(57)【要約】【課題】基板に付着した処理液を除去し、乾燥させる際の基板の乾燥不良を防止する基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置に、基板Ｗを保持するスピンベース１０と、スピンベース１０上に設けられた複数のチャックピン１４と、スピンベース１０を回転させる電動モータ２０と、スピンベース１０に対向して設けられた雰囲気遮断板３０と、基板Ｗの表面に窒素ガスを供給する不活性ガス供給源２３と、雰囲気遮断板３０を昇降させるアーム昇降機構４９とを設ける。チャックピン１４に把持された基板Ｗを電動モータ２０により高速回転させ基板Ｗ上の純水を乾燥させるスピンドライ処理の前に、基板Ｗの表面中央部に不活性ガス供給源２３から窒素ガスを供給しつつ、雰囲気遮断板３０をアーム昇降機構４９により基板Ｗに十分近接させた状態で基板Ｗを比較的低速回転で回転させる前乾燥処理を行う。【選択図】        図１
2004158482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転基台上に保持された基板を水平面内にて回転させつつ所定の処理液による洗浄と乾燥とを行う基板処理装置であって、
前記回転基台上に設けられ、基板の周縁部を把持して当該基板を略水平姿勢にて保持する把持手段と、
前記把持手段によって保持された基板を略鉛直方向に沿った軸を中心として回転させる回転手段と、
前記把持手段よりも上方に配置され、前記把持手段によって保持された基板の上面に対向する雰囲気遮断板と、
前記把持手段によって保持された基板に前記雰囲気遮断板を介して不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記把持手段によって保持された基板と前記雰囲気遮断板との相対距離を、前記所定の処理液による前記基板の洗浄を行う際の距離（第１ギャップ）と、前記所定の処理液の乾燥を開始する際の距離（第２ギャップ）との間で変更するギャップ変更手段と、
前記所定の処理液の乾燥を開始する際の前記回転手段の回転速度を、低速に所定の時間維持した後に高速に切り替える制御手段と、
を備え、
前記第２ギャップが、前記第１ギャップよりも小さくされ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であって、
前記所定の処理液による前記基板の洗浄中に、前記回転手段の回転速度を低速に変更することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給手段が、
前記基板の表面中央部に前記所定のガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ガス供給手段が、
前記基板の表面周辺部に前記所定のガスを供給することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記所定の処理液の乾燥を開始する際の前記回転手段の回転速度を８００ｒｐｍ以下とすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ギャップ変更手段が、前記第２ギャップを０．１ないし２．５ｍｍ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ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記所定の時間が２ないし３０秒であることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転基台上に保持された半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を水平面内にて回転させつつ洗浄処理や乾燥処理等の所定の処理を行う基板処理装置、特に枚葉式の基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の製造工程では、回路やパターンを形成するためのエッチングなどの所定の処理を行った後に、純水（処理液）による洗浄と、当該純水を乾燥させるスピンドライ処理とを行う基板処理装置が知られている。
【０００３】
このような基板処理装置では、スピンドライ処理によって純水を乾燥させる際に、基板の表面にいわゆるウォーターマークなどのダメージが残ることを防止する必要がある。ウォーターマークは、雰囲気中の酸素が純水や基板材料と化学反応を起こすことによって主に生じる。したがって、純水による洗浄が終了した時点で、洗浄時の回転数を所定の時間維持し、基板中央部に滞留する純水を外部に排出することにより基板上に小さな水滴が残らないようにする装置や、処理基板の表面に対向するように雰囲気遮断板を設け、当該雰囲気遮断板と基板との間に窒素ガスなどの不活性ガスを供給することによって、低酸素濃度雰囲気下におけるスピンドライ処理を行う装置などが提案されている。前者の装置としては例えば特許文献１に、後者の装置としては例えば特許文献２に紹介されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４２８２７号公報
【特許文献２】特開平１１−３３００３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載の基板処理装置では、乾燥処理中の基板は密閉されていないため、純水を乾燥させる際のスピンドライ処理において、基板を高速に回転させると、例え雰囲気遮断板を設けていたとしても、基板外周部と雰囲気遮断板との隙間から外部雰囲気の巻き込みが発生する。外部雰囲気には、通常、酸素が含まれているため、基板の表面（特に、外周周辺部）に前述のウォータマークなどのダメージが残り、当該基板の乾燥不良の原因になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、基板に付着した純水などの処理液を除去し、乾燥させる際の基板の乾燥不良を防止する基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、回転基台上に保持された基板を水平面内にて回転させつつ所定の処理液による洗浄と乾燥とを行う基板処理装置であって、前記回転基台上に設けられ、基板の周縁部を把持して当該基板を略水平姿勢にて保持する把持手段と、前記把持手段によって保持された基板を略鉛直方向に沿った軸を中心として回転させる回転手段と、前記把持手段よりも上方に配置され、前記把持手段によって保持された基板の上面に対向する雰囲気遮断板と、前記把持手段によって保持された基板に前記雰囲気遮断板を介して不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記把持手段によって保持された基板と前記雰囲気遮断板との相対距離を、前記所定の処理液による前記基板の洗浄を行う際の距離（第１ギャップ）と、前記所定の処理液の乾燥を開始する際の距離（第２ギャップ）との間で変更するギャップ変更手段と、前記所定の処理液の乾燥を開始する際の前記回転手段の回転速度を、低速に所定の時間維持した後に高速に切り替える制御手段とを備え、前記第２ギャップが、前記第１ギャップよりも小さくされる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置であって、前記所定の処理液による前記基板の洗浄中に、前記回転手段の回転速度を低速に変更する。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る基板処理装置であって、前記ガス供給手段が、前記基板の表面中央部に前記所定のガスを供給する。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記ガス供給手段が、前記基板の表面周辺部に前記所定のガスを供給する。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記所定の処理液の乾燥を開始する際の前記回転手段の回転速度を８００ｒｐｍ以下とする。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記ギャップ変更手段が、前記第２ギャップを０．１ないし２．５ｍｍとする。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明に係る基板処理装置であって、前記所定の時間が２ないし３０秒である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１５】
＜１．  第１の実施の形態＞
図１は、本発明にかかる基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この基板処理装置は、基板Ｗに表裏面洗浄処理を行う枚葉式の基板処理装置であって、主として基板Ｗを保持するスピンベース１０と、スピンベース１０上に設けられた複数のチャックピン１４と、スピンベース１０を回転させる電動モータ２０と、スピンベース１０に対向して設けられた雰囲気遮断板３０と、スピンベース１０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むスプラッシュガード５０と、スピンベース１０上に保持された基板Ｗに処理液や不活性ガスを供給する機構と、雰囲気遮断板３０およびスプラッシュガード５０を昇降させる機構とを備えている。
【００１６】
基板Ｗは、スピンベース１０上に略水平姿勢にて保持されている。スピンベース１０は中心部に開口を有する円盤状の部材であって、その上面にはそれぞれが円形の基板Ｗの周縁部を把持する複数のチャックピン１４が立設されている。チャックピン１４は円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあれば良く、第１の実施の形態の基板処理装置においては、３個のチャックピン１４がスピンベース１０の周縁に沿って等間隔（１２０°間隔）に立設されている。なお、図１では図示の便宜上、２個のチャックピン１４を示している（以降の各図においても同様）。
【００１７】
３個のチャックピン１４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部１４ａと基板支持部１４ａに支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部１４ｂとを備えている。各チャックピン１４は、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面から離れる開放状態との間で切り換え可能に構成されている。３個のチャックピン１４の押圧状態と開放状態との切り換えは、種々の公知の機構によって実現することが可能である。
【００１８】
スピンベース１０に基板Ｗを渡すときおよびスピンベース１０から基板Ｗを受け取るときには、３個のチャックピン１４を開放状態にする。一方、基板Ｗに対して後述の諸処理を行うときには、３個のチャックピン１４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、３個のチャックピン１４は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１０から所定間隔を隔てて水平姿勢にて保持する。基板Ｗは、その表面を上面側に向け、裏面を下面側に向けた状態にて保持される。３個のチャックピン１４を押圧状態として基板Ｗを保持したときには、基板支持部１４ａの上端部が基板Ｗの上面より突き出る。これは処理時にチャックピン１４から基板Ｗが脱落しないように、基板Ｗを確実に保持するためである。
【００１９】
スピンベース１０の中心部下面側には回転軸１１が垂設されている。回転軸１１は中空の円筒状部材であって、その内側の中空部分には下側処理液ノズル１５が挿設されている。回転軸１１の下端付近には、ベルト駆動機構２１を介して電動モータ２０が連動連結されている。すなわち、回転軸１１の外周に固設された従動プーリ２１ａと電動モータ２０の回転軸に連結された主動プーリ２１ｂとの間にベルト２１ｃが巻き掛けられている。電動モータ２０が駆動すると、その駆動力はベルト駆動機構２１を介して回転軸１１に伝達され、回転軸１１、スピンベース１０とともにチャックピン１４に保持された基板Ｗが水平面内にて鉛直方向に沿った軸Ｊを中心として回転される。
【００２０】
下側処理液ノズル１５は回転軸１１を貫通しており、その先端部１５ａはチャックピン１４に保持された基板Ｗの中心部直下に位置する。また、下側処理液ノズル１５の基端部は処理液配管１６に連通接続されている。処理液配管１６の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管１６ａには薬液供給源１７が連通接続され、他方の分岐配管１６ｂには純水供給源１８が連通接続されている。分岐配管１６ａ，１６ｂにはそれぞれバルブ１２ａ，１２ｂが設けられている。これらバルブ１２ａ，１２ｂの開閉を切り換えることによって、下側処理液ノズル１５の先端部１５ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの下面の中心部付近に薬液または純水を選択的に切り換えて吐出・供給することができる。すなわち、バルブ１２ａを開放してバルブ１２ｂを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から薬液を供給することができ、バルブ１２ｂを開放してバルブ１２ａを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から純水を供給することができる。なお、第１実施形態の表裏面洗浄を行う基板処理装置においては、薬液としてフッ酸（ＨＦ）、緩衝フッ酸（ＢＨＦ）、ＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水と水との混合液）、ＳＣ２（塩酸と過酸化水素水と水との混合液）等を使用する。
【００２１】
また、回転軸１１の中空部分の内壁と下側処理液ノズル１５の外壁との間の隙間は、気体供給路１９となっている。この気体供給路１９の先端部１９ａはチャックピン１４に保持された基板Ｗの下面中心部に向けられている。そして、気体供給路１９の基端部はガス配管２２に連通接続されている。ガス配管２２は不活性ガス供給源２３に連通接続され、ガス配管２２の経路途中にはバルブ１３が設けられている。バルブ１３を開放することによって、気体供給路１９の先端部１９ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの下面の中心部に向けて不活性ガスを供給することができる。なお、第１実施形態の表裏面洗浄を行う基板処理装置においては、不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ２）を使用する。
【００２２】
以上の回転軸１１、ベルト駆動機構２１、電動モータ２０等は、ベース部材２４上に設けられた円筒状のケーシング２５内に収容されている。
【００２３】
ベース部材２４上のケーシング２５の周囲には受け部材２６が固定的に取り付けられている。受け部材２６には、円筒状の仕切り部材２７ａ，２７ｂが立設されている。ケーシング２５の外壁と仕切り部材２７ａの内壁との間の空間が第１排液槽２８を形成し、仕切り部材２７ａの外壁と仕切り部材２７ｂの内壁との間の空間が第２排液槽２９を形成している。
【００２４】
第１排液槽２８の底部には廃棄ドレイン２８ｂに連通接続された排出口２８ａが設けられている。第１排液槽２８の排出口２８ａからは使用済みの純水および気体が廃棄ドレイン２８ｂへと排出される。廃棄ドレイン２８ｂに排出された純水および気体は気液分離された後、それぞれ所定の手順に従って廃棄される。
【００２５】
第２排液槽２９の底部には回収ドレイン２９ｂに連通接続された排液口２９ａが設けられている。第２排液槽２９の排液口２９ａからは使用済みの薬液が回収ドレイン２９ｂへと排出される。回収ドレイン２９ｂに排出された薬液は図外の回収タンクによって回収され、その回収された薬液が回収タンクから薬液供給源１７に供給されることにより、薬液が循環再利用されるようになっている。
【００２６】
受け部材２６の上方にはスプラッシュガード５０が設けられている。スプラッシュガード５０は、筒状の部材であって、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲を取り囲むように配置されている。スプラッシュガード５０には断面”く”の字形状の第１案内部５１および断面円弧形状の第２案内部５２が形成されるとともに、円環状の溝５３ａ，５３ｂが刻設されている。
【００２７】
また、スプラッシュガード５０は、リンク部材５６を介してガード昇降機構５５と連結されており、ガード昇降機構５５によって昇降自在とされている。ガード昇降機構５５としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、公知の種々の機構を採用することができる。ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を下降させているときには、仕切り部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ溝５３ａ，５３ｂに遊嵌するとともに、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第１案内部５１が位置する（図１の状態）。この状態は後述するリンス処理時の状態であり、図２に示すように、回転する基板Ｗ等から飛散した純水は第１案内部５１によって受け止められ、その傾斜に沿って第１排液槽２８に流れ込み、排出口２８ａから廃棄ドレイン２８ｂへと排出される。
【００２８】
一方、ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を上昇させているときには、仕切り部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ溝５３ａ，５３ｂから離間するとともに、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第２案内部５２が位置することとなる。この状態は後述するエッチング処理時の状態であり、図３に示すように、回転する基板Ｗ等から飛散した薬液は第２案内部５２によって受け止められ、その曲面に沿って第２排液槽２９に流れ込み、排液口２９ａから回収ドレイン２９ｂへと排出される。
【００２９】
図１に戻り、スピンベース１０の上方には雰囲気遮断板３０が設けられている。雰囲気遮断板３０は、基板Ｗの径よりも若干大きく、かつスプラッシュガード５０の上部開口の径よりも小さい径を有する円盤状部材である。雰囲気遮断板３０は、中心部に開口を有するとともに、チャックピン１４よりも上方に配置されている。図４は、雰囲気遮断板３０の近傍を示す部分拡大図である。
【００３０】
雰囲気遮断板３０は、チャックピン１４によって保持された基板Ｗの上面に対向して設けられており、基板Ｗに対向する側に基板Ｗの表面領域よりも小さい表面領域を有する、すなわち基板Ｗが略円形の場合、基板Ｗの径よりも小さい径を有する円柱形状の凸部３１を形成している。すなわち、雰囲気遮断板３０自体は基板Ｗの径よりも若干大きな径を有しているのであるが、その下面側に基板Ｗの径よりも小さい径を有する円柱形状の凸部３１を形成しているのである。
【００３１】
図５は、雰囲気遮断板３０を上方から見た平面図である。雰囲気遮断板３０の下面側に形成された凸部３１の表面領域の径はチャックピン１４によって保持された基板Ｗの表面領域の径よりも小さいため、凸部３１が基板Ｗの全面を覆うことはできない。しかし、このことは同時に、凸部３１の径が基板Ｗの周縁部を把持する３個のチャックピン１４を結ぶ円の径よりも小さいことを意味しており、凸部３１は３個のチャックピン１４に接触することなくそれらに保持された基板Ｗに近接することができる。
【００３２】
また、図５に示すように、凸部３１の径はチャックピン１４によって保持された基板Ｗの径よりも小さいものの、基板Ｗの有効エリアＥＡの表面領域の径よりも大きい。基板Ｗの有効エリアＥＡとは、基板Ｗの面内のうちデバイス形成が行われる重要なエリアである。凸部３１の径が基板Ｗの有効エリアＥＡの径よりも大きいため、凸部３１は少なくとも有効エリアＥＡ上の全体を覆うことができる。
【００３３】
図１に戻って、雰囲気遮断板３０の中心部上面側には回転軸３５が垂設されている。回転軸３５は中空の円筒状部材であって、その内側の中空部分には上側処理液ノズル３６が挿設されている。回転軸３５は、支持アーム４０にベアリングを介して回転自在に支持されているとともに、ベルト駆動機構４１を介して電動モータ４２に連動連結されている。すなわち、回転軸３５の外周に固設された従動プーリ４１ａと電動モータ４２の回転軸に連結された主動プーリ４１ｂとの間にベルト４１ｃが巻き掛けられている。電動モータ４２が駆動すると、その駆動力はベルト駆動機構４１を介して回転軸３５に伝達され、回転軸３５および雰囲気遮断板３０が水平面内にて鉛直方向に沿った軸Ｊを中心として回転される。従って、雰囲気遮断板３０は基板Ｗとほぼ平行かつ同軸に回転されることとなる。また、雰囲気遮断板３０は基板Ｗとほぼ同じ回転数にて回転される。なお、ベルト駆動機構４１、電動モータ４２等はいずれも支持アーム４０内に収容されている。
【００３４】
上側処理液ノズル３６は回転軸３５を貫通しており、その先端部３６ａはチャックピン１４に保持された基板Ｗの中心部直上に位置する。また、上側処理液ノズル３６の基端部は処理液配管３７に連通接続されている。処理液配管３７の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管３７ａには薬液供給源１７が連通接続され、他方の分岐配管３７ｂには純水供給源１８が連通接続されている。分岐配管３７ａ，３７ｂにはそれぞれバルブ３８ａ，３８ｂが設けられている。これらバルブ３８ａ，３８ｂの開閉を切り換えることによって、上側処理液ノズル３６の先端部３６ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの上面の中心部付近に薬液または純水を選択的に切り換えて吐出・供給することができる。すなわち、バルブ３８ａを開放してバルブ３８ｂを閉鎖することにより上側処理液ノズル３６から薬液を供給することができ、バルブ３８ｂを開放してバルブ３８ａを閉鎖することにより上側処理液ノズル３６から純水を供給することができる。
【００３５】
また、回転軸３５の中空部分の内壁および雰囲気遮断板３０の中心の開口の内壁と上側処理液ノズル３６の外壁との間の隙間は、気体供給路４５となっている。この気体供給路４５の先端部４５ａはチャックピン１４に保持された基板Ｗの上面中心部に向けられている。そして、気体供給路４５の基端部はガス配管４６に連通接続されている。ガス配管４６は不活性ガス供給源２３に連通接続され、ガス配管４６の経路途中にはバルブ４７が設けられている。バルブ４７を開放することによって、気体供給路４５の先端部４５ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの上面の中心部に向けて不活性ガス（ここでは窒素ガス）を供給することができる。これにより、基板Ｗの外周部に向かってガスの流れが形成されることから、外気から巻き込む酸素の量を減少させることができる。
【００３６】
また、支持アーム４０は、アーム昇降機構４９によって昇降自在とされている。アーム昇降機構４９としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、公知の種々の機構を採用することができる。アーム昇降機構４９は、支持アーム４０を昇降させることによって、それに連結された回転軸３５および雰囲気遮断板３０を昇降させる。
【００３７】
図１に示す制御部６０は、マイクロコンピュータのほか記憶装置などを含んでおり、電動モータ２０、アーム昇降機構４９、ガード昇降機構５５およびバルブ１２ａ，１２ｂ，１３，３８ａ，３８ｂ，４７など装置の各部機構を制御するプログラムがインストールされている。この基板処理装置について後述する各部の諸動作は、特に明記しない限り、制御部６０からの制御信号に基づいて行われる。
【００３８】
なお、第１の実施の形態においては、スピンベース１０が回転基台に、チャックピン１４が把持手段に、電動モータ２０が回転手段に、不活性ガス供給源２３およびバルブ１３，４７が不活性ガス供給手段に、アーム昇降機構４９がギャップ変更手段にそれぞれ相当する。
【００３９】
次に、以上のような構成を有する第１の実施の形態における基板処理装置による基板Ｗの処理手順について説明する。図６は、基板処理装置において、エッチング処理が開始された後の基板Ｗの回転数と時間との関係を各処理ごとに示す図である。本実施の形態の表裏面洗浄処理を行う枚葉式基板処理装置における基本的な処理手順は、基板Ｗに対して薬液によるエッチング処理を行った後、純水によって薬液を洗浄するリンス処理を行う。さらに基板Ｗ上の純水の水滴を振り切る振り切り処理と、基板Ｗの表面に付着した純水を乾燥させる前乾燥処理とを行った後、基板Ｗを高速で回転させるスピンドライ処理を行って純水を最終的に乾燥させるというものである。
【００４０】
まず、スプラッシュガード５０を若干下降させることによって、スピンベース１０をスプラッシュガード５０から突き出させるとともに、雰囲気遮断板３０を大きく上昇させてスピンベース１０から大幅に離間させる。この状態にて、図示を省略する搬送ロボットによって未処理の基板Ｗがスピンベース１０に渡される。そして、３個のチャックピン１４が渡された基板Ｗの周縁部を把持することにより水平姿勢にて当該基板Ｗを保持する。既述したように、チャックピン１４が基板Ｗの周縁部を把持したときに、基板支持部１４ａの上端部が基板Ｗの上面より突き出る。
【００４１】
次に、スプラッシュガード５０を上昇させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第２案内部５２を位置させるとともに、雰囲気遮断板３０を下降させて基板Ｗに近接させる。但し、雰囲気遮断板３０は、チャックピン１４および基板Ｗと非接触である。以下、このときの雰囲気遮断板３０の位置を「エッチング位置」と称する。そして、スピンベース１０とともにそれに保持された基板Ｗを回転させる。また、雰囲気遮断板３０も回転させる。この状態にて、上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５から薬液を基板Ｗの上下両面に吐出する。吐出された薬液は回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全面に拡がり、薬液による洗浄処理（エッチング処理）が進行する。
【００４２】
なお、図６に示すエッチング処理時の回転数Ｐ４は、本実施の形態においては８００ｒｐｍであるが、もちろんこの回転数に限定されるものではない。ただし、エッチング処理時の基板Ｗの回転数は、一般的に３００ないし１０００ｒｐｍ程度で行うことが好ましい。
【００４３】
また、エッチング処理時に、気体供給路１９および気体供給路４５から少量の窒素ガスを吐出して気体供給路１９，４５への薬液の逆流を防止するようにしても良い。また、第１の実施の形態のように表裏面洗浄処理を行う枚葉式基板処理装置においては、使用する薬液の種類に応じて雰囲気遮断板３０を基板Ｗから大きく離間させた状態にてエッチング処理を行うようにしても良い。
【００４４】
エッチング処理時に、回転するスピンベース１０や基板Ｗから飛散した薬液はスプラッシュガード５０の第２案内部５２によって受け止められ、その曲面に沿って第２排液槽２９に流れ込む（図３参照）。第２排液槽２９に流れ込んだ薬液は、排液口２９ａから回収ドレイン２９ｂへと排出され、回収される。
【００４５】
所定時間が経過して時間Ｔ１となるとエッチング処理が終了し、上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５からの薬液吐出を停止するとともに、スプラッシュガード５０を下降させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第１案内部５１を位置させる。なお、雰囲気遮断板３０は、エッチング位置を維持する。この状態にて、基板Ｗを回転させつつ上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５から純水を基板Ｗの上下両面に吐出する。吐出された純水は回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全面に拡がり、純水によって薬液を洗い流す洗浄処理（リンス処理）が進行する。なお、リンス処理時においても気体供給路１９および気体供給路４５から窒素ガスを吐出して雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間の窒素置換を促進し、乾燥開始時には十分低酸素濃度とすることでウォーターマーク防止効果を向上したり、より完全な乾燥処理を行うことができる。
【００４６】
リンス処理時に、回転するスピンベース１０や基板Ｗから飛散した純水はスプラッシュガード５０の第１案内部５１によって受け止められ、その傾斜に沿って第１排液槽２８に流れ込む（図２参照）。第１排液槽２８に流れ込んだ純水は、排出口２８ａから廃棄ドレイン２８ｂへと排出される。
【００４７】
上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５から純水を吐出しつつリンス処理が進行すると、雰囲気遮断板３０を基板Ｗにさらに近接した位置（以下、「リンス位置」と称す）に下降させるとともに、気体供給路４５から窒素ガスの吐出を開始する。吐出された窒素ガスは、スピンベース１０と基板Ｗとの間および雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間を流れ、基板Ｗの周辺を低酸素濃度雰囲気とする。
【００４８】
このように、エッチング処理時に比べて雰囲気遮断板３０を基板Ｗに近接した位置に下降させることにより、基板Ｗと雰囲気遮断板３０との間の空間が狭くなることから、気体供給路４５から供給する窒素ガスの量を減らすことができる。なお、雰囲気遮断板３０がリンス位置にあるときの雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間隔（第１ギャップ）は、１０ｍｍ以内とすることが好ましい。
【００４９】
さらに、リンス処理が進み時間Ｔ２になると、基板Ｗの回転数を下げて回転数Ｐ２とする。これにより、上側処理液ノズル３６から基板Ｗの表側に吐出された純水を基板Ｗ上に盛る（パドル）ことができる。なお、本実施の形態においては、回転数Ｐ２は１００ｒｐｍであるが、もちろんこれに限定されるものではない。ただし、純水を基板Ｗ上に盛るためには、十分に低速回転であることが必要であることから、回転数Ｐ２は０ないし１００ｒｐｍ程度であることが好ましい。回転数Ｐ２が０の場合は、基板Ｗは静止した状態におかれる。また、前述の第１ギャップの値は、基板Ｗ上に盛られた純水の膜に雰囲気遮断板３０が触れない値に設定されていることが好ましい。
【００５０】
所定時間のリンス処理が終了し、基板Ｗ上に純水が盛られた状態となると（時間Ｔ３）、上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５からの純水吐出を停止するとともに、スプラッシュガード５０を若干下降させてスピンベース１０をスプラッシュガード５０からわずかに突き出させる。なお、雰囲気遮断板３０は昇降することなく、リンス位置を維持する。
【００５１】
この状態にて、基板Ｗの回転数をＰ３とし、気体供給路４５から基板Ｗの中央部に供給される窒素ガスの吐出圧力と緩い遠心力とによって、基板Ｗ上に盛られた純水を緩く振り切る（振り切り処理）。基板Ｗ上の純水を高速回転で振り切ると小さな水滴が表面に残留することとなるが、このように緩く振り切ることにより、基板Ｗ上の純水を固まりのまま周囲に落下させることができ、基板Ｗ上に視認できるような水滴がほぼ存在しない状態にまで良好に純水を除去することができる。なお、本実施の形態においては、回転数Ｐ３は２００ｒｐｍであるが、もちろんこれに限定されるものではない。ただし、純水を小さな水滴として基板Ｗ上に残留させることなく、固まりのまま落下させるためには、十分に低速回転であることが必要であることから、回転数Ｐ３は５０ないし５００ｒｐｍ程度であることが好ましい。
【００５２】
時間Ｔ５になり基板Ｗ上に視認可能な水滴がほぼ存在しない状態（少なくとも純水の液膜が０．５ｍｍ以下）となると、雰囲気遮断板３０をさらに下降させても基板Ｗ上の純水に触れないため、雰囲気遮断板３０をさらに基板Ｗに近接した位置（以下、「前乾燥位置」と称す）に下降させるとともに、基板Ｗの回転数をＰ１として前乾燥処理を開始する（時間Ｔ６）。なお、本実施の形態においては、回転数Ｐ１は５０ｒｐｍであるが、もちろんこれに限定されるものではない。ただし、基板Ｗの外周部において外部雰囲気の巻き込みを抑制するためには、一般的なスピンドライにおける高速回転（３０００ｒｐｍ程度）ではなく、回転数Ｐ１を８００ｒｐｍ以下程度の低速回転とすることが好ましい。ここで、回転数が８００ｒｐｍ以下とは、回転数０（停止状態）を含むものであり、その場合、基板Ｗは回転せず静止状態におかれる。また、雰囲気遮断板３０が前乾燥位置にあるときの雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間隔（第２ギャップ）は０．１ないし２．５ｍｍ以内とすることが好ましい。
【００５３】
所定の時間が経過して時間Ｔ７となると、前乾燥処理を終了し、雰囲気遮断板３０を上昇させるとともに、回転数をＰ５としてスピンドライ処理を開始する。なお、前乾燥処理を行う時間（図６に示す時間Ｔ６から時間Ｔ７までの時間）は、基板Ｗの表面に付着した純水を十分に乾燥させつつ、タクト（処理時間）が長くなり過ぎないよう、２ないし３０秒程度とすることが好ましい。雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間隔は回転数Ｐ５の高速化に対応して０．３ないし３．０ｍｍ以内とすることが好ましい。また、本実施の形態において、回転数Ｐ５は３０００ｒｐｍとするが、もちろんこれに限られるものではなく、一般的なスピンドライ処理において設定される回転数であればよい。
【００５４】
このように、回転数Ｐ１（前乾燥処理における回転数）を回転数Ｐ５（スピンドライ処理における回転数）に比べて低速にすることによって、高速回転による乾燥を行う場合に比べて外部雰囲気の巻き込みを防止することができる。また、第２ギャップを第１ギャップに比べて狭くすることによって、基板Ｗの表面の密閉度を増加させることができる。したがって、より低酸素濃度雰囲気下において基板Ｗの表面に付着している純水の乾燥を行うことができることから、ウォーターマークなどの発生を防止することができ、基板Ｗの乾燥不良を防止することができる。
【００５５】
所定時間のスピンドライ処理が終了すると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの回転を停止する。また、雰囲気遮断板３０の回転も停止するとともに、雰囲気遮断板３０を上昇させてスピンベース１０から離間させる。この状態にて、図示を省略する搬送ロボットが処理済の基板Ｗをスピンベース１０から取り出して搬出することにより一連の処理が終了する。
【００５６】
以上のように、第１の実施の形態の基板処理装置では、従来のように一般的なスピンドライ処理によって高速回転で基板Ｗの表面を乾燥させる前に、基板Ｗを低速で回転させることにより、外部雰囲気の巻き込みを防止することができる。また、基板Ｗを低速で回転させることによって、基板Ｗを安定的に回転させることができることから、雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの第２ギャップを小さな値に設定することができ、基板Ｗの表面の密閉度を向上させることができる。すなわち、これらによって基板Ｗの表面を低酸素雰囲気に保つことができる。したがって、基板Ｗの表面に純水が残留している間は高速回転によるスピンドライ処理を行わず、低酸素雰囲気下において、気体供給路４５から供給される窒素ガスによる乾燥を主に行うことにより、ウォーターマークなどの発生を防止することができ、基板Ｗの乾燥不良を防止することができる。
【００５７】
また、雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間隔（第２ギャップ）が従来よりも狭くなることにより、第１の実施の形態における基板処理装置では、少量の窒素ガスを供給するだけで基板Ｗの周辺を低酸素濃度雰囲気とすることができ、窒素ガスの消費量の増加を抑制することができる。
【００５８】
＜２．  第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、気体供給路４５から供給される窒素ガスは、気体供給路４５の先端部４５ａから、チャックピン１４に保持された基板Ｗの上面中心部にのみ供給されていたが、窒素ガスを供給する基板Ｗ上の位置は、これに限られるものではなく、窒素ガスの濃度が低下しやすい基板Ｗの周辺部に供給されるように構成してもよい。
【００５９】
図７は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における雰囲気遮断板３０の近傍を示す部分拡大図である。なお、本実施の形態における基板処理装置において、雰囲気遮断板３０以外の構成は、第１の実施の形態における基板処理装置と同様であるため、他の構成については説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態における雰囲気遮断板３０は、内部に窒素ガスの流路４５ｂが設けられており、気体供給路４５から供給される窒素ガスの一部が、流路４５ｂを通って開口部４５ｃから基板Ｗに向けて噴出される。なお、本実施の形態における基板処理装置においても、第１の実施の形態と同様に、先端部４５ａからも基板Ｗの表面中央部に向けて窒素ガスが供給される。
【００６１】
図８は、雰囲気遮断板３０の凸部３１を下側から見た図である。図８に示すように、開口部４５ｃは、凸部３１の外周に沿って分布しており、各開口部４５ｃから噴出される窒素ガスは、基板Ｗの表面周辺部に向けて供給される。
【００６２】
以上のような構成を有する第２の実施の形態における基板処理装置を、第１の実施の形態における基板処理装置と同様に動作させることによって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、窒素ガスを基板Ｗの表面中央部に供給するだけでなく、基板Ｗの表面周辺部にも開口部４５ｃから窒素ガスを供給することにより、空間的に密閉されていないために外気からの酸素の流入によって酸素濃度が上昇しやすい表面周辺部を低酸素濃度雰囲気に保つことができることから、よりウォーターマークの発生を防止することができる。
【００６４】
＜３．  変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６５】
例えば、上記の各実施形態においては、不活性ガスとして窒素ガスを使用していたが、これに限定されるものではなく、アルゴンガス等の反応性の低いガスを使用するようにしても良い。
【００６６】
また、基板Ｗの形状は略円形に限られるものではなく、ガラス基板のように矩形であっても、当該基板Ｗの形状に雰囲気遮断板３０およびスピンベース１０の形状をあわせることにより、同様に実施することができる。
【００６７】
また、上記実施の形態における基板処理装置は、表裏面洗浄を同時に行う装置として構成されているが、基板Ｗの表面のみを洗浄する装置についても同様に適用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１ないし７に記載の発明では、基板を回転させつつ行う所定の処理液の乾燥で、乾燥を開始する際の回転手段の回転速度が、低速に所定の時間維持されるとともに、第２ギャップが、第１ギャップよりも小さくされることにより、基板の外周部において外気から巻き込む酸素の量を減少させることができる。また、所定のガスの消費量を抑制することができる。
【００６９】
請求項２に記載の発明では、所定の処理液による基板の洗浄中に、回転手段の回転速度を低速に変更することにより、予め洗浄液の水滴がほぼ除去されるため、第２ギャップを狭くすることができる。したがって、外気から巻き込む酸素の量を減少させることができるとともに、不活性ガス供給手段により供給するガスの量を少量に抑えることができる。
【００７０】
請求項３に記載の発明では、ガス供給手段が、基板の表面中央部に所定のガスを供給することにより、外周部に向かってガスの流れが形成されることから、外気から巻き込む酸素の量を減少させることができる。
【００７１】
請求項４に記載の発明では、ガス供給手段が、基板の表面周辺部に所定のガスを供給することにより、周辺部の気圧を高めることができることから、外気から巻き込む酸素の量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】リンス処理時の純水の流れを示す図である。
【図３】エッチング処理時の薬液の流れを示す図である。
【図４】第１の実施の形態における雰囲気遮断板の近傍を示す部分拡大図である。
【図５】第１の実施の形態における雰囲気遮断板を上方から見た平面図である。
【図６】基板処理装置において、エッチング処理が開始された後の基板の回転数と時間との関係を各処理ごとに示す図である。
【図７】第２の実施の形態における雰囲気遮断板の近傍を示す部分拡大図である。
【図８】雰囲気遮断板の凸部を下側から見た図である。
【符号の説明】
１０  スピンベース
１４  チャックピン
２０  電動モータ
２３  不活性ガス供給源
３０  雰囲気遮断板
４１  ベルト駆動機構
４１ａ  従動プーリ
４１ｂ  主動プーリ
４１ｃ  ベルト
４２  電動モータ
４５  気体供給路
４５ａ  先端部
４５ｂ  流路
４５ｃ  開口部
４６  ガス配管
４７  バルブ
４９  アーム昇降機構
６０  制御部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５  回転数
Ｗ  基板
【図１】
2004158482.tif 000003
【図２】
2004158482.tif 000004
【図３】
2004158482.tif 000005
【図４】
2004158482.tif 000006
【図５】
2004158482.tif 000007
【図６】
2004158482.tif 000008
【図７】
2004158482.tif 000009
【図８】
2004158482.tif 000010