲の空間に連通されている。さらに、基板Ｗの下面周縁部が全周にわたって支持リング９に支持されているので、基板Ｗの下面周縁部と支持リング９との間は、ほぼ密閉された状態となっている。したがって、基板Ｗおよびスピンベース８が前記所定の回転速度で回転されると、狭空間Ｓ１に存在する気体は遠心力によって隙間６３から排出され、狭空間Ｓ１が負圧となる。そのため、支持リング９によって支持された基板Ｗは、スピンチャック３に吸着保持され、この状態で支持リング９とともに回転軸線Ｌ１まわりに回転する。これにより、基板Ｗと支持リング９とを回転軸線Ｌ１まわりに一体回転させることができる。支持リング９によって支持された基板Ｗは、基板Ｗの下面周縁部以外の部分がスピンチャック３に対して非接触となった状態で、スピンチャック３に吸着保持されるようになっている。
【００４３】
次に、支持リング９に対して基板Ｗを載置するための構成について説明する。以下では、図１、図２および図３を参照する。
支持リング９に対する基板Ｗの載置は、スピンベース８に取り付けられた複数の突上げピン６４により行われる。各突上げピン６４は、鉛直方向に延びる軸部６５と、軸部６５の上端に連結された上端部６６とを有している。上端部６６の上面には、球面状の微少突起６７が形成されている。複数の突上げピン６４は、微少突起６７を基板Ｗの下面に点接触させることにより、当該基板Ｗを協働して支持することができる。
【００４４】
複数の突上げピン６４は、それぞれ、スピンベース８を厚み方向（図２では、紙面の上下方向）に貫通する複数の貫通孔６８を挿通している。各突上げピン６４は、スピンベース８に対して上下動可能に取り付けられている。また、各突上げピン６４は、スピンベース８に対して一体回転可能に取り付けられている。
図３に示すように、複数の貫通孔６８は、支持リング９と同心の所定の円周上で間隔を隔てて配置されている。同様に、複数の突上げピン６４も、支持リング９と同心の所定の円周上で間隔を隔てて配置されている。また、図２に示すように、各貫通孔６８には、環状のシール６９が保持されている。各突上げピン６４の軸部６５は、対応するシール６９を挿通している。これにより、各突上げピン６４の軸部６５とスピンベース８との間が封止されている。各突上げピン６４は、対応するシール６９に対して上下動可能となっている。
【００４５】
また、各突上げピン６４の軸部６５の下端は、回転軸７を取り囲む円環状の支持部材７０に連結されている。複数の突上げピン６４は、上端の高さが揃えられた状態で支持部材７０に連結されている。支持部材７０の下方には、プッシャ７１が配置されており、支持部材７０は、プッシャ７１によって上昇される。プッシャ７１は、本体部７２に対してロッド７３を上方に進出させることにより、支持部材７０を上昇させることができる。プッシャ７１が支持部材７０を上昇させることにより、複数の突上げピン６４が鉛直上方に一体的に上昇される。プッシャ７１は、各突上げピン６４の上端部６６が支持リング９よりも上方となる上位置（図２における上側の突上げピン６４の位置）まで各突上げピン６４を上昇させることができる。
【００４６】
また、各突上げピン６４の軸部６５には、コイルばね７４が外嵌されている。各コイルばね７４は、スピンベース８と支持部材７０との間で鉛直方向に圧縮されている。各コイルばね７４の上端は、スピンベース８の下面に係合しており、各コイルばね７４の下端は、支持部材７０の上面に係合している。各突上げピン６４は、複数のコイルばね７４の弾性復元力により、上端部６６の上面（微少突起６７の周囲の面）がスピンベース８の上面と同じ高さになる下位置で待機させられている。
【００４７】
プッシャ７１により各突上げピン６４が上位置まで上昇されると、各コイルばね７４がさらに圧縮され弾性変形する。そして、各突上げピン６４が上位置に達した後、プッシャ７１のロッド７３が降下されると、複数のコイルばね７４の弾性復元力により、各突上げピン６４が降下していく。これにより、各突上げピン６４を上位置から下位置に降下させることができる。
【００４８】
処理室２内に基板Ｗを搬入して、支持リング９に基板Ｗを載置するときは、最初に、プッシャ７１により支持部材７０が上昇され、各突上げピン６４が上位置まで上昇される。そして、洗浄液ノズル４およびリンス液ノズル５をスピンチャック３の上方から退避させた状態で、図示しない搬送ロボットによって処理室２内に基板Ｗが搬入され、複数の突上げピン６４上に基板Ｗが載置される。その後、プッシャ７１のロッド７３が降下されていき、コイルばね７４の弾性復元力により各突上げピン６４が下位置まで降下される。複数の突上げピン６４に載置された基板Ｗは、各突上げピン６４が降下する過程で、スプラッシュガード６に形成された開口５６を通過し、支持リング９のテーパ面６０上に載置される。これにより、支持リング９に基板Ｗが載置される。
【００４９】
一方、支持リング９から基板Ｗを払い出すときは、プッシャ７１により支持部材７０を上昇させ、各突上げピン６４を上位置まで上昇させる。支持リング９に支持された基板Ｗは、各突上げピン６４が上昇する過程で、複数の突上げピン６４上に移動し、スプラッシュガード６に形成された開口５６を通過する。そして、複数の突上げピン６４により支持された基板Ｗが、上位置において、搬送ロボットによって受け取られ、処理室２から搬出される。このとき、洗浄液ノズル４およびリンス液ノズル５は、スピンチャック３の上方から退避されている。これにより、支持リング９から基板Ｗが払い出され、処理室２から基板Ｗが搬出される。
【００５０】
このように、本実施形態では、搬送ロボットから支持リング９に基板Ｗを直接載置するのではなく、複数の突上げピン６４を介して支持リング９に基板Ｗを載置することができる。したがって、たとえば搬送ロボットが基板Ｗの下面を支持する形式のものである場合でも、スピンベース８などに搬送ロボットを衝突させることなく、支持リング９に基板Ｗを載置することができる。これにより、支持リング９に対して基板Ｗを確実に載置することができる。同様に、複数の突上げピン６４を用いることにより、スピンベース８などに搬送ロボットを衝突させることなく、支持リング９から基板Ｗを確実に払い出すことができる。
【００５１】
図４は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
この基板処理装置１は、制御部７５を備えている。制御部７５は、モータ１０、ノズル揺動駆動機構２８,３３、昇降機構４１、プッシャ７１などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられたバルブの開閉、および流量調整バルブの開度の調整は、制御部７５によって制御される。
【００５２】
図５は、基板処理装置１による基板Ｗの処理例を説明するための工程図である。また、図６〜図８は、それぞれ、基板Ｗの処理中におけるスピンチャック３の図解的な側面図である。
以下では、図１および図５を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの処理例について説明する。また、この処理例の各処理工程において、図２、および図６〜図８を適宜参照する。
【００５３】
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され（ステップＳ１１）、複数の突上げピン６４（図２参照）を介して支持リング９上に載置される。このとき、洗浄液ノズル４およびリンス液ノズル５は、スピンチャック３の上方から退避されている。支持リング９によって基板Ｗが支持されることにより、スピンベース８の上面と当該基板Ｗの下面との間には、水平方向に沿う狭空間Ｓ１が形成される。
【００５４】
次に、基板Ｗの上面および下面に対する洗浄処理が同時に行われる（ステップＳ１２）。具体的には、最初に、制御部７５によりノズル揺動駆動機構２８が制御されて、洗浄液ノズル４が基板Ｗの中心部の上方に配置される。そして、制御部７５により昇降機構４１が制御されて、スプラッシュガード６の内構成部材３４が回収位置（図１において二点鎖線で示す内構成部材３４の位置）に移動させられる。これにより、外構成部材３５に設けられた洗浄液捕獲部５４がスピンチャック３に保持された基板Ｗの周端面に対向する。
【００５５】
次に、制御部７５により下側ガスバルブ２１が開かれて、下側ガス吐出口１９から所定の吐出流量で窒素ガスが吐出される。下側ガス吐出口１９から吐出された窒素ガスは、外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって狭空間Ｓ１を広がっていき、平板部５７の下面とスピンベース８の上面との間の隙間６３を通って狭空間Ｓ１から排出される。
隙間６３から外方に窒素ガスを吹き出させることにより、処理液のミストやパーティクルなどの異物が、隙間６３を介して狭空間Ｓ１に進入することを抑制または防止することができる。また、この実施形態では、スピンベース８と平板部５７との間の鉛直方向への間隔Ｇ１が狭くされているので（図２参照）、異物が、隙間６３を介して狭空間Ｓ１に進入することを一層確実に抑制または防止することができる。これにより、異物が基板Ｗの下面に付着して、当該下面が汚染されることを抑制または防止することができる。
【００５６】
続いて、制御部７５によりモータ１０が制御されて、所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）でスピンベース８が回転させられる。これにより、支持リング９によって支持された基板Ｗが、スピンベース８に対して非接触の状態で、スピンチャック３に吸着保持され、支持リング９とともに前記所定の回転速度で回転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。このとき下側ガス吐出口１９からの窒素ガスの吐出流量は、制御部７５によりガス流量調整バルブ２２の開度が制御されて、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量に予め調整されている。
【００５７】
次に、制御部７５により洗浄液バルブ２６および下側洗浄液バルブ１６が開かれて、洗浄液ノズル４および下面ノズル１３から同一の洗浄液が吐出される。洗浄液ノズル４から吐出された洗浄液は、図６に示すように、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に洗浄液が供給され、基板Ｗの上面中心部から上面周縁部に向かう流れを有する洗浄液の液膜が基板Ｗの上面に沿って形成される。このようにして、基板Ｗの上面に対する洗浄処理が行われる。
【００５８】
基板Ｗの上面に対する洗浄処理において基板Ｗの上面周縁部に達した洗浄液は、遠心力によって拡張面６１に移動していく。したがって、図６に示すように、拡張面６１上には、基板Ｗ上に形成された洗浄液の液膜に連なる洗浄液の液膜が形成される。前述のように、拡張面６１は、処理液に対する親液性が基板Ｗよりも高い親液面とされているので、基板Ｗの上面周縁部に達した洗浄液は、拡張面６１によって外方への移動が促され、拡張面６１に向かって円滑に移動していく。さらに、拡張面６１が、支持リング９に支持された基板Ｗの上面よりも低くされている場合には、基板Ｗの上面周縁部に達した洗浄液が重力により拡張面６１へと円滑に移動していく。これにより、基板Ｗからの処理液の排出性が向上されている。したがって、基板Ｗ上の洗浄液を後続の洗浄液によって確実に置換して、基板Ｗの上面に対する洗浄処理を効率的に行うことができる。
【００５９】
また、拡張面６１上に形成された洗浄液の液膜は、図６に示すように、液滴となって拡張面６１の外周縁から外方に飛散し、拡張面６１から排出される。すなわち、拡張面６１を有する支持リング９により基板Ｗを支持させることにより、洗浄液の飛散点が基板Ｗの外方に移動されている。また、洗浄液の飛散点である拡張面６１の外周縁が外構成部材３５の上壁部４５によって覆われているので、スプラッシュガード６により覆われた空間で洗浄液を飛散させることができる。これにより、飛散した洗浄液をスプラッシュガード６によって確実に捕獲することができる。
【００６０】
拡張面６１の外周縁から外方に排出された洗浄液は、内構成部材３４の上壁部３７と外構成部材３５の上壁部４５との間を通って回収溝４７に導かれる。このとき、拡張面６１から勢い良く外方に飛散する洗浄液は、洗浄液捕獲部５４（主体部５１の下面）によって受け止められ回収溝４７に導かれる。より具体的には、主体部５１の下面が中心側（回転軸線Ｌ１に近づく方向）に向かって斜め上方に傾斜しているので、主体部５１の下面に衝突した洗浄液は、下方に跳ね返り、回収溝４７に導かれる。拡張面６１から排出された洗浄液を下方に跳ね返らせることにより、拡張面６１から排出された洗浄液が基板Ｗ側に戻って、当該基板に付着（再付着）することを抑制または防止することができる。これにより、洗浄液の再付着による基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。
【００６１】
一方、下面ノズル１３から吐出された洗浄液は、図６に示すように、基板Ｗの下面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面に沿って中心部から周縁部に向かって広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に洗浄液が供給され、その中心部から周縁部に向かう流れを有する洗浄液の液膜が基板Ｗの下面に沿って形成される。このようにして、基板Ｗの下面に対する洗浄処理が行われ、基板Ｗの上面および下面に対する洗浄処理が同時に行われる。
【００６２】
また、基板Ｗの下面に対する洗浄処理において下面ノズル１３から吐出された洗浄液は、平板部５７の下面とスピンベース８の上面との間の隙間６３を通って、狭空間Ｓ１から排出される。そして、狭空間Ｓ１から排出された洗浄液は、図６に示すように、支持リング９の筒状部５８の内周面とスピンベース８の外周面との間を通って流下し、排液溝４６に飛入する。これにより、使用済みの洗浄液が排液される。
【００６３】
基板Ｗの下面に対する洗浄処理において、下面ノズル１３からの洗浄液の吐出流量は、狭空間Ｓ１が液密にならず、狭空間Ｓ１と支持リング９の周囲の空間との連通状態が維持される量に設定されている。具体的には、膜厚がたとえば数μｍ〜数百μｍの洗浄液の液膜が基板Ｗの下面に沿って形成され、さらに、隙間６３が洗浄液によって封止されないように、下面ノズル１３からの洗浄液の吐出流量が設定されている。これにより、基板Ｗの下面に対する洗浄処理において、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持されるようになっている。
【００６４】
基板Ｗの上面および下面に対する洗浄処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部７５により洗浄液バルブ２６および下側洗浄液バルブ１６が閉じられて、基板Ｗの上面および下面への洗浄液の供給が停止される。
次に、基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が同時に行われる（ステップＳ１３）。具体的には、最初に、制御部７５により昇降機構４１が制御されて、図７に示すように、リンス液捕獲部３９がスピンチャック３に保持された基板Ｗの周端面に対向する排液位置まで内構成部材３４が移動させられる。そして、制御部７５により２つのノズル揺動駆動機構２８，３３が制御されて、洗浄液ノズル４が基板Ｗ上から退避された後、リンス液ノズル５が基板Ｗの中心部の上方に配置される。このとき、スピンベース８は、所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）で回転されており、下側ガス吐出口１９からはスピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量で窒素ガスが吐出されている。
【００６５】
次に、制御部７５によりリンス液バルブ３１および下側リンス液バルブ１７が開かれて、リンス液ノズル５および下面ノズル１３から同種のリンス液が吐出される。リンス液ノズル５から吐出されたリンス液は、図７に示すように、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域にリンス液が供給され、リンス液によって基板Ｗ上から洗浄液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。
【００６６】
基板Ｗの下面に対するリンス処理において基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、基板Ｗの上面周縁部から拡張面６１に向かって外方に移動していき、図７に示すように、液滴となって拡張面６１の外周縁から排出される。このとき、拡張面６１から勢い良く外方に飛散するリンス液の液滴は、リンス液捕獲部３９（上壁部３７の上端部の内周面）によって受け止められ排液溝４６に導かれる。より具体的には、上壁部３７の内周面が中心側（回転軸線Ｌ１に近づく方向）に向かって斜め上方に傾斜しているので、上壁部３７の内周面に衝突したリンス液は、下方に跳ね返り、排液溝４６に導かれる。拡張面６１から排出されたリンス液を下方に跳ね返らせることにより、拡張面６１から排出されたリンス液が基板Ｗ側に戻って、当該基板に付着（再付着）することを抑制または防止することができる。これにより、リンス液の再付着による基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。
【００６７】
一方、下面ノズル１３から吐出されたリンス液は、図７に示すように、基板Ｗの下面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面に沿って中心部から周縁部に向かって広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に洗浄液が供給され、リンス液によって基板Ｗの下面から洗浄液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの下面に対するリンス処理が行われ、基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が同時に行われる。
【００６８】
基板Ｗの下面に対するリンス処理において下面ノズル１３から吐出されたリンス液は、平板部５７の下面とスピンベース８の上面との間の隙間６３を通って、狭空間Ｓ１から排出される。そして、狭空間Ｓ１から排出されたリンス液は、図７に示すように、支持リング９の筒状部５８の内周面とスピンベース８の外周面との間を通って流下し、排液溝４６に飛入する。これにより、使用済みのリンス液が排液される。
【００６９】
基板Ｗの下面に対するリンス処理において、下面ノズル１３からのリンス液の吐出流量は、狭空間Ｓ１が液密にならず、狭空間Ｓ１と支持リング９の周囲の空間との連通状態が維持される量に設定されている。具体的には、膜厚がたとえば数μｍ〜数百μｍのリンス液の液膜が基板Ｗの下面に沿って形成され、さらに、隙間６３がリンス液によって封止されないように、下面ノズル１３からのリンス液の吐出流量が設定されている。これにより、基板Ｗの下面に対するリンス処理において、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持されるようになっている。
【００７０】
基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部７５によりリンス液バルブ３１および下側リンス液バルブ１７が閉じられて、基板Ｗの上面および下面へのリンス液の供給が停止される。
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ１４）。具体的には、内構成部材３４が排液位置（図１において実線で示す内構成部材３４の位置）に位置する状態で、制御部７５によりモータ１０が制御されて、高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）でスピンベース８が回転される。このとき下側ガス吐出口１９からは、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される吐出流量で、窒素ガスが吐出されている。
【００７１】
スピンベース８が高回転速度で回転されることにより、支持リング９に支持された基板Ｗは、スピンチャック３に吸着保持された状態で、支持リング９とともに高回転速度で回転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。また、基板Ｗに付着しているリンス液は、図８に示すように、液滴となった状態で遠心力によって基板Ｗ上を流れていき、基板Ｗの上面周縁部から拡張面６１に移動していく。これにより、基板Ｗ上からリンス液が排液され、基板Ｗが乾燥する。また、基板Ｗから拡張面６１に移動したリンス液の液滴は、遠心力によって拡張面６１の外周縁からその周囲に振り切られ、内構成部材３４によって排液溝４６に導かれる。
【００７２】
基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、モータ１０の回転が停止され、スピンチャック３による基板Ｗの回転が停止される。その後、処理済みの基板Ｗが、複数の突上げピン６４（図２参照）によって支持リング９から受け取られ、当該基板Ｗが、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（ステップＳ１５）。
以上のように本実施形態では、拡張面６１を有する支持リング９により基板Ｗを支持させることにより、処理液による処理（洗浄処理、リンス処理）や乾燥処理における処理液の飛散点を基板Ｗの外方に移動させることができる。
【００７３】
また、スプラッシュガード６が、処理液の飛散点である拡張面６１の外周縁をその全周にわたって上方から覆っているので、スプラッシュガード６により覆われた空間で処理液を飛散させて、飛散した処理液をスプラッシュガード６によって確実に捕獲することができる。
さらに、内構成部材３４や外構成部材３５に衝突して基板Ｗ側に跳ね返った処理液の液滴や、この跳ね返った液滴と拡張面６１から外方に飛散する後続の液滴との衝突により基板Ｗ側に跳ね返った処理液の液滴を内構成部材３４および外構成部材３５によって受け止めて、この処理液の液滴が基板Ｗ側に戻ることを抑制または防止することができる。
【００７４】
さらにまた、上壁部４５に設けられた水平部５２ａが、支持リング９に近接されているので、基板Ｗ側に跳ね返ってくる比較的粒径の大きな処理液の液滴や、比較的粒径の小さな処理液の液滴群（処理液のミスト）が、水平部５２ａと拡張面６１との間を通って水平部５２ａよりも基板Ｗ側に移動することを一層確実に抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗから排出された処理液が基板Ｗに付着（再付着）することを一層確実に抑制または防止することができ、処理液の再付着による基板Ｗの汚染を一層確実に抑制または防止することができる。
【００７５】
また、この実施形態では、スプラッシュガード６の上壁部４５が支持リング９に支持された基板Ｗの外方において拡張面６１を全周にわたって上方から覆っているので、上壁部４５の内側の空間（開口５６）を通過させることにより、基板Ｗをスプラッシュガード６に衝突させることなく、支持リング９に対する基板Ｗの搬入および搬出を行うことができる。これにより、支持リング９に対する基板Ｗの搬入および搬出を円滑に行うことができる。
【００７６】
さらに、この実施形態では、スピンベース８７および支持リング９の回転速度を高めることにより、支持リング９に支持された基板Ｗを吸着保持できるので、たとえば、複数の挟持部材により基板Ｗの周端面を挟持して当該基板Ｗを保持するメカニカルチャック機構や、狭空間Ｓ１内の空気を吸引することにより基板Ｗを吸着保持するためのバキューム機構などの保持機構を別途設けなくてもよい。そのため、基板処理装置１の構造を簡易にすることができ、基板処理装置１の製造コストを低減することができる。また、基板処理装置１を小型化することもできる。さらに、メカニカルチャック機構を設けなくてもよいので、たとえば前述の乾燥処理において、基板Ｗ上で外方に移動する処理液が挟持部材に当たって跳ね返ったり、回転軸線Ｌ１まわりの挟持部材の回転により気流が乱れたりして、基板Ｗから排出された処理液（処理液のミストなど）が当該基板Ｗに再付着することを抑制または防止することができる。これにより、処理液の再付着による基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。
【００７７】
さらにまた、この実施形態では、支持リング９のテーパ面６０が基板Ｗの下面周縁部を線接触で支持するようになっているので、基板Ｗとテーパ面６０との接触面積が小さくなっている。これにより、パーティクルなどの異物がテーパ面６０から基板Ｗに移って、当該基板Ｗが汚染されることを抑制または防止することができる。また、スピンチャック３によって基板Ｗを吸着保持するときに、基板Ｗの下面周縁部以外の部分をスピンチャック３に対して非接触とすることができるので、スピンチャック３から基板Ｗに異物が移って、当該基板Ｗが汚染されることを抑制または防止することができる。
【００７８】
以下では、図９〜図１３を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。この図９〜図１３において、前述の図１〜図８に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図８と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
前述の実施形態では、支持リング９の平板部５７が円環状であり、その断面形状が、その内周側に向かって先細りとなる楔状をなしている場合について説明したが、平板部５７の形状はこれに限らない。具体的には、たとえば、平板部５７が図９〜図１２に示す形状にされていてもよい。また、前述の実施形態では、平板部５７の外周部から鉛直下方に延びる筒状部５８が支持リング９に設けられている場合について説明したが、これに限らず、筒状部５８は、省略されていてもよいし、たとえば図１３に示す形状にされていてもよい。
【００７９】
図９に示す支持リング１０９（保持部）の平板部１５７は、円環状をなす平板状にされていて、その断面形状（鉛直面に沿う断面形状）が矩形にされていている。平板部１５７の上面および下面は、それぞれ円環状の水平面となっている。また、平板部１５７の内径は、基板Ｗの外径よりも小さくされており、平板部１５７の外径は、基板Ｗの外径よりも大きくされている。この実施形態では、平板部１５７の外径が、スピンベース８の外径とほぼ同じ大きさにされている。支持リング１０９は、平板部１５７がスピンベース８と同軸となるように、スピンベース８の上面周縁部に沿って水平に配置されている。基板Ｗの下面周縁部は、平板部１５７の上面内周部によって支持されている。平板部１５７によって基板Ｗを支持した状態で、基板Ｗよりも外方に位置する平板部１５７の上面の一部が、基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲む拡張面１６１となっている。
【００８０】
また、図１０に示す支持リング２０９（保持部）の平板部２５７は、円環状をなす平板状にされていて、内周上側の角部が全周にわたって下方に切りかかれている。この切りかかれた部分により、支持リング２０９と同心で円環状をなす環状段部７６が形成されている。環状段部７６は、平板部２５７の内周面上端から外方に延びる円環状の水平面７７と、この水平面７７の外周縁から上方に向かって延びる円筒状の鉛直面７８とを有している。水平面７７は、内径が基板Ｗの外径よりも小さくされており、外径が基板Ｗの外径よりもやや大きくされている。鉛直面７８は、高さが基板Ｗの厚みと同程度にされている。
【００８１】
基板Ｗの下面周縁部は、水平面７７によって支持されている。水平面７７によって基板Ｗが支持された状態で、鉛直面７８は、基板Ｗの周端面に近接した位置で対向している。鉛直面７８を基板Ｗの周端面に近接させることで、水平方向への基板Ｗの位置ずれを抑制または防止することができる。
また、平板部２５７の上面は、円環状の水平面にされており、水平面７７によって基板Ｗが支持された状態で、基板Ｗの上面周縁部に連なるように形成されている。この支持リング２０９の上面が、基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲む拡張面２６１となっている。
【００８２】
また、図１１に示す支持リング３０９（保持部）の平板部３５７は、円環状をなす平板状にされていて、内周上側の角部が全周にわたって下方に切りかかれている。この切りかかれた部分により、支持リング３０９と同心で円環状をなす環状段部７９が形成されている。環状段部７９は、平板部３５７の内周面上端から外方に延びる円環状のテーパ面８０と、このテーパ面８０の外周縁から上方に向かって延びる円筒状の鉛直面８１とを有している。テーパ面８０は、支持リング３０９の内側に向かって下方に傾斜している。テーパ面８０は、内径が基板Ｗの外径よりも小さくされており、外径が基板Ｗの外径よりもやや大きくされている。
【００８３】
テーパ面８０は、線接触で基板Ｗの下面外周縁を全周にわたって支持することができる。テーパ面８０によって基板Ｗが支持された状態で、鉛直面８１は、基板Ｗの周端面に近接した位置で対向している。鉛直面８１を基板Ｗの周端面に近接させることで、水平方向への基板Ｗの位置ずれを抑制または防止することができる。
また、平板部３５７の上面は、円環状の水平面にされており、テーパ面８０によって基板Ｗが支持された状態で、基板Ｗの上面周縁部に連なるように形成されている。この平板部３５７の上面が、基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲む拡張面３６１となっている。
【００８４】
また、図１２に示す支持リング４０９（保持部）の平板部４５７は、図２に示す支持リング９の平板部５７と同様の形状にされており、さらに、テーパ面６０から上方に突出する複数（３つ以上）の支持部８２を有している。図１２においては、支持部８２を１つだけ図示している。複数の支持部８２は、テーパ面６０上において、支持リング４０９の周方向に間隔を隔てて環状に配置されている。
【００８５】
各支持部８２は、外表面が球面状にされており、点接触で基板Ｗの下面を支持することができる（いわゆる、プロキシミティボール）。各支持部８２は、基板Ｗの下面においてたとえば外周縁から１〜２ｍｍ中心側の位置を支持するように配置されている。支持リング４０９は、各支持部８２を基板Ｗの下面周縁部に点接触させることにより、これらの支持部８２を協働させて基板Ｗを支持することができる。
【００８６】
また、各支持部８２のテーパ面６０からの突出量は小さくされている。支持リング４０９は、基板Ｗの下面周縁部をテーパ面６０に近接させた状態で、当該基板Ｗを支持することができる。複数の支持部８２により基板Ｗを支持した状態で、基板Ｗの下面周縁部とテーパ面６０との間には、支持部８２により支持された部分を除き、隙間４６３が生じるようになっている。スピンベース８の上面と基板Ｗの下面との間に形成される狭空間Ｓ１は、この隙間４６３により、支持リング４０９の周囲の空間に連通されている。すなわち、この実施形態では、隙間４６３が、狭空間Ｓ１を支持リング４０９の周囲の空間に連通させる連通部として機能する。したがって、この実施形態では、図１２に示すように、スピンベース８の上面と平板部４５７の下面との間に隙間を設けずに、スピンベース８の上面に対して平板部４５７の下面を密着させても、狭空間Ｓ１に存在する気体を隙間４６３から排出させて、狭空間Ｓ１を負圧にすることができる。これにより、支持リング４０９に支持された基板Ｗを吸着保持することができる。なお、図示はしないが、この実施形態において、スピンベース８の上面と支持リング４０９の下面との間に、図２に示すような間隔Ｇ１を設けるような構成としてもよい。
【００８７】
図示はしないが、図９〜図１１に示す支持リング１０９，２０９，３０９に、複数の支持部８２を設けて、これらの支持部８２によって基板Ｗを支持してもよい。
また、図１３に示す支持リング５０９（保持部）は、平板部５７と、この平板部５７の外周部から外方に広がりつつ下方に延びる筒状部５５８とを有している。筒状部５５８は、スピンベース８の外側に位置しており、隙間６３を取り囲んでいる。筒状部５５８の内周面と、スピンベース８の外周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００８８】
この筒状部５５８により、処理液のミストやパーティクルなどの異物が、隙間６３を介して狭空間Ｓ１に進入することを抑制または防止することができる。また、筒状部５５８が平板部５７の外周部から外方に広がりつつ下方に延びているので、隙間６３から外方に排出された処理液を、筒状部５５８の内周面により下方に導くことができる。これにより、隙間６３から排出された処理液が筒状部５５８に当たって跳ね返り、再び隙間６３に進入することを抑制または防止することができる。その結果、隙間６３からの処理液の排出性の低下を抑制または防止することができる。
【００８９】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、支持リング９，１０９，２０９，３０９，４０９，５０９とスピンベース８とが別体である場合について説明したが、支持リング９，１０９，２０９，３０９，４０９，５０９とスピンベース８とが一体形成されていてもよい。具体的には、たとえば図１４に示すように、支持リング９、スピンベース８および複数の連結部材６２が一体形成されていてもよい。
【００９０】
また、前述の実施形態では、保持部として機能する支持リング９，１０９，２０９，３０９，４０９，５０９がそれぞれ環状である場合について説明したが、保持部は、環状でなくてもよい。たとえば、平板状の部材を保持部として用いてもよい。この場合、前記平板状の部材に小径の吸引孔を形成し、この吸引孔から基板Ｗの下面を吸引することにより、前記平板状の部材上で基板Ｗを吸着保持してもよい。また、ベルヌーイ効果を用いて基板Ｗの下面を非接触状態で保持するための保持機構を設けて、この保持機構により前記平板状の部材上で基板Ｗを保持してもよい。
【００９１】
また、前述の実施形態では、スプラッシュガード６に内構成部材３４が備えられている場合について説明したが、内構成部材３４は、省略されていてもよい。さらに、前述の実施形態では、外構成部材３５が単一の部材により形成されている場合について説明したが、これに限らず、複数の部材により外構成部材３５が形成されていてもよい。たとえば、処理液を受け止めて捕獲するための部材と、捕獲された処理液を集めるための部材とが設けられ、これらの部材が組み合わされることにより外構成部材３５が形成されていてもよい。具体的には、たとえば、外構成部材３５が外壁部４３の中間部で上下に分離されていてもよい。
【００９２】
また、前述の実施形態では、スピンベース８の上面中央部に位置する環状の下側ガス吐出口１９から上方に向けて窒素ガスを吐出させる場合について説明したが、これに限らず、たとえばスピンベース８の上面周縁部に複数の吐出口を形成し、これらの吐出口から上方に向けて窒素ガスを吐出させてもよい。この場合、スピンベース８と平板部５７との間の隙間６３から確実に窒素ガスを吹き出させて、この隙間６３に異物が進入することを一層確実に抑制または防止することができる。
【００９３】
また、前述の実施形態では、処理液に対する親液性が基板Ｗよりも高い材料によって支持リング９を形成することにより、拡張面６１が親液面とされている場合について説明したが、これに限らず、たとえば、処理液に対する親液性が基板Ｗよりも高い材料によって支持リング９の外表面をコーティングすることにより、拡張面６１を親液面としてもよい。
【００９４】
また、前述の実施形態では、処理対象となる基板Ｗとして半導体ウエハを取り上げたが、半導体ウエハに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】スピンチャックの図解的な縦断面図である。
【図３】スピンチャックの図解的な平面図である。
【図４】基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図５】基板処理装置による基板の処理例を説明するための工程図である。
【図６】基板の処理中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。
【図７】基板の処理中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。
【図８】基板の処理中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１      基板処理装置
３      スピンチャック
４      洗浄液ノズル
５      リンス液ノズル
６      スプラッシュガード
９      支持リング
１０      モータ
４５      （外構成部材３５の）上壁部
６１      拡張面
６３      隙間
１０９      支持リング
１６１      拡張面
２０９      支持リング
２６１      拡張面
３０９      支持リング
３６１      拡張面
４０９      支持リング
４６３      隙間
５０９      支持リング
Ｌ１      回転軸線
Ｓ１      狭空間
Ｗ      基板
【図１】
2010093191.tif 000003
【図２】
2010093191.tif 000004
【図３】
2010093191.tif 000005
【図４】
2010093191.tif 000006
【図５】
2010093191.tif 000007
【図６】
2010093191.tif 000008
【図７】
2010093191.tif 000009
【図８】
2010093191.tif 000010
【図９】
2010093191.tif 000011
【図１０】
2010093191.tif 000012
【図１１】
2010093191.tif 000013
【図１２】
2010093191.tif 000014
【図１３】
2010093191.tif 000015
【図１４】
2010093191.tif 000016