(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内で回転する基板に処理用の液体を供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を回転可能に保持する基板保持部と、
制御部と、
前記制御部の指令により前記基板の表面に前記処理用の液体を供給する液体供給部と、
前記基板保持部と前記基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に前記制御部の指令により不活性ガスを吐き出す吐出ガス供給系と、
前記制御部の指令により前記裏面空間領域内の空間圧力を制御するエアー吸引系とを備え、
前記基板の裏面の任意の領域に前記液体が回り込む量を調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記エアー吸引系は、
前記制御部の指令により開度が調整されるバルブと、
前記バルブを通過する前記エアーが供給されると前記裏面空間領域内を減圧して前記裏面空間領域内の圧力を制御する減圧具と、
を有することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記処理槽は、
前記処理槽に配置されるファンと、
前記処理槽内の圧力を検出して前記制御部に信号を供給する処理槽内圧力計と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持部と前記基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に、流量と温度制御された純水を供給する純水供給系を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記処理用の液はエッチング液であり、前記基板保持部は、前記基板を保持するチャックピン部材と、前記チャックピン部材を保持するデコレーションカップを有し、前記チャックピン部材と前記デコレーションカップは、撥水性材料により作られていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記吐出ガス供給系は、前記基板の前記裏面空間領域に、前記不活性ガスを吐き出す裏面吐出ガスノズルを有し、前記裏面吐出ガスノズルは、上下に駆動可能になっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】
処理槽内で回転する基板に処理用の液体を供給して前記基板を処理する基板処理方法
であって、
前記基板を基板保持部に保持して回転して前記処理用の液体により処理をする際に、液体供給部が制御部の指令により前記基板の表面に前記処理用の液体を供給し、
吐出ガス供給系が前記制御部の指令により前記基板保持部と前記基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に不活性ガスを吐き出し、エアー吸引系が前記制御部の指令により前記裏面空間領域内の空間圧力を制御し、
前記基板の裏面の任意の領域に前記液体が回り込む量を調整することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板の処理対象面を処理するための基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置が、半導体ウェーハや液晶基板のような基板の面に対して、液体を供給して処理を行う場合には、基板を回転させながら行う。この種の基板処理装置では、基板処理を行う場合に基板の表面は液体を用いて処理を行い、基板の裏面には液体が回り込まないようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４８８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板に対して例えばエッチング液のような液体を供給してエッチング処理する際には、基板の表面にはエッチング液を供給して処理をするとともに、基板の裏面の任意の一部の周辺部領域にもエッチング液を供給して処理することが要望されるようになってきている。
【０００５】
しかし、上述のような従来の基板処理装置では、基板の裏面の任意の一部の周辺部領域に対して、エッチング液の回り込み量の供給量を調整して供給することはできず、基板の裏面の任意の一部の周辺部領域だけをエッチング処理することができない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、基板の裏面の任意の領域に液体が回り込む量を調整することで、基板の表面に液体を供給して処理するだけでなく基板の裏面の任意の領域にも液体を供給して処理することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、処理槽内で回転する基板に処理用の液体を供給して前記基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を回転可能に保持する基板保持部と、制御部と、前記制御部の指令により前記基板の表面に前記処理用の液体を供給する液体供給部と、前記基板保持部と前記基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に前記制御部の指令により不活性ガスを吐き出す吐出ガス供給系と、前記制御部の指令により前記裏面空間領域内の空間圧力を制御するエアー吸引系とを備え、前記基板の裏面の任意の領域に前記液体が回り込む量を調整することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、処理槽内で回転する基板に処理用の液体を供給して前記基板を処理する基板処理方法であって、前記基板を基板保持部に保持して回転して前記処理用の液体により処理をする際に、液体供給部が制御部の指令により前記基板の表面に前記処理用の液体を供給し、吐出ガス供給系が前記制御部の指令により前記基板保持部と前記基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に不活性ガスを吐き出し、エアー吸引系が前記制御部の指令により前記裏面空間領域内の空間圧力を制御し、前記基板の裏面の任意の領域に前記液体が回り込む量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板の裏面の任意の領域に液体が回り込む量を調整することで、基板の表面に液体を供給して処理するだけでなく基板の裏面の任意の領域にも液体を供給して処理することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の処理ユニットの好ましい構成例を示す図である。
【図３】基板処理装置の処理ユニットのチャックピン部材を上から見た平面図である。
【図４】基板の表面と裏面におけるエッチング処理の範囲例を示す図である。
【図５】図２に示すマスフローコントロールバルブの電空レギュレータのコントロール例を示す図である。
【図６】裏面空間領域内の空間圧力と、アスピレータのエアー流量と、そしてウェーハの裏面への回り込みエッチング量の相関関係例を示す図である。
【図７】窒素ガス流量と基板Ｗの裏面空間領域内の空間圧力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１は、例えばカセットステーション２と、ロボット３と、複数の処理ユニット４を有している。
【００１４】
この基板処理装置１は、枚葉式の基板処理を行う装置である。カセットステーション２は、複数のカセット５を有しており、各カセット５は複数の基板Ｗを収容している。基板Ｗとしては、例えばシリコンウェーハのような半導体ウェーハ基板であるが。基板Ｗの種類は特にこれに限定されない。
【００１５】
図１に示すロボット３は、カセットステーション２と複数の処理ユニット４の間に配置されている。ロボット３は、各カセット５に収容されている基板Ｗを、別のカセット５に搬送する。また、ロボット３は、処理ユニット４側において処理後の基板Ｗを、別のカセット５に搬送して戻す。各処理ユニット４は、例えば基板Ｗを保持して連続回転させて、基板Ｗの表面だけではなく、基板Ｗの裏面の任意の一部の周辺部領域に対しても、各種の処理、好ましくは例えばエッチング処理するのに用いられる。
【００１６】
図２は、図１に示す基板処理装置１の処理ユニット４の好ましい構成例を示している。
図２に示す枚葉式の処理ユニット４は、処理槽１０と、基板保持部１１と、移動操作部１２と、ダウンフロー用のフィルタ付きファン（例えばＵＬＰＡ）１３と、カップ１４と、吐出ガス供給系１５と、エアー吸引系１６と、純水（ＤＩＷ）供給系１７と、液体供給部１８と、そして制御部１００を有している。
【００１７】
図２に示す処理ユニット４は、半導体ウェーハのような基板Ｗの表面Ｓ（一方の面）の全面と、基板Ｗの裏面Ｂ（他方の面）の任意の一部の周辺部領域４０に対して、液体（薬液ともいう）を用いて処理、例えば液体としてエッチング液を用いてエッチング処理をすることができる。しかし、この処理ユニット４は、後で説明する構造を採用することにより、基板Ｗの裏面Ｂにおいては、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０を除く部分には、液体が回り込まないように制御（抑制）して、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０を除く部分にはこのエッチング処理を施さないようにすることができる構造を有している。
【００１８】
図２に示す処理槽１０は、基板保持部１１と、移動操作部１２と、液体供給部１８と、カップ１４を内部に収容している。フィルタ付きファン１３が、処理槽１０の上部に配置されており、このフィルタ付きファン１３は、制御部１００の指令により回転させて、処理槽１０内に清浄空気を送り込んでいる。フィルタ付きファン１３は、例えば、インバータ制御によって制御されている。処理槽１０は、処理槽内圧力計１０Ｍを有しており、この処理槽内圧力計１０Ｍは、処理槽１０内の空間圧力を検出して、検出信号を制御部１００に送る。この処理槽内圧力計１０Ｍは、空間圧力、つまり処理槽１０の内圧を一定に保つ制御をし、ここでの処理槽１０の内圧は、処理槽１０の外の圧力（大気圧）よりも低い圧力になるように制御する。
【００１９】
図２に示す基板保持部１１は、円盤状の基板Ｗを着脱自在に保持でき、しかも制御部１００がモータＭを駆動制御することにより、基板保持部１１は、保持した基板ＷとともにＲ方向に任意の回転数で連続回転できる。
【００２０】
図２に示す基板保持部１１は、円盤状のスピンテーブル２０を有している。スピンテーブル２０の周囲には、カップ１４が配置され、スピンテーブル２０の中心位置の開口部には、ノズル部材３０が固定されている。ノズル部材３０は、裏面排液ノズル部ともいう。このカップ１４は、基板Ｗを処理した後のエッチング液や純水（排液）を分離して回収する。
【００２１】
図２に示すように、スピンテーブル２０は、ほぼ円盤状の部材である。スピンテーブル２０は、チャックピン部材２２と、円盤状のデコレーションカップ２３を有している。モータＭが駆動することで、基板保持部１１は、固定されたノズル部材３０を中心として、このノズル部材３０の回りを連続回転する。
【００２２】
図２に示すように、デコレーションカップ２３は、本体部２３Ｍと本体部２３Ｍの周囲に形成された周縁部２１を有している。チャックピン部材２２は、デコレーションカップ２３の本体部２３Ｍと周縁部２１との間のはめ込み溝部分にはめ込んで固定されている。また、チャックピン部材２２は、メンテナンス時に交換するために、本体部２３Ｍと周縁部２１との間から取り外すことができる構造になっている。
【００２３】
図２に示すチャックピン部材２２とデコレーションカップ２３は、好ましくは撥水性材料により作られている。この撥水性材料としては、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）等を採用できる。この撥水性材料は、エッチング液に対する接触角が３０度以上であることが望ましい。これにより、純水とエッチング液がチャックピン部材２２とデコレーションカップ２３に付着してしまうのを防止して、エッチング液と純水を、カップ１４側に確実に排出させることができる。これによって、排出されたエッチング液や純水の回収効率が上がる。
【００２４】
図２に示すチャックピン部材２２は、図３に示すような構造を有している。図３は、チャックピン部材２２を上から見た平面図であり、図２に示す基板Ｗの周辺部領域４０の複数位置を多点保持するために、図３に示すように複数の支持ピン２２Ｐを有している。これらの支持ピン２２Ｐは、チャックピン部材２２の中心に関して、例えば同じ角度をおいて内側に向けて６つ形成されている。これにより、チャックピン部材２２は、基板Ｗの周辺部領域４０を複数点で保持できる。ただし、支持ピン２２Ｐの数は、６つに限らず、６つ以上であっても良い。
【００２５】
図２に戻ると、デコレーションカップ２３の本体部２３Ｍは、チャックピン部材２２側からノズル部材３０側に向けて下がるように傾斜した傾斜面３１を有している。この傾斜面３１が形成されていることにより、処理に使用した使用済みのエッチング液や純水を、ノズル部材３０側に案内する。ノズル部材３０には、排出管の役割があり、ノズル部材３０の配管の先には、処理液を回収する気液分離タンク（図示せず）が接続されている。この傾斜面３１は、装着した基板Ｗの裏面Ｂに対面している。これにより、チャックピン部材２２と、デコレーションカップ２３の傾斜面３１と、ノズル部材３０の上面と、基板Ｗの裏面Ｂは、裏面空間領域３２を形成している。
【００２６】
図２に示すように、液体供給部１８は、基板Ｗの上部に配置されている。液体供給部１８は、移動操作部１２に連結されており、制御部１００が移動操作部１２を駆動制御することで、液体供給部１８は、Ｚ方向（上下方向）とＸ方向（基板Ｗの半径方向）に移動可能である。これにより、液体供給部１８は、処理用の液体であるエッチング液や純水を、基板Ｗの表面Ｓに供給することができる。
【００２７】
液体供給部１８は、例えば純水供給ノズル１８Ｄとエッチング液供給ノズル１８Ｅを有している。純水供給ノズル１８Ｄは、バルブ１８Ｆを介して純水供給部１８Ｈに接続され、エッチング液供給ノズル１８Ｅは、バルブ１８Ｇを介してエッチング液供給部１８Ｋに接続されている。これにより、制御部１００がバルブ１８Ｆ、１８Ｇをそれぞれ開閉制御することで、純水供給ノズル１８Ｄは、純水供給部１８Ｈ内の純水Ｈを基板Ｗに供給でき、エッチング液供給ノズル１８Ｅは、エッチング液供給部１８Ｋ内のエッチング液Ｅを基板Ｗに供給できる。
【００２８】
次に、図２に示す吐出ガス供給系１５とエアー吸引系１６と純水供給系１７の構成例を説明する。
【００２９】
図２に示すように、吐出ガス供給系１５は、不活性ガスを裏面空間領域３２内に供給するために設けられている。吐出ガス供給系１５は、裏面吐出ガスノズル４１と、流量計４２と、バルブ４３と、吐出ガス供給部４４を有している。裏面吐出ガスノズル４１の吐出し先端部は、ノズル部材３０に配置されており基板Ｗの裏面Ｂに対して上方に向いている。裏面吐出ガスノズル４１は、流量計４２と、マスフローコントロールバルブ１５４と、そしてバルブ４３を通じて、吐出ガス供給部４４に接続されている。マスフローコントロールバルブ１５４は、電空レギュレータ１５４Ｍを有する。制御部１００が電空レギュレータ１５４Ｍを制御することにより、マスフローコントロールバルブ１５４の開度が調整できる。これにより、制御部１００がマスフローコントロールバルブ１５４の開度とバルブ４２の開度を制御することで、吐出ガス供給部４４内の不活性ガス例えば窒素ガス（Ｎ２）は、裏面吐出ガスノズル４１の吐出し先端部から裏面空間領域３２に供給できる。
【００３０】
図２に示すように、エアー吸引系１６は、裏面空間領域３２内の空間圧力を制御するために設けられている。エアー吸引系１６は、エアー排気ノズル５１と、減圧具としてのアスピレータ５２と、流量計５３と、マスフローコントロールバルブ５４と、バルブ５５と、エアー供給部５６を有している。エアー排気ノズル５１は、エアー供給先端部５１Ｂと開放端５１Ｃを有している。エアー排気ノズル５１のエアー供給先端部５１Ｂは、ノズル部材３０の中央の穴部３０Ｈに臨むようにして配置されている。
【００３１】
このエアー排気ノズル５１は、アスピレータ５２と流量計５３とマスフローコントロールバルブ５４とバルブ５５を通じて、エアー供給部５６に接続されている。マスフローコントロールバルブ５４は、電空レギュレータ５４Ｍを有する。制御部１００が電空レギュレータ５４Ｍを制御することにより、マスフローコントロールバルブ５４の開度が調整できる。マスフローコントロールバルブ５４を通じて供給されたエアーは、アスピレータ５２を通過することで、エアー排気ノズル５１から裏面空間領域３２に供給されている不活性ガスを吸引することができる。これは、ベンチュリー効果によるもので、アスピレータ５２に接続されるエアー排気ノズル５１側に減圧状態を作り出している。
【００３２】
これにより、エアー供給部５６のエアーは、バルブ５５とマスフローコントロールバルブ５４と流量計５３を通じてアスピレータ５２に送られると、アスピレータ５２は、マスフローコントロールバルブ５４からのエアー供給量に応じて裏面空間領域３２を吸引して開放端（ドレイン）５１Ｃから排出することで、裏面空間領域３２内の空間圧力の調整を行うことができる。
【００３３】
以上説明したように、基板Ｗの裏面空間領域３２内は、エアー吸引系１６による排気量コントロールと、供給側の吐出ガス供給系１５によるガス供給量のコントロールで、雰囲気を維持するようになっている。
【００３４】
図２に示すように、純水供給系１７は、裏面空間領域３２内の基板Ｗの裏面Ｂに対して純水を供給する。この純水供給系１７は、純水ノズル６１と、流量計６２と、バルブ６３と、温度調節部６４と、純水供給部６５を有している。温度調節部６４は、制御部１００の指令により、純水供給部６５の純水の温度を任意の温度に調整することができる。純水ノズル６１の純水吐出し先端部は、基板Ｗの裏面Ｂに向けるようにしてノズル部材３０に配置されている。純水ノズル６１は、流量計６２とバルブ６３と温度調節部６４を通じて、純水供給部６５に接続されている。これにより、制御部１００が、バルブ６３の開度を調整することで、純水の圧力調整ができる。そして、純水ノズル６１の純水吐出し先端部から裏面空間領域３２の基板Ｗの裏面Ｂに対して供給できる。
【００３５】
なお、図２では、流量計４２，５３，６２は、図面の簡単化のために制御部１００に対する電気配線を図示していないが、それぞれ計測した流量値を制御部１００に通知するようになっている。バルブ４３，５５、６３の開度の制御は、それぞれ制御部１００の指令により行われる。
【００３６】
裏面空間領域３２内の空間圧力は、ノズル部材３０に設けられた圧力計７０により測定して、制御部１００に通知できる。
【００３７】
次に、図４を参照すると、図４は、基板Ｗの表面Ｓと裏面Ｂにおけるエッチング処理範囲例を示している。
【００３８】
図４には、中央部の図示を省略した基板Ｗを示しており、基板Ｗの表面Ｓの全面ＳＡと、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０に対してエッチング液を供給してエッチング処理をして、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０を除く部分ＣＡにはエッチング液が回り込まないように制御（抑制）して、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０を除く部分ＣＡにはこのエッチング処理を施さない。この基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０の半径方向の幅は、基板Ｗの外周部分３９から半径方向に沿って例えば０．５ｍｍの範囲であるが、特に限定されない。
【００３９】
図５は、図２に示すマスフローコントロールバルブ５４の電空レギュレータ５４Ｍのコントロール例を示している。図５では、既に図２に従って説明したエアー吸引系１６のエアー排気ノズル５１と、アスピレータ５２と、流量計５３と、マスフローコントロールバルブ５４と、バルブ５５と、エアー供給部５６と、コンピュータ１０１を示している。
【００４０】
図５に示すように、予め定めたプロセス処理データＤＴが、図２に示す制御部１００のコンピュータ１０１に与えられると、コンピュータ１０１は、後で説明するこのプロセス処理データＤＴに従って、電空レギュレータ５４Ｍを駆動制御してマスフローコントロールバルブ５４の開度制御を行うとともに、電空レギュレータ１５４Ｍを駆動制御してマスフローコントロールバルブ１５４の開度制御を行うことができる。
【００４１】
すなわち、この電空レギュレータ５４Ｍは、制御部１００から送られる電気信号の電圧の増加に応じてマスフローコントロールバルブ５４の開度大きくするように調整して、アスピレータ５２へのエアー供給量を増加させる。これにより、図２に示すエアー供給部５６のエアーは、バルブ５５とマスフローコントロールバルブ５４と流量計５３を通じてアスピレータ５２に送られる。アスピレータ５２は、裏面空間領域３２内を吸引して開放端（ドレイン）５１Ｃから排出する。しかも、この電空レギュレータ１５４Ｍは、制御部１００から送られる電気信号の電圧の増加に応じてマスフローコントロールバルブ１５４の開度大きくするように調整して、吐出ガス供給部４４から裏面空間領域３２内への吐出ガスの供給量を増加させる。これにより、図２に示す吐出ガス供給部４４からの吐出ガスは、バルブ４３とマスフローコントロールバルブ１５４と流量計４２を通じて、吐出し端部４１Ｔから裏面空間領域３２内に送られる。
【００４２】
このように、コンピュータ１０１は、電空レギュレータ５４Ｍを駆動制御してマスフローコントロールバルブ５４の開度制御を行うとともに、電空レギュレータ１５４Ｍを駆動制御してマスフローコントロールバルブ１５４の開度制御を行うことで、裏面空間領域３２内の圧力調整を行うことができるようになっている。
【００４３】
次に、上述した構成の基板処理装置１の処理ユニット４による基板Ｗの処理例を説明する。
【００４４】
以下に説明する処理では、処理用の液体としてはエッチング液と純水を用い、吐出ガスとしては不活性ガスの中で例えば窒素（Ｎ２）を用いている。処理ユニット４が基板Ｗの表面Ｓの全面ＳＡと、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０に対して、エッチング処理を行う処理例を説明する。
【００４５】
図５を参照して、プロセス処理データＤＴに従って、基板Ｗにエッチング処理する処理例を説明する。ここでは、基板Ｗの裏面Ｂ側の周辺部領域４０に回り込ますエッチング液の範囲は、０．５ｍｍである。
【００４６】
まず、図２に示すように、基板Ｗは、この基板Ｗの表面Ｓを上にしてスピンテーブル２０のチャックピン部材２２により複数点で保持する。
【００４７】
図２の制御部１００はモータＭを駆動することで、基板保持部１１とともに基板Ｗを連続回転させる。純水供給ノズル１８Ｄとエッチング液供給ノズル１８Ｅは、Ｚ方向に沿って下げて所定の高さに維持され、移動操作部１２の動作によりＸ方向に所定の速度で揺動される。これにより、基板Ｗの表面Ｓ側に供給されるエッチング液Ｅを、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０にまで回り込んで供給して基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０をエッチング処理することができる。
【００４８】
図５に示すプロセス処理データＤＴの例では、処理ステップＳ１から処理ステップＳ３を有する。
【００４９】
＜ステップＳ１＞
図５の処理ステップＳ１において、図４に示す基板Ｗの表面Ｓに対してエッチング液Ｅを供給する。基板Ｗの表面Ｓに供給したエッチング液Ｅが基板Ｗの裏面Ｂに対して窒素ガスを供給して、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０にまで回り込んで基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０をエッチング処理する。すなわち、図２に示すエッチング液供給ノズル１８Ｅは、エッチング液供給部１８Ｋ内のエッチング液Ｅを基板Ｗの表面Ｓに供給する。しかも、図２の制御部１００のコンピュータ１０１は、電空レギュレータ１５４Ｍを駆動制御してマスフローコントロールバルブ１５４の開度制御を行う。このため、図２の吐出ガス供給部４４内の不活性ガスである例えば窒素ガス（Ｎ２）は、裏面吐出ガスノズル４１の吐出し先端部４１Ｔから裏面空間領域３２に供給される。
【００５０】
この窒素ガスの供給を行いながら、図２の制御部１００のコンピュータ１０１は、図５のプロセス処理データＤＴに従って、電空レギュレータ５４Ｍを駆動制御してマスフローコントロールバルブ５４の開度制御を行う。このため、図２に示すエアー供給部５６のエアーは、バルブ５５とマスフローコントロールバルブ５４と流量計５３を通じてアスピレータ５２に送られる。アスピレータ５２は、裏面空間領域３２内を吸引して窒素ガスやエアーを裏面空間領域３２内から開放端（ドレイン）５１Ｃを通じて排出する。
【００５１】
このように、制御部１００の指令により、裏面空間領域３２に窒素ガスの供給量を制御して供給しながら、マスフローコントロールバルブ５４からアスピレータ５２へのエアー供給量を調整することで、基板Ｗの裏面Ｂとデコレーションカップ２３の間の空間、すなわち裏面空間領域３２内の空間圧力の制御を行うことができる。
【００５２】
ステップＳ１では、基板Ｗの表面Ｓに対してエッチング液を供給し、基板Ｗの裏面Ｂに対して窒素ガスを供給し、裏面空間領域３２内の空間圧力の制御（詳細は後述）を行うことで、基板Ｗの裏面Ｂへのエッチング液の回り込み量は０．５ｍｍに設定できる。つまり、図４に示す基板Ｗの周辺部４０の半径方向に沿ったエッチング液の回り込み量は０．５ｍｍに設定できる。
【００５３】
＜ステップＳ２＞
次に、図５に示す処理ステップＳ２では、図２に示す基板Ｗの表面Ｓに対して純水（ＤＩＷ）を供給するとともに、基板Ｗの裏面Ｂに対しても純水（ＤＩＷ）を供給する。すなわち、図２に示す制御部１００は、バルブ１８Ｆを開閉制御することで、図２に示す純水供給ノズル１８Ｄは、純水供給部１８Ｈ内の純水液Ｈを基板Ｗの表面Ｓに供給する。同様にして、制御部１００は、バルブ６３を開閉制御することで、純水供給部６５から純水を裏面空間領域３２内に供給する。このように、制御部１００の指令により、基板Ｗの表面Ｓと、基板Ｗの裏面Ｂ側の裏面空間領域３２に、それぞれ純水を供給して基板Ｗの表面Ｓと裏面Ｂを洗浄する。
【００５４】
＜ステップＳ３＞
続いて、図５に示すステップＳ３の乾燥工程では、基板Ｗの表面Ｓに対してはエッチング液も純水はともに供給せずに、基板Ｗの裏面Ｂに対して窒素ガスを供給する。すなわち、図２に示す制御部１００は、バルブ４３の開度を制御することで、吐出ガス供給部４４内の窒素ガスは、裏面吐出ガスノズル４１の吐出し先端部から裏面空間領域３２に供給される。この乾燥工程では、処理液およびガスの供給を停止して、基板の回転数を上げて、基板Ｗの表面Ｓに残留する純水を振り切る形で乾燥する。また、基板の裏面も同様にして基板Ｗの回転による遠心力で純水を振り切ることと、裏面空間領域３２に供給される窒素ガスで乾燥させる。
【００５５】
ところで、図２に示す基板保持部１１を構成しているチャックピン部材２２とデコレーションカップ２３は、すでに説明したように好ましくは撥水性材料により作られており、チャックピン部材２２とデコレーションカップ２３のエッチング液に対する接触角の大きさ３０度以上に管理されている。これにより、基板Ｗの裏面Ｂへのエッチング液の回り込み量を制御（抑制）して、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０にエッチング液を回してエッチング処理することができる。このように、チャックピン部材２２とデコレーションカップ２３のエッチング液に対する接触角を管理することにより、基板Ｗの裏面Ｂへのエッチング液がチャックピン部材２２とデコレーションカップ２３に無駄に付着してしまうのを防ぐことができる。このため、チャックピン部材２２とデコレーションカップ２３から、使用したエッチング液や純水を効率よく排出させることができる。
【００５６】
上述した本発明の一実施形態では、図２に示す制御部１００が、チャックピン部材２２と、デコレーションカップ２３の傾斜面３１と、ノズル部材３０の上面とにより形成される裏面空間領域３２の空間圧力を、裏面Ｂ側の裏面空間領域３２に吐き出される吐出ガスである窒素の流量と、アスピレータ５２に供給されるエアー供給量を制御することにより制御して、基板Ｗの裏面Ｂ側に形成される回り込みエッチング量を制御することができる。
【００５７】
すでに説明したように、基板Ｗの裏面Ｂ側に形成される回り込みエッチング量は、図５に示すプロセス処理データＤＴをエッチング処理レシピとしてコンピュータ１０１に転送することで設定できる。これにより、制御部１００のコンピュータ１０１は、プロセス処理データＤＴに従って、アスピレータ５２に送るエアー供給量を調整して、裏面空間領域３２内の圧力を制御できる。
【００５８】
図２に示す処理槽１０内の圧力は、処理槽内圧力計１０Ｍにより常時監視することができ、制御部１００がフィルタ付きファン１３は、この処理槽１０内の圧力値に基づいての駆動制御することができ、処理槽１０内における圧力は、一定に保持することができる。処理槽１０内の圧力を制御する理由としては、裏面空間領域３２に供給された窒素ガスが基板Ｗの外周部から吹き抜けているため、処理槽１０内の圧力に変化を生じさせるので、フィルタ付きファン（ＨＥＰＡ）１３側のファンの回転数を下げる制御を行っている。処理槽１０内の気圧としては、処理槽１０の外の圧力（大気圧）よりも低い圧力になるように制御する。図２のカップ１４の先には、処理液排出管があり気液分離回収をするタンクと排気用の吸引ポンプが配置されている。これにより、ＨＥＰＡ側のファンの回転数の制御（ダウンフロー供給量の制御）と、吸引ポンプの排気量の制御により、処理槽１０内の圧力を維持する。このようにするのは、処理槽１０内の圧力の変化が、処理液のミストや処理槽１０内のパーティクル等が舞う原因となり、基板処理面に影響が出てしまうことが背景にあるためである。
【００５９】
図２に示すように、純水供給系１７の流量と温度は制御部１００により制御でき、最適な温度に設定された純水が任意に設定された流量で基板Ｗの裏面Ｂに対して吐出できる。
図６は、裏面空間領域３２内の空間圧力と、アスピレータ５２のエアー流量と、そして基板（ウェーハ）Ｗの裏面Ｂへの回り込みエッチング量の相関関係例を示している。
【００６０】
図６では、図２に示すマスフローコントロールバルブ５４からアスピレータ５２へのエアー供給量が大きくなると、裏面空間領域３２からの吸気圧が上がって裏面空間領域３２内の空間圧力が下がり、基板Ｗの裏面Ｂの周辺部に対して回り込むエッチング液の回り込み量が増加することが分かる。このことから、処理ユニット４では、マスフローコントロールバルブ５４からアスピレータ５２へのエアー供給量を適切に調整することで、基板Ｗの表面Ｓの全面領域をエッチング液によりエッチング処理するとともに、制御部１００の指令により基板Ｗの裏面空間領域３２内の空間圧力を制御することにより、基板Ｗの裏面Ｂの任意の一部の周辺部領域４０に対して回り込むことができるようにエッチング液の回り込み量を調整できる。図７を参照すると、基板Ｗの裏面空間領域内に供給する窒素ガス流量が増加すると、基板Ｗの裏面空間領域３２内の空間圧力をリニアに増加させることができ、基板の裏面空間領域の雰囲気の制御を行うことができる。
【００６１】
図７は、窒素ガス流量と基板Ｗの裏面空間領域内の空間圧力の関係例を示している。図７を参照すると、基板Ｗの裏面空間領域内に供給する窒素ガス流量が増加すると、基板Ｗの裏面空間領域３２内の空間圧力をリニアに増加させることができ、基板の裏面空間領域の雰囲気の制御を行うことができる。
【００６２】
図６と図７を参照すると、本発明の実施例では、すでに説明したように基板Ｗの裏面Ｂへのエッチング液の回り込み量は０．５ｍｍに設定されているので、図６から空間圧力を５０Ｐａにすることが判る。ここから、空間圧力が５０Ｐａであると、図７に示すように、裏面空間領域に供給するＮ２の流量を１００Ｌ／Ｍｉｎを供給するようにして、しかも図６に示すように、図２のアスピレータ５２に供給するエアー流量を２０Ｌ／Ｍｉｎ供給するレシピが、制御装置側で設定されている。この設定されたレシピになるように、図２の電空レギュレータ５４Ｍおよび電空レギュレータ１５４Ｍが、制御部１００により制御される。
【００６３】
本発明の実施形態では、基板Ｗのエッチング処理だけでなく、例えば処理液をエッチング液から洗浄液に代えることで、例えば洗浄処理等の各種のプロセス処理も行える。処理ユニットの部品の組み換えをすることなく基板Ｗの各種の処理が行え、基板Ｗの生産性が向上し、基板Ｗの生産時の歩留まりが向上する。
【００６４】
本発明の実施形態の基板処理装置は、基板を回転可能に保持する基板保持部と、制御部と、制御部の指令により基板の表面に処理用の液体を供給する液体供給部と、基板保持部と基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に制御部の指令により不活性ガスを吐き出す吐出ガス供給系と、制御部の指令により裏面空間領域内の空間圧力を制御するエアー吸引系と、を備える。これにより、裏面空間領域に不活性ガスを吐き出し、裏面空間領域内の空間圧力を制御することで、基板の裏面の任意の領域に液体が回り込む量を調整することができ、基板の表面に液体を供給して処理するだけでなく基板の裏面の任意の一部の周辺部領域にも液体を供給して処理することができる。
【００６５】
エアー吸引系は、制御部の指令により開度が調整されるバルブと、バルブを通過するエアーが供給されると裏面空間領域内を減圧して裏面空間領域内の圧力を制御する減圧具の例としてアスピレータを有する。これにより、エアーを供給するだけで、減圧具は裏面空間領域内を減圧して裏面空間領域内の圧力を容易に制御できる。
【００６６】
処理槽は、処理槽に配置されるファンと、処理槽内の差圧を検出して制御部に信号を供給する処理槽内圧力計を有する。これにより、裏面空間領域内の空間圧力を制御しても、制御部は、裏面空間領域内の圧力に対する処理槽内の圧力を一定に保持することができる。
【００６７】
基板保持部と基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に、流量と温度制御された純水を供給する純水供給系を有する。これにより、温度と供給量が調整された純水を基板の裏面に供給でき、基板の裏面を洗浄することができる。
【００６８】
処理用の液体はエッチング液であり、基板保持部は、基板を保持するチャックピン部材と、チャックピン部材を保持するデコレーションカップを有し、チャックピン部材とデコレーションカップは、撥水性材料により作られている。これにより、基板保持部のチャックピン部材とデコレーションカップは、処理用の液体や純水の付着を防いで処理用の液体や純水を効率よく基板保持部の外部に排出することができる。
【００６９】
本発明の実施形態の基板処理方法では、基板を基板保持部に保持して回転して処理用の液体により処理をする際に、液体供給部が制御部の指令により基板の表面に処理用の液体を供給し、吐出ガス供給系が制御部の指令により基板保持部と基板の裏面の間に形成される裏面空間領域に不活性ガスを吐き出し、エアー吸引系が制御部の指令により裏面空間領域内の空間圧力を制御する。これにより、裏面空間領域に不活性ガスを吐き出しエアー吸引系が裏面空間領域内のエアーを吸引して、裏面空間領域内の空間圧力を制御することで、基板の裏面の任意の領域に液体が回り込む量を調整することで、基板の表面に処理用の液体を供給して処理するだけでなく基板の裏面の任意の一部の周辺部領域にも処理用の液体を供給して処理することができる。
【００７０】
従来の基板処理装置では、基板の回転数が低い状態で基板処理している。処理液（剥離液）が基板のレジストに反応するのに時間がかかるために、基板回転数を数百回転で処理をすると、レジストに反応する前に処理液が基板から排出されてしまう状態になってしまう。このため、基板処理をする際の基板回転数は、一分間に５０回転させるような低速回転で処理させる。つまり、基板の回転は低速なので、遠心力による処理液が排出する作用が少ないので、基板の裏面外周に回り込んだ液が、排出されにくくなる。
【００７１】
本発明の実施形態において、裏面空間領域内の圧力を維持させていることは、基板の裏面外周方向に圧力を掛けているので、回り込んだ処理液を堰きとめる作用で、基板の裏面外周面のレジストと処理液の反応をさせるようにしている。
【００７２】
また、本発明の実施形態では、デコレーションカップの材質を疎水性にすることで、基板の裏面外周面側に処理液が滞留しないで、円滑に排出をすることを狙っている。つまり、レジストと反応済みの処理液がいつまでも外周に留まらずに、新しく供給された処理液を基板の裏面外周部に供給することが可能となる。
【００７３】
なお、本発明の実施形態では、基板の裏面空間領域の雰囲気を吸引量制御することと、基板の裏面空間領域への気体供給量制御をすることで、裏面空間領域の雰囲気を制御しているが、例えば供給側を一定の供給量にして、吸引側のみで制御させて、裏面空間領域の雰囲気を一定に保つこともできる。
【００７４】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００７５】
図２に示す吐出ガス供給系１５の裏面吐出ガスノズル４１は、次に示すような特徴を持たせることができる。裏面吐出ガスノズル４１が、例えば電動アクチュエータを作動することにより、上下方向（Ｚ方向）に駆動できるようにしても良い。これにより、裏面吐出ガスノズル４１の吐出し先端部４１Ｔが、基板Ｗのエッチング工程では上昇し、基板Ｗの乾燥工程では下降するようにする。具体的には、エッチング工程では、裏面吐出ノズル４１の吐出し先端部４１Ｔが基板Ｗの裏面の近くに上昇する。このように、吐出し先端部４１Ｔを基板Ｗの裏面に近づけることで、吐出されたガスが基板Ｗに沿って流れる流速が早くなり、ガスが外周に拡散して、エッチングコントロールがし易いメリットがある。
【００７６】
また、乾燥工程での裏面吐出ガスノズル４１の吐出し先端部４１Ｔは、下降した状態になる。この吐出し先端部４１Ｔが下降した状態で、窒素ガス（不活性ガス）を吐出することで、窒素ガス（不活性ガス）を拡散しながら裏面空間領域３２に吐出が可能になるので、裏面空間領域３２の全体を乾燥することができる。また、吐出し先端部４１Ｔが出ていることで、純水ノズル６１から供給された純水が裏面吐出ガスノズル４１に当って供給された状態になる。このことにより、裏面吐出ガスノズル４１付近に液溜まりが発生させてしまい、乾燥工程で基板Ｗを高速回転する時において、裏面空間領域３２内の乱流により、液溜まりが舞うような現象を抑制することができる。
【００７７】
また、裏面吐出ガスノズル４１の別の構造例としては、裏面吐出ガスノズル４１自体が収縮自在な機構を採用することもできる。
【００７８】
本発明の一実施形態では、エアー吸引系１６では、裏面空間領域３２内の空間圧力を制御する減圧具としては、吸引圧を発生して裏面空間領域３２内の空間圧力を下げるアスピレータ５２を使用している。しかし、エアー吸引系１６では、アスピレータ５２に代えて、裏面空間領域３２内を吸引して空間圧力を減圧制御するために、電動ポンプを使用することもできる。
【符号の説明】
【００７９】
１      基板処理装置
４      処理ユニット
１０    処理槽
１１    基板保持部
１２    移動操作部
１３    ダウンフロー用のフィルタ付きファン
１４    カップ
１５    吐出ガス供給系
１６    エアー吸引系
１７    純水（ＤＩＷ）供給系
１８    液体供給部
２２    チャックピン部材
２３    デコレーションカップ
３２    裏面空間領域
４０    基板の裏面の任意の一部の周辺部領域
５２    アスピレータ
５４    マスフローコントロールバルブ（制御バルブの例）
１００  制御部
Ｈ      純水
Ｅ      エッチング液
【図１】
0005878720.tif 000002
【図２】
0005878720.tif 000003
【図３】
0005878720.tif 000004
【図４】
0005878720.tif 000005
【図５】
0005878720.tif 000006
【図６】
0005878720.tif 000007
【図７】
0005878720.tif 000008