(57)【要約】【課題】大流量の不活性ガスを用いることなく、基板と遮断部材との間の空間への外気の進入を抑制または防止できる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、スピンベース１８を有するスピンチャック５に保持されている基板Ｗの上方を遮断するための遮断部材６を含む。遮断部材６は、スピンベース１８の外周面１９ｂに対向する内周面２１ｂを有する。基板処理装置は、遮断部材６およびスピンベース１８の回転に同伴して回転可能に設けられた陽圧生成部材６３を含む。外周面１９ｂと内周面２１ｂとの径方向の距離である距離Ｄ１が、陽圧生成部材６３の外側縁（第２の係合部材５１の外側縁）と内周面１９との径方向の最長距離である距離Ｄ２より短い。陽圧生成部材６３は、遮断部材６およびスピンベース１８の回転に伴って、陽圧生成部材６３の回転方向後方を陽圧領域にする。【選択図】図６
2019057599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を有するスピンベースと、前記上面に立設された複数のピンとを有し、前記複数のピンによって基板を保持するための基板保持ユニットと、
前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に対向する基板対向面と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の外周端および前記スピンベースの外周端の双方に対向する内周面とを有する遮断部材と、
前記スピンベースおよび前記遮断部材を所定の回転軸線回りに回転させる回転ユニットと、
前記スピンベースの前記上面、前記基板対向面、前記内周面によって区画される空間において、前記遮断部材および前記スピンベースの少なくとも一方の回転に同伴して回転可能に、かつ前記ピンよりも前記回転軸線に対して遠い位置に設けられた陽圧生成部材であって、前記遮断部材および前記スピンベースの少なくとも一方の回転に伴って前記陽圧生成部材の回転方向後方を陽圧領域にする陽圧生成部材とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記陽圧生成部材が、前記スピンベースの外周端と前記内周面との径方向の距離が、前記陽圧生成部材の外側縁と前記内周面との径方向の最長距離よりも狭くなるように設けられている、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記陽圧生成部材が、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面に繋がるように設けられた接続陽圧生成部材を含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記接続陽圧生成部材が、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面にそれぞれ設けられ、互いに係合する第１および第２の係合部材を含み、
前記遮断部材が、互いに係合する第１および第２の係合部材を介して、前記スピンベースに支持される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記陽圧生成部材が、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面の一方に設けられ、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面の一方に対し、前記陽圧生成部材の先端が、前記基板保持ユニットによって保持されている基板との距離よりも大きくなるように設けられている、請求項１または２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、有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel 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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハなどの基板の表面に薬液等の処理液による処理を施すために、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。この枚葉式の基板処理装置は、チャンバ内に、たとえば、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板に処理液を供給するためのノズルと、スピンチャックに保持された基板の表面（上面）に近接した位置に対向配置される遮断部材を備えている。基板処理装置では、リンス処理の後、基板の表面に遮断部材が近接されて、その遮断部材と基板の表面との間に不活性ガスを充満させた状態で、スピンチャックと遮断部材とが同方向に回転される。これにより、基板の表面に付着しているリンス液が振り切られて除去（乾燥）される。
【０００３】
下記特許文献１に係る遮断部材は、基板の上方の上方空間と、上方空間の側方空間とをより効果的に遮断するために、スピンチャックに保持されている基板の上方に配置される円板部と、円板部との周縁から垂下する円筒部とを備えている。すなわち、この遮断部材は、スピンチャックに保持されている基板の上面に対向する基板対向面と、スピンチャックに保持されている基板の外周端に対向する内周面とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５３９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、基板および遮断部材が高速回転されると、基板の外周部と遮断部材との間の空間（具体的には、基板と遮断部材との間の空間の外周部）で気流が乱れ、この気流の乱れにより、基板と遮断部材との間の空間にその周囲の雰囲気が吸い込まれることがある。薬液処理およびリンス処理後は、チャンバ内に薬液のミストを含む雰囲気が充満しているので、基板と遮断部材との間の空間に、薬液のミストを含む雰囲気が進入すると、薬液のミストがパーティクルとなって基板汚染の原因となる。また、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、雰囲気中の酸素濃度が極めて低い状態で基板を処理することが望まれる場合がある。基板と遮断部材との間の空間に、外部から、酸素を十分に含む雰囲気（空気雰囲気）が進入すると、基板と遮断部材との間の空間の雰囲気中の酸素濃度が高くなりおそれがある。さらに、半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、雰囲気中の湿度が充分に低い状態で基板を処理することが望まれる場合がある。基板と遮断部材との間の空間に、外部から、湿度の高い雰囲気が進入すると、基板と遮断部材との間の空間の雰囲気中の酸素濃度が高くなりおそれがある。
【０００６】
従来は、基板と遮断部材との間の空間に対し、中心軸ノズルから大流量の不活性ガスを供給することにより、基板と遮断部材との間の空間を陽圧に保つことにより、基板と遮断部材との間の空間への外気（外部の雰囲気）の進入を抑制している。
そこで、この発明の目的は、大流量の不活性ガスを用いることなく、基板と遮断部材との間の空間への外気の進入を抑制または防止できる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、上面を有するスピンベースと、前記上面に立設された複数のピンとを有し、前記複数のピンによって基板を保持するための基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットによって保持されている基板の上面に対向する基板対向面と、前記基板保持ユニットに保持されている基板の外周端および前記スピンベースの外周端の双方に対向する内周面とを有する遮断部材と、前記スピンベースおよび前記遮断部材を所定の回転軸線回りに回転させる回転ユニットと、前記スピンベースの前記上面、前記基板対向面、前記内周面によって区画される空間において、前記遮断部材および前記スピンベースの少なくとも一方の回転に同伴して回転可能に、かつ前記ピンよりも前記回転軸線に対して遠い位置に設けられた陽圧生成部材であって、前記遮断部材および前記スピンベースの少なくとも一方の回転に伴って前記陽圧生成部材の回転方向後方を陽圧領域にする陽圧生成部材とを含む、基板処理装置を提供する。
【０００８】
この構成によれば、遮断部材およびスピンベースの、回転軸線まわりの回転に伴って、陽圧生成部材も回転軸線まわりに回転する。陽圧生成部材の回転に伴って、回転している陽圧生成部材の回転方向の後方に、陽圧領域が形成される。これにより、空間の内部における、陽圧生成部材に対して径方向外側の環状領域（以下、空間外側領域という）が、陽圧になる。この空間外側領域が陽圧に保たれることにより、空間への外気の進入を抑制または防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記陽圧生成部材が、前記スピンベースの外周端と前記内周面との径方向の距離が、前記陽圧生成部材の外側縁と前記内周面との径方向の最長距離よりも狭くなるように設けられている、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、スピンベースの外周端と遮断部材の内周面との径方向の距離が、陽圧生成部材の外側縁と遮断部材の内周面との径方向の最長距離よりも狭くなるように設けられているために、空間外側領域から空間の外部への雰囲気の流出を効果的に抑制することができる。そのため、陽圧生成部材の回転に伴って、陽圧生成部材の後方の領域を、容易に陽圧に保つことができる。
【００１０】
仮に、スピンベースの外周端と遮断部材の内周面との径方向の距離が、陽圧生成部材の外側縁と遮断部材の内周面との径方向の最長距離よりも広いと、陽圧生成部材の回転に伴って発生する陽圧の雰囲気が、スピンベースの外周端と遮断部材の内周面との間の隙間を通って、空間の外部に流出することも考えられる。その結果、陽圧生成部材の後方、ひいては空間外側領域が陽圧にならないことも考えられる。
【００１１】
しかしながら、スピンベースの外周端と遮断部材の内周面との径方向の距離が、陽圧生成部材の外側縁と遮断部材の内周面との径方向の最長距離よりも狭くなるように設けられているために、空間外側領域を陽圧にすることができる。
請求項３に記載の発明は、前記陽圧生成部材が、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面に繋がるように設けられた接続陽圧生成部材を含む、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
【００１２】
この構成によれば、接続陽圧生成部材の回転の際に、空間の内部の雰囲気と接触する面積が大きい。そのため、接続陽圧生成部材の回転によってより大きな気流を発生させることができ、空間外側領域を、より一層陽圧にすることができる。
請求項４に記載の発明は、前記接続陽圧生成部材が、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面にそれぞれ設けられ、互いに係合する第１および第２の係合部材を含み、前記遮断部材が、互いに係合する第１および第２の係合部材を介して、前記スピンベースに支持される、請求項３に記載の基板処理装置である。
【００１３】
この構成によれば、接続陽圧生成部材が、第１および第２の係合部材を兼用するので、接続陽圧生成部材と、第１および第２の係合部材とを別個に設ける場合と比較して、部品点数の低減を図ることができる。
請求項５に記載の発明は、前記陽圧生成部材が、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面の一方に設けられ、前記スピンベースの前記上面および前記基板対向面の一方に対し、前記陽圧生成部材の先端が、前記基板保持ユニットによって保持されている基板との距離よりも大きくなるように設けられている、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、陽圧生成部材の回転の際に、空間の内部の雰囲気と接触する面積が大きい。そのため、陽圧生成部材の回転によってより大きな気流を発生させることができ、空間外側領域を、より一層陽圧にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を上から見た模式図である。
【図２】図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図３】図３は、前記処理ユニットに備えられたスピンチャックの模式的な平面図である。
【図４】図４は、前記処理ユニットに備えられた遮断部材の底面図である。
【図５】図５は、前記スピンチャックのスピンベースに設けられた第１の係合部材、および前記遮断部材に設けられた第２の係合部材の周辺の断面図である。
【図６】図６は、前記スピンベースと前記遮断部材と間の空間の外周部の周辺の断面図である。
【図７】図７は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図８は、前記処理ユニットにおいて実行される基板処理例の内容を説明するための流れ図である。
【図９】図９は、スピンベースおよび遮断部材の回転に伴って空間に発生する陽圧領域の分布を説明するための図解的な平面図である。
【図１０Ａ−１０Ｂ】図１０Ａ−１０Ｂは、前記基板処理例を説明するための図解的な図である。
【図１０Ｃ−１０Ｄ】図１０Ｃ−１０Ｄは、図１０Ｂに続く工程を説明するための図解的な図である。
【図１１】図１１は、この発明の第２の実施形態に係る処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。
【図１２】図１２は、スピンベースと遮断部材と間の空間の外周部の周辺の断面図である。
【図１３】図１３は、この発明の第３の実施形態に係るスピンベースと遮断部材と間の空間の外周部の周辺の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１を上から見た模式図である。
基板処理装置１は、シリコンウエハなどの基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Ｗは、円板状の基板である。基板処理装置１は、処理液およびリンス液で基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容する基板収容器が載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送するインデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。インデクサロボットＩＲは、基板収容器と基板搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット２は、たとえば、同様の構成を有している。
【００１７】
図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。図３は、処理ユニット２に備えられたスピンチャック５の模式的な平面図である。図４は、処理ユニット２に備えられた遮断部材６の底面図である。図５は、スピンチャック５のスピンベース１８に設けられた第１の係合部材５５、および遮断部材６に設けられた第２の係合部材５１の周辺の断面図である。図６は、スピンベース１８と遮断部材６との間によって区画された空間ＳＰの外周部の周辺の断面図である。図６は、図４の切断面線VI-VIから見ている。
【００１８】
図２に示すように、処理ユニット２は、箱形のチャンバ４と、チャンバ４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持ユニット）５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に対向する遮断部材６と、遮断部材６の内部を上下に挿通し、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面の中央部に向けて処理液を吐出するための中心軸ノズル７と、中心軸ノズル７に薬液を供給するための薬液供給ユニット８と、中心軸ノズル７にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット９と、中心軸ノズル７に、空気よりも比重が大きくかつ水よりも低い表面張力を有する低表面張力液体としての有機溶剤を供給するための有機溶剤供給ユニット１０と、中心軸ノズル７に、液体の疎水化剤を供給するための疎水化剤供給ユニット１１と、中心軸ノズル７に、不活性ガスを供給するための不活性ガス供給ユニット１２と、スピンチャック５を取り囲む筒状の処理カップ１３とを含む。
【００１９】
図２に示すように、チャンバ４は、スピンチャック５を収容する箱状の隔壁１４と、隔壁１４の上部から隔壁１４内に清浄空気（フィルタによってろ過された空気）を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１５と、隔壁１４の下部からチャンバ４内の気体を排出する排気ダクト１６とを含む。ＦＦＵ１５は、隔壁１４の上方に配置されており、隔壁１４の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１５は、隔壁１４の天井からチャンバ４内に下向きに清浄空気を送る。排気ダクト１６は、処理カップ１３の底部に接続されており、基板処理装置１が設置される工場に設けられた排気処理設備に向けてチャンバ４内の気体を導出する。したがって、チャンバ４内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が、ＦＦＵ１５および排気ダクト１６によって形成される。基板Ｗの処理は、チャンバ４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
【００２０】
図２に示すように、スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ（回転ユニット）Ｍと、このスピンモータＭの駆動軸と一体化されたスピン軸１７と、スピン軸１７の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１８とを含む。
【００２１】
図２および図３に示すように、スピンベース１８の上面１８ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば４個）の挟持ピン（ピン）１９が配置されている。複数個の挟持ピン１９は、スピンベース１８の上面１８ａの外周部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔（たとえば等間隔）を空けて配置されている。スピンベース１８の上面１８ａには、回転軸線Ａ１を中心とする円周上に、遮断部材６に接触して遮断部材６を下方から支持するための複数個（３個以上。たとえば３個）の第１の係合部材５５が配置されている。複数個の第１の係合部材５５は、スピンベース１８の上面１８ａの外周部において、基板Ｗの外周形状よりも一回り大径の円周上で適当な間隔（たとえば等間隔）を空けて配置されている。第１の係合部材５５と回転軸線Ａ１との間の距離は、挟持ピン１９と回転軸線Ａ１との間の距離よりも、大きく設定されている。すなわち、後述するように第２の係合部材５１とによって陽圧生成部材６３を形成する第１の係合部材５５は、挟持ピン１９よりも回転軸線Ａ１に対して遠い位置に設けられている。
【００２２】
図２に示すように、遮断部材６は、スピンチャック５に従って回転する従動型の遮断部材である。すなわち、遮断部材６は、基板処理中において、遮断部材６がスピンチャック５に一体回転可能に支持される。遮断部材６は、遮断板２１と、遮断板２１に同伴昇降可能に設けられた係合部材２２と、係合部材２２と係合して遮断板２１を上方から支持するための支持部２３とを含む。
【００２３】
遮断板２１は、基板Ｗの径よりも大きい円板状である。遮断板２１は、水平な姿勢で保持された円板部６１と、円板部６１の外周部から下方に延びる円筒部６２とを含む。円板部６１は、円筒部６２と同軸である。円板部６１は、円筒部６２の下端よりも上方に配置されている。
遮断板２１は、下向きに凹んだカップ状の内面を含む。遮断板２１の内面は、基板Ｗの上面の上方に対向する基板対向面２１ａと、遮断部材６が遮断位置にある状態で、基板Ｗの外周端およびスピンベース１８の外周面（外周端）１８ｂと対向する内周面２１ｂとを含む。円板部６１の下面が、基板対向面２１ａに相当する。基板対向面２１ａは、基板Ｗの上面と平行な平坦面である。
【００２４】
円筒部６２の内周面が内周面２１ｂに相当する。内周面２１ｂは、基板対向面２１ａから斜め下に外方に延びる環状の内傾斜部を含む。この内傾斜部、回転軸線Ａ１に対する傾斜角が連続的に変化する円弧状の断面を有している。この内傾斜部の断面は、下向きに開いている。内周面２１ｂの内径は、内周面２１ｂの下端に近づくに従って増加している。内周面２１ｂの下端は、スピンベース１８の外径よりも大きい内径を有している。
【００２５】
遮断板２１は、基板対向面２１ａに設けられて第１の係合部材５５に係合するための複数の第２の係合部材５１をさらに有している。基板対向面２１ａの中央部には、遮断部材６を上下に貫通する貫通穴２４が形成されている。貫通穴２４は、円筒状の内周面によって区画されている。第２の係合部材５１は、第１の係合部材５５と同数、第１の係合部材５１（図３を併せて参照）と一対一対応で設けられている。
【００２６】
図５を参照しながら、第１の係合部材５５および第２の係合部材５１について説明する。図５では、遮断部材６とスピンチャック５との係合が解除された状態を示している。
第２の係合部材５１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等の樹脂によって形成された本体部５２と、永久磁石５３とを含む。本体部５２は、その一部が円板部６１に埋め込まれて固定されており、残りの部分が円板部６１の基板対向面２１ａから下方に突出している。本体部５２の下端部には、凹部５１ａが形成されている。
【００２７】
第１の係合部材５５は、たとえば、金属製である。第１の係合部材５５の本体部５６は、一部がスピンベース１８に埋め込まれて固定されており、残りの部分がスピンベース１８の上面から上方に突出している。第１の係合部材５５の上端部には、凸部５５ａが形成されている。凹部５１ａと凸部５５ａとが嵌り合い、かつ、各第２の係合部材５１の永久磁石５３と対応する第１の係合部材５５とが互いに引き付け合うことによって、第１の係合部材５５と第２の係合部材５１とが係合される。そして、係合後も、第２の係合部材５１の永久磁石５３と第２の係合部材５１とが互いに引き付け合うことによって、第１の係合部材５５と第２の係合部材５１との係合が保たれる。遮断部材６は、互いに係合する第１および第２の係合部材５５，５１を介してスピンベース１８に支持される。
【００２８】
第１の係合部材５５および第２の係合部材５１は、遮断部材６およびスピンベース１８の回転に伴って、当該係合部材５５，５１の回転方向後方を陽圧領域にする陽圧生成部材（接続陽圧生成部材）６３として機能する。この実施形態では、陽圧生成部材６３が、第１および第２の係合部材５５，５１を含む。そのため、陽圧生成部材６３が、スピンベース１８の上面１８ａ、および遮断板２１の基板対向面２１ａに繋がるように設けられている。
【００２９】
図２に示すように、係合部材２２は、遮断板２１の上面において、貫通穴２４の周囲を包囲する円筒部２５と、円筒部２５の上端から径方向外方に広がるフランジ部２６とを含む。フランジ部２６は、支持部２３に含まれる、次に述べるフランジ支持部２８よりも上方に位置しており、フランジ部２６の外周は、フランジ支持部２８の内周よりも大径とされている。
【００３０】
支持部２３は、たとえば略円板状の支持部本体２７と、水平なフランジ支持部２８と、支持部本体２７とフランジ支持部２８とを接続する接続部２９とを含む。
中心軸ノズル７は、遮断板２１および基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線、すなわち、回転軸線Ａ１に沿って上下方向に延びている。中心軸ノズル７は、スピンチャック５の上方に配置され、遮断板２１および支持部２３の内部空間を挿通する。中心軸ノズル７は、遮断板２１および支持部２３と共に昇降する。
【００３１】
中心軸ノズル７は、貫通穴２４の内部を上下に延びる円柱状のケーシング３０と、ケーシング３０の内部を上下に挿通する第１のノズル配管３１、第２のノズル配管３２、第３のノズル配管３３および第４のノズル配管３４とを含む。ケーシング３０は、円筒状の外周面３０ａと、ケーシング３０の下端部に設けられ、基板Ｗの上面の中央部に対向する基板対向面３０ｂとを有している。第１〜第４のノズル配管３１〜３４は、それぞれインナーチューブである。
【００３２】
支持部２３には、支持部２３を昇降させて遮断部材６を昇降させるための遮断部材昇降ユニット３５が結合されている。遮断部材昇降ユニット３５は、サーボモータやボールねじ機構などを含む構成である。遮断部材昇降ユニット３５は、遮断部材６および第１〜第４のノズル配管３１〜３４を、支持部２３と共に鉛直方向に昇降する。遮断部材昇降ユニット３５は、遮断板２１の基板対向面２１ａがスピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に近接し、かつ円筒部６２の下端の高さが基板Ｗ高さよりも下方に位置するような遮断位置（図２に破線で示す位置）と、遮断位置よりも大きく上方に退避した退避位置（図２に実線で示す位置）の間で、遮断板２１および第１〜第４のノズル配管３１〜３４を昇降させる。遮断位置は、基板対向面２２１ａが基板Ｗの上面との間に、遮断空間である空間ＳＰ（図６参照）を形成するような位置である。空間ＳＰは、その周囲の空間から完全に隔離されているわけではないが、実質的にその周囲の空間と遮断されている。遮断部材昇降ユニット３５は、支持部２３を遮断位置と退避位置との間で昇降させることができる。これにより、遮断部材６の遮断板２１を、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に近接する遮断位置と、退避位置との間で昇降させることができる。遮断部材昇降ユニット３５は、遮断位置と退避位置との間の任意の高さ位置に遮断部材６を位置させることができる。
【００３３】
具体的には、支持部２３が退避位置に位置する状態では、支持部２３のフランジ支持部２８とフランジ部２６とが係合することにより、係合部材２２、遮断板２１および中心軸ノズル７が支持部２３に支持される。すなわち、遮断板２１が支持部２３によって吊り下げられる。支持部２３が退避位置に位置する状態では、フランジ支持部２８の上面に突設された突起２８ａが、フランジ部２６に周方向に間隔を空けて形成された係合穴２６ａに係合することにより、遮断板２１が支持部２３に対して周方向に位置決めされる。
【００３４】
遮断部材昇降ユニット３５が、支持部２３を退避位置から下降させると、遮断板２１も退避位置から下降する。その後、遮断板２１の第２の係合部材５１が、第１の係合部材５５に当接すると、遮断板２１および中心軸ノズル７が第１の係合部材５５によって受け止められる。そして、遮断部材昇降ユニット３５が支持部２３を下降させると、支持部２３のフランジ支持部２８とフランジ部２６との係合が解除されて、係合部材２２、遮断板２１および中心軸ノズル７は支持部２３から離脱し、スピンベース１８によって支持される。この状態で、スピンベース１８が回転されると、このスピンベース１８の回転に同伴して、遮断板２１が回転軸線Ａ１まわりに、回転させられる。
【００３５】
図６では、遮断部材６が遮断位置に配置されている状態を示している。遮断部材６が遮断位置に配置された状態では、スピンベース１８と遮断板２１との間に遮断空間である空間ＳＰが形成される。具体的には、空間ＳＰは、スピンベース１８の上面１８ａ、基板対向面２１ａおよび内周面２１ｂによって区画される空間をいう。
「距離Ｄ１」は、遮断部材６が遮断位置に配置されているときの、スピンベース１８の外周面（外周端）１８ｂと、遮断板２１の円筒部６２の内周面２１ｂとの径方向Ｄｓの距離を意味する。「距離Ｄ２」は、遮断部材６が遮断位置に配置されているときの、陽圧生成部材６３の外側縁と、遮断板２１の円筒部６２の内周面２１ｂとの径方向Ｄｓの最長距離を意味する。陽圧生成部材６３の外側縁とは、陽圧生成部材６３の外周面のうち、径方向Ｄｓの外端部分を指す。この実施形態では、陽圧生成部材６３の外側縁とは、より大径を有する第２の係合部材５１の径方向Ｄｓの外端部分を指す。すなわち、「陽圧生成部材６３の外側縁と、遮断板２１の円筒部６２の内周面２１ｂとの径方向Ｄｓの最長距離」とは、この実施形態では、第２の係合部材５１の先端部（下端部）における内周面２１ｂとの径方向Ｄｓの距離である。
【００３６】
「径方向Ｄｓ」は、円盤状である遮断板２１の径方向を意味する。「径方向Ｄｓ」とは、遮断板２１の径方向は、円板状であるスピンベース１８の径方向でもある。「径方向Ｄｓ」は、スピンベース１８の回転に伴う、基板Ｗおよび遮断板２１の回転半径方向にも、一致している。この明細書において同じである。
距離Ｄ１は、距離Ｄ２よりも短い（狭い）。遮断部材６が遮断位置に配置されているとき、距離Ｄ１は、たとえば約２．５ｍｍであり、距離Ｄ２は、たとえば約６ｍｍである。
【００３７】
図２に示すように、第１のノズル配管３１は、鉛直方向に沿って延びる鉛直部分を含む。図４に示すように、第１のノズル配管３１の下端は、ケーシング３０の基板対向面３０ｂに開口して、第１の吐出口３１ａを形成している。第１のノズル配管３１には、薬液供給ユニット８からの薬液が供給される。薬液供給ユニット８は、第１のノズル配管３１の上流端側に接続された薬液配管３６と、薬液配管３６の途中部に介装された薬液バルブ３７とを含む。第１の流量調整バルブ３８は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。
【００３８】
次に述べるリンス液バルブ４０が閉じられたままの状態で薬液バルブ３７が開かれると、第１の吐出口３１ａから下方に向けて薬液が吐出される。薬液バルブ３７が閉じられると、第１の吐出口３１ａからの薬液の吐出が停止される。第１の流量調整バルブ３８によって、第１の吐出口３１ａからの薬液の吐出流量が調整される。薬液は、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、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも１つを含む液であってもよい。
【００３９】
図２に示すように、第１のノズル配管３１には、リンス液供給ユニット９からのリンス液も供給されるようになっている。リンス液供給ユニット９は、第１のノズル配管３１の上流端側に接続されたリンス液配管３９と、リンス液配管３９の途中部に介装されたリンス液バルブ４０と、リンス液配管３９の開度を調整する第２の流量調整バルブ４１とを含む。薬液バルブ３７が閉じられたままの状態でリンス液バルブ４０が開かれると、第２の吐出口３２ａから下方に向けてリンス液が吐出される。リンス液バルブ４０が閉じられると、第２の吐出口３２ａからのリンス液の吐出が停止される。第２の流量調整バルブ４１によって、第２の吐出口３２ａからのリンス液の吐出流量が調整される。リンス液は、水である。この実施形態において、水は、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）のアンモニア水のいずれかである。
【００４０】
図２に示すように、第２のノズル配管３２は、鉛直方向に沿って延びる鉛直部分を含む。図４に示すように、第２のノズル配管３２の下端は、ケーシング３０の基板対向面３０ｂに開口して、第２の吐出口３２ａを形成している。第２のノズル配管３２には、有機溶剤供給ユニット１０からの液体の有機溶剤が供給される。有機溶剤供給ユニット１０は、第２のノズル配管３２の上流端側に接続された有機溶剤配管４２と、有機溶剤配管４２の途中部に介装された有機溶剤バルブ４３と、有機溶剤配管４２の開度を調整する第３の流量調整バルブ４４とを含む。有機溶剤バルブ４３が開かれると、第２の吐出口３２ａから下方に向けて液体の有機溶剤が吐出される。有機溶剤バルブ４３が閉じられると、第２の吐出口３２ａからの液体の有機溶剤の吐出が停止される。第３の流量調整バルブ４４によって、第２の吐出口３２ａからの液体の有機溶剤の吐出流量が調整される。
【００４１】
この実施形態において、有機溶剤は、たとえばＩＰＡ（isopropyl alcohol）であるが、このような有機溶剤として、ＩＰＡ以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、ＥＧ（エチレングリコール）およびＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）を例示することができる。また、有機溶剤としては、単体成分のみからなる場合だけでなく、他の成分と混合した液体であってもよい。たとえば、ＩＰＡとアセトンの混合液であってもよいし、ＩＰＡとメタノールの混合液であってもよい。
【００４２】
図２に示すように、第３のノズル配管３３は、鉛直方向に沿って延びる鉛直部分を含む。図４に示すように、第３のノズル配管３３の下端は、ケーシング３０の基板対向面３０ｂに開口して、第３の吐出口３３ａを形成している。第３のノズル配管３３には、疎水化剤供給ユニット１１からの液体の疎水化剤（ＳＭＴ）が供給される。疎水化剤供給ユニット１１は、第３のノズル配管３２の上流端側に接続された疎水化剤配管４５と、疎水化剤配管４５の途中部に介装された疎水化剤バルブ４６と、疎水化剤配管４５の開度を調整する第４の流量調整バルブ４７とを含む。疎水化剤バルブ４６が開かれると、第３の吐出口３３ａから下方に向けて液体の疎水化剤が吐出される。疎水化剤バルブ４６が閉じられると、第３の吐出口３３ａからの液体の疎水化剤の吐出が停止される。第４の流量調整バルブ４７によって、第３の吐出口３３ａからの液体の疎水化剤の吐出流量が調整される。疎水化剤は、シリコン系の疎水化剤であってもよいし、メタル系の疎水化剤であってもよい。
【００４３】
シリコン系の疎水化剤は、シリコン（Ｓｉ）自体およびシリコンを含む化合物を疎水化させる疎水化剤である。シリコン系疎水化剤は、たとえば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、たとえば、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、および非クロロ系疎水化剤の少なくとも一つを含む。非クロロ系疎水化剤は、たとえば、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ−（トリメチルシリル）ジメチルアミンおよびオルガノシラン化合物の少なくとも一つを含む。
【００４４】
図２に示すように、メタル系の疎水化剤は、たとえば高い配位性を有し、主として配位結合によって金属を疎水化する溶剤である。この疎水化剤は、たとえば、疎水基を有するアミン、および有機シリコン化合物の少なくとも一つを含む。
図４に示すように、第４のノズル配管３４は、鉛直方向に沿って延びる鉛直部分を含む。第４のノズル配管３４の下端は、ケーシング３０の基板対向面３０ｂに開口して、第４の吐出口３４ａを形成している。第４のノズル配管３４には、不活性ガス供給ユニット１２からの疎水化剤が供給される。不活性ガス供給ユニット１２は、第４のノズル配管３４の上流端側に接続された不活性ガス配管４８と、不活性ガス配管４８の途中部に介装された不活性ガスバルブ４９と、不活性ガス配管４８の開度を調整する第５の流量調整バルブ５０とを含む。不活性ガスバルブ４９が開かれると、第４の吐出口３４ａから下方に向けて不活性ガスが吐出される。不活性ガスバルブ４９が閉じられると、第４の吐出口３４ａからの不活性ガスの吐出が停止される。第５の流量調整バルブ５０によって、第４の吐出口３４ａからの不活性ガスの吐出流量が調整される。不活性ガスは、窒素ガスに限らず、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの他の不活性ガスであってもよい。また、不活性ガスは、窒素ガスであってもよいし、窒素ガスと窒素ガス以外のガスとの混合ガスであってもよい。
【００４５】
また、中心軸ノズル７の筒状の外周壁７ａと、貫通穴２４の筒状の内周壁２４ａとによって、筒状の筒状間隙６５が形成されている。筒状間隙６５は、不活性ガスが流通する流路として機能している。筒状間隙６５の下端は、中心軸ノズル７を取り囲む環状に開口し、周囲中央気体吐出口６６を形成している。
図２に示すように、処理カップ１３は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。処理カップ１３は、スピンベース１８を取り囲んでいる。スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いた処理カップ１３の上端部１３ａは、スピンベース１８よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液や水などの処理液は、処理カップ１３によって受け止められる。そして、処理カップ１３に受け止められた処理液は、図示しない回収処理設備または廃液処理設備に送られる。
【００４６】
図７は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
【００４７】
図７は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
【００４８】
また、制御装置３には、制御対象として、スピンモータＭおよび遮断部材昇降ユニット３５等が接続されている。制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータＭおよび遮断部材昇降ユニット３５等の動作を制御する。
また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、薬液バルブ３７、リンス液バルブ４０、有機溶剤バルブ４３、疎水化剤バルブ４６、不活性ガスバルブ４９等を開閉する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、第１の流量調整バルブ３８、第２の流量調整バルブ４１、第３の流量調整バルブ４４、第４の流量調整バルブ４７、第５の流量調整バルブ５０等の開度を調整する。
【００４９】
以下では、デバイス形成面である、表面（上面）にパターンが形成された基板Ｗを処理する場合について説明する。処理対象の基板Ｗは、たとえばシリコンウエハであり、そのパターン形成面である表面にパターンが形成されている。このパターンは、たとえば微細パターンである。
図８は、処理ユニット２において実行される基板処理例の内容を説明するための流れ図である。図９は、スピンベース１８および遮断部材６の回転に伴って空間ＳＰに発生する陽圧領域Ｐａの分布を説明するための図解的な平面図である。図１０Ａ〜１０Ｄは、基板処理例を説明するための図解的な図である。図１〜図８を参照しながら、基板処理例について説明する。図９〜１０Ｄについては適宜参照する。
【００５０】
周囲中央気体吐出口６６からは、小流量（たとえば１０（リットル／分）の不活性ガスが吐出されている。周囲中央気体吐出口６６からの不活性ガスの吐出は、基板処理の開始から基板処理の終了まで、連続的に行われている。
未処理の基板Ｗ（たとえば直径３００ｍｍの円形基板）は、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲによって基板収容器Ｃから処理ユニット２に搬入され、チャンバ４内に搬入され、基板Ｗがその表面（処理対象面。この実施形態ではパターン形成面）を上方に向けた状態でスピンチャック５に受け渡され、スピンチャック５に基板Ｗが保持される（図８のＳ１：基板Ｗ搬入）。
【００５１】
基板搬送ロボットＣＲが処理ユニット２外に退避した後、制御装置３は、遮断部材昇降ユニット３５を制御して、遮断板２１を遮断位置に配置する。これにより、遮断板２１および中心軸ノズル７が第１の係合部材５５によって受け止められ、遮断板２１および中心軸ノズル７がスピンベース１８によって支持される。
遮断位置に遮断板２１が配置された（スピンベース１８に遮断板２１が支持された後）後、次いで、制御装置３は、スピンモータＭを制御してスピンベース１８の回転速度を、所定の液処理速度（約１０〜１２００ｒｐｍの範囲内で、たとえば約８００ｒｐｍ）まで上昇させ、その液処理速度に維持させる（図８のＳ２：基板Ｗ回転開始）。スピンベース１８の回転に同伴して、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに、回転させられる。また、スピンベース１８の回転に同伴して、遮断板２１が回転軸線Ａ１まわりに、回転させられる。遮断板２１およびスピンベース１８の回転軸線Ａ１まわりの回転に伴って、陽圧生成部材６３（すなわち、第１および第２の係合部材５５，５１）も回転軸線Ａ１まわりに回転する。これにより、図９に示すように、回転している陽圧生成部材６３の回転方向Ｄｒの後方に、陽圧領域Ｐａが形成される。このような現象は、陽圧生成部材６３と遮断板２１の内周面２１ｂとの間の狭い空間を陽圧生成部材６３（５５，５１）が高速で通過することにより、その高まった圧力が陽圧生成部材６３の回転方向Ｄｒの後方に開放されることにより発生すると考えられている。これにより、空間ＳＰの内部における、陽圧生成部材６３（５５，５１）に対して径方向Ｄｓ外側の環状領域ＳＰ１（以下、「空間外側領域ＳＰ１」という）が、陽圧になる。一方、空間ＳＰの内部における、陽圧生成部材６３（５５，５１）に対して径方向Ｄｓ内側の環状領域ＳＰ２（以下、「空間内側領域ＳＰ２」という）が、遮断板２１およびスピンベース１８の回転に伴って発生する遠心力の働きによって径方向Ｄｓ外方に促されることにより、負圧になる。このとき、図６に示すように、空間外側領域ＳＰ１の圧力Ｐ１と、空間内側領域ＳＰ２の圧力Ｐ２と、空間ＳＰの外部ＯＳにおける圧力Ｐとの関係は、Ｐ１＞Ｐ＞Ｐ２である。但し、遮断板２１およびスピンベース１８の回転の回転速度が遅い場合には、外部ＯＳにおける圧力Ｐは、空間内側領域ＳＰ２の圧力Ｐ２に近づくとも考えられている。
【００５２】
また、前述のように、第１および第２の係合部材５５，５１によって構成される陽圧生成部材６３が、スピンベース１８の上面１８ａと基板対向面２１ａとを繋がるように設けられているので、陽圧生成部材６３の回転の際に、空間ＳＰの内部の雰囲気と接触する面積が大きい。そのため、陽圧生成部材６３の回転によって、陽圧生成部材６３の回転方向の後方を、より一層陽圧にすることができる。
【００５３】
さらに、前述のように、距離Ｄ１が距離Ｄ２よりも短いので、空間外側領域ＳＰ１から空間ＳＰの外部ＯＳへの雰囲気の流出を効果的に抑制することができる。仮に、距離Ｄ１が距離Ｄ２よりも大きい（広い）と、陽圧生成部材６３の回転に伴って陽圧領域Ｐａが発生したとしても、陽圧領域Ｐａに含まれる雰囲気が、スピンベース１８の外周面（外周端）１８ｂと遮断部材６の内周面２１ｂとの間の隙間を通って空間ＳＰの外部ＯＳに流出することも考えられる。その結果、空間外側領域ＳＰ１における陽圧領域Ｐａの形成が阻害されることも考えられる。しかしながら、距離Ｄ１が距離Ｄ２よりも短いので、外部への雰囲気の流出を効果的に抑制することができ、これにより、空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができる。
【００５４】
基板Ｗの回転開始後、制御装置３は、基板Ｗの上面に薬液を供給する薬液工程Ｓ３（図８参照）を実行する。具体的には、制御装置３は、基板Ｗの回転を液処理速度に維持しながら、薬液バルブ３７を開く。それにより、図１０Ａに示すように、回転状態の基板Ｗの上面に向けて、中心軸ノズル７の第１の吐出口３１ａから薬液が吐出される。基板Ｗの上面に供給された薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗの上面の全域が薬液を用いて処理される。
【００５５】
薬液工程Ｓ３において、薬液の種類によっては（薬液としてＴＨＡＨ等が用いられる場合には）、薬液を用いて基板Ｗを良好に処理するために、空間ＳＰ内の雰囲気を低酸素濃度に保つ必要がある。薬液工程Ｓ３において空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができるので、空間ＳＰへの外気（酸素を含む気体）の進入を抑制または防止でき、これにより、空間ＳＰ内の雰囲気を低酸素濃度に保つことができる。
【００５６】
薬液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、薬液バルブ３７を閉じて、中心軸ノズル７（第１のノズル配管３１）からの薬液の吐出を停止する。これにより、薬液工程Ｓ３が終了する。
次いで、制御装置３は、基板Ｗ上の薬液をリンス液に置換して基板Ｗ上から薬液を排除するためのリンス工程Ｓ４（図８参照）を実行する。具体的には、制御装置３は、基板Ｗの回転を液処理速度に維持しながら、リンス液バルブ４０を開く。これにより、中心軸ノズル７（第１のノズル配管３１）の第１の吐出口３１ａから基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液が吐出される。基板Ｗの上面中央部に供給されたリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗの上面上の薬液がリンス液に置換される。
【００５７】
基板Ｗの周縁部からリンス液が側方に向けて排出される。基板Ｗの周縁部から排出されたリンス液は、遮断部材６の内周面２１ｂによって受け止められた後、遮断板２１の円筒部６２の下端部から側方に向けて飛散する。
リンス液バルブ４０が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３はリンス液バルブ４０を閉じる。これにより、リンス工程Ｓ４が終了する。
【００５８】
次いで、制御装置３は、置換工程Ｓ５（図８参照）を実行する。置換工程Ｓ５は、基板Ｗ上に存在するリンス液を、リンス液（水）よりも表面張力の低い有機溶剤（この例では、ＩＰＡ）に置換する工程である。具体的には、制御装置３は、基板Ｗの回転を液処理速度に維持しながら、有機溶剤バルブ４３を開く。これにより、図１０Ｂに示すように、中心軸ノズル７（第２のノズル配管３２）の第２の吐出口３２ａから基板Ｗの上面中央部に向けて有機溶剤が吐出される。基板Ｗの上面中央部に供給された有機溶剤は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗの上面上のリンス液が有機溶剤に置換される。
【００５９】
基板Ｗの周縁部から有機溶剤が側方に向けて排出される。基板Ｗの周縁部から排出された有機溶剤は、遮断部材６の内周面２１ｂによって受け止められた後、遮断板２１の円筒部６２の下端部から側方に向けて飛散する。
置換工程Ｓ５において、有機溶剤を低表面張力に維持するために有機溶剤に水が混じらないことが望まれており、そのために、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つ必要がある。置換工程Ｓ５において空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができるので、空間ＳＰへの外気（酸素を含む気体）の進入を抑制または防止でき、これにより、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つことができる。
【００６０】
有機溶剤バルブ４３が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３は有機溶剤バルブ４３を閉じる。これにより、置換工程Ｓ５が終了する。
次いで、制御装置３は、疎水化剤工程Ｓ６（図８参照）を実行する。疎水化剤工程Ｓ６は、基板Ｗの上面に液体の疎水剤を供給して、基板Ｗの上面に存在する有機溶剤を疎水化剤に置換する工程である。具体的には、制御装置３は、基板Ｗの回転を液処理速度に維持しながら、疎水化剤バルブ４６を開く。これにより、図１０Ｄに示すように、中心軸ノズル７（第２のノズル配管３２）の第３の吐出口３３ａから基板Ｗの上面中央部に向けて液体の疎水化剤が吐出される。基板Ｗの上面中央部に供給された疎水化剤は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗの上面上の有機溶剤が疎水化剤に置換される。
【００６１】
基板Ｗの周縁部から疎水化剤が側方に向けて排出される。基板Ｗの周縁部から排出された疎水化剤は、遮断部材６の内周面２１ｂによって受け止められた後、遮断板２１の円筒部６２の下端部から側方に向けて飛散する。
疎水化剤工程Ｓ６において、基板Ｗの上面の疎水化を良好に実現するために、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つ必要がある。疎水化剤工程Ｓ６において空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができるので、空間ＳＰへの外気（水分を含む気体）の進入を抑制または防止でき、これにより、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つことができる。
【００６２】
疎水化剤バルブ４６が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３は疎水化剤バルブ４６を閉じる。これにより、疎水化剤工程Ｓ６が終了する。
次いで、制御装置３は、置換工程Ｓ７（図８参照）を実行する。置換工程Ｓ７は、基板Ｗ上に存在する疎水化剤を有機溶剤（この例では、ＩＰＡ）に置換する工程である。具体的には、制御装置３は、基板Ｗの回転を液処理速度に維持しながら、有機溶剤バルブ４３を開く。これにより、図１０Ｂに示すように、中心軸ノズル７（第２のノズル配管３２）の第２の吐出口３２ａから基板Ｗの上面中央部に向けて有機溶剤が吐出される。基板Ｗの上面中央部に供給された有機溶剤は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁部に移動する。これにより、基板Ｗの上面上に存在する疎水化剤が有機溶剤に置換される。
【００６３】
基板Ｗの周縁部から有機溶剤が側方に向けて排出される。基板Ｗの周縁部から排出された有機溶剤は、遮断部材６の内周面２１ｂによって受け止められた後、遮断板２１の円筒部６２の下端部から側方に向けて飛散する。
置換工程Ｓ７において、有機溶剤を低表面張力に維持するために有機溶剤に水が混じらないことが望まれており、そのために、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つ必要がある。置換工程Ｓ７において空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができるので、空間ＳＰへの外気（水分を含む気体）の進入を抑制または防止でき、これにより、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つことができる。
【００６４】
有機溶剤バルブ４３が開かれてから予め定める期間が経過すると、制御装置３は有機溶剤バルブ４３を閉じる。これにより、置換工程Ｓ７が終了する。
次いで、基板Ｗを乾燥させるスピンドライ工程Ｓ８（図８参照）が行われる。具体的には、制御装置３は、遮断板２１が遮断位置に配置されている状態で、スピンモータＭを制御して薬液工程Ｓ３〜置換工程Ｓ７の各工程における回転速度よりも大きい乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、その乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。
【００６５】
また、スピンドライ工程Ｓ８において、制御装置３は、不活性ガスバルブ４９を開く。これにより、図１０Ｃに示すように、中心軸ノズル７（第２のノズル配管３２）の第４の吐出口３４ａから基板Ｗの上面中央部に向けて不活性ガスが吐出される。このときの不活性ガスの吐出流量は、たとえば１００（リットル／分）である。すなわち、空間内には、それまでの、中心軸ノズル７の外周壁７ａと、貫通穴２４の筒状の内周壁２４ａとの間の隙間を通って供給される不活性ガスに加えて、第４の吐出口３４ａから吐出される不活性ガスが供給される。
【００６６】
スピンドライ工程Ｓ８において、基板Ｗの乾燥を良好に実現するために、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つ必要がある。スピンドライ工程Ｓ８において空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができるので、空間ＳＰへの外気（水分を含む気体）の進入を抑制または防止でき、これにより、空間ＳＰ内の雰囲気を低湿度に保つことができる。
基板Ｗの加速から所定期間が経過すると、制御装置３は、スピンモータＭを制御することにより、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる（図８のステップＳ９）。その後、制御装置３は、遮断部材昇降ユニット３５を制御して、遮断板２１を上昇させて退避位置に配置する。
【００６７】
その後、チャンバ４内から基板Ｗが搬出される（図８のステップＳ１０）。具体的には、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ４の内部に進入させる。そして、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドにスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ４内から退避させる。これにより、処理後の基板Ｗがチャンバ４から搬出され、一連の基板処理例は終了する。搬出された基板Ｗは、基板搬送ロボットＣＲからインデクサロボットＩＲへと渡され、インデクサロボットＩＲによって、基板収容器Ｃに収納される。
【００６８】
以上により、第１の実施形態によれば、遮断部材６およびスピンベース１８の、回転軸線Ａ１まわりの回転に伴って、陽圧生成部材６３（すなわち、第１および第２の係合部材５５，５１）も回転軸線Ａ１まわりに回転する。これにより、回転している各陽圧生成部材６３の回転方向Ｄｒの後方に、陽圧領域Ｐａが形成される。これにより、空間外側領域ＳＰ１が陽圧なる。また、距離Ｄ１が距離Ｄ２よりも短いので、空間外側領域ＳＰ１から空間ＳＰの外部への雰囲気の流出を効果的に抑制することができる。これらにより、空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができる。
【００６９】
また、第１および第２の係合部材５５，５１によって構成される陽圧生成部材６３が、スピンベース１８の上面１８ａと基板対向面２１ａとを繋がるように設けられているので、陽圧生成部材６３の回転の際に、空間ＳＰの内部の雰囲気と接触する面積が大きい。そのため、陽圧生成部材６３の回転によって、陽圧生成部材６３の回転方向の後方を、より一層陽圧にすることができる。
【００７０】
また、陽圧生成部材６３が第１および第２の係合部材５５，５１を兼用するので、陽圧生成部材と第１および第２の係合部材５５，５１とを別個に設ける場合と比較して、部品点数の低減を図ることができる。
＜第２の実施形態＞
図１１は、この発明の第２の実施形態に係る処理ユニット２０２の構成例を説明するための図解的な断面図である。図１２は、スピンベース１８と遮断部材２０６と間の空間ＳＰの外周部の周辺の断面図である。
【００７１】
第２の実施形態において、前述の第１の実施形態と共通する部分には、図１〜図１０の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。
第２の実施形態に係る処理ユニット２０２が、第１の実施形態に係る処理ユニット２と相違する点は、遮断部材として、スピンチャックに支持される従動型の遮断部材６に代えて、スピンチャックの上方において、スピンチャックとは別の支持ユニット（支持アーム２３２）によって支持される支持型の遮断部材２０６を備えた点にある。そのため、スピンチャックも、スピンベース１８上に第１の係合部材５５を有していないスピンチャック５が用いられている。スピンチャック５は、スピンベース１８上に第１の係合部材５５を有していない点を除いて、第１の実施形態に係るスピンチャック５と同一であるので、同一の参照符号を付している。
【００７２】
遮断部材２０６は、遮断板２２１と、遮断板２２１に一体回転可能に設けられた上スピン軸２３１と、遮断板２２１の中央部を上下方向に貫通する中心軸ノズル２０７とを含む。遮断板２２１は、基板Ｗの径よりも大きい円板状である。遮断板２２１は、水平な姿勢で保持された円板部２６１と、円板部２６１の外周部から下方に延びる円筒部２６２とを含む。円板部２６１は、円筒部２６２と同軸である。円板部２６１は、円筒部２６２の下端よりも上方に配置されている。
【００７３】
遮断板２２１は、下向きに凹んだカップ状の内面を含む。遮断板２２１の内面は、基板Ｗの上面の上方に対向する基板対向面２２１ａと、遮断部材２０６が遮断位置にある状態で、基板Ｗの外周端およびスピンベース１８の外周面（外周端）１８ｂと対向する内周面２２１ｂとを含む。円板部２６１の下面が、基板対向面２２１ａに相当する。基板対向面２２１ａは、基板Ｗの上面と平行な平坦面である。
【００７４】
円筒部２６２の内周面が内周面２２１ｂに相当する。内周面２２１ｂは、基板対向面２２１ａから斜め下に外方に延びる環状の内傾斜部を含む。この内傾斜部、回転軸線Ａ１に対する傾斜角が連続的に変化する円弧状の断面を有している。この内傾斜部の断面は、下向きに開いている。内周面２２１ｂの内径は、内周面２２１ｂの下端に近づくに従って増加している。内周面２２１ｂの下端は、スピンベース１８の外径よりも大きい内径を有している。
【００７５】
中心軸ノズル２０７は、遮断板２２１および基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線、すなわち、回転軸線Ａ１に沿って上下方向に延びている。中心軸ノズル２０７は、遮断板２２１と共に昇降する。中心軸ノズル２０７は、中心軸ノズル７と同等の構成であるので、説明を省略する。
上スピン軸２３１は、遮断板２２１の上方で水平に延びる支持アーム２３２に相対回転可能に支持されている。遮断板２２１および上スピン軸２３１には、電動モータ等を含む構成の遮断板回転ユニット２３３が結合されている。遮断板回転ユニット２３３は、遮断板２２１および上スピン軸２３１を、支持アーム２３２に対して回転軸線Ａ１まわりに回転させる。
【００７６】
また、支持アーム２３２には、電動モータ、ボールねじ等を含む構成の遮断部材昇降ユニット２３４が結合されている。遮断部材昇降ユニット２３４は、遮断部材２０６（遮断板２２１および上スピン軸２３１）および中心軸ノズル２０７を、支持アーム２３２と共に鉛直方向に昇降させる。
遮断部材昇降ユニット２３４は、遮断板２２１を、基板対向面２２１ａがスピンチャック２０５に保持されている基板Ｗの上面に近接し、かつ円筒部２６２の下端の高さが基板Ｗ高さよりも下方に位置するような遮断位置（図１１に破線で図示）と、遮断位置よりも大きく上方に退避した退避位置（図１１に実線で図示）の間で昇降させる。遮断位置は、基板対向面２２１ａが基板Ｗの上面との間に、遮断空間である空間ＳＰ（図１２参照）を形成するような位置である。
【００７７】
遮断部材昇降ユニット２３４は、遮断位置、近接位置（図１１に二点鎖線で図示）および退避位置で遮断板２２１を保持可能である。空間ＳＰは、その周囲の空間から完全に隔離されているわけではないが、実質的にその周囲の空間と遮断されている。近接位置は、遮断位置よりもやや上方の位置である。遮断板２２１が近接位置に配置されている状態では、遮断板２２１の基板対向面２２１ａと基板Ｗとの間の空間は、外部の空間から遮断されていない。
【００７８】
この実施形態では、スピンベース１８の上面１８ａに、複数個の陽圧生成部材２６３が立設されている。複数個の陽圧生成部材２６３は、スピンベース１８の上面１８ａの外周部において、基板Ｗの外周形状よりも一回り大径の円周上で適当な間隔（たとえば等間隔）を空けて配置されている。各陽圧生成部材２６３は円筒状をなしている。陽圧生成部材２６３と回転軸線Ａ１との間の距離は、挟持ピン１９と回転軸線Ａ１との間の距離よりも、大きく設定されている。すなわち、陽圧生成部材２６３は、挟持ピン１９よりも回転軸線Ａ１に対して遠い位置に設けられている。
【００７９】
図１２では、遮断部材２０６が遮断位置に配置されている状態を示している。遮断部材２０６が遮断位置に配置された状態では、スピンベース１８と遮断板２２１との間に遮断空間である空間ＳＰが形成される。具体的には、空間ＳＰは、スピンベース１８の上面１８ａ、基板対向面２２１ａおよび内周面２２１ｂによって区画される空間をいう。
「距離Ｄ１１」は、遮断部材２０６が遮断位置に配置されているときの、スピンベース１８の外周面（外周端）１８ｂと、遮断板２２１の円筒部２６２の内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの距離を意味する。「距離Ｄ１２」は、遮断部材２０６が遮断位置に配置されているときの、陽圧生成部材２６３の外側縁と、遮断板２２１の円筒部２６２の内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの最長距離を意味する。陽圧生成部材２６３の外側縁とは、陽圧生成部材２６３の外周面のうち、径方向Ｄｓの外端部分を指す。この実施形態では、陽圧生成部材２６３の外側縁とは、より大径を有する陽圧生成部材２６３の径方向Ｄｓの外端部分を指す。すなわち、「陽圧生成部材２６３の外側縁と、遮断板２２１の円筒部２６２の内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの最長距離」とは、この実施形態では、陽圧生成部材２６３の根元部（下端部）における内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの距離である。
【００８０】
距離Ｄ１１は、距離Ｄ１２よりも短い（狭い）。遮断部材２０６が遮断位置に配置されているとき、距離Ｄ１１は、たとえば約２．５ｍｍであり、距離Ｄ１２は、たとえば約６ｍｍである。
「距離Ｄ１３」は、スピンベース１８の上面１８ａから基板Ｗの下面までの鉛直方向の距離を意味する。距離Ｄ１３は、遮断部材２０６の位置に拘わらず一定である。距離Ｄ１３は、たとえば約１０ｍｍである。「距離Ｄ１４」は、スピンベース１８の上面１８ａから陽圧生成部材２６３の先端までの距離を意味する。すなわち、陽圧生成部材２６３の高さである。 距離Ｄ１４は、距離Ｄ１３よりも長い（大きい）。距離Ｄ１４は、たとえば約１５ｍｍである。
【００８１】
遮断位置に遮断板２２１が配置された状態で、遮断板２２１およびスピンベース１８が同方向に互いに同じ速度で回転軸線Ａ１まわりに回転させられる。遮断板２２１およびスピンベース１８の回転軸線Ａ１まわりの回転に伴って、陽圧生成部材２６３も回転軸線Ａ１まわりに回転する。これにより、回転している陽圧生成部材２６３の回転方向Ｄｒの後方に、陽圧領域（図９の陽圧領域Ｐａと同等）が形成される。このような現象は、陽圧生成部材２６３と遮断板２１の内周面２１ｂとの間の狭い空間を陽圧生成部材２６３が高速で通過することにより、その高まった圧力が陽圧生成部材２６３の回転方向Ｄｒの後方に開放されることにより発生すると考えられている。これにより、空間ＳＰの内部における空間外側領域ＳＰ１が、陽圧になる。一方、空間内側領域ＳＰ２が、遮断板２２１およびスピンベース１８の回転に伴って発生する遠心力の働きによって径方向Ｄｓ外方に促されることにより、負圧になる。
【００８２】
また、前述のように、距離Ｄ１４が距離Ｄ１３よりも長いので、陽圧生成部材２６３の回転の際に、空間ＳＰの内部の雰囲気と接触する面積が大きい。そのため、陽圧生成部材２６３の回転によってより大きな気流を発生させることができ、空間外側領域ＳＰ１を、より一層陽圧にすることができる。
さらに、前述のように、距離Ｄ１１が距離Ｄ１２よりも短いので、空間外側領域ＳＰ１から空間ＳＰの外部ＯＳへの雰囲気の流出を効果的に抑制することができる。これにより、空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができる。
＜第３の実施形態＞
図１３は、この発明の第３の実施形態に係るスピンベース１８と遮断部材２０６と間の空間ＳＰの外周部の周辺の断面図である。
【００８３】
第３の実施形態において、前述の第２の実施形態と共通する部分には、図１１および図１２の場合と同一の参照符号を付し説明を省略する。図１３では、遮断部材２０６が遮断位置に配置されている状態を示している。
第３の実施形態に係る処理ユニット３０２が、第２の実施形態に係る処理ユニット２０２と相違する点は、陽圧生成部材を、スピンベース１８ではなく、遮断板２２１に設けた点である。
【００８４】
この実施形態では、スピンベース１８の上面１８ａに、複数個の陽圧生成部材３６３が立設されている。複数個の陽圧生成部材３６３は、遮断板２２１の基板対向面２２１ａの外周部において、基板Ｗの外周形状よりも一回り大径の円周上で適当な間隔（たとえば等間隔）を空けて配置されている。各陽圧生成部材３６３は円筒状をなしている。陽圧生成部材３６３と回転軸線Ａ１との間の距離は、挟持ピン１９と回転軸線Ａ１との間の距離よりも、大きく設定されている。すなわち、陽圧生成部材３６３は、挟持ピン１９よりも回転軸線Ａ１に対して遠い位置に設けられている。
【００８５】
図１３に示す、遮断部材２０６が遮断位置に配置された状態では、スピンベース１８と遮断板２２１との間に遮断空間である空間ＳＰが形成される。具体的には、空間ＳＰは、スピンベース１８の上面１８ａ、基板対向面２２１ａおよび内周面２２１ｂによって区画される空間をいう。
「距離Ｄ２２」は、遮断部材２０６が遮断位置に配置されているときの、陽圧生成部材３６３の外側縁と、遮断板２２１の円筒部２６２の内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの最長距離を意味する。陽圧生成部材３６３の外側縁とは、陽圧生成部材３６３の外周面のうち、径方向Ｄｓの外端部分を指す。この実施形態では、陽圧生成部材３６３の外側縁とは、より大径を有する陽圧生成部材３６３の径方向Ｄｓの外端部分を指す。すなわち、「陽圧生成部材３６３の外側縁と、遮断板２２１の円筒部２６２の内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの最長距離」とは、この実施形態では、陽圧生成部材３６３の先端部（下端部）における内周面２２１ｂとの径方向Ｄｓの距離である。
【００８６】
距離Ｄ１１は、距離Ｄ２２よりも短い（狭い）。遮断部材２０６が遮断位置に配置されているとき、距離Ｄ２２は、たとえば約６ｍｍである。
「距離Ｄ２３」は、遮断部材２０６が遮断位置に配置されているときの、遮断板２２１の基板対向面２２１ａから基板Ｗの上面までの鉛直方向の距離を意味する。距離Ｄ２３は、たとえば約１０ｍｍである。「距離Ｄ２４」は、遮断板２２１の基板対向面２２１ａから陽圧生成部材３６３の先端までの距離を意味する。すなわち、陽圧生成部材３６３の高さである。 距離Ｄ２４は、距離Ｄ２３よりも長い（大きい）。距離Ｄ２４は、たとえば約１５ｍｍである。
【００８７】
遮断位置に遮断板２２１が配置された状態で、遮断板２２１およびスピンベース１８が同方向に互いに同じ速度で回転軸線Ａ１まわりに回転させられる。遮断板２２１およびスピンベース１８の回転軸線Ａ１まわりの回転に伴って、陽圧生成部材３６３も回転軸線Ａ１まわりに回転する。これにより、回転している陽圧生成部材３６３の回転方向Ｄｒの後方に、陽圧領域（図９の陽圧領域Ｐａと同等）が形成される。このような現象は、陽圧生成部材３６３と遮断板２１の内周面２１ｂとの間の狭い空間を陽圧生成部材３６３が高速で通過することにより、その高まった圧力が陽圧生成部材３６３の回転方向Ｄｒの後方に開放されることにより発生すると考えられている。これにより、空間ＳＰの内部における空間外側領域ＳＰ１が、陽圧になる。一方、空間内側領域ＳＰ２が、遮断板２２１およびスピンベース１８の回転に伴って発生する遠心力の働きによって径方向Ｄｓ外方に促されることにより、負圧になる。
【００８８】
また、前述のように、距離Ｄ２４が距離Ｄ２３よりも長いので、陽圧生成部材３６３の回転の際に、空間ＳＰの内部の雰囲気と接触する面積が大きい。そのため、陽圧生成部材３６３の回転によってより大きな気流を発生させることができ、空間外側領域ＳＰ１を、より一層陽圧にすることができる。
さらに、前述のように、距離Ｄ１１が距離Ｄ２２よりも短いので、空間外側領域ＳＰ１から空間ＳＰの外部ＯＳへの雰囲気の流出を効果的に抑制することができる。これにより、空間外側領域ＳＰ１を陽圧に保つことができる。
【００８９】
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、第２の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、陽圧生成部材を、スピンベース１８および遮断板２２１の双方に設けるようにしてもよい。
また、遮断部材６，２０６またはスピンベース１８に陽圧生成部材６３，２６３，３６３が複数個設けられる構成を例に挙げて説明したが、遮断部材６，２０６またはスピンベース１８に陽圧生成部材６３，２６３，３６３が1つのみ設けられる構成が採用されていてもよい。
【００９０】
また、遮断部材６，２０６の内周面２１ｂ，２２１ｂが、円弧状の断面を有しているとして説明したが、遮断部材６，２０６の内周面２１ｂ，２２１ｂが、屈曲状（たとえば直角に屈曲）の断面を有していてもよい。
また、前述の各実施形態では、遮断部材６，２０６およびスピンベース１８の双方が同時に回転する構成を例に挙げて説明したが、遮断部材２０６およびスピンベース１８の少なくとも一方のみが回転する構成であってもよい。
【００９１】
また、ピンとして、挟持ピン１９を例に挙げて説明したが、ピンは、挟持ピンだけでなく、固定ピンを含んでいてもよい。
また、前述の実施形態において、基板処理装置が半導体ウエハからなる基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置が、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel 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、太陽電池用基板などの基板を処理する装置であってもよい。
【００９２】
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。
【符号の説明】
【００９３】
１      ：基板処理装置
２      ：処理ユニット
５      ：スピンチャック（基板保持ユニット）
６      ：遮断部材
１８    ：スピンベース
１８ａ  ：上面
１８ｂ  ：外周面（外周端）
１９    ：挟持ピン（ピン）
２１    ：遮断板
２１ａ  ：基板対向面
２１ｂ  ：内周面
５１    ：第２の係合部材
５５    ：第１の係合部材
６３    ：陽圧生成部材（接続陽圧生成部材）
２０２  ：処理ユニット
２０６  ：遮断部材
２２１  ：遮断板
２２１ａ：基板対向面
２２１ｂ：内周面
２６３  ：陽圧生成部材
３０２  ：処理ユニット
３６３  ：陽圧生成部材
Ａ１    ：回転軸線
Ｄ１    ：距離（スピンベースの外周端と内周面との径方向の距離）
Ｄ２    ：距離（陽圧生成部材の外側縁と内周面との径方向の最長距離）
Ｄ１１  ：距離（スピンベースの外周端と内周面との径方向の距離）
Ｄ１２  ：距離（陽圧生成部材の外側縁と内周面との径方向の最長距離）
Ｄ１３  ：距離（スピンベースの上面に対する基板の下面の距離）
Ｄ１４  ：距離（スピンベースの上面に対する陽圧生成部材の先端の距離）
Ｄ２２  ：距離（陽圧生成部材の外側縁と内周面との径方向の最長距離）
Ｄ２３  ：距離（遮断部材の基板対向面に対する基板の上面の距離）
Ｄ２４  ：距離（遮断部材の基板対向面に対する陽圧生成部材の先端の距離）
Ｍ      ：スピンモータ（回転ユニット）
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】
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【図８】
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【図９】
2019057599.tif 000011
【図１０Ａ−１０Ｂ】
2019057599.tif 000012
【図１０Ｃ−１０Ｄ】
2019057599.tif 000013
【図１１】
2019057599.tif 000014
【図１２】
2019057599.tif 000015
【図１３】
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