(57)【要約】【課題】基板の下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる。【解決手段】制御部は、二流体ノズルにより基板の上面の全面にわたって処理する際には、保護ディスクを第２の位置とさせる。二流体ノズルが基板の中央領域を処理している際には、噴出部から流量Ｆ２で不活性ガスを供給させ、二流体ノズルが基板の周縁領域を処理している際には、噴出部から流量Ｆ３で気体を供給させる。したがって、基板の下面に処理液やミストが付着しやすい周縁領域を処理しているときだけ不活性ガスの流量を増加させるので、基板の下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面を処理する基板処理装置において、
鉛直軸周りに回転可能な回転台と、
前記回転台を回転させる回転駆動手段と、
前記回転台に立設され、基板の周縁部と当接して、基板の下面を前記回転台の上面から離間して支持する支持手段と、
前記回転台と前記支持手段による基板の支持高さ位置との間で、前記回転台に対して相対的に昇降自在に配置され、前記回転台とともに前記回転駆動手段で回転される保護ディスクと、
前記支持手段で支持された基板の上面に作用して処理を行う処理手段と、
前記支持手段で支持された基板の中心部と周縁部との間で前記処理手段を移動させる移動手段と、
前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給する気体供給手段と、
前記支持手段で支持された基板の下面と前記保護ディスクの上面との間隔を調整するため、前記回転台の上面に前記保護ディスクが最も近い第１の位置と、前記第１の位置よりも基板の下面に前記保護ディスクが接近した第２の位置とにわたって、前記保護ディスクと前記回転台とを相対的に移動させる位置調整手段と、
前記支持手段との間で基板を受け渡しする際には、前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第１の位置とさせ、前記処理手段により回転されている基板の上面の全面にわたって処理する際には、前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第２の位置とさせた後、前記処理手段が基板の中央領域を処理している際に前記気体供給手段により第１の流量で気体を供給させ、前記処理手段が基板の周縁領域を処理している際には、前記気体供給手段を操作して前記第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記処理手段の処理位置が中央領域と周縁領域とを移動する際には、前記気体供給手段による流量を段階的に調整させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記処理手段の処理位置が中央領域と周縁領域とを移動する際には、前記気体供給手段による流量を直線的に調整させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記気体供給手段を操作する際には、流量を切り換えるタイミングよりも所定時間前に切り換えを指示することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記移動手段が前記処理手段を複数回にわたって移動させる場合には、前記気体供給手段による前記第１の流量と前記第２の流量との流量の切り換えを複数回行わせることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記処理手段による処理の後、前記回転駆動手段を操作して前記基板を振り切り乾燥させる際には、その後半において前記気体供給手段による流量を前記第１の流量よりも少ない第３の流量とすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理手段は、気体と処理液とを供給して基板の上面に洗浄作用を生じさせる二流体ノズルであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理手段は、液体を介して基板の上面に洗浄作用を生じさせるブラシであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
基板の上面を処理する基板処理方法において、
回転台に近い第１の位置に相対的に保護ディスクを位置させた状態で回転台に立設された支持手段に基板を支持させる過程と、
前記第１の位置より基板の下面に前記保護ディスクを接近させた状態で、前記回転台を基板とともに回転させ、前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給しながら、基板の上面の中央領域を処理手段で処理する過程と、
前記処理手段を移動して基板の上面の周縁領域を前記処理手段で処理する過程と、
を実施して基板の上面について全面を前記処理手段で処理する際に、
前記中央領域では、第１の流量で気体を供給させ、
前記周縁領域では、前記第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させ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】
本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスプレイ用基板、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、太陽電池用基板（以下、単に基板と称する）に対して、その下面を保護しつつ上面を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、基板の周縁を当接して支持する複数本の支持ピンを備え、基板を水平姿勢で保持するスピンチャックと、基板の下面とスピンチャックの上面との間にて上下動可能な保護ディスクと、基板の下面と保護ディスクとの間に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と、スピンチャックを回転させる回転駆動部と、基板の上面を洗浄しつつ、ブラシを半径方向に移動させるブラシ洗浄機構と、基板の上面に処理液を供給する処理液ノズルとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のように構成された装置では、洗浄処理時に、基板の下面側へ移動された保護ディスクと基板との間に所定の流量で窒素ガスを供給している。これにより、基板の上面から下面へ処理液が回り込まないように、かつ、飛散した処理液のミストが基板の下面に回り込まないようにして、基板の下面が汚染されることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、基板の下面における清浄度をさらに向上させる必要がある場合には、洗浄処理中における窒素ガスの流量を増加させる必要がある。しかしながら、清浄度をさらに向上させることができる一方で、窒素ガスの消費量が増大するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板の下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる基板処理装置及び基板処理方法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】
【０００７】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の上面を処理する基板処理装置において、鉛直軸周りに回転可能な回転台と、前記回転台を回転させる回転駆動手段と、前記回転台に立設され、基板の周縁部と当接して、基板の下面を前記回転台の上面から離間して支持する支持手段と、前記回転台と前記支持手段による基板の支持高さ位置との間で、前記回転台に対して相対的に昇降自在に配置され、前記回転台とともに前記回転駆動手段で回転される保護ディスクと、前記支持手段で支持された基板の上面に作用して処理を行う処理手段と、前記支持手段で支持された基板の中心部と周縁部との間で前記処理手段を移動させる移動手段と、前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給する気体供給手段と、前記支持手段で支持された基板の下面と前記保護ディスクの上面との間隔を調整するため、前記回転台の上面に前記保護ディスクが最も近い第１の位置と、前記第１の位置よりも基板の下面に前記保護ディスクが接近した第２の位置とにわたって、前記保護ディスクと前記回転台とを相対的に移動させる位置調整手段と、前記支持手段との間で基板を受け渡しする際には、前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第１の位置とさせ、前記処理手段により回転されている基板の上面の全面にわたって処理する際には、前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第２の位置とさせた後、前記処理手段が基板の中央領域を処理している際に前記気体供給手段により第１の流量で気体を供給させ、前記処理手段が基板の周縁領域を処理している際には、前記気体供給手段を操作して前記第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、支持手段との間で基板を受け渡しする際には、位置調整手段を操作して保護ディスクを第１の位置とさせる。また、処理手段により基板の上面の全面にわたって処理する際には、位置調整手段を操作して保護ディスクを第２の位置とさせる。次いで、処理手段が基板の中央領域を処理している際には、気体供給手段により第１の流量で気体を供給させ、処理手段が基板の周縁領域を処理している際には、気体供給手段を操作して第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させる。したがって、基板の下面に処理液やミストが付着しやすい周縁領域を処理しているときだけ不活性ガスの流量を増加させるので、基板の下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる。
【０００９】
また、本発明において、前記制御手段は、前記処理手段の処理位置が中央領域と周縁領域とを移動する際には、前記気体供給手段による流量を段階的に調整させることが好ましい（請求項２）。
【００１０】
流量調整を段階的に行わせるので、気体供給手段の構成や制御手段による制御を簡易化できる。なお、ここでいう段階的とは、二段階だけではなく、三段階以上も含む。
【００１１】
また、本発明において、前記制御手段は、前記処理手段の処理位置が中央領域と周縁領域とを移動する際には、前記気体供給手段による流量を直線的に調整させることが好ましい（請求項３）。
【００１２】
処理手段が周縁領域に近づくにつれて流量を第２の流量へ徐々に上げたり、逆に中央領域に近づくにつれて第１の流量へ徐々に下げたりするように、直線的に流量を調整させる。これにより、処理手段の位置に応じて効果的に汚染防止を図ることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記制御手段は、前記気体供給手段を操作する際には、流量を切り換えるタイミングよりも所定時間前に切り換えを指示することが好ましい（請求項４）。
【００１４】
流量の切り換え指示を行ってから実際にその流量に変わるまでには遅延時間が存在する。そこで、その遅延時間に相当する所定時間前に切り換えを指示することで、所望のタイミングで気体供給手段に流量を切り換えさせることができる。
【００１５】
また、本発明において、前記制御手段は、前記移動手段が前記処理手段を複数回にわたって移動させる場合には、前記気体供給手段による前記第１の流量と前記第２の流量との流量の切り換えを複数回行わせることが好ましい（請求項５）。
【００１６】
基板の上面における処理を複数回行って基板の上面に対する処理を確実に行わせる場合においても複数個の流量切り換えを行わせる。したがって、複数回の処理を基板の上面に対して行う場合であっても、基板の下面における清浄度を高めつつ不活性ガスの消費量を抑制できる。
【００１７】
また、本発明において、前記制御手段は、前記処理手段による処理の後、前記回転駆動手段を操作して前記基板を振り切り乾燥させる際には、その後半において前記気体供給手段による流量を前記第１の流量よりも少ない第３の流量とすることが好ましい（請求項６）。
【００１８】
振り切り乾燥時の後半においては、基板から周囲に飛散する処理液がほぼ無い状態となっているので、第１の流量よりも少ない第３の流量とする。これにより、基板の上面に対する処理と乾燥とを含む処理全体で使用する不活性ガスの消費量を少なくできる。
【００１９】
また、本発明において、前記処理手段は、気体と処理液とを供給して基板の上面に洗浄作用を生じさせる二流体ノズルであることが好ましく（請求項７）、前記処理手段は、液体を介して基板の上面に洗浄作用を生じさせるブラシであることが好ましい（請求項８）。
【００２０】
二流体ノズルやブラシを用いて基板の上面を処理する際には、処理液が飛散したりミストが生じたりしやすいので、特に有用である。
【００２１】
また、請求項９に記載の発明は、基板の上面を処理する基板処理方法において、回転台に近い第１の位置に相対的に保護ディスクを位置させた状態で回転台に立設された支持手段に基板を支持させる過程と、前記第１の位置より基板の下面に前記保護ディスクを接近させた状態で、前記回転台を基板とともに回転させ、前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給しながら、基板の上面の中央領域を処理手段で処理する過程と、前記処理手段を移動して基板の上面の周縁領域を前記処理手段で処理する過程と、を実施して基板の上面について全面を前記処理手段で処理する際に、前記中央領域では、第１の流量で気体を供給させ、前記周縁領域では、前記第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］請求項９に記載の発明によれば、第１の位置に保護ディスクを位置させた状態で回転台に立設された支持手段に基板を支持させる。その後、第１の位置より基板の下面に前記保護ディスクを接近させた状態で、回転台を基板とともに回転させ、保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給しながら、基板の上面の中央領域を処理手段で処理し、処理手段を移動して基板の上面の周縁領域を処理手段で処理して基板の上面について全面を処理手段で処理する。その際に、中央領域では、第１の流量で気体を供給させ、周縁領域では、第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させる。したがって、基板の下面に処理液やミストが付着しやすい周縁領域を処理しているときだけ不活性ガスの流量を増加させるので、基板の下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、支持手段との間で基板を受け渡しする際には、位置調整手段を操作して保護ディスクを第１の位置とさせる。また、処理手段により基板の上面の全面にわたって処理する際には、位置調整手段を操作して保護ディスクを第２の位置とさせる。次いで、処理手段が基板の中央領域を処理している際には、気体供給手段により第１の流量で気体を供給させ、処理手段が基板の周縁領域を処理している際には、気体供給手段を操作して第１の流量よりも多い第２の流量で気体を供給させる。したがって、基板の下面に処理液やミストが付着しやすい周縁領域を処理しているときだけ不活性ガスの流量を増加させるので、基板の下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。
【図２】スピンチャックの平面図である。
【図３】保護ディスクの昇降動作の説明に供する図である。
【図４】基板の受け渡し時に動作の説明に供する図である。
【図５】基板の中央領域を処理する時の動作の説明に供する図である。
【図６】基板の周縁領域を処理する時の動作の説明に供する図である。
【図７】振り切り乾燥を行う時の動作の説明に供する図である。
【図８】実施例に係る基板処理装置による動作の一例を示すタイムチャートである。
【図９】実施例に係る基板処理装置による動作の他の例を示しタイムチャートである。
【図１０】変形例に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。
【図１１】基板の上面における各種の処理範囲と清浄度との関係を説明するグラフである。
【図１２】窒素ガスの流量と基板の清浄度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１は、実施例に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図であり、図２は、スピンチャックの平面図であり、図３は、保護ディスクの昇降動作の説明に供する図である。
【００２６】
実施例に係る基板処理装置は、基板Ｗに対して洗浄処理を施す。この基板処理装置１は、支持回転機構３と、飛散防止カップ５と、処理機構７と、処理液供給機構９とを備えている。
【００２７】
支持回転機構３は、基板Ｗを水平姿勢で支持するとともに、基板Ｗを鉛直方向の回転軸芯Ｐ周りに回転させる。スピンチャック１１は、基板Ｗより大径のスピンベース１３と、スピンベース１３の外周側に立設された６本の支持ピン１５とを備えている。スピンベース１３は、下部に回転軸１７の一端側が連結されている。回転軸１７の他端側は、電動モータ１９に連結され、回転軸１７は、電動モータ１９によって鉛直方向の回転軸芯Ｐ周りに回転可能に構成されている。
【００２８】
支持ピン１５は、胴部２１と、傾斜部２３と、当接部２５とを備えている。胴部２１は、外観が円柱状を呈する。傾斜部２３は、胴部２１の上部における外観が円錐形状に形成され、スピンベース１３の回転中心側の傾斜が広くなるように、上端部に当接部２５が形成されている。当接部２５は、平面視で支持ピン１５の中心から外方へ偏芯した位置に形成されている。６個の支持ピン１５のうち、２個の隣接する支持ピン１５は、鉛直方向の回転軸芯Ｐ１周りに回転可能に構成された可動支持ピン２７である。６個の支持ピン１５は、当接部２５により基板Ｗの端縁を当接することにより、基板Ｗの下面をスピンベース１３の上面から離間させた状態で支持する。
【００２９】
可動支持ピン２７は、スピンベース１３を貫通して回転軸２９を備えている。回転軸２９の下端部には、磁石保持部３１が形成されている。この磁石保持部３１は、ピン駆動用永久磁石３３が埋設されている。このピン駆動用永久磁石３３は、後述する解除用永久磁石９５またはカップ側永久磁石９３の磁力により鉛直軸Ｐ１周りに時計方向または反時計方向に回転される。
【００３０】
なお、上述したスピンチャック１１が本発明における「回転台」に相当し、電動モータ１９が本発明における「回転駆動手段」に相当する。また、上述した６個の支持ピン１５が本発明における「支持手段」に相当する。
【００３１】
スピンベース１３の上面には、基板Ｗより大径で、ほぼスピンベース１３と同径の保護ディスク３５が載置されている。保護ディスク３５は、円板状の部材であり、スピンベース１３の上面と、支持ピン１５による基板Ｗの支持高さとの間でスピンベース１３に対して昇降自在に配置されている。保護ディスク３５は、一つの中央開口部３７と、６個の周辺開口部３９とが形成されている。中央開口部３７は、後述する噴出部４１が挿通されている。各周辺開口部３９は、支持ピン１５が挿通されている。
【００３２】
スピンベース１３の支持ピン１５と噴出部４１との間であって、支持ピン１５寄りの位置には、６個の開口部４３が形成されている。各開口部４３は、平面視にて、スピンベース１３の中心部から外方を見た場合に、各支持ピン１５の間に位置し、かつ等角度間隔で形成されている。この開口部４３には、保護ディスク３５の下面に上端部が取り付けられた磁石保持垂下片４５が挿通されている。磁石保持垂下片４５は、磁極方向を上下方向に向けたディスク用永久磁石４７を埋設されている。
【００３３】
また、スピンベース１３の下面には、移動ガイド部４９が配置されている。この移動ガイド部４９は、リニア軸受け５１と、規制ピン５３とを備えている。リニア軸受け５１は、規制ピン５３の軸部を鉛直方向に昇降自在に案内する。規制ピン５３は、その軸部の上端部がスピンベース１３を貫通して保護ディスク３５の下面に連結されている。規制ピン５３の軸部の下端には、フランジ部が形成されており、保護ディスク３５が上昇した際に規制ピン５３のフランジ部によって上限が規制される。規制ピン５３は、３本配置されており、平面視で半径方向における支持ピン１５と噴出部４１との間で噴出部４１寄りに配置されている。また、規制ピン５３は、平面視で正三角形の各頂点に相当する位置に配置され、スピンベース１３の中心から外方を見た場合、３本の支持ピン１５に重なる位置に配置されている。
【００３４】
回転軸１７は、その上部がスピンベース１３のボス５５に連結されている。回転軸１７は、中空であり、内部に気体供給管５７が挿通されている。この気体供給管５７は、回転軸１７の内周面に当接しておらず、静止した状態を維持する。ボス５５の上部であって、中央開口部３７には、先端保持部５９が取り付けられている。先端保持部５９は、中央に開口６１を備え、軸受け部６３を介して保持筒６５が取り付けられている。この保持筒６５には、気体供給管５７の先端側が係止されている。気体供給管５７は、その先端が、先端保持部５９の上面から若干突出した状態で保持されている。この先端保持部５９は、回転する回転軸１７及びスピンベース１３などと、非回転の気体供給管５７との互いの高さ位置を保持した状態で、回転軸１７及びスピンベース１３などの鉛直軸周りの回転を許容する。
【００３５】
噴出部４１は、先端保持部５９の上部に取り付けられた規制部６７と、規制部６７の上面中央に形成された凹部６９と、凹部６９の中央に形成された挿通孔７１と、挿通孔７１の周囲の凹部６９に立設された脚部７３により、凹部６９から離間して設けられた整流部材７５と、規制部６７の外周面における上端にて、外周方向に張り出し形成された上規制部７９とを備えている。
【００３６】
噴出部４１は、気体供給管５７から供給された不活性ガスを、整流部材７５で側方へ向けるとともに、スリット状の噴射孔８１を通して基板Ｗの下面における中央領域から、基板Ｗの外周方向に向けて噴射する。図１に実線で、図２に二点鎖線で示すように、保護ディスク３５がスピンベース１３の上面に相当する第１の位置Ｈ１に位置されている状態では、搬送アームＴＡがスピンチャック１１に進入可能であり、スピンチャック１１との間で基板Ｗの受け渡しを行える。また、図３に実線で示すように、保護ディスク３５が第１の位置Ｈ１よりも基板Ｗの下面に近い第２の位置Ｈ２に位置されている際は、保護ディスク３５の内周側が規制部６７の上規制部７９で規制された状態で、噴射孔８１から不活性ガスを噴射する。
【００３７】
上述した気体供給管５７には、供給配管ＧＳ１の一端側が連通接続されている。供給配管ＧＳ１の他端側は、不活性ガス供給源ＧＳに連通接続されている。供給配管ＧＳ１には、不活性ガス供給源ＧＳ側から順に、開閉弁ＧＳ３と、マスフローコントローラＧＳ５とが取り付けられている。この開閉弁ＧＳ３を開放すると、マスフローコントローラＧＳ５によって設定される流量で不活性ガス、例えば、窒素（Ｎ２）ガスが気体供給管５７へ供給される。マスフローコントローラＧＳ５は、外部から信号を与えられて、その信号に応じて窒素ガスの流量を調整する。
【００３８】
なお、上述した噴出部４１と、気体供給管５７と、不活性ガス供給源ＧＳと、供給配管ＧＳ１と、開閉弁ＧＳ３と、マスフローコントローラＧＳ５とが本発明における「気体供給手段」に相当する。
【００３９】
支持回転機構３の周囲には、カップ昇降機構ＣＭにより鉛直方向に昇降可能に構成された飛散防止カップ５が配置されている。カップ昇降機構ＣＭは、基板Ｗを受け渡す際の下位置と、基板Ｗを処理する際の上位置とにわたって飛散防止カップ５を昇降させる。この飛散防止カップ５は、スピンチャック１１に支持された基板Ｗから周囲に処理液が飛散することを防止する。
【００４０】
具体的には、飛散防止カップ５は、円筒部８３と、下案内部８５と、上案内部８７と、上縁部８９とを備えている。上案内部８７と下案内部８５とで区切られた空間は、基板Ｗの処理時に周囲に飛散した処理液を回収する排液部９１を形成する。下案内部８５は、その内周側の先端部にカップ側永久磁石９３が埋設されている。このカップ側永久磁石９３は、平面視で環状を呈し、回転軸芯Ｐと同軸に形成されている。その半径方向の位置は、上述したディスク用永久磁石４７より外側であって、ピン駆動用永久磁石３３よりも内側である。カップ側永久磁石９３は、その磁極方向が水平方向に向くように埋設されている。但し、ディスク用永久磁石４７に影響を与えにくいように、回転軸芯Ｐ側には磁界が生じないように磁気シールドを電動モータ１９側に配置することが好ましい。また、カップ側永久磁石９３は、可動支持ピン２７のピン駆動用永久磁石３３に近づいた際に、磁力によって可動支持ピン２７を平面視で反時計回りに回転させて保持位置へと駆動し、その状態を維持させる。
【００４１】
上縁部８９には、解除用永久磁石９５が埋設されている。この解除用永久磁石９５は、平面視で環状を呈し、回転軸芯Ｐと同軸に形成されている。また、その半径方向の位置は、上述したピン駆動用永久磁石３３よりも外側である。この解除用永久磁石９５の磁極方向は、水平方向に向くように埋設されている。また、解除用永久磁石９５は、回転軸芯Ｐ側の磁極がカップ側永久磁石９３の半径方向における外側と同極性とされている。解除用永久磁石９５は、ピン駆動用永久磁石３３に近づいた際に、磁力によって可動支持ピン２７を平面視で時計回りに回転させて開放位置に駆動し、その状態を維持させる。
【００４２】
スピンチャック１１の下方であって、飛散防止カップ５と電動モータ１９との間には、位置調整機構９７が設けられている。位置調整機構９７は、エアシリンダ９９と、昇降部材１０３とを備えている。エアシリンダ９９は、作動方向が鉛直向きになるように縦置され、エアシリンダ９９の作動片に昇降部材１０３が連結されている。昇降部材１０３は、平面視で環状を呈し、同様に環状を呈する昇降用永久磁石１０５が埋設されている。昇降用永久磁石１０５は、ディスク用永久磁石４７に対して下方から対向する円環状の磁極を有する。その磁極の極性は、ディスク用永久磁石４７の下側の極性と同じである。したがって、昇降用永久磁石１０５は、ディスク用永久磁石４７に対して上向きの反発力を生じさせる。位置調整機構９７は、エアシリンダ９９を備えているので、エアシリンダ９９の作動片を伸長させると、保護ディスク３５を第１の位置Ｈ１から第２の位置Ｈ２に上昇させることができる。
【００４３】
なお、上述した位置調整機構９７が本発明における「位置調整手段」に相当する。
【００４４】
処理機構７は、飛散防止カップ５に付設されている。本実施例における処理機構７は、二流体ノズル１１９と、揺動アーム１０９と、アーム駆動機構ＡＭと、位置検出部ＰＤとを備えている。揺動アーム１０９は、一端側に二流体ノズル１１９を取り付けられ、他端側の回転軸Ｐ２周りに揺動可能に構成されている。アーム駆動機構ＡＭは、揺動アーム１０９を回転軸Ｐ２周りに揺動駆動する。その際の、二流体ノズル１１９の位置は、位置検出部ＰＤによって常時検出され、位置情報として出力される。二流体ノズル１１９は、処理液供給機構９からの処理液と、気体供給機構１２１からの不活性ガスとを混合して基板Ｗに対して噴射する。このときの噴射液が基板Ｗの上面に作用して、基板Ｗの上面を洗浄処理する。
【００４５】
なお、上述した二流体ノズル１１９が本発明における「処理手段」に相当し、上述した揺動アーム１０９及びアーム駆動機構ＡＭが本発明における「移動手段」に相当する。
【００４６】
処理液供給機構９は、処理液供給源ＴＳと、処理液配管ＴＳ１と、開閉弁ＴＳ３とを備えている。処理液供給源ＴＳは、例えば、ＡＰＭ（アンモニア過酸化水素水混合溶液）を処理液として供給する。処理液配管ＴＳ１は、その一端側が処理液供給源ＴＳに連通接続され、他端側が二流体ノズル１１９に連通接続されている。
【００４７】
気体供給機構１２１は、不活性ガス供給源ＧＲと、供給配管ＧＲ１と、開閉弁ＧＲ２とを備えている。不活性ガス供給源ＧＲは、不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給する。供給配管ＧＲ１は、その一端側が不活性ガス供給源ＧＲに連通接続され、他端側が二流体ノズル１１９に連通接続されている。供給配管ＧＲ１には開閉弁ＧＲ２が設けられており、この開閉弁ＧＲ２と開閉弁ＴＳ３とを同時に制御部１１１が操作して、二流体ノズル１１９からＡＰＭを窒素ガスとともに噴射させる。
【００４８】
また、処理機構７には、リンスノズルＲＳが付設されている。このリンスノズルＲＳは、図示しないリンス液供給源からリンス液（例えば、純水）が供給される。リンスノズルＲＳは、基板Ｗの回転中心に向けてリンス液を供給する。
【００４９】
上述した各部は、制御部１１１によって統括的に制御される。制御部１１１は、図示しないＣＰＵやメモリなどを備えている。制御部１１１は、カップ昇降機構ＣＭを操作して、飛散防止カップ５を昇降させる。また、開閉弁ＧＳ３，ＴＳ３，ＧＲ２の開閉を操作して、窒素ガスやＡＰＭの流通を制御する。さらに、アーム駆動機構ＡＭを操作して、二流体ノズル１１９の揺動や、リンスノズルＲＳからのリンス液の供給を制御する。このとき制御部１１１は、位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、二流体ノズル１１９の基板Ｗの上における位置を判断する。そして、基板Ｗの上面における二流体ノズル１１９の位置に応じてマスフローコントローラＧＳ５を操作し、基板Ｗの下面に供給される窒素ガスの流量を後述するように制御する。
【００５０】
なお、上述した制御部１１１が本発明における「制御手段」に相当する。
【００５１】
ここで、図４〜図７を参照して、制御部１１１による基板Ｗの下面に供給される窒素ガスの流量制御について説明する。なお、図４は、基板の受け渡し時に動作の説明に供する図であり、図５は、基板の中央領域を処理する時の動作の説明に供する図であり、図６は、基板の周縁領域を処理する時の動作の説明に供する図である。
【００５２】
スピンチャック１１は、処理対象である基板Ｗを既に受け取って支持しているものとする。すなわち、図１に示すように、飛散防止カップ５が下位置に下降されている状態で、搬送アームＴＡから基板Ｗを受け取る。このとき可動支持ピン２７は、解除用永久磁石９５によって開放位置とされているので、基板Ｗが６個の支持ピン１５によって緩く支持されているだけである。そして、図４に示すように、飛散防止カップ５が上位置に上昇されると、カップ側永久磁石９３によって保持位置とされているので、基板Ｗが２個の可動支持ピン２７によって回転軸芯Ｐ側へ押圧されて、基板Ｗが６個の支持ピン１５によって周縁部を挟持される。このとき、制御部１１１は、位置調整機構９７を操作していないので、保護ディスク３５は、自重によってスピンベース１３の上面に相当する第１の位置Ｈ１に位置している。このとき、制御部１１１は、開閉弁ＧＳ３を閉止しており、不活性ガスが基板Ｗの下面に供給されていない。但し、このとき微小な流量で不活性ガスを供給しておくようにしてもよい。
【００５３】
次に、制御部１１１は、図５に示すように、位置調整機構９７のエアシリンダ９９を作動させ、第１の位置Ｈ１よりも基板Ｗの下面に近い第２の位置Ｈ２に保護ディスク３５を位置させるとともに、電動モータ１９を回転させて基板Ｗを回転させる。そして、開閉弁ＧＳ３を開放させ、噴出部４１から窒素ガスを基板Ｗの下面に供給させるとともに、開閉弁ＴＳ３，ＧＲ２を開放させ、アーム駆動機構ＡＭを操作して、二流体ノズル１１９を基板Ｗの中央部と周縁部との間で揺動させる。このとき、位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、制御部１１１は、二流体ノズル１１９が基板Ｗの中央部を処理している際は、マスフローコントローラＧＳ５を操作して、不活性ガスの流量をＦ２（例えば１７０リットル／分）に設定する。
【００５４】
その一方、制御部１１１は、二流体ノズル１１９が基板Ｗの周縁領域を処理する際には、マスフローコントローラＧＳ５を操作して、図６に示すように、不活性ガスの流量をＦ３（例えば２５０リットル／分）に設定する。
【００５５】
また、制御部１１１は、基板Ｗの上面に対する二流体ノズル１１９による処理を終えた後、リンスノズルＲＳからリンス液を基板Ｗに供給する。このとき、制御部１１１は、マスフローコントローラＧＳ５を操作して、不活性ガスの流量をＦ２とする。
【００５６】
制御部１１１は、上述した二流体ノズル１１９による洗浄処理及びリンス処理が終わった後、電動モータ１９の回転数を高くして、基板Ｗの振り切り乾燥を行う。その乾燥処理の後半においては、マスフローコントローラＧＳ５を操作して、図７に示すように、不活性ガスの流量をＦ１（例えば、１００リットル／分）とする。
【００５７】
なお、上述した流量Ｆ１が本発明における「第３の流量」に相当し、流量Ｆ２が本発明における「第１の流量」に相当し、流量Ｆ３が本発明における「第２の流量」に相当する。
【００５８】
次に、図８を参照して、上述した基板処理装置による処理例について説明する。なお、図８は、実施例に係る基板処理装置による動作の一例を示すタイムチャートである。
【００５９】
ｔ＝０の時点では、図１に示すように、制御部１１１は、カップ昇降機構ＣＭを操作して飛散防止カップ５を下位置に下降させている。保護ディスク３５が第１の位置Ｈ１にある状態で、搬送アームＴＡから基板Ｗをスピンチャック１１に受け渡しさせる。制御部１１１は、搬送アームＴＡが退出した後、カップ昇降機構ＣＭを操作して飛散防止カップ５を上位置に上昇させる。ｔ２時点までに、位置調整機構９７を操作して、保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２に上昇させ、基板Ｗの受渡処理を終える。
【００６０】
なお、上述した０〜ｔ２時点が本発明における「基板を支持させる過程」に相当する。
【００６１】
ｔ２時点では、ｔ３時点にて洗浄処理のための回転数Ｒ１（例えば、５００ｒｐｍ）となるように電動モータ１９を操作して回転を開始させる。そして、ｔ３時点からアーム駆動機構ＡＭを操作して、二流体ノズル１１９を基板Ｗの上面で半径方向に揺動させる。この動作は、ｔ１１時点までの洗浄処理の間中、繰り返し行われる。つまり、二流体ノズル１１９は、基板Ｗの周縁部と中心との間を往復移動する。図８においては、図示の関係上、二流体ノズル１１９が二往復だけするものとして記載しているが、二往復より多く移動させるようにしてもよい。なお、このとき、ｔ２時点からｔ３時点では、制御部１１１がマスフローコントローラＧＳ５を操作して、気体供給管５７へ供給する不活性ガスの流量をＦ２とし、二流体ノズル１１９が基板Ｗの周縁領域に位置するｔ３時点からｔ４時点までは、制御部１１１がマスフローコントローラＧＳ５を操作して、気体供給管５７へ供給する不活性ガスの流量をＦ２よりも多いＦ３とする。
【００６２】
二流体ノズル１１９が基板Ｗの中央領域に位置するｔ４時点からｔ５時点を経てｔ６時点までは、制御部１１１がマスフローコントローラＧＳ５を操作して、気体供給管５７へ供給する不活性ガスの流量をＦ２とする。
【００６３】
なお、アーム駆動機構ＡＭは、二流体ノズル１１９を周縁と中心との間を１０秒程度で移動するように動作する。
【００６４】
制御部１１１は、洗浄処理の間、位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、基板Ｗの周縁領域に二流体ノズル１１９が移動してきた場合に、マスフローコントローラＧＳ５を操作して噴射部４１から基板Ｗの下面に供給する不活性ガスの流量をＦ２からＦ３に高める。ここでいう周縁領域は、例えば、３００ｍｍ径の基板Ｗの場合には、周縁から２０ｍ
ｍの領域である。一方、ｔ４時点で二流体ノズル１１９が周縁領域から中央領域に戻る際には、再び流量をＦ２に戻す。このような流量Ｆ３と流量Ｆ２の切り換えを洗浄処理の間、二流体ノズル１１９の移動に合わせて繰り返し行わせる。ｔ１１時点で洗浄処理が終了すると、制御部１１１は、アーム駆動機構ＡＭによる揺動動作を停止させるとともに、開閉弁ＴＳ３，ＧＲ２を閉止させて二流体ノズル１１９からの噴射液の供給を停止させ、二流体ノズル１１９を図示しない待機位置へ移動させる。ここでいう中央領域は、例えば、３００ｍｍ径の基板Ｗの場合には、中心から１３０ｍｍの領域である。
【００６５】
なお、上述したｔ２〜ｔ１１時点が本発明における「処理する過程」に相当する。
【００６６】
次に、制御部１１１は、基板Ｗに対してリンス処理を行う。具体的には、リンスノズルＲＳからリンス液を供給させ、基板Ｗの上面をリンス処理する。このとき、制御部１１１は、マスフローコントローラＧＳ５を操作することなく、噴射部４１への不活性ガスの流量をＦ２のままとする。
【００６７】
次いで、制御部１１１は、基板Ｗに対して乾燥処理を行う。具体的には、ｔ１２時点では、ｔ１３時点で乾燥処理のための回転数Ｒ２（例えば、２０００ｒｍｐ）に到達するように電動モータ１９を操作して回転を開始させる。この回転数Ｒ２をｔ１５時点まで維持させて、基板Ｗに付着しているリンス液などを遠心力で振り切り乾燥させる。そして、制御部１１１は、ｔ１６時点で回転数が０となるように、ｔ１５時点で電動モータ１９の回転を減速させ始める。
【００６８】
この乾燥処理における後半、例えば、ｔ１４時点からｔ１６時点までにおいて、制御部１１１は、マスフローコントローラＧＳ５を操作して、噴射部４１への不活性ガスの流量をＦ２からＦ１に低下させる。乾燥処理の後半においては、基板Ｗから周囲に飛散する処理液やミストがほぼないので、流量をＦ１に下げても基板Ｗの下面における汚染は生じない。これにより、基板Ｗの上面に対する洗浄処理と乾燥処理とを含む処理全体で使用する不活性ガスの消費量を少なくできる。
【００６９】
ところで、マスフローコントローラＧＳ５は、外部から信号（目標流量）が与えられてからその信号に応じた流量に調整を行う。しかしながら、信号の入力から実際に流量が目標流量に調整されるまでには、例えば、図８中にＴｄで示すような遅延時間が存在するのが一般的である。そのため、上述した制御部１１１は、遅延時間Ｔｄに相当する所定時間前に流量の切り換えの指示をマスフローコントローラＧＳ５に対して行うことが好ましい。具体的には、例えば、図８のｔ３時点よりもＴｄ時間前に、流量をＦ３にするための信号をマスフローコントローラＧＳ５に対して与えるようにする。これにより、所望のタイミングで流量を切り換えさせることができる。
【００７０】
本実施例によると、制御部１１１は、スピンチャック１３との間で基板Ｗを受け渡しする際には、位置調整機構９７を操作して保護ディスク３５を第１の位置Ｈ１とさせる。また、二流体ノズル１１９により基板Ｗの上面の全面にわたって処理する際には、位置調整機構９７を操作して保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２とさせる。次いで、二流体ノズル１１９が基板Ｗの中央領域を処理している際には、噴出部４１から流量Ｆ２で不活性ガスを供給させ、二流体ノズル１１９が基板Ｗの周縁領域を処理している際には、噴出部４１から流量Ｆ２よりも多い流量Ｆ３で気体を供給させる。したがって、基板Ｗの下面に処理液やミストが付着しやすい周縁領域を処理しているときだけ不活性ガスの流量を増加させるので、基板Ｗの下面における清浄度を高めつつも不活性ガスの消費量を抑制できる。
【００７１】
また、本実施例は、不活性ガスの流量調整を段階的に行わせるので、噴出部４１と、気体供給管５７と、不活性ガス供給源ＧＳと、供給配管ＧＳ１と、開閉弁ＧＳ３と、マスフローコントローラＧＳ５とを備えた気体供給手段の構成や制御部１１１による制御を簡易化できる。
【００７２】
なお、上述した実施例では、不活性ガスの流量を中央領域と周縁領域とで二段階に切り換えている。これに代えて、以下に示すように不活性ガスの流量を中央領域と周縁領域とで直線的に切り換えるようにしてもよい。
【００７３】
ここで、図９を参照する。なお、図９は、実施例に係る基板処理装置による動作の他の例を示しタイムチャートである。
【００７４】
制御部１１１は、中央領域と周縁領域とで不活性ガスの流量を切り換えるにあたり、マスフローコントローラＧＳ５を操作して流量を直線的に切り換える。具体的には、例えば、周縁領域から中央領域に移行するｔ４時点から流量を徐々に低下させ始め、中央領域の中心であるｔ５時点で流量がＦ２となるようにマスフローコントローラＧＳ５を操作する。また、中央領域の中心から周縁領域に向かい始めるｔ５時点から流量を徐々に増加させさせ始め、周縁領域であるｔ６時点で流量がＦ３となるようにマスフローコントローラＧＳ５を操作する。
【００７５】
このように不活性ガスの流量を制御することにより、二流体ノズル１１９の位置に応じて効果的に汚染防止を図ることができる。また、この場合であっても、上述したようにマスフローコントローラＧＳ５の動作遅れを見越して操作を行うことが好ましい。
【００７６】
なお、上述した実施例では、基板処理装置１が二流体ノズル１１９で基板Ｗを処理する構成であったが、図１０に示すような構成としてもよい。なお、図１０は、変形例に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。
【００７７】
変形例に係る基板処理装置１Ａは、処理機構７Ａと、処理液供給機構９Ａとが相違する。処理機構７Ａは、二流体ノズル１１９に代えてブラシ１０７を備えている。また、処理液供給機構９Ａは、処理液ノズルＴＳ２を備えている。この処理液ノズルＴＳ２は、一端側が処理液供給源ＴＳに連通接続された処理液配管ＴＳ１の他端側に連通接続されている。処理液ノズルＴＳ２は、例えば、ＡＰＭ（アンモニア過酸化水素水混合溶液）を処理液として基板Ｗの回転中心側に供給する。
【００７８】
このような構成の基板処理装置１Ａであっても、ブラシ１０７が中央領域と周縁領域とを移動するのに応じて、噴出部４１から基板Ｗの下面に供給される不活性ガスの流量を上述した実施例のように調整する。これにより上述した実施例と同様の効果を奏する。
【００７９】
ここで、図１１を参照する。なお、図１１は、基板の上面における各種の処理範囲と清浄度との関係を説明するグラフである。
【００８０】
図１１は、実施例の基板処理装置１にて、基板Ｗの下面に所定流量の窒素ガスを供給しつつ基板Ｗの上面を処理する際に、基板Ｗの中心からの洗浄範囲を異なるものとした場合における基板Ｗの下面における清浄度を測定した結果である。
【００８１】
この結果によると、基板Ｗの中心から１３０ｍｍまでを洗浄、つまり、周縁部の２０ｍｍを洗浄しなかった場合には、基板Ｗの下面に汚染が生じず、清浄度高く処理ができたことを示す。その一方、基板Ｗの周縁部に近い距離まで洗浄を行った場合には、基板Ｗの下面の清浄度が低下することが明らかである。これらの結果から、基板Ｗの周縁部に近づけば近づくほど、基板Ｗの下面が汚染されて清浄度が低下することがわかる。この点から、上述した実施例のように基板Ｗの周縁部では、基板Ｗの下面に供給する窒素ガスの流量を増加させることにより、上記のような汚染が防止できることが裏付けられる。
【００８２】
ここで、図１２を参照する。なお、図１２は、窒素ガスの流量と基板の清浄度との関係を示すグラフである。
【００８３】
この図１２は、変形例の基板処理装置１Ａを用い、各種の条件で基板Ｗを処理した際の基板Ｗの下面に付着した４０ｎｍ以上の大きさのパーティクルが付着した個数を示す。このときの基板Ｗの下面への窒素ガスの流量は、全面において同じに設定してある。また、処理の際には基板Ｗの下面に供給する窒素ガスの流量を変えてある。なお、ブラシ１０７はＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製である。
【００８４】
処理液が純水の場合は、窒素ガスの流量を６０リットル／分以上にすると、パーティクル個数が低下して清浄度が向上でき、良好な使用流量であることがわかる。また、処理液がＡＰＭの場合は、窒素ガスの流量を１６０リットル／分以上にすると、清浄度が向上でき、良好な使用流量であることがわかる。したがって、基板Ｗの下面に供給する窒素ガスを増加させることで、清浄度を向上できることがわかるものの、窒素ガスの消費量が増大する。そこで、本発明は、上述した実施例のように基板Ｗの全面において流量を増加させるのではなく、最も影響が大きい基板Ｗの周縁領域を処理するときだけ窒素ガスの流量を増加させるようにしている。
【００８５】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００８６】
（１）上述した実施例では、支持手段を６本の支持ピン１５で構成しているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、７本以上の支持ピン１５で構成してもよい。また、二本の可動支持ピン２７で基板Ｗを挟持しているが、三本以上の可動支持ピン２７で基板Ｗを挟持する構成としてもよい。
【００８７】
（２）上述した実施例では、基板Ｗの周縁領域から処理を開始した後に中央領域の処理を行っているが、本発明はこのような処理に限定されず、逆に中央領域から処理を開始した後に周縁領域を処理するようにしてもよい。その場合であっても、周縁領域では窒素ガスの供給流量を増加させればよい。その場合には、図８及び図９における処理の位置における軌跡が上限で反転するとともに、不活性ガスの流量を高めるタイミングがそれに応じて移動することになる。また、処理を往復して行わせているが、周縁領域から中央領域または中央領域から周縁領域への一方向だけの処理としてもよい。
【００８８】
（３）上述した実施例では、窒素ガスの流量調整のためにマスフローコントローラＧＳ５を用いているが、流量調整弁と流量センサとの組み合わせであってもよい。
【００８９】
（４）上述した実施例では、周縁領域を基板の周縁から２０ｍｍとしているが、本発明はこの寸法に限定されない。具体的には、上述した図１１のような実験を行って、清浄度に影響を与える寸法を見定めてから周縁領域を決定すればよい。
【００９０】
（５）上述した各実施例では、処理液としてＡＰＭを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他の処理液としては、例えば、純水（ＤＩＷ）、炭酸ガス含有水、水素水、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）、ＳＣ−１、クエン酸水溶液、ＦＯＭ（フッ化水素酸／オゾンの混合薬液）、ＦＰＭ（フッ化水素酸／過酸化水素水／純水の混合薬液）、ＨＦ、ＳＣ−２、ＨＣｌ、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、トリメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液（ＣＨＯＬＩＮＥ）などが挙げられる。また、不活性ガスとして窒素ガスを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、リウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、ホーミングガス（Ｎ２＋Ｈ２）が利用可能である。また、不活性ガスではないが、気体供給手段が供給する気体として空気（Ａｉｒ）も利用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１，１Ａ  …  基板処理装置
３  …  支持回転機構
５  …  飛散防止カップ
７  …  処理機構
９  …  処理液供給機構
Ｐ  …  回転軸芯
１１  …  スピンチャック
１３  …  スピンベース
１５  …  支持ピン
１７  …  回転軸
１９  …  電動モータ
２７  …  可動支持ピン
３３  …  ピン駆動用永久磁石
３５  …  保護ディスク
４１  …  噴射部
４７  …  ディスク用永久磁石
５７  …  気体供給管
７５  …  整流部材
Ｈ１  …  第１の位置
Ｈ２  …  第２の位置
ＴＡ  …  搬送アーム
ＣＭ  …  カップ昇降機構
９３  …  カップ側永久磁石
９５  …  解除用永久磁石
９７  …  位置調整機構
９９  …  エアシリンダ
１０５  …  昇降用永久磁石
１０７  …  ブラシ
１０９  …  揺動アーム
１１９  …  二流体ノズル
ＡＭ  …  アーム駆動機構
ＰＤ  …  位置検出部
ＲＳ  …  リンスノズル
ＴＳ２  …  処理液ノズル
【図１】
2018142594.tif 000003
【図２】
2018142594.tif 000004
【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】
2018142594.tif 000009
【図８】
2018142594.tif 000010
【図９】
2018142594.tif 000011
【図１０】
2018142594.tif 000012
【図１１】
2018142594.tif 000013
【図１２】
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