(57)【要約】【課題】  基板を回転させながら所定の処理を施す基板処理装置において、基板表面を外部雰囲気から確実に遮断しつつ、基板の破損を防止する。【解決手段】  遮断板５の基板対向面５４には、複数の羽５５が遮断板５の径方向に対して遮断板５の回転方向に傾斜して伸びるように形成されている。このため、遮断板５の回転に伴って回転軸Ｊ側に向けて気体（窒素ガス）が掻き込まれ、基板Ｗと遮断板５との間に形成される空間ＳＰの内部圧力を高めることができる。その結果、基板Ｗと遮断板５とを高速回転させた場合であっても、空間ＳＰの内部圧力の低下を抑制して該空間ＳＰが負圧となるのが防止される。したがって、基板表面Ｗｆと遮断板５とを十分に近接させて対向配置することで基板表面Ｗｆを外部雰囲気から確実に遮断しつつ、基板Ｗと遮断板５とが接触して基板Ｗが破損するのを防止することができる。【選択図】  図１
2006156520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させながら所定の処理を施す基板処理装置において、
基板を保持しながら所定の回転軸回りに前記基板を回転させる基板回転手段と、
基板に対して前記基板回転手段と反対側に前記基板と近接して対向配置され、前記回転軸と略同軸上に設けられた回転軸回りに回転する回転部材と、
前記基板回転手段に保持された基板と対向しながら前記回転部材に設けられ、前記回転部材の回転に伴って前記回転部材の回転軸側に向けて気体を掻き込む気体掻き込み手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記気体掻き込み手段は、前記回転部材の径方向に対して該回転部材の回転方向に傾斜して伸びる羽を有する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記気体掻き込み手段は、前記回転部材の周縁から離れた中央部に設けられる請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記回転部材は、その周縁部から基板に向けて気体を吐出する気体吐出ノズルを有する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板回転手段は、回転自在に設けられたベース部材と、前記ベース部材を回転させる回転手段と、前記ベース部材に上方に向けて突設され、基板の下面に当接して該基板を支持する複数の支持部材とを有し、
前記回転部材と基板の上面との間に形成される空間に気体を供給することによって前記基板を前記支持部材に押圧させる押圧手段をさらに備える請求項１ないし４のいずれか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、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶用ガラス基板、光ディスク用基板等に対して洗浄処理などの所定の処理を施す基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板の一連の処理工程においては、基板の表面にフォトレジスト等の薄膜を形成するための成膜工程を複数工程有しているが、この成膜工程では基板の裏面あるいは基板表面の周縁部にも成膜されることがある。しかしながら、一般的には基板において成膜が必要なのは基板表面の中央部のデバイス形成領域のみであり、基板裏面あるいは基板表面の周縁部に成膜されてしまうと、成膜工程の後工程において、他の装置との接触により基板裏面あるいは基板表面の周縁部に形成された薄膜が剥がれたりすることがあり、これが原因となって歩留まりの低下や基板処理装置自体のトラブルが起こることがある。
【０００３】
そこで、基板裏面および基板表面の周縁部に形成された薄膜を除去するために、例えば特許文献１に記載された装置が提案されている。この装置では、その表面に薄膜が形成された基板をベース部材の周縁部付近に設けられたチャックピン等の保持部材によって保持するとともに、ベース部材を回転させることで基板を回転させている。また、基板表面に向けて窒素ガスを供給するとともに、回転している基板裏面に対して薬液を供給する。このとき、基板表面に対向する対向面を有し、かつ基板表面と所定の間隔離れた回転部材を回転させると、基板の回転および回転部材の回転によって、薬液は基板の裏面全体に広がって基板裏面の不要物をエッチング除去するのみならず、基板の周端面を介して基板表面の周縁部に回り込み、該表面周縁部の不要物をもエッチング除去する。
【０００４】
こうして、基板のエッチング処理が終了すると、次に、基板の表裏面に対して純水による洗浄処理を実行する。基板の表裏面に供給された純水は基板の回転および回転部材の回転に伴って基板外へ流れることで基板が洗浄される。この洗浄処理の終了後、上記した基板表面への窒素ガスの供給とあわせて基板裏面に対しても窒素ガスが供給され、基板Ｗの表裏面に窒素ガスが供給された状態で基板と回転部材とを高速回転させて乾燥処理（スピンドライ）させる。このように、従来装置では基板表面（および裏面）に窒素ガスを供給して基板表面（および裏面）を外部雰囲気から遮断しつつ、基板と回転部材とを回転させることで、基板裏面および基板表面の周縁部のみから薄膜を効率良く除去している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３５９４８号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した基板処理においては、基板と回転部材とを十分に近接させて対向配置することが望ましい。というのも、基板裏面に供給した薬液を基板表面の周縁部に回り込ませて該表面周縁部の不要物をエッチング除去する際には、基板と回転部材との間隔が大きいと、回転部材の対向面と基板との間にミスト状の薬液や保持部材等によって跳ね返った薬液が入り込んでしまう。このため、基板と回転部材との間隔を小さくして基板表面を外部雰囲気から確実に遮断する必要がある。また、基板と回転部材との間隔が大きいと、スピンドライ時等に大量の窒素ガスを供給しなければ基板の周辺を窒素ガス雰囲気にすることができないため、窒素ガスの消費量が増大してしまう。このため、ランニングコストの上昇を抑える観点から基板と回転部材との間隔を小さくして窒素ガスの消費量を抑制する必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来装置では、基板と回転部材とを十分に近接して対向配置させた状態で基板を処理すると、次のような不具合が生じる場合があった。すなわち、スピンドライ時等においては、乾燥処理を効果的に実行し、装置のスループットを向上させる観点から基板と回転部材とを出来るだけ高速回転させることが望まれる。ところが、回転部材の対向面と基板表面との間に形成された空間に供給された窒素ガスは基板（および回転部材）を高速回転させるほど基板外に排出され易くなる。その結果、回転部材の対向面と基板表面との間に形成された空間の内部圧力が低下して、高速回転時には回転部材の対向面と基板表面との間に形成された空間が負圧となってしまう。このため、基板と回転部材とが接触して基板を破損させるおそれがあった。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板を回転させながら所定の処理を施す基板処理装置において、基板表面を外部雰囲気から確実に遮断しつつ、基板の破損を防止することの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】
【０００９】
この発明にかかる基板処理装置は、基板を回転させながら所定の処理を施す基板処理装置であって、基板を保持しながら所定の回転軸回りに基板を回転させる基板回転手段と、  基板に対して基板回転手段とは反対側に基板と近接して対向配設され、前記回転軸と略同軸上に設けられた回転軸回りに回転する回転部材と、基板回転手段に保持された基板と対向しながら回転部材に設けられ、回転部材の回転に伴って回転部材の回転軸側に向けて気体を掻き込む気体掻き込み手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、基板回転手段が基板を回転させるとともに、基板回転手段の反対側で基板の回転軸と略同軸上に設けられた回転軸回りに回転部材が回転する。この回転部材には、基板と対向する側に気体掻き込み手段が設けられているので、回転部材の回転に伴って回転部材の回転軸側に向けて気体が掻き込まれる。これにより、基板と回転部材との間に形成される空間の内部圧力を高めることができる。その結果、基板と回転部材とを高速回転させた場合であっても、基板と回転部材との間に形成される空間の内部圧力の低下を抑制して該空間が負圧となるのが防止される。したがって、基板と回転部材とを十分に近接させて対向配置しても、基板と回転部材とが接触するのを防止することができる。このように、この発明によれば、基板と回転部材とを十分に近接させて対向配置することで基板表面を外部雰囲気から確実に遮断しながらも、基板と回転部材との接触による基板の破損を防止することができる。
【００１１】
ここで、気体掻き込み手段が回転部材の径方向に対して回転部材の回転方向に傾斜して伸びる羽を有するように構成すると、回転部材の回転に伴って羽が気体を捉えて、捉えられた気体は羽によって回転部材の回転軸側に運び込まれる。これにより、基板と回転部材との間に形成される空間の内部圧力を効果的に高めて、該空間の内部圧力の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、気体掻き込み手段は回転部材の周縁から離れた中央部に設けるのが望ましい。この構成によれば、回転部材の中央部に設けた気体掻き込み手段によって気体を回転部材の回転軸側に掻き込んで基板と回転部材との間に形成される空間の内部圧力を高めることができる一方で、回転部材の周縁部には気体掻き込み手段を設けていないため、基板の周辺の外部雰囲気を基板の中心側に巻き込むことがない。例えば所定の処理として基板に処理液を供給して該基板を処理する場合であっても、基板の周辺の処理液雰囲気やミスト状の処理液を基板の中心側に巻き込むことがない。
【００１３】
さらに、回転部材は、その周縁部から基板に向けて気体を吐出する気体吐出ノズルを備えるようにすると、気体吐出ノズルより基板に向けて吐出される気体によって、基板の周辺の雰囲気やミストが基板の中心側に侵入するのが確実に防止される。このため、気体掻き込み手段が基板の周辺の雰囲気やミストまでも掻き込んで基板の中心側に巻き込むようなことがない。したがって、例えば基板表面の周縁部のみから薄膜などの不要物をエッチング除去する場合には、基板表面の中央部（非処理部）への処理液の付着による腐食を確実に防止することができる。
【００１４】
また、基板回転手段は、回転自在に設けられたベース部材と、ベース部材を回転させる回転手段と、ベース部材に上方に向けて突設され、基板の下面に当接して該基板を支持する複数の支持部材とを有し、回転部材と基板の上面との間に形成される空間に気体を供給することによって基板を支持部材に押圧させる押圧手段をさらに備えるように構成してもよい。この構成によれば、基板はその下面に当接する複数の支持部材によって離間して支持されるとともに、押圧手段から回転部材と基板の上面との間に形成される空間に供給される気体によって支持部材に押圧されてベース部材に保持される。そして、回転手段がベース部材を回転させることで支持部材に押圧された基板は、支持部材と基板との間に発生する摩擦力で支持部材に支持されながらベース部材とともに回転する。
【００１５】
このように、基板をベース部材に回転保持させることで基板の外周端部に接触して基板を保持する保持部材（例えば、チャックピン等）を不要とすることができる。そのため、例えば所定の処理として基板に処理液を供給して基板を処理する場合であっても、基板の回転により基板表面を伝って径方向外側に向かう処理液が直接に保持部材に当たって基板表面へ跳ね返ることがない。また、基板の外周端部付近の気流を乱す要因がないことからミスト状の処理液の基板表面側への巻き込みを軽減することができる。これにより、基板表面の中央部（非処理部）への処理液の付着を効果的に防止することができる。
【００１６】
ここで、上記のように基板をベース部材に保持させた場合、基板を高速回転させると基板が径方向外側に飛び出してしまうおそれがある。これは、基板が高速回転する程、回転部材と基板の上面との間に形成される空間に供給された気体が基板外に排出され易くなって基板の下面と支持部材との間に発生する摩擦力が小さくなることに加えて、基板の回転により基板に働く遠心力が回転数が高くなるほど大きくなる（回転数の２乗に比例）ためである。しかしながら、この発明によれば、回転部材に気体掻き込み手段を設けているので、気体掻き込み手段が掻き込む気体によって基板と回転部材との間に形成される空間の内部圧力を高めることができる。これにより、基板の下面と支持部材との間に発生する摩擦力を増大させて基板の飛び出しを防止することができる。また、このように基板の保持力をアップさせることで、より高速に基板を回転させることが可能となり、装置のスループットを向上させることができる。換言すれば、基板の回転数を同一とするならば、基板の保持力に影響する、押圧手段からの気体の供給量を減らしてランニングコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、基板と対向させながら回転部材に気体掻き込み手段を設けているので、回転部材の回転に伴って回転部材の回転軸側に向けて気体が掻き込まれる。このため、高速回転時における基板と回転部材との間に形成される空間の内部圧力の低下が抑制され、基板と回転部材とを十分に近接させて対向配置しても基板と回転部材とが接触するのを防止することができる。したがって、基板表面を外部雰囲気から確実に遮断しつつ、基板の破損を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】
【００１８】
図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。また、図２は、図１の基板処理装置の部分拡大図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板表面Ｗｆの周縁部および裏面Ｗｂからメタル層やフォトレジスト層などの薄膜をエッチング除去する装置である。具体的には、基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）に対して化学薬品または有機溶剤等の薬液や純水またはＤＩＷ等のリンス液（以下、「処理液」という）を供給することで裏面Ｗｂ全体を洗浄し、さらに基板Ｗの下面から基板Ｗの周端面を伝ってその上面（表面Ｗｆ）に処理液を回り込ませて基板表面Ｗｆの周縁部から薄膜ＴＦをエッチング除去する装置である。
【００１９】
この基板処理装置は、基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けた状態で水平に保持して回転させるスピンチャック１と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの下面の中央部に向けて処理液（薬液やリンス液）を供給する下面側処理液ノズル３と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に対向配置された遮断板５と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を供給する上面側処理液ノズル７とを備えている。
【００２０】
スピンチャック１は、中空の回転軸１１がモータを含むチャック回転駆動機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転駆動機構１３の駆動により鉛直方向に伸びる回転軸Ｊ回りに回転可能となっている。この回転軸１１の上端部には、スピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転駆動機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。このように、この実施形態では、チャック回転駆動機構１３が本発明の「回転手段」に、スピンベース１５が本発明の「ベース部材」に相当している。
【００２１】
中空の回転軸１１には、処理液供給管３１が挿通されており、その上端に下面側処理液ノズル３が結合されている。処理液供給管３１は薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、薬液またはリンス液が選択的に供給される。また、回転軸１１の内壁面と処理液供給管３１の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路３３を形成している。このガス供給路３３はガス供給ユニット２１と接続されており、基板Ｗの下面とスピンベース１５の対向面との間に形成される空間に窒素ガスなどの不活性ガスを供給することができる。
【００２２】
スピンベース１５の上面側周縁部には、支持ピン１７が複数個（少なくとも３個以上、好ましくは４個以上）、本発明の「支持部材」として回転軸Ｊを中心として等角度間隔で放射状にスピンベース１５から上方に向けて突設されている。複数の支持ピン１７の各々は、基板Ｗの下面周縁部に当接することで、スピンベース１５から所定の間隔だけ離間させた状態で基板Ｗを水平に支持可能となっている。このため、基板Ｗがスピンベース１５に当接して支持される場合に生じる基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）の損傷や汚染が防止される。
【００２３】
各支持ピン１７は、基板Ｗの下面に対して離当接自在に構成されている。具体的には、後述する昇降駆動部を作動させることで、支持ピン１７を基板Ｗの下面に当接させたり、基板Ｗの下面から離間させたりすることができる。これにより、基板Ｗの下面に対する処理中に少なくとも１回以上、各支持ピン１７を基板Ｗの下面から離間させることで、支持ピン１７が基板Ｗの下面に当接する部分をも含めて基板Ｗの下面全体を処理することができる。
【００２４】
次に、支持ピン１７の構成および動作について図２を参照しつつ説明する。なお、上記複数の支持ピン１７はいずれも同一構成を有しているため、ここではひとつの支持ピン１７の構成についてのみ説明する。支持ピン１７はスピンベース１５の一部が上方に向けて凸状に延出した延出部１５ａの内部に設けられている。この支持ピン１７は、基板Ｗの下面周縁部に離当接可能に延出部１５ａの上面に埋設されたフィルム１７１と、上下方向に移動可能に支持されてフィルム１７１の下面側に開口した円筒状凹部の上底面に離当接してフィルム１７１の上面中央部を押上可能となっている可動ロッド１７３と、この可動ロッド１７３を上下動させるモータ等の昇降駆動部１７５とを備えている。なお、昇降駆動部１７５にはモータに限らず、エアシリンダ等のアクチュエータ全般を用いてもよい。
【００２５】
上記した構成を有する支持ピン１７では、昇降駆動部１７５が制御ユニット４からの駆動信号によって図示省略する駆動連結部を介して可動ロッド１７３を上昇駆動させることにより、可動ロッド１７３の先端部がフィルム１７１の円筒状凹部の上底面に当接してそのままフィルム１７１の上面中央部を押上げる。これにより、スピンベース１５の上面側に埋設されているフィルム１７１の上面がスピンベース１５の延出部１５ａの上面から突出する。このため、複数の支持ピン１７のフィルム１７１の全て（若しくは少なくとも３個以上）を突出させることで、フィルム１７１を基板Ｗの下面と当接させつつ基板Ｗをスピンベース１５の延出部１５ａの上面から離間（例えば１ｍｍ程度）させて水平支持することが可能となる。
【００２６】
一方で、昇降駆動部１７５が可動ロッド１７３を下降駆動させると、可動ロッド１７３の先端部はフィルム１７１の円筒状凹部の上底面から離間されて、フィルム１７１の上面をスピンベース１５の延出部１５ａの上面と同一平面内に収容する。このため、突出させた複数の支持ピン１７のフィルム１７１のうち少なくとも３個を残して、その一部を下降させることで、下降させたフィルム１７１を基板Ｗの下面から離間させることが可能となる。なお、このようなフィルム１７１は、可撓性を有するとともに処理液に対する耐腐食性を有する樹脂により成形される。好ましくは、ＰＣＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。このように、この実施形態では、フィルム１７１が本発明の「支持部材」に相当している。
【００２７】
スピンチャック１の上方には、支持ピン１７に支持された基板Ｗに対向する円盤状の遮断板５が本発明の「回転部材」として水平に配設されている。この遮断板５は、スピンチャック１の回転軸１１と同軸上に配置された回転軸５１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。この回転軸５１には、遮断板回転駆動機構５２が連結されており、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断板回転駆動機構５２のモータを駆動させることにより遮断板５を鉛直軸Ｊ回りに回転させる。制御ユニット４は、遮断板回転駆動機構５２をチャック回転駆動機構１３と同期するように制御することで、スピンチャック１と同じ回転方向および同じ回転速度で遮断板５を回転駆動させることができる。
【００２８】
また、遮断板５は、遮断板昇降駆動機構５３と接続され、遮断板昇降駆動機構５３の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、遮断板５をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断板昇降駆動機構５３を駆動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗが搬入出される際には、スピンチャック１の上方の退避位置に遮断板５を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対してエッチングなどの所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定された所定の処理位置まで遮断板５を下降させる。
【００２９】
回転軸５１は、中空軸となっており、その内部に処理液供給管７１が挿通されている。この処理液供給管７１の先端が、上面側処理液ノズル７を形成している。処理液供給管７１は薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、薬液またはリンス液が選択的に供給される。また、回転軸５１の内壁面と処理液供給管７１の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路７３を形成している。このガス供給路７３は、上面側処理液ノズル７の周囲において基板Ｗの上方の空間と連通しており、ガス供給路７３に接続されたガス供給ユニット２１からの窒素ガスを基板Ｗの上面（表面Ｗｆ）と遮断板５の対向面との間に形成される空間ＳＰに供給することができる。
【００３０】
そして、この空間ＳＰに窒素ガスが供給されることで空間ＳＰの内部圧力を高めて基板Ｗをその下面に当接する支持ピン１７に押圧させることができる。これによって、支持ピン１７に押圧された基板Ｗは、チャック回転駆動機構１３がスピンベース１５を回転させることで基板Ｗの下面と支持ピン１７との間に発生する摩擦力によって支持ピン１７に支持されながらスピンベース１５とともに回転する。なお、供給された窒素ガスは空間ＳＰを基板Ｗの中心付近から径方向外側へと流れていく。
【００３１】
次に、遮断板５の構成について図１ないし図３を参照しつつ詳述する。図３は遮断板の底面図である。この遮断板５は、基板表面Ｗｆのほぼ全域を覆うことができる平面サイズに形成されている。遮断板５は、その下面（底面）が基板表面Ｗｆと対向する基板対向面５４となっている。この基板対向面５４は、その中央部５４１に基板表面Ｗｆの中央部と対向する円盤状の対向領域５４１ａと、対向領域５４１ａを取り囲むように形成され遮断板５の周縁に向かうにしたがって基板Ｗに近接する傾斜面となっている円環状の対向領域５４１ｂとを有している。また、基板対向面５４は、その周縁部５４２に対向領域５４１ｂの外周からさらに下方に突出して基板表面Ｗｆの周縁部と対向する円環状の対向領域５４２ａと、対向領域５４２ａから段差を形成するように上方に切り欠かれた円環状の対向領域５４２ｂとを有している。なお、基板対向面５４のうち対向領域５４１ａ，５４２ａ，５４２ｂは基板表面Ｗｆと略平行な平面で形成されている。
【００３２】
したがって、遮断板５を処理位置まで下降させた際には、基板表面Ｗｆと遮断板５の基板対向面５４とで挟まれた微小空間ＳＰは基板表面Ｗｆの中央部で比較的広がっているものの、基板Ｗの周縁に向かうにしたがって徐々に狭まっており、基板表面Ｗｆの周縁部では対向領域５４２ａと十分に近接して対向配置される。例えば基板表面Ｗｆの周縁部と対向領域５４２ａとの微小隙間の間隔は１〜２mm以下に設定される。このため、遮断板５を処理位置まで下降させることで、基板表面Ｗｆを外部雰囲気から確実に遮断させることができる。また、遮断板５の周縁の対向領域５４２ｂは、基板裏面Ｗｂに供給された処理液を基板Ｗの周端面を介して基板表面Ｗｆの周縁部に回り込ませて該表面周縁部を処理する際に、遮断板５が処理液の回り込みを阻害させることのないよう周縁エッチング幅ＥＨに対応して対向面が対向領域５４２ａに比べて上方に後退している。
【００３３】
また、対向領域５４１ｂの傾斜面には円周方向に等角度間隔で複数の羽５５が下方に向けて突出するように形成されている（図３）。羽５５は遮断板５の径方向に対して遮断板５の回転方向Ａに傾斜して伸びるように形成されている。羽５５の下端部は基板表面Ｗｆと対向する対向面を構成し、該対向面は基板表面Ｗｆと平行に、対向領域５４２ａの対向面とほぼ同一平面上に形成されている。また、羽５５の上端部は対向領域５４１ｂの傾斜面に沿って該傾斜面と一体的に形成されているため、羽５５の上下方向の高さは周縁に向かうにしたがって徐々に小さくなっている。また、隣接する羽５５，５５の間は所定の間隔を隔てた状態で遮断板５の回転方向Ａに傾斜しながら平行して伸びる直線状のガス流路５６を形成している。
【００３４】
図４は、遮断板の底面の部分拡大図である。詳しくは遮断板５の径方向と羽５５の傾斜方向との関係を説明する図である。羽５５の回転方向下流側の側面５５ａは基板Ｗの径方向Ｒに対して回転方向Ａ側に鋭角Ｂだけ傾斜している。このため、遮断板５が回転方向Ａに回転駆動されると、羽５５の回転方向下流側の側面５５ａが周囲の気体（窒素ガス）を捉えて、遮断板５の回転に伴って捉えられた気体はガス流路５６に沿って遮断板５の回転軸Ｊ側に向けて運び込まれる。その結果、基板表面Ｗｆと遮断板５との間に形成される空間ＳＰの内部圧力を高めることができる。ここで、羽５５は遮断板５の周縁から離れた中央部５４１に設けられている。詳しくは、遮断板５の周縁部の対向領域５４２ａに対して径方向内側の対向領域５４１ｂに設けられている。つまり、遮断板５の周縁部５４２に羽を設けないようにすることで、基板Ｗの周辺の外部雰囲気が基板Ｗの中心側に巻き込まれるのを防止している。
【００３５】
遮断板５の周縁部５４２には複数のガスノズル５７（本発明の「気体吐出ノズル」に相当）が設けられ、対向領域５４２ａに開口している（図３）。これら複数のガスノズル５７は対向領域５４２ａに鉛直軸Ｊを中心とする円周に沿って等間隔に配列されており、遮断板５が処理位置に位置決めされると、基板表面Ｗｆの周縁部の処理領域ＴＲよりも径方向内側の非処理領域ＮＴＲと近接して対向配置される（図２）。ガスノズル５７は、遮断板５の内部のガス流通空間５８に連通しており、ガス流通空間５８に接続されたガス供給ユニット２１からの窒素ガスを基板表面Ｗｆに向けて略鉛直方向に吐出する。そして、複数のガスノズル５７の各々から均一に窒素ガスが吐出されることで、基板Ｗは各支持ピン１７に均等に押圧される。このように、この実施形態では、遮断板５と基板表面Ｗｆとに挟まれた空間ＳＰに窒素ガスを供給する、ガス供給路７３およびガスノズル５７が、本発明の「押圧手段」として機能している。
【００３６】
複数のガスノズル５７から吐出された窒素ガスは、基板表面Ｗｆの非処理領域ＮＴＲに向けて供給され、基板Ｗの径方向外側に向けて流れていく。これによって、後述するようにエッチング処理中に飛散した薬液が基板表面Ｗｆの中央部に付着するのを防止している。また、羽５５に対して径方向外側にガスノズル５７を配置して窒素ガスを吐出させることで、羽５５が基板Ｗの周辺の薬液雰囲気やミストまでも基板Ｗの中心側に向けて巻き込むのを確実に防止することができる。なお、ガスノズルは複数の開口に限らず、単一の開口、例えば、鉛直軸Ｊを中心として同心円状に全周にわたってリング状に開口したのものであってもよい。但し、複数の開口とした方が、ガス吐出圧の均一性を得る点で有利である。
【００３７】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について説明する。図５は、図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この装置では、基板Ｗの表面Ｗfにメタル層やフォトレジスト層などの薄膜ＴＦが形成された基板Ｗが薄膜形成面を上方に向けた状態で搬入され支持ピン１７上に載置されると、制御ユニット４が装置各部を以下のように制御してエッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を実行する。なお、基板Ｗの搬送を行う際には、遮断板５はスピンチャック１の上方の退避位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。
【００３８】
未処理基板Ｗが支持ピン１７に載置されると、制御ユニット４は遮断板５を処理位置まで降下させて基板Ｗに近接して対向配置させる（ステップＳ１）。そして、ガスノズル５７から窒素ガスを吐出させるとともに、ガス供給路７３から基板表面Ｗｆの中央部に向けて窒素ガスを供給する（ステップＳ２）。これによって、遮断板５の基板対向面５４と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間ＳＰの内部圧力が高められ、基板Ｗはその下面に当接する支持ピン１７に押圧されてスピンベース１５に保持される。また、基板表面Ｗｆは遮断板５の基板対向面５４にごく近接した状態で覆われることによって、基板Ｗの周辺の外部雰囲気から確実に遮断される。
【００３９】
次に、制御ユニット４はチャック回転駆動機構１３を制御してスピンベース１５を回転させることにより、基板Ｗを回転させる（ステップＳ３）。このとき支持ピン１７に押圧された基板Ｗは支持ピン１７と基板Ｗの下面との間に発生する摩擦力でスピンベース１５に保持されながら、スピンベース１５とともに回転することとなる。また、ステップＳ３と同時に、あるいは前後して制御ユニット４は遮断板回転駆動機構５２を制御してスピンベース１５の回転数とほぼ同一の回転数で同一方向に遮断板５を回転させる（ステップＳ４）。これにより、遮断板５の回転に伴って羽５５が気体（窒素ガス）を回転軸Ｊ側に向けて掻き込むことで、空間ＳＰの内部圧力が高められる。
【００４０】
この状態で、制御ユニット４は下面処理液ノズル３から基板裏面Ｗｂの中央部に向けて薬液を供給してエッチング処理を行う（ステップＳ５）。基板裏面Ｗｂの中央部に供給された薬液は基板Ｗの回転に伴う遠心力によって裏面全体に拡がり裏面Ｗｂを洗浄するとともに、薬液の一部が基板表面Ｗｆの周縁部に回り込む。そして、この回り込んだ薬液によって基板表面Ｗｆの周縁部から不要物（薄膜ＴＦ）が除去される。ここで、エッチング処理中に各支持ピン１７を基板裏面Ｗｂから少なくとも１回以上、離間させることで支持ピン１７と基板Ｗの当接部分にも薬液を回り込ませて当該部分を洗浄することができる。
【００４１】
この実施形態では、基板Ｗの外周端部に接触して基板Ｗを保持する、チャックピン等の保持部材がないことから、保持部材により保持している部分と保持していない部分とで薬液の回り込み量が異なることはなく、基板表面Ｗｆの周縁部へ薬液を均一に回り込ませることができる。また、基板Ｗの外周端部付近の気流を乱す要因がないことからミスト状の薬液の基板表面Ｗｆ側への巻き込みが軽減される。さらに、ガス供給路７３およびガスノズル５７から供給される窒素ガスにより薬液の基板表面Ｗｆの中央部への入り込みを防止して、周縁エッチング幅ＥＨを基板全周にわたって均一にすることができる。ここで、遮断板５の回転に伴って羽５５は回転軸Ｊに向けて気体（窒素ガス）を掻き込むが、羽５５が遮断板５の下面中央部５４１に設けられ、ガスノズル５７より径方向外側には設けられていないことから、基板Ｗの周辺の薬液雰囲気やミスト状の薬液までも巻き込むことがない。
【００４２】
基板Ｗのエッチング処理が終了すると、制御ユニット４は下面処理液ノズル３から基板裏面Ｗｂの中央部に向けてリンス液を供給するとともに、上面処理液ノズル７から基板表面Ｗｆの中央部に向けてリンス液を供給してリンス処理を行う（ステップＳ６）。基板裏面Ｗｂの中央部に供給されたリンス液はスピンベース１５と基板Ｗの回転に伴ってスピンベース１５の上面と基板裏面Ｗｂとの間を通過して基板外に流れていく。また、基板表面Ｗｆの中央部に供給されたリンス液は遮断板５と基板表面Ｗｆとの間を通過して基板外に流れていく。これにより、基板Ｗの表裏面がリンス処理される。
【００４３】
こうして、エッチング処理およびリンス処理が完了すると、制御ユニット４はチャック回転駆動機構１３および遮断板回転駆動機構５２のモータの回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断板５を高速回転させる。このとき、上記した基板表面Ｗｆへの窒素ガス供給と併せて、ガス供給路３３からも窒素ガスを供給することで、基板Ｗの表裏面に窒素ガスを供給させる。これにより、基板Ｗの表裏面が乾燥処理される（ステップＳ７）。
【００４４】
このように、基板Ｗ（および遮断板５）を高速回転させると空間ＳＰに供給された窒素ガスが基板外に排出され易くなる。その結果、空間ＳＰの内部圧力が低下して負圧となり、基板Ｗと遮断板５とが接触するおそれがある。特に、基板表面Ｗｆへの窒素ガスの供給が止まるようなトラブルが発生した場合には、基板Ｗと遮断板５とが接触する危険性が高くなる。しかしながら、この実施形態によれば、遮断板５の回転に伴って羽５５が気体（窒素ガス）を回転軸Ｊ側に向けて掻き込むことで、空間ＳＰの内部圧力の低下が抑制される。このため、空間ＳＰが負圧となって基板Ｗと遮断板５とが接触するのを防止することができる。
【００４５】
また、基板Ｗを高速回転させると基板Ｗが径方向外側に飛び出してしまうおそれがある。これは、空間ＳＰに供給された窒素ガスは基板Ｗを回転させるほど基板外に排出され易くなって基板Ｗの下面と支持ピン１７との間に発生する摩擦力が小さくなることに加えて、基板Ｗの回転により基板Ｗに働く遠心力が、回転数が高くなるほど大きくなる（回転数の２乗に比例）からである。しかしながら、この実施形態によれば、基板Ｗとともに遮断板５が高速回転されることで羽５５による気体掻き込み作用も強まる。これにより、空間ＳＰの内部圧力が高められ、基板Ｗの下面と支持ピン１７との間に発生する摩擦力を増大させて基板Ｗの飛び出しを確実に防止することができる。
【００４６】
基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４は遮断板回転駆動機構５２を制御して遮断板５の回転を停止させる（ステップＳ８）とともに、チャック回転駆動機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ９）。そして、ガス供給路７３およびガスノズル５７からの窒素ガスの供給を停止することで、基板Ｗの支持ピン１７への押圧支持を解除する（ステップＳ１０）。その後、遮断板５が上昇され、処理済基板Ｗが装置から搬出される（ステップＳ１１）。
【００４７】
以上のように、この実施形態によれば、基板Ｗと対向させながら遮断板５に羽５５を設けているので、遮断板５の回転に伴って回転軸Ｊ側に向けて気体（窒素ガス）が掻き込まれる。このため、基板Ｗと遮断板５との間に形成される空間ＳＰの内部圧力を高めることができる。その結果、基板Ｗと遮断板５とを高速回転させた場合であっても、空間ＳＰの内部圧力の低下を抑制して該空間ＳＰが負圧となるのを防止することができる。したがって、基板表面Ｗｆと遮断板５とを十分に近接させることにより基板表面Ｗｆを外部雰囲気から確実に遮断しつつ、基板Ｗと遮断板５との接触による基板Ｗの破損を防止することができる。
【００４８】
このように、この実施形態によれば、基板Ｗと遮断板５とが接触するのを防止しながら基板表面Ｗｆと遮断板５とを十分に近接させることができるので、基板表面Ｗｆと遮断板５との間に薬液雰囲気やミスト状の薬液が侵入するのを防止することができる。また、基板表面Ｗｆと遮断板５との間隔を狭めることで窒素ガスの消費量を抑制してランニングコストを低減することができる。
【００４９】
また、この実施形態によれば、羽５５を遮断板５の周縁から離れた中央部５４１に設けている。つまり、遮断板５の周縁部５４２には羽５５を設けていないため、基板Ｗの周辺の薬液雰囲気やミスト状の薬液までも基板Ｗの中心側に巻き込むことがない。このため、基板表面Ｗｆの中央部（非処理部）への薬液の付着による腐食を防止することができる。
【００５０】
また、この実施形態によれば、基板表面Ｗｆの周縁部の処理領域ＴＲより径方向内側の非処理領域ＮＴＲに向けて窒素ガスを供給しているので、羽５５が有する気体掻き込み作用によって基板Ｗの周辺の薬液雰囲気やミスト状の薬液が基板Ｗの中心側に巻き込まれることがない。これにより、薬液の非処理領域ＮＴＲへの侵入を防止するとともに、周縁エッチング幅ＥＨを基板全周にわたって均一にすることができる。
【００５１】
また、この実施形態によれば、遮断板５に設けられた羽５５が掻き込む気体（窒素ガス）により、基板表面Ｗｆと遮断板５の基板対向面５４との間に形成される空間ＳＰの内部圧力を高めることで、次のような作用効果が得られる。すなわち、空間ＳＰに窒素ガスを供給して基板Ｗを支持ピン１７などの基板Ｗの下面に当接する支持部材に押圧支持させる方式では、基板Ｗを高速回転させると基板Ｗが径方向外側に飛び出してしまうおそれがある。しかしながら、この発明によれば、空間ＳＰの内部圧力が高められることで、基板Ｗの下面と支持ピン１７との間に発生する摩擦力を増大させて基板Ｗの飛び出しを防止することができる。また、このように基板Ｗの保持力をアップさせることで、より高速に基板Ｗを回転させることが可能となり、装置のスループットを向上させることができる。換言すれば、基板Ｗの回転数を同一とするならば、基板Ｗの支持ピン１７への押圧力に影響する、窒素ガスの供給量を減らしてランニングコストの低減を図ることができる。
【００５２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、「気体掻き込み手段」として遮断板５の径方向に対して該遮断板５の回転方向Ａに傾斜して伸びる羽５５を設けているが、これに限定されず、基板Ｗと対向して遮断板５に設けられ、遮断板５の回転に伴って遮断板５の回転軸Ｊ側に向けて気体を掻き込む構造を有するものであればよい。
【００５３】
また、遮断板５の回転に伴って気体を遮断板５の回転軸Ｊ側に掻き込むかぎり、羽の形状、配置、個数は任意である。上記実施形態では、隣接する羽５５，５５の間に形成されるガス流路５６が所定の間隔を隔てた状態で直線状に平行して伸びるように、羽５５を形成するとともに配置しているが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、羽６５の形状を流線形として隣接する羽同士の間に形成されるガス流路６６が遮断板５の回転方向Ａに湾曲しながら伸びるように羽を配置してもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、基板Ｗを基板Ｗの下面に当接する支持ピン１７などの支持部材に押圧支持させて基板Ｗを保持しているが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、チャックピンなどの保持部材を基板Ｗの外周端部に当接させて基板Ｗを保持する基板処理装置にも適用される。この場合においても、基板Ｗと遮断板５との間に形成される空間の内部圧力の低下を抑制して、基板Ｗと遮断板５とが接触するのを防止することができる。要は、遮断板５などの回転部材と基板Ｗとを近接させて対向配置しながら基板Ｗおよび回転部材を回転させて基板Ｗに対して所定の処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む基板全般の表面に対して基板を回転させながら所定の処理を施す基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の部分拡大図である。
【図３】遮断板の底面図である。
【図４】遮断板の底面の部分拡大図である。
【図５】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】羽の変形態様を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
５…遮断板（回転部材）
１３…チャック回転駆動機構（回転手段）
１５…スピンベース（ベース部材）
１７…支持ピン（支持部材）
５５，６５…羽
５７…ガスノズル（気体吐出ノズル、押圧手段）
７３…ガス供給路（押圧手段）
５４１…（回転部材の）中央部
５４２…（回転部材の）周縁部
Ｗ…基板
Ｊ…（基板の）回転軸
【図１】
2006156520.tif 000003
【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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