(57)【要約】【課題】  基板を回転させながら基板に処理液を供給して該基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、基板中央部への処理液の付着を防止しながら、基板周縁部の処理幅を均一にして処理する。【解決手段】  基板Ｗの上面には、その平面サイズＤ１が基板サイズＤ２と同等以上の大きさである雰囲気遮断板９が対向して配設される。雰囲気遮断板９の周縁部にはノズル６が挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔９ｅが形成されており、ノズル移動機構６７によりノズル６を駆動することで、ノズル６を該貫通孔９ｅに挿入させて基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対向する対向位置Ｐ１と、雰囲気遮断板９から離れた退避位置Ｐ２とに位置決めすることができる。対向位置Ｐ１に位置決めされたノズル６から基板Ｗの上面周縁部ＴＲに処理液が供給される。【選択図】  図１
2006041444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させながら前記基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置において、
前記基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段により保持された基板を回転させる回転手段と、
回転する前記基板の上面周縁部に前記処理液を供給するノズルと、
前記基板の上面に対向して配設されるとともに、その周縁部に前記ノズルが挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔を有する遮断部材と、
前記ノズルを駆動することで前記ノズルを前記貫通孔に挿入させて前記基板の上面周縁部に対向する対向位置と、前記遮断部材から離れた退避位置とに位置決めさせるノズル駆動機構と
を備え、
前記対向位置に位置決めされた前記ノズルから前記基板の上面周縁部に処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記ノズルが前記退避位置に位置決めされた状態で、前記貫通孔から気体を噴出させる気体噴出手段をさらに備える請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記ノズルが前記退避位置に位置決めされた状態で、前記回転手段は前記基板とともに前記遮断部材を回転させる請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持手段は、鉛直軸回りに回転自在に設けられた回転部材と、前記回転部材に上方に向けて設けられ、前記基板の下面に当接して該基板を前記回転部材から離間させて支持する少なくとも３個以上の支持部材と、前記遮断部材が前記基板上面と対向する対向面に設けられた気体噴出口から気体を前記対向面と前記基板上面との間に形成される空間に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気体供給部とを備える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記気体噴出手段は前記気体供給部から供給される気体を前記貫通孔の内壁に設けられた気体導入口から前記貫通孔内に導くことで前記気体を前記貫通孔から噴出させる請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記気体噴出口は前記ノズルから前記基板に供給される処理液によって処理される処理領域より内側の非処理領域に気体を供給するように前記対向面に設けられる請求項４または５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記遮断部材は前記貫通孔を複数個有するものであって、各貫通孔の前記遮断部材の周端面からの径方向における距離が互いに異なる請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記遮断部材は前記基板の上面に対向する面が、平面サイズで前記基板と同等以上の大きさである請求項１ないし７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の各種基板に処理液を供給して該基板に対して洗浄処理などの処理を施す基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハ等の基板の表面および周端面（場合によってはさらに裏面）の全域に銅薄膜などの金属薄膜を形成した後、この金属薄膜の不要部分をエッチング除去する処理が行われる場合がある。例えば、配線形成のための銅薄膜は、基板の表面のデバイス形成領域に形成されていればよいから、基板の表面の周縁部、裏面および周端面に形成された銅薄膜は不要となる。そればかりでなく、周縁部、裏面および周端面の銅または銅イオンは、基板処理装置に備えられた基板搬送ロボットのハンドを汚染し、さらにこの汚染が当該ハンドによって保持される別の基板へと転移するという問題を引き起こす。
【０００３】
同様の理由から、基板周縁部に形成された金属薄膜以外の膜（酸化膜や窒化膜）を薄くエッチングすることによって、その表面の金属汚染物を除去するための処理が行われることがある。基板の周縁部および周端面の薄膜を選択的にエッチング等して処理することのできる装置としては、例えば、基板を水平に保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックの上方において基板の上面の空間を制限する遮断板と、基板の下面にエッチング液などの処理液を供給するノズルとを備えた基板処理装置がある（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の基板処理装置を用いることで、基板の下面に供給された処理液は、遠心力によって中心部から周縁部に向けて基板の下面に向けて伝わり、基板の周端面を回り込んで基板の上面周縁部へと至る。このとき、遮断板は基板の上面に近接して配置され、この遮断板と基板の間との間には、窒素ガス等の不活性ガスが供給される。そして、この不活性ガスの流量、基板の回転速度および処理液の供給量を適切に調整することによって、基板の上面周縁部の所定幅の領域を選択的にエッチング処理することができる。また、基板の上面周縁部の不要物がエッチング除去され、その後、基板の上下面に対して純水によるリンス処理が行われた後に、スピンチャックが高速回転されて、基板の上下面の水滴を振り切る乾燥処理（スピンドライ処理）が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６６７２号公報（第６頁−第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、基板の下面に処理液を供給して処理液を上面周縁部に回り込ませて処理する方式では、エッチング液の基板の上面への回り込み量が少なく、また回り込み量の制御を正確に行うことができない。そのため、エッチング幅精度があまり良くなく、基板の上面周縁部の各部でエッチング幅が不均一になるという問題がある。
【０００６】
そこで、基板の上面周縁部のエッチング幅を均一にするために、処理液を基板の下面から上面周縁部に回り込ませるのではなく、直接に基板の上面周縁部に向けて処理液を供給することが考えられる。このように、基板の上面周縁部に直接に処理液を供給する場合には、エッチング幅を自由に、高精度に制御することができる。しかしながら、この場合、基板の上面周縁部に処理液を供給するために、処理液を供給するノズル等を基板の上面周縁部に対向配置させるため、遮断板を基板の外形よりも小さくする必要がある。このように、遮断板の外形を基板外形よりも小さくすると、基板上面と遮断板との間の空間が小さくなり、外部からのエッチング液の雰囲気または飛散したミスト状の処理液が基板の表面（上面）の中央部に形成されるデバイス形成領域（非処理領域）に侵入して腐食させてしまうという問題が発生する。さらに、純水を乾燥させる際のスピンドライ処理において、基板の上面周縁部と遮断板との間の雰囲気を十分管理することができないため、外部雰囲気の巻き込みが発生する。そのため、基板の表面にウォーターマークなどのダメージが残り、基板の乾燥不良の原因になるという問題が発生する。
【０００７】
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基板に処理液を供給して該基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、基板中央部への処理液の付着を防止しながら、基板周縁部の処理幅を均一にして処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段により保持された基板を回転させる回転手段と、回転する基板の上面周縁部に処理液を供給するノズルと、基板の上面に対向して配設されるとともに、その周縁部にノズルが挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔を有する遮断部材と、ノズルを駆動することでノズルを貫通孔に挿入させて基板の上面周縁部に対向する対向位置と、遮断部材から離れた退避位置とに位置決めさせるノズル駆動機構とを備え、前記対向位置に位置決めされた前記ノズルから前記基板の上面周縁部に処理液を供給することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、遮断部材が基板の上面に対向して配設されるので、基板の上面が基板周囲の外部雰囲気から確実に遮断される。また、遮断部材は、その周縁部にノズルが挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔を有しているので、ノズルを該貫通孔に挿入させて基板の上面周縁部と対向して配置させることができる。このため、基板保持手段により保持された基板を回転させるとともに、ノズルから処理液を供給することで、基板の上面周縁部の全周に渡って直接に処理液を供給することができる。したがって、遮断部材が基板の上面を覆うことで基板の上面中央部（非処理領域）へ処理液が付着するのを防止しながら、基板の径方向における周端面からの処理幅を均一にして処理することができる。さらに、貫通孔の位置を変えて遮断部材を構成することで基板の径方向における周端面からの処理幅を自由に、例えば、処理液を基板の下面から上面周縁部に回り込ませる場合に比べて処理幅を大きくすることも可能である。
【００１０】
また、ノズルは遮断部材の貫通孔に挿入されているため、基板処理中に処理液が飛散してノズルに大量の処理液が付着することがない。このため、ノズル移動時においてノズルから処理液が落ちて基板あるいは基板周辺部材に付着して悪影響を及ぼすことが防止される。その結果、ノズルの洗浄も不要となり、装置のスループットを向上させることができる。
【００１１】
ここで、ノズルが退避位置に位置決めされた状態で、貫通孔から気体を噴出させる気体噴出手段をさらに備えるようにすると、ノズルが遮断部材から離れた退避位置に位置決めされる際にも、気体噴出手段により貫通孔から気体が噴出されているので、処理液が貫通孔に入り込み基板に向けて処理液が跳ね返ることがない。このため、貫通孔に起因する処理液の跳ね返りを抑制して、基板の上面中央部（非処理領域）が腐食されるのを防止することができる。
【００１２】
ここで、ノズルが退避位置に位置決めされた状態で、回転手段は基板とともに遮断部材を回転させるようにすると、遮断部材に付着する処理液を振り切るとともに、基板と遮断部材との間に回転に伴う余分な気流が発生するのを防止することができ、より良好な基板処理を行うことができる。
【００１３】
また、基板保持手段は、鉛直軸回りに回転自在に設けられた回転部材と、回転部材に上方に向けて設けられ、基板の下面に当接して該基板を回転部材から離間させて支持する少なくとも３個以上の支持部材と、遮断部材が基板上面と対向する対向面に設けられた気体噴出口から気体を対向面と基板上面との間に形成される空間に供給することによって基板を支持部材に押圧させる気体供給部とを備えるようにしてもよい。この構成によれば、基板がその下面に当接する少なくとも３個以上の支持部材によって離間して支持されるとともに、気体供給部から基板の上面に供給される気体によって支持部材に押圧されて回転部材に保持される。そして、回転手段が回転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、回転部材とともに回転することとなる。このように基板を回転部材に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ため、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、基板の上面中央部への処理液の付着を効果的に防止することができる。
【００１４】
ここで、気体噴出手段は気体供給部から供給される気体を貫通孔の内壁に設けられた気体導入口から貫通孔内に導くことで気体を貫通孔から噴出させるようにしてもよい。この構成によれば、ノズルが貫通孔から抜き出されると同時に貫通孔から気体が噴出されるので、気体の供給を効率良く行うことができる。また、気体噴出手段が気体供給部とは別個の気体供給源などから気体の供給を受ける場合に比べて、配管系などを共通利用できるため装置構成を簡略化することができる。
【００１５】
また、気体噴出口はノズルから基板に供給される処理液によって処理される処理領域より内側の非処理領域に気体を供給するように対向面に設けられるのが望ましい。この構成によれば、基板の上面周縁部の処理領域より内側の基板の上面中央部の非処理領域に気体が供給されることから、処理液の基板の上面中央部への侵入が効果的に防止される。
【００１６】
また、遮断部材は貫通孔を複数個有するものであって、各貫通孔の遮断部材の周端面からの径方向における距離が互いに異なるように構成すると、複数の貫通孔に選択的にノズルを挿入させることで、処理内容に応じて適宜、基板の径方向における周端面からの処理幅を変更することができる。このため、基板の上面中央部へ処理液が付着するのを防止しながらも、処理内容に応じた処理幅で基板周縁部を均一に処理することができる。
【００１７】
また、遮断部材は、その平面サイズが基板サイズと同等以上の大きさであるように構成すると、基板の上面が基板周囲の外部雰囲気から確実に遮断される。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、基板の上面に対向して配設された遮断部材の周縁部に設けられた貫通孔にノズルが挿入されることで、該ノズルから基板の上面周縁部に処理液が供給される。また、遮断部材により、基板の上面が基板周囲の外部雰囲気から確実に遮断される。したがって、基板の上面中央部（非処理領域）へ処理液が付着するのを防止しながら、基板の径方向における周端面からの処理幅を均一にして処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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の基板処理装置の平面図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面に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）を供給して基板Ｗに対して薬液処理、リンス処理を施した後にスピン乾燥を行う装置である。この基板処理装置では、基板Ｗの下面に対して処理液を供給して、その下面の処理を行うことができ、また基板Ｗの上面に対して処理液を供給して、その上面の処理を行うことができる。特に、基板Ｗの上面周縁部のみに処理液を供給することにより、基板Ｗの上面周縁部の処理（ベベル処理）を行うことができる。
【００２０】
この基板処理装置は、中空の回転軸１が、モータ３の回転軸に連結されており、このモータ３の駆動により鉛直軸Ｊ周りに回転可能となっている。この回転軸１の上端部には、スピンベース５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、モータ３の駆動によりスピンベース５が鉛直軸Ｊ周りに回転可能となっている。また、スピンベース５の周縁部付近には、基板Ｗの下面周縁部に当接しつつ基板Ｗを支持する支持部７が複数個、スピンベース５から上方に向けて突出して設けられている。そして、複数個の支持部７によってスピンベース５から所定の間隔離間させた状態で基板Ｗが水平に支持されている。このように、この実施形態ではスピンベース５が本発明の「回転部材」に相当している。
【００２１】
図３は、スピンベース５を上方から見た平面図である。スピンベース５は基板Ｗと相似の円形で、その中心部に開口が設けられるとともに、その周縁部付近には支持部７が複数個（この実施形態では１２個）設けられている。そして、１２個の支持部７が鉛直軸Ｊを中心として３０度ずつの等角度間隔で放射状に配置されている。ここで、基板Ｗを水平支持するためには、支持部７の個数は少なくとも３個以上であればよいが、支持部７が基板Ｗの下面に当接する部分を処理するためには、支持部７を基板Ｗの下面に対して離当接自在に構成するとともに、処理中に少なくとも１回以上、支持部７を基板Ｗの下面から離間させるのが望ましい。そのため、支持部７が基板Ｗの下面に当接する部分をも含めて基板Ｗの下面を処理するためには少なくとも４個以上の支持部７が必要とされる。なお、支持部７の構成および動作については後で詳述する。
【００２２】
また、この基板処理装置は、図１に示すようにスピンベース５に対向して配置され、基板Ｗの上面側の雰囲気を遮断するための雰囲気遮断板９と、該雰囲気遮断板９と基板Ｗの上面との間に形成される空間に窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給部２１（本発明の「気体供給部」に相当）を備えている。そして、ガス供給部２１から基板Ｗの上面に向けて雰囲気遮断板９と基板Ｗの上面との間に形成される空間に不活性ガスを供給することによって、基板Ｗを支持部７に押圧させて基板Ｗをスピンベース５に保持させることが可能となっている。
【００２３】
この雰囲気遮断板９は、中空を有する筒状の支持軸１１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。この支持軸１１には、図示を省略する遮断駆動機構が連結されており、遮断駆動機構のモータを駆動することにより支持軸１１とともに雰囲気遮断板９が鉛直軸Ｊ周りに回転されるように構成されている。また、遮断駆動機構の昇降駆動用アクチュエータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで雰囲気遮断板９をスピンベース５に近接させたり、逆に離間させることが可能となっている。このように、この実施形態ではモータ３と遮断駆動機構のモータとで本発明の「回転手段」が構成されている。
【００２４】
図４は雰囲気遮断板９の底面図である。この雰囲気遮断板９の基板Ｗの上面と対向する面の平面サイズＤ１は基板Ｗの平面サイズＤ２より若干大きく、その中心部に開口を有している。また、雰囲気遮断板９の周縁部には雰囲気遮断板９を上下方向（鉛直軸方向）に貫通する貫通孔９ｅが１個形成されており、後述するノズル６が挿入可能となっている。この貫通孔９ｅはスピンベース５に保持される基板Ｗの上面周縁部ＴＲ（図１）に対向する位置に形成されているため、ノズル６を貫通孔９ｅに挿入させることでノズル６を基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対向して配置させることができる。なお、貫通孔９ｅの孔径は、ノズル６が挿入可能な範囲で必要最小限の大きさで形成される。これは、必要以上に貫通孔９ｅの孔径を大きくすることで、貫通孔９ｅに起因する処理液の跳ね返り等の不具合を防止するためである。
【００２５】
雰囲気遮断板９はスピンベース５の上方に配置されて、その下面（底面）が基板Ｗの上面と対向する対向面９ａとなっている。対向面９ａには複数のガス噴出口９ｂ、９０ｂが開口している。ここで、ガス噴出口９ｂはスピンベース５に設けられた支持部７に対応する位置に、詳しくは支持部７の回転軌跡Ｔａ（図３）上に鉛直軸Ｊを中心とする円周に沿って等間隔に配列されている。また、ガス噴出口９０ｂは、貫通孔９ｅに対して雰囲気遮断板９の中心軸（鉛直軸Ｊ）よりに、貫通孔９ｅを取り囲むように配置されている。なお、これらのガス噴出口９ｂ、９０ｂは複数の開口にすることに限らず、例えば、複数のガス噴出口９ｂ（または９０ｂ）のそれぞれを繋ぎ合わせて単一の開口としてもよい。さらに、複数のガス噴出口９ｂ、９０ｂの全てを繋ぎ合わせて全周にわたってリング状の開口としてもよい。但し、複数の開口とした方が、ガス噴出圧の均一性を得る点で有利である。このように、この実施形態では雰囲気遮断板９が本発明の「遮断部材」に、ガス噴出口９ｂ、９０ｂが本発明の「気体噴出口」に相当している。
【００２６】
図１に戻って説明を続ける。これらのガス噴出口９ｂ、９０ｂはそれぞれに、雰囲気遮断板９の内部に形成されたガス流通空間９ｃ、９０ｃに連通している。このガス流通空間９ｃ、９０ｃに不活性ガスを供給するために、ガス流通空間９ｃ、９０ｃは配管２５を介してガス供給部２１に連通接続されている。この配管２５には、装置全体を制御する制御部８０により開閉制御される開閉弁２３が介装されている。このため、制御部８０が開閉弁２３を開にすることでガス供給部２１からガス流通空間９ｃ、９０ｃに不活性ガスが供給されて、複数のガス噴出口９ｂ、９０ｂから基板Ｗの上面に向けて不活性ガスが噴出される。また、複数のガス噴出口９ｂ、９０ｂは支持部７の回転軌跡Ｔａ上に配置されるように雰囲気遮断板９の対向面９ａに設けられており、ガス噴出口９ｂは基板Ｗの上面側へ向けて略鉛直方向に不活性ガスを噴出するように形成される一方、ガス噴出口９０ｂは基板Ｗの上面側へ向けて下向きかつ径方向外向きに噴出するように形成されている。そして、これらのガス噴出口９ｂ、９０ｂの各々から均一に不活性ガスが噴出されることで、基板Ｗはスピンベース５に上方に向けて突出して設けられた各支持部７に均等に押圧される。これにより、基板Ｗはスピンベース５に水平に保持される。ここで、基板Ｗの下面に支持部７が当接する部分に対応する基板Ｗの上面側に直接に不活性ガスを供給しているので、基板Ｗをスピンベース５に確実に、しかも必要最小限のガス供給量で効率良く保持させることができる。
【００２７】
次に、ノズル６の構成および動作について説明する。このノズル６は貫通孔９ｅの形状に合わせて円筒形状に構成され、貫通孔９ｅに挿入されることで、ノズル６の先端部が基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対向して配置される。また、ノズル６の先端部の下端面は雰囲気遮断板９の対向面９ａと面一の位置まで挿入される。このため、ノズル６から基板Ｗの上面周縁部ＴＲに処理液を供給可能になっている。すなわち、ノズル６には、その内部に薬液供給管６１とリンス液供給管６３が配設され、各供給管６１、６３の先端部（下端部）から基板Ｗの上面周縁部に対して、それぞれ薬液、リンス液として純水を供給できるように構成されている。ここで、薬液供給管６１は配管１４を介して薬液供給源３１と接続される一方、リンス液供給管６３が配管２２を介して純水供給源３３と接続されている。また、配管１４、２２にはそれぞれ、開閉弁１６、２０が介装されており、制御部８０が開閉弁１６、２０を制御することでノズル６に供給される薬液および純水の流量を調整可能となっている。
【００２８】
また、ノズル６は１本のアーム６５（図２）の先端側に固着されている。一方、アーム６５の基端部には、ノズル移動機構６７が連結されている。そして、制御部８０からの制御指令に応じてノズル移動機構６７が作動することでアーム６５を昇降駆動させるとともに、回転軸心Ｐ回りに揺動駆動させることが可能となっている。これにより、ノズル６は、雰囲気遮断板９の貫通孔９ｅに挿入されることで基板Ｗと対向して基板Ｗの上面周縁部ＴＲに処理液を供給可能な対向位置Ｐ１（図１、図２の実線で示す位置）と、対向位置Ｐ１から上昇して側方に退避した退避位置Ｐ２（図１、図２の破線で示す位置）との間を移動することができる。このように、この実施形態ではノズル移動機構６７が本発明の「ノズル駆動機構」に相当している。
【００２９】
また、雰囲気遮断板９の貫通孔９ｅの内壁にはガス導入口９ｄが設けられており、ガス導入口９ｄはガス流通空間９０ｃに接続されている。このため、ガス供給部２１から不活性ガスが供給されると、ガス噴出口９ｂ、９０ｂから基板Ｗの上面に向けて不活性ガスが噴出されると同時に、貫通孔９ｅの内部空間にも不活性ガスが導入される。したがって、ノズル６が退避位置Ｐ２に位置決めされる状態、すなわち、ノズル６が貫通孔９ｅに挿入されていない状態では、ガス供給部２１から貫通孔９ｅに不活性ガスが導入され、雰囲気遮断板９の上下の貫通孔９ｅの開口から不活性ガスが噴出される。
【００３０】
雰囲気遮断板９の中心の開口および支持軸１１の中空部には、上部洗浄ノズル１２が同軸に設けられ、その下端部のノズル口１２ａからスピンベース５に押圧保持された基板Ｗの上面の回転中心付近に薬液、純水等の処理液を供給できるように構成されている。この上部洗浄ノズル１２は、配管１３に連通接続されている。この配管１３は、基端部において分岐しており、一方の分岐配管１３ａには薬液供給源３１が接続され、他方の分岐配管１３ｂには純水供給源３３が接続されている。各分岐配管１３ａ、１３ｂには開閉弁１５、１７が介装されており、制御部８０による開閉弁１５、１７の開閉制御によって上部洗浄ノズル１２から基板Ｗの上面に薬液と純水とを選択的に切換えて供給することができる。
【００３１】
また、支持軸１１の中空部の内壁面と、上部洗浄ノズル１２の外壁面との間の隙間は、気体供給路１８となっている。この気体供給路１８は、開閉弁１９を介装した配管２７を介して気体供給源３５に連続接続されている。そして、上部洗浄ノズル１２による薬液処理およびリンス処理を行った後、制御部８０による開閉弁１９の開閉制御によって気体供給路１８を介して基板Ｗの上面と雰囲気遮断板９の対向面９ａとの間の空間に清浄な空気や不活性ガス等の気体を供給することによって、基板Ｗの乾燥処理を行うことが可能となっている。
【００３２】
回転軸１の中空部には、下部洗浄ノズル４１が同軸に設けられ、その上端部のノズル口４１ａから基板Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給できるように構成されている。この下部洗浄ノズル４１は、配管４３に連通接続されている。この配管４３は、基端部において分岐しており、一方の分岐配管４３ａには薬液供給源３１が接続され、他方の分岐配管４３ｂには純水供給源３３が接続されている。各分岐配管４３ａ、４３ｂには開閉弁４５、４７が介装されており、制御部８０による開閉弁４５、４７の開閉制御によって下部洗浄ノズル４１から基板Ｗの下面に薬液と純水とを選択的に切換えて供給することができる。
【００３３】
また、回転軸１の内壁面と下部洗浄ノズル４１の外壁面との間の隙間は、円筒状の気体供給路４８を形成している。この気体供給路４８は、開閉弁４９を介装した配管５１を介して気体供給源３５に連続接続されていて、制御部８０による開閉弁４９の開閉制御によって気体供給路４８を介して基板Ｗの下面とスピンベース５の対向面との間の空間に清浄な空気や不活性ガス等の気体を供給することができる。
【００３４】
次に、支持部７の構成および動作について説明する。図５は支持部の構成を示す部分断面図である。なお、上記複数の支持部７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部７の構成についてのみ図面を参照しつつ説明する。図５に示すように、支持部７はスピンベース５の一部が上方に向けて凸状に延出した延出部５ａの内部に設けられている。この支持部７は、基板Ｗの下面周縁部に離当接可能にスピンベース５の延出部５ａの上面に埋設されたフィルム７１と、上下方向に移動可能に支持されてフィルム７１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７１の上面中央部を押上可能となっている可動ロッド７３と、この可動ロッド７３を上下動させるモータ等の駆動部７５とを備えている。なお、駆動部７５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。
【００３５】
上記した構成を有する支持部７では、駆動部７５が制御部８０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７３を上昇駆動させることにより、可動ロッド７３の先端部がフィルム７１の円筒状凹部の上底面に当接してそのままフィルム７１の上面中央部を押上げる。これにより、スピンベース５の上面側に埋設されているフィルム７１の上面がスピンベース５の延出部５ａの上面から突出する。このため、複数の支持部７のフィルム７１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７１を基板Ｗの下面と当接させつつ基板Ｗをスピンベース５の延出部５ａ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（図５）。一方で、駆動部７５が可動ロッド７３を下降駆動させると、可動ロッド７３の先端部はフィルム７１の円筒状凹部の上底面から離間されて、フィルム７１の上面をスピンベース５の延出部５ａ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部７のフィルム７１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７１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７１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７１が本発明の「支持部材」に相当している。
【００３６】
ここで、基板Ｗの上面周縁部にノズル６から処理液を供給して基板Ｗの上面処理領域ＴＲを処理（ベベル処理）する場合における、上面処理領域ＴＲと、雰囲気遮断板９の対向面９ａに設けられたガス噴出口９ｂ、９０ｂから噴出される不活性ガスの供給位置および支持部７の配設位置との位置関係について説明する。図５は、ガス噴出口９ｂからの不活性ガスの供給位置および支持部７の配設位置との位置関係について図示しているが、ガス噴出口９０ｂからの不活性ガスの供給位置および支持部７の配設位置との位置関係についても基本的に同様である。すなわち、ガス噴出口９ｂから基板Ｗの上面に向けて略鉛直方向に噴出される不活性ガスならびにガス噴出口９０ｂから基板Ｗの上面に向けて下向きかつ径方向外向きに噴出される不活性ガスは、ノズル６からの処理液によって処理される上面処理領域ＴＲより内側の非処理領域ＮＴＲに供給される。一方で、支持部７は不活性ガスが供給される非処理領域ＮＴＲに対応する基板Ｗの下面側に当接して支持するようにスピンベース５の周縁部に設けられている。このように構成することで基板Ｗをスピンベース５に押圧保持させるとともに、処理液の非処理領域ＮＴＲへの侵入を防止して基板Ｗの径方向における周端面からの処理幅を均一にすることができる。特にノズル６が挿入される貫通孔９ｅの周囲のガス噴出口９０ｂからは、不活性ガスが基板Ｗの上面に向けて下向きかつ径方向外向きに噴出されるので、ノズル６から吐出される処理液が非処理領域ＮＴＲに入り込むのが確実に防止される。
【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図６を参照しつつ詳述する。図６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。具体的には基板Ｗの下面側に処理液を供給して基板Ｗの下面を処理するとともに、基板Ｗの上面側に処理液を供給して基板Ｗの上面周縁部ＴＲを処理する場合について説明する。この基板処理装置では、図示を省略する基板搬送ロボットにより未処理の基板Ｗが基板処理装置に搬送され、デバイス形成面を上にして裏面側で支持部７上に載置されると、制御部８０が装置各部を以下のように制御して薬液処理、リンス処理、および乾燥処理を実行する。なお、基板搬送ロボットによる基板Ｗの搬送を行う際には、雰囲気遮断板９、支持軸１１および上部洗浄ノズル１２は一体的にスピンベース５の上方に離間退避している。
【００３８】
上記のようにして基板Ｗが支持部７に載置されると、雰囲気遮断板９、支持軸１１および上部洗浄ノズル１２を一体的に降下させて雰囲気遮断板９を基板Ｗに近接配置させる（ステップＳ１）。これにより、基板Ｗの上面（デバイス形成面）は雰囲気遮断板９の対向面９ａによって、ごく近接した状態で塞がれることになる。そして、開閉弁２３を開にしてガス供給部２１からの不活性ガスを雰囲気遮断板９の対向面９ａに設けられた複数のガス噴出口９ｂ、９０ｂから噴出させることで、基板Ｗは支持部７に押圧され、スピンベース５に保持される（ステップＳ２）。ここで、複数のガス噴出口９ｂ、９０ｂから均等に不活性ガスを噴出させることで、基板Ｗは各支持部７に均等に押圧されて水平支持される。
【００３９】
次に、制御部８０はノズル移動機構６７を作動させることで、図７（ａ）に示すようにノズル６を雰囲気遮断板９の貫通孔９ｅに挿入させて対向位置Ｐ１に位置決めする（ステップＳ３）。それに続いて、制御部８０は雰囲気遮断板９を停止させたままでモータ３を駆動してスピンベース５と一体に基板Ｗを回転させる（ステップＳ４）。支持部７に押圧された基板Ｗは支持部７と基板Ｗとの間に発生する摩擦力で支持部７に支持されながら、スピンベース５とともに回転することとなる。続いて、開閉弁１６を開にしてノズル６から薬液を基板Ｗの上面周縁部ＴＲに供給する（ステップＳ５）。これにより、薬液は基板Ｗの上面周縁部ＴＲの全周にわたって基板Ｗの周端面から所定幅に均一に供給され、基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対する薬液処理が行われる。
【００４０】
基板Ｗの上面周縁部ＴＲへの薬液供給後、制御部８０は開閉弁４５を開にして薬液供給源３１からの薬液を下部洗浄ノズル４１のノズル口４１ａから基板Ｗの下面中心部に向けて供給する（ステップＳ６）。これにより、基板Ｗの下面中心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下面全体に拡がり、基板Ｗの下面全面に対する薬液処理が行われる。ここで、薬液処理中に各支持部７を基板Ｗの下面から少なくとも１回以上、離間させることで支持部７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処理することができる。この場合、例えば、１２個の支持部７を順に１個ずつ離間させるようにしてもよいし、少なくとも３個の支持部７を基板Ｗの下面に当接させる限りにおいて２個以上の支持部７を一度に離間させるようにしてもよい。なお、基板Ｗの下面中心部における下部洗浄ノズル４１のノズル口４１ａからの薬液の噴射圧に対抗させるために、気体供給路１８からも不活性ガスを供給して基板Ｗを支持部７に押圧させるようにしてもよい。さらに、基板Ｗの下面に対する薬液処理は基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対する薬液処理中に、または基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対する薬液処理のタイミングと一部が重複するように行うようにしてもよい。こうして、薬液処理を所定時間行った後、基板Ｗの回転を継続しつつ、制御部８０は開閉弁１６、４５を閉にして薬液供給源３１からの薬液の供給を停止して薬液を振り切って基板外に排液する。
【００４１】
ここで、ノズル６は雰囲気遮断板９の貫通孔９ｅに挿入されているため、薬液が飛散してノズル６に向けて跳ね返ってくるような場合でも薬液は雰囲気遮断板９の対向面９ａに遮られ、ノズル６の周囲（側面）に薬液が付着するようなことはない。このため、ノズル移動時においてノズル６から薬液が落ちて基板Ｗあるいは基板周辺部材に付着して悪影響を及ぼすことが防止される。したがって、ノズル６の洗浄も不要となり、装置のスループットの向上を図ることができる。
【００４２】
また、基板Ｗの上面周縁部ＴＲおよび下面に供給された薬液は基板Ｗの径方向外側に飛散するが、この実施形態では基板Ｗの外周端部を保持するチャックピン等の保持部材がないことから、基板Ｗの径方向外側に向かう薬液が基板表面に跳ね返ってくることがない。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処理液ミストの基板表面側への巻き込みが軽減される。このため、基板Ｗの上面の非処理領域ＮＴＲに薬液が跳ね返って、デバイス形成面が腐食されるのを防止することができる。また、処理液ミストの巻き込みを防止することで基板表面へのパーティクル付着を抑制することができる。
【００４３】
こうして、薬液の液切りが完了すると（ステップＳ７）、制御部８０は開閉弁２０を開にして、ノズル６からリンス液（純水、ＤＩＷ等）を基板Ｗの上面周縁部ＴＲに供給する（ステップＳ８）。これにより、基板Ｗの上面周縁部ＴＲに付着している薬液がリンス液で洗い落とされる。また、基板Ｗの下面に対しても、基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対するリンス処理後に、または基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対するリンス処理中に、または基板Ｗの上面周縁部ＴＲに対するリンス処理のタイミングと一部が重複するように、制御部８０は開閉弁４７を開にすることでリンス処理を行う（ステップＳ９）。そして、リンス処理を所定時間行った後、制御部８０は開閉弁２０、４７を閉にしてリンス液の供給を停止してリンス液を振り切って基板外に排液する（ステップＳ１０）。
【００４４】
次に、制御部８０はノズル移動機構６７を作動させることで、図７（ｂ）に示すようにノズル６を貫通孔９ｅから抜き出して雰囲気遮断板９から離れた退避位置Ｐ２に位置決めする（ステップＳ１１）。そして、モータ３を高速回転させることで、基板Ｗの回転が加速され、基板Ｗの乾燥処理が行われる（ステップＳ１２）。これにより、基板表面に付着する液成分が遠心力で振り切られる。このとき、図示を省略する遮断駆動機構のモータを駆動させることにより支持軸１１とともに雰囲気遮断板９を鉛直軸Ｊ周りに回転させることで、スピンドライを効果的に行うことができる。また、このように基板Ｗとともに雰囲気遮断板９を回転させることで基板Ｗと雰囲気遮断板９との間に回転に伴う余分な気流が発生するのを防止することができる。この乾燥処理の間、制御部８０は開閉弁４９を開にして気体供給源３５から所定流量の不活性ガスを基板Ｗの下面とスピンベース５の対向面との間の空間に導入するとともに、開閉弁１９を開にして所定流量の不活性ガスを基板Ｗの上面と雰囲気遮断板９の対向面９ａとの間の空間に導入する。その結果、基板Ｗを取り囲む周囲の空間は速やかに不活性ガスによって置換されるので、空間内に残留する薬液雰囲気によって基板Ｗが汚染されることがない。また、不所望な酸化膜が基板Ｗの上下面に成長することがない。
【００４５】
また、ノズル６が退避位置Ｐ２に位置決めされ、ノズル６が貫通孔９ｅから抜き出されると、ガス導入口９ｄから貫通孔９ｅに導入される不活性ガスが雰囲気遮断板９の上下の貫通孔９ｅの開口から勢いよく噴出する（図７（ｂ））。このため、ノズル６が貫通孔９ｅから抜き出された状態であっても、リンス液が貫通孔９ｅに入り込み基板Ｗに向けて跳ね返ることがない。したがって、貫通孔９ｅに起因する跳ね返りが抑制され、基板Ｗの上面中央部（非処理領域ＮＴＲ）に形成されるデバイス形成面を腐食させることがない。
【００４６】
乾燥処理が終了した後、制御部８０はモータ３の駆動を停止させて基板Ｗの回転を停止させるとともに、遮断駆動機構のモータを停止させて雰囲気遮断板９の回転を停止させる。そして、開閉弁２３を閉にしてガス供給部２１からのガス供給を停止することで、基板Ｗの押圧支持を解除する（ステップＳ１３）。その後、雰囲気遮断板９が上方へ移動させられ、基板搬送ロボットによって処理済の基板Ｗが搬出される。これにより、一連の薬液処理およびリンス処理の動作が終了する。
【００４７】
以上のように、この実施形態によれば、雰囲気遮断板９の平面サイズＤ１は基板サイズＤ２に対して同等以上の大きさであるので、該雰囲気遮断板９を基板Ｗの上面に対向して配設することで、基板Ｗの上面が基板周囲の外部雰囲気から確実に遮断される。また、雰囲気遮断板９の周縁部にはノズル６が挿入可能な貫通孔９ｅが形成されているので、ノズル６を該貫通孔９ｅに挿入させることで基板Ｗの上面周縁部ＴＲと対向して配置させることができる。このため、スピンベース５に保持された基板Ｗを回転させるとともに、ノズル６から処理液を供給することで、基板Ｗの上面周縁部ＴＲの全周に渡って直接に処理液を供給することができる。したがって、基板Ｗの上面全体を雰囲気遮断板９で覆うことで基板Ｗの上面中央部（非処理領域ＮＴＲ）へ処理液が付着するのを防止しながら、基板Ｗの径方向における周端面からの処理幅を均一にして処理することができる。
【００４８】
特に、基板Ｗの下面に供給される処理液を基板Ｗの周端面から回り込ませて基板Ｗの上面周縁部ＴＲの処理を行う場合に比べて、基板Ｗの径方向における周端面からの処理幅の制御が容易であり、処理幅を高精度に制御することができるとともに、処理幅を大きくすることも可能である。また、半導体ウエハ等の基板Ｗにノッチ部分がある場合でも、ノッチ部分の処理幅の均一性を良好にすることができる。
【００４９】
また、この実施形態によれば、ノズル６を雰囲気遮断板９とは離れた退避位置Ｐ２に位置決めすることで、基板Ｗとともに雰囲気遮断板９を回転させることができる。このため、雰囲気遮断板９に付着する処理液を振り切るとともに、基板Ｗと雰囲気遮断板９との間に回転に伴う余分な気流が発生するのを防止することができ、より良好な基板処理を行うことができる。
【００５０】
また、この実施形態によれば、ノズル６は貫通孔９ｅに挿入されているため、基板処理中に処理液が飛散してノズル６に向けて跳ね返ってくるような場合でも、処理液は雰囲気遮断板９の対向面９ａに遮られてノズル６に大量の処理液が付着することがない。このため、ノズル移動時においてノズル６から処理液が落ちて基板Ｗあるいは基板周辺部材に付着して悪影響を及ぼすことが防止される。その結果、ノズル６の洗浄も不要となり、装置のスループットを向上させることができる。
【００５１】
また、この実施形態によれば、ノズル６が雰囲気遮断板９から離れた退避位置Ｐ２に位置決めされる際にも、貫通孔９ｅの上下の開口から不活性ガスが噴出されているので、処理液が貫通孔９ｅに入り込み基板Ｗに処理液が跳ね返ることがない。このため、貫通孔９ｅに起因する処理液の跳ね返りによって基板Ｗの上面中央部（非処理領域ＮＴＲ）に形成されるデバイス形成面を腐食させることがない。
【００５２】
また、この実施形態によれば、ノズル６を貫通孔９ｅから抜き出すと同時に貫通孔９ｅから不活性ガスが噴出されるので、不活性ガスの供給を効率良く行うことができる。また、ガス流通空間９ｃからの不活性ガスをガス導入口９ｄを介して貫通孔９ｅに導入しているので、基板Ｗをスピンベース５に押圧保持させるためのガス供給部２１および配管２５などを共通利用できるため装置構成を簡略化することができる。
【００５３】
さらに、この実施形態によれば、基板Ｗは、その下面に当接する支持部７に離間して支持されるとともに、その上面に供給される不活性ガスによって支持部７に押圧されることで、スピンベース５に保持される。そして、基板Ｗは支持部７との間に発生する摩擦力で支持部７に支持されてスピンベース５とともに回転される。このように基板Ｗを保持することで、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を不要とすることができる。このため、基板Ｗ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チャックピン等の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、基板の上面中央部（非処理領域ＮＴＲ）への処理液の付着を効果的に防止することができる。
【００５４】
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、雰囲気遮断板９の周縁部に１箇所の貫通孔９ｅを形成しているが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、雰囲気遮断板９の周縁部に複数箇所の貫通孔を形成するようにしてもよい。図８では、６箇所の貫通孔９ｅ〜９ｊを形成した場合の雰囲気遮断板９の底面図を示している。このとき、各貫通孔の雰囲気遮断板９の周端面からの距離を異ならせることにより、例えば、貫通孔９ｅ〜９ｊの雰囲気遮断板９の周端面からの距離Ｌ１〜Ｌ６をＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ６とすることにより、基板Ｗの径方向における周端面からの処理幅を変更することができる。すなわち、ノズル６を貫通孔９ｅ〜９ｊに選択的に挿入させることで、処理内容に応じて適宜、基板Ｗの径方向における周端面からの処理幅を変更しながら、しかも均一にして処理することができる。なお、この実施形態においても、貫通孔９ｅ〜９ｊから不活性ガスを噴出させることで、貫通孔９ｅ〜９ｊに起因する処理液の跳ね返りを防止することができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、ノズル６および貫通孔９ｅを円筒形状としているが、これに限定されない。例えば、ノズル先端部を先細りの形状（円錐台形状）にするとともに、貫通孔を該ノズル形状に合わせて形成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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洗浄処理など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】
【００５７】
【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の基板処理装置の平面図である。
【図３】図１に示す基板処理装置のスピンベースを上方から見た平面図である。
【図４】図１に示す基板処理装置の雰囲気遮断板の底面図である。
【図５】図１に示す基板処理装置の支持部の構成を示す部分断面図である。
【図６】図１に示す基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す基板処理装置の動作を模式的に示す図である。
【図８】雰囲気遮断板の変形形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
３…モータ（回転手段）
５…スピンベース（回転部材）
６…ノズル
９…雰囲気遮断板（遮断部材）
９ａ…対向面
９ｂ、９０ｂ…ガス噴出口（気体噴出口）
９ｄ…ガス導入口（気体導入口）
９ｅ〜９ｊ…貫通孔
２１…ガス供給部（気体供給部）
６７…ノズル移動機構（ノズル駆動機構）
７１…フィルム（支持部材）
Ｊ…鉛直軸
ＮＴＲ…非処理領域
Ｐ１…対向位置
Ｐ２…退避位置
ＴＲ…上面処理領域（上面周縁部）
Ｗ…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】
2006041444.tif 000009
【図８】
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