(57)【要約】      （修正有）【課題】基板表面におけるウォーターマークの発生を抑制することができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗを保持して回転するためのスピンチャックと、基板Ｗに処理液を供給するための処理液ノズル１５と、基板Ｗの上面に対向する遮断板１０とを備える。遮断板１０および回転軸１２には、開口３１が形成されており、この開口３１に挿通された処理液ノズル１５は、基板Ｗの上面に処理液を供給する。また、遮断板１０のテーパ面２３と処理液ノズル１５の外壁面４２との間には、基板Ｗの上面に窒素ガスを供給するための環状の窒素ガス吐出口２６が設けられている。テーパ面２３は、周方向Ｘ１において不均一な形状にされており、基板Ｗ上の環状の窒素ガス吹付け域２７における窒素ガスの圧力は、周方向Ｘ１において不均一にされている。【選択図】図２
2007235066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の基板を保持し、その主面にほぼ垂直な回転軸線を中心に回転させる基板保持回転機構と、
前記基板の主面に対向する基板対向面、および前記基板の主面と回転軸線との交点である基板の回転中心に対向し基板対向面に開口する開口部を有する基板対向部材と、
前記基板対向部材の開口部に挿通されて設けられ、当該基板の主面に処理液を供給するための処理液ノズルと、
前記開口部の内壁と処理液ノズルの外壁とによって区画され、基板の主面に供給するための不活性ガスが流通する環状流路と、
前記環状流路の基板に対向する端部に形成され、前記不活性ガスが吐出される環状吐出口と、
前記基板の主面において、前記環状吐出口から不活性ガスが吹き付けられる環状の不活性ガス吹付け域における不活性ガスの圧力を周方向において不均一にする圧力バランス制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記圧力バランス制御手段は、
前記基板の回転中心に対して前記環状吐出口を偏心配置する手段を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記圧力バランス制御手段は、
前記環状吐出口の開口形状を周方向において不均一にする手段を含む、請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記圧力バランス制御手段は、前記環状流路の圧力損失を、前記環状流路の周方向において不均一にする圧力損失不均一化手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記圧力損失不均一化手段は、周方向に関して不均一な形状を有する前記処理液ノズルの外壁を含む、請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記圧力損失不均一化手段は、周方向に関して不均一な形状を有する前記開口部の内壁を含む、請求項４または５記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板を基板保持回転機構によって保持し、その主面にほぼ垂直な回転軸線を中心に回転させる基板保持回転工程と、
前記基板の主面と回転軸線との交点である基板の回転中心に対向して設けられた処理液ノズルから前記基板保持回転工程において回転されている基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
この処理液供給工程と並行して、前記処理液ノズルの周囲を取り囲む環状流路の基板に対向する端部に形成された環状吐出口から前記基板の主面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、
前記基板の主面において前記環状吐出口から不活性ガスが吹き付けられる環状の不活性ガス吹付け域における不活性ガスの圧力を周方向において不均一にする圧力バランス制御工程とを含む、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に所定の処理を施すための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の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、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission 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などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、処理基板としての半導体基板（以下単に「基板」という。）に処理液（薬液または純水）を供給して基板の表面処理を行うための基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板を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保持された基板の表面に薬液および純水を供給する処理液ノズルとを備えている。この構成により、基板に薬液および純水が順次供給され、基板表面に薬液処理および水洗処理が行われる。また、水洗処理の後の基板表面には純水が付着しているので、この純水を除去するために、基板を高速回転させて基板表面の純水を振り切るための乾燥処理が行われる。
【０００３】
一方、特許文献１記載の基板処理装置は、前記スピンチャックおよび処理液ノズルに加えて、スピンチャックに保持された基板の表面に近接して対向配置される遮蔽手段をさらに備えている。遮蔽手段には、基板の上面と基板の回転軸線との交点である基板の回転中心に対向する開口が形成されており、処理液ノズルはこの開口に挿通されている。処理液ノズルと前記開口との間は、基板の回転中心を取り囲む環状のガス流路となっており、このガス流路の下端のガス吐出口から基板の表面に不活性ガスが供給される。
【０００４】
この構成により、前記と同様に基板の薬液処理および水洗処理が行われる。また、乾燥処理においては、基板を高速回転させるとともに基板の表面に不活性ガスが供給される。これにより、基板の乾燥性を向上させるとともに、基板にウォーターマークが発生することを抑制している。さらに、基板の表面に近接した位置に遮蔽手段の遮断板を対向配置することにより、高速回転によって基板の周囲に振り切られた純水が再び基板表面に付着することを抑制している。
【特許文献１】特開平８−３１６１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の基板処理装置では、基板表面の回転中心付近にウォーターマークが発生し易いという問題がある。主な要因は、下記の２つであると考えられる。
１つ目の要因は、基板の乾燥処理において基板を高速回転させても、基板表面における回転中心付近の純水に作用する遠心力が小さく、純水を基板の周囲に振り切り難いということである。
【０００６】
そして、もう１つの要因は、基板表面の回転中心付近には、処理液ノズルおよび基板の回転中心を取り囲む環状のガス吐出口から不活性ガスが供給されるが、基板表面の純水がこの基板に供給された不活性ガスによって取り囲まれてしまうということである。具体的には、基板表面において不活性ガスが吹付けられる環状の不活性ガス吹付け域では、基板表面に加わる不活性ガスの圧力が、基板の周方向において均一になっているため、純水が圧力の低い部分から逃げ出すことができずに捕獲されてしまう。
【０００７】
この問題を解決するためには、基板表面の回転中心に向けて不活性ガスを供給し、回転中心付近の純水を不活性ガスで基板の周縁方向に吹き飛ばすことが考えられる。しかし、たとえば、不活性ガスを供給するためのガスノズルを新たに設け、基板表面の回転中心に向けて不活性ガスを供給する場合、処理液ノズル、遮断板およびガスノズルの位置関係が複雑となり、装置のコストが増加してしまう。
【０００８】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、基板表面におけるウォーターマークの発生を抑制することができる基板処理装置およ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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理対象の基板（Ｗ）を保持し、その主面にほぼ垂直な回転軸線を中心に回転させる基板保持回転機構（１）と、前記基板の主面に対向する基板対向面（１１）、および前記基板の主面と回転軸線との交点である基板の回転中心（ＯＷ）に対向し基板対向面に開口する開口部（３１）を有する基板対向部材（１０，１２）と、前記基板対向部材の開口部に挿通されて設けられ、当該基板の主面に処理液を供給するための処理液ノズル（１５）と、前記開口部の内壁(４１)と処理液ノズルの外壁(４２)とによって区画され、基板の主面に供給するための不活性ガスが流通する環状流路（１８）と、前記環状流路の基板に対向する端部に形成され、前記不活性ガスが吐出される環状吐出口（２６、２６０）と、前記基板の主面において、前記環状吐出口から不活性ガスが吹き付けられる環状の不活性ガス吹付け域（２７）における不活性ガスの圧力を周方向（Ｘ１）において不均一にする圧力バランス制御手段（２３，２８，２９）とを含む、基板処理装置である。
【００１０】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板保持回転機構によって処理対象の基板を保持して回転させつつ、処理液ノズルによって基板の主面の回転中心付近に薬液や純水等の処理液を供給する。これにより、基板上の処理液は遠心力によって基板の主面の全域に行き渡り、この処理液によって基板主面の全域の処理が行われる。
【００１１】
また、基板保持回転機構によって基板が回転された状態で、環状流路を流通し、環状吐出口から吐出された不活性ガスが基板の主面に供給される。これにより、基板の乾燥処理が行われる。また、基板の主面付近が不活性ガスで満たされるので、基板の乾燥性の向上やウォーターマークの発生を抑制することができる。
また、この際に、基板の主面の不活性ガス吹付け域における不活性ガスの圧力は、圧力バランス制御手段によって、基板の周方向において不均一にされているので、不活性ガス吹付け域内の処理液は、不活性ガスの圧力の低いところから排出され易くなっている。したがって、不活性ガス吹付け域内（基板の回転中心付近）にウォーターマークが発生することを抑制することができる。
【００１２】
さらに、基板の主面に対向する基板対向面を有する基板対向部材を設けることにより、基板の乾燥処理において、基板の周囲に振り切られた処理液が基板の主面に再付着することを抑制することができる。これにより、基板の汚染やウォーターマークの発生をさらに抑制することができる。この場合、基板対向面を基板の主面に近接するように配置することで、基板の主面に対する処理液の再付着をさらに抑制することができる。そして、基板の回転中心に対向する開口部に処理液ノズルを挿通する構成であるため、処理液ノズルを基板の回転中心付近に対向させることができ、かつ、基板対向面を基板の主面に近接させた状態で、基板対向面と基板の主面との間の狭空間に不活性ガスを供給することができる。また、基板対向部材を基板と共通の回転軸線まわりに回転させる構成とすることも容易である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記圧力バランス制御手段は、前記基板の回転中心に対して前記環状吐出口を偏心配置する手段を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の回転中心に対して環状吐出口を偏心配置することにより、環状の不活性ガス吹付け域の帯幅が周方向において不均一となる。これにより、不活性ガス吹付け域の帯幅に対応して不活性ガスの圧力も不均一となり、不活性ガス吹付け域によって取り囲まれた範囲内の処理液の排出性を向上することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記圧力バランス制御手段は、前記環状吐出口の開口形状(Ａ)を周方向において不均一にする手段を含む、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この構成によれば、環状吐出口の開口形状を周方向に関して不均一にすることにより、環状吐出口から吐出される不活性ガスの圧力を周方向において不均一にすることができる。これにより、基板の主面の不活性ガス吹付け域の不活性ガスの圧力も周方向において不均一となり、不活性ガス吹付け域によって取り囲まれた範囲内の処理液の排出性を向上することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記圧力バランス制御手段は、前記環状流路の圧力損失を、前記環状流路の周方向において不均一にする圧力損失不均一化手段（２８，２９）を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、圧力損失不均一化手段によって、環状流路の圧力損失を、環状流路の周方向において不均一にすることにより、環状流路を流れる不活性ガスの圧力を周方向において不均一にすることができる。これにより、環状流路の端部に形成された環状吐出口から吐出される不活性ガスの圧力も周方向において不均一になる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記圧力損失不均一化手段は、周方向に関して不均一な形状を有する前記処理液ノズルの外壁(２８，２９)を含む、請求項４記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液ノズルの外壁を周方向に関して不均一にすることにより、環状流路の圧力損失を周方向において不均一にすることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記圧力損失不均一化手段は、周方向に関して不均一な形状を有する前記開口部の内壁を含む、請求項４または５記載の基板処理装置である。
この構成によれば、開口部の内壁を周方向に関して不均一にすることにより、環状流路の圧力損失を周方向において不均一にすることができる。
請求項７記載の発明は、基板を基板保持回転機構によって保持し、その主面にほぼ垂直な回転軸線を中心に回転させる基板保持回転工程と、前記基板の主面と回転軸線との交点である基板の回転中心に対向して設けられた処理液ノズルから前記基板保持回転工程において保持され回転されている基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、この処理液供給工程と並行して、前記処理液ノズルの周囲を取り囲む環状流路の基板に対向する端部に形成された環状吐出口から前記基板の主面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、前記基板の主面において前記環状吐出口から不活性ガスが吹き付けられる環状の不活性ガス吹付け域における不活性ガスの圧力を周方向において不均一にする圧力バランス制御工程とを含む、基板処理方法である。
【００１８】
この発明によれば、基板の回転中心に対向して設けられた処理液ノズルから、基板保持回転機構によって回転されている基板の主面に処理液が供給され、それとともに、環状流路を通って環状吐出口から吐出された不活性ガスが基板の主面に供給される。また、基板の主面における不活性ガス吹付け域の不活性ガスの圧力は、基板の周方向において不均一にされているので、不活性ガス吹付け域の内方の処理液を、回転に伴う遠心力によって速やかに排出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置は、たとえば半導体ウエハのような、ほぼ円形の基板Ｗに対して処理液による処理を施すための枚葉式の処理装置であり、基板Ｗをほぼ水平な姿勢で保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線まわりに回転させるためのスピンチャック１を備えている。基板Ｗは、デバイス形成面を上方に向けてスピンチャック１に保持される。
【００２０】
スピンチャック１は、チャック回転駆動機構２によって回転される回転軸３の上端に固定されていて、ほぼ円板状のスピンベース４と、このスピンベース４の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられ、基板Ｗを挟持するための複数個の挟持部材５とを備えている。回転軸３は、中空軸となっていて、この回転軸３の内部には、処理液としての薬液または純水が選択的に供給される下面処理液供給管６が挿通されている。この下面処理液供給管６は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの下面中央に近接する位置まで延びる下面ノズル７を形成していて、その先端には、基板Ｗの下面中央に向けて処理液を吐出する吐出口が形成されている。
【００２１】
下面処理液供給管６には、薬液（たとえばエッチング液）供給源からの薬液が薬液バルブ８を介して供給できるようになっており、純水供給源からの純水（脱イオン化された純水）が純水バルブ９を介して供給できるようになっている。
また、スピンチャック１の上方には、基板Ｗとほぼ同じ直径（あるいは基板Ｗよりも少し小さい直径）を有し、基板Ｗの上面に対向する基板対向面１１を有する円板状の遮断板１０が設けられている。遮断板１０の上面には、スピンチャック１の回転軸３と共通の軸線に沿う回転軸１２が固定されている。この回転軸１２は、中空軸であり、その内部には、基板Ｗの上面に処理液を供給するための処理液ノズル１５が挿通されている。この処理液ノズル１５には、薬液バルブ１６からの薬液または純水バルブ１７からの純水（脱イオン化された純水。リンス液の一例）を供給できるようになっている。また、処理液ノズル１５は、基板Ｗの上面と回転軸１２の中心軸線（回転軸線）との交点である基板Ｗの回転中心ＯＷに対向するように設けられている。
【００２２】
また、回転軸１２の内壁面４１と、処理液ノズル１５の外壁面４２との間は、基板Ｗの上面の回転中心ＯＷを取り囲む環状領域に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための環状の窒素ガス供給通路１８を形成している。つまり、環状の窒素ガス供給通路１８は、その外側内壁が回転軸１の内壁面４１で形成されており、その内側内壁面が処理液ノズル１５の外壁面４２で形成されている。さらに、窒素ガス供給通路１８の基板Ｗに対向する端部には、窒素ガス供給通路１８を流通する窒素ガスが吐出される環状の窒素ガス吐出口２６が形成されている（図２参照）。窒素ガス供給通路１８を通って窒素ガス吐出口２６から吐出された窒素ガスは、基板Ｗの上面と遮断板１０の下面（基板対向面１１）との間の空間に供給される。窒素ガス供給通路１８には、窒素ガスバルブ１９および流量調整部３０を介して窒素ガスが供給されるようになっている。流量調整部３０は、窒素ガス供給通路１８に供給される窒素ガスの供給流量を変更（たとえば２段階に変更）するためのものである。
【００２３】
回転軸１２は、ほぼ水平な方向に沿って設けられたアーム２０の先端付近から垂下した状態に取り付けられている。アーム２０に関連して、このアーム２０を昇降させることにより、遮断板１０をスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に近接した近接位置と、スピンチャック１の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させるための遮断板昇降駆動機構２１が設けられている。さらに、アーム２０に関連して、遮断板１０をスピンチャック１による基板Ｗの回転にほぼ同期させて（あるいは若干回転速度を異ならせて）回転させるための遮断板回転駆動機構２２が設けられている。
【００２４】
遮断板１０の基板対向面１１を基板Ｗの上面に近接させるとともに、基板対向面１１と基板Ｗとの間の狭空間に窒素ガスを導入することで、基板Ｗの上面付近を窒素ガス雰囲気に保つことができる。
図２は、処理液ノズル１５、遮断板１０および回転軸１２の縦断面図であり、図３は、処理液ノズル１５、遮断板１０および回転軸１２を下方からみた底面図である。また、図２は、遮断板１０の基板対向面１１が、基板Ｗの上面に近接された近接位置にある状態を示している。
【００２５】
遮断板１０および回転軸１２には、基板Ｗの上面と基板Ｗの回転軸線との交点である基板の回転中心ＯＷ付近に対向する開口３１が形成されている。この開口３１の内壁（すなわち回転軸１２の内壁面４１）と処理液ノズル１５の外壁面４２とによって区画された空間は、窒素ガス供給通路１８となっており、回転軸１２の内壁面４１は遮断板１０のテーパ面２３に連なっている。
【００２６】
回転軸１２の開口３１に挿通された処理液ノズル１５から吐出された処理液は、基板Ｗの上面の回転中心ＯＷ付近に供給されるようになっている。処理液ノズル１５の先端には、基板Ｗの上面の回転中心ＯＷ付近に対向する処理液吐出口２４が形成されており、この処理液吐出口２４から基板Ｗの上面に向けて処理液が吐出されるようになっている。処理液吐出口２４は、この実施形態では、遮断板１０の基板対向面１１よりも上方に後退した位置に配置されている。
【００２７】
遮断板１０のテーパ面２３は、下方に向かって（すなわち、基板Ｗに向かって）広がるほぼ楕円錐状にされており、鉛直軸線に対するテーパ面２３の傾斜角度は、基板Ｗの周方向Ｘ１において不均一にされている。具体的には、鉛直方向（基板Ｗの回転軸線の方向）に対するテーパ面２３の傾斜角度が、周方向Ｘ１において連続的に変化するようにされており、基板対向面１１には、このテーパ面２３との境界線であるほぼ楕円形状の区画線２５が形成されている。この楕円状の区画線２５は、図３において、処理液吐出口２４から左側は半円形状となっており、処理液吐出口２４から右側半分は当該半円形状に接続する楕円形状となっている。
【００２８】
遮断板１０には、窒素ガス供給通路１８の基板Ｗに対向する端部に形成され、処理液ノズル１５の処理液吐出口２４を取り囲む環状の前記窒素ガス吐出口２６が形成されている。具体的には、窒素ガス吐出口２６は、基板対向面１１の下面に形成された前記区画線２５と処理液ノズル１５の下端外縁とで挟まれる斜線領域Ａに形成されている。窒素ガス供給通路１８を流れる窒素ガスは、この窒素ガス吐出口２６から基板Ｗの上面の回転中心ＯＷを取り囲む環状の窒素ガス吹付け域２７（図２参照）に向けて吐出される。
【００２９】
区画線２５が前述のような形状を有していることから、窒素ガス吐出口２６と処理液吐出口２４とは、重心位置がずれており、これらは互いに偏心して配置されていると言える。さらに、図３に示すとおり、処理液ノズル１５下端外縁と区画線２５との間の距離である吐出幅１４は、周方向Ｘ１の各部で不均一なっている。つまり、窒素ガス吐出口２６は、その開口形状（上記斜線領域Ａの形状）が周方向Ｘ１において不均一な形状となっていることから、その流路断面が周方向Ｘ１の各部で不均一となっており、それに応じて圧力損失が周方向Ｘ１に関する各部で不均一になっている。これにより、窒素ガス吐出口２６から吐出された窒素ガスの圧力は、窒素ガス吐出口２６の吐出幅１４に対応して、周方向Ｘ１において不均一になる。したがって、基板Ｗの上面において、窒素ガス吐出口２６から窒素ガスが吹付けられる環状の窒素ガス吹付け域２７（図２参照）における窒素ガスの圧力は、周方向Ｘ１において不均一になる。
【００３０】
図４は、スピンチャック１の平面図である。スピンチャック１には、たとえば、３個の挟持部材５が、円板状のスピンベース４の周縁部にほぼ等間隔で配置されている。各挟持部材５は、基板Ｗの周縁部の下面を点接触で支持する支持部３５と、基板Ｗの周端面に当接する挟持部３６とを有し、支持部３５を中心として鉛直軸線周りに回動するように構成されており、これにより、挟持部３６が基板Ｗの周端面に当接した挟持状態と、挟持部３６を基板Ｗの周端面から待避させた解放状態とをとり得るようになっている。これらの挟持部材５は、挟持部材駆動機構１３（図１参照）によって同期して駆動されるようになっている。
【００３１】
図５は、前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。チャック回転駆動機構２、挟持部材駆動機構１３、遮断板昇降駆動機構２１および遮断板回転駆動機構２２の動作は、コンピュータからなる制御装置４０によって制御されるようになっている。この制御装置４０は、さらに、薬液バルブ８、純水バルブ９、窒素ガスバルブ１９、薬液バルブ１６および純水バルブ１７の開閉ならびに流量調整部３０の動作を制御する。
【００３２】
図６は、前記基板処理装置による基板Ｗの処理の流れを説明するための図である。
基板搬送ロボット（図示せず）から未処理の基板Ｗがスピンチャック１に受け渡されると、制御装置４０は、まず、図６（ａ）に示すように、基板Ｗに薬液を供給する薬液処理工程を実行する。具体的には、制御装置４０は、挟持部材駆動機構１３を制御することにより、挟持部材５を、基板Ｗを挟持した挟持状態とする。次いで、制御装置４０は、チャック回転駆動機構２を制御してスピンチャック１を回転させる。それとともに、制御装置４０は、薬液バルブ８，１６を開き、処理液ノズル１５から基板Ｗの上下面に向けて薬液を供給させる。このとき、遮断板１０は、基板Ｗから上方に離隔した位置に退避されており、純水バルブ９，１７は閉状態に保持されている。
【００３３】
このようにして、基板Ｗの上下面に薬液が供給されるとともに、スピンチャック１とともに基板Ｗが水平姿勢で回転されることにより、基板Ｗの上下面全域に薬液が広がり、この薬液による基板処理が進行する。この薬液処理工程中、窒素ガスバルブ１９は開かれていてもよいし、閉じられていてもよい。
このような薬液処理が一定時間に渡って行われると、次に、制御装置４０は、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗ上の薬液を純水に置換するリンス処理工程を実行する。すなわち、制御装置４０は、薬液バルブ８，１６を閉じ、代わって純水バルブ９，１７を開く。これにより、基板Ｗの上下面に純水が供給されるとともに、スピンチャック１とともに基板Ｗが水平姿勢で回転され、基板Ｗの上下面全域に純水が広がる。こうして、基板Ｗの上下面において薬液が純水に置換されていく。このリンス処理工程中には、窒素ガスバルブ１９が開かれ、基板Ｗの周囲は窒素ガス雰囲気とされることが好ましい。
【００３４】
次いで、制御装置４０は、図６（ｃ）に示すように、チャック回転駆動機構２を制御して、スピンチャック１を所定の乾燥回転速度（たとえば３０００rｐｍ）で一定時間（たとえば１５秒〜３０秒）回転させ、乾燥工程を実行する。これにより、基板Ｗ上の純水が遠心力によって振り切られる。
乾燥工程では、制御装置４０は、遮断板昇降駆動機構２１を制御して、遮断板１０の基板対向面１１を基板Ｗの上面に、たとえば０．３ｍｍ〜５．０ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍの距離まで近接させ、遮断板回転駆動機構２２によって基板Ｗと同方向に遮断板１０を回転させる。これにより、基板Ｗの上方の空間が制限され、この制限された空間が窒素ガスに満たされ、さらに、この窒素ガスは基板Ｗの外方に向かう気流を形成することになる。したがって、基板Ｗの上面に不所望な酸化物（たとえばウォーターマーク）が形成されたり、処理室内からの飛散物が基板Ｗの表面に付着したりすることを抑制または防止できる。
【００３５】
乾燥工程では、制御装置４０は、流量調整部３０を制御することにより、窒素ガスの供給流量を所定の大流量とする。このときの窒素ガスの供給流量は、薬液処理工程またはリンス処理工程での供給流量よりも大きくされる。具体的には、このときの窒素ガスの供給流量は、５〜２０リットル／分とされることが好ましく、１０リットル／分とされることがより好ましい。
【００３６】
ここで、基板Ｗの上面における回転中心ＯＷ付近の純水は、環状の窒素ガス吹付け域２７に吹付けられた窒素ガスによって取り囲まれている（図３参照）。しかし、窒素ガス吹付け域２７における窒素ガスの圧力は、基板Ｗの周方向Ｘ１において不均一にされているため、窒素ガスに取り囲まれている純水は、窒素ガスの圧力の低い部分から排出され易くなっている。したがって、基板Ｗの上面の回転中心ＯＷ付近の純水が窒素ガスによって捕獲されることを効果的に抑制または防止することができるので、基板Ｗの中心回転ＯＷ付近における乾燥不良を抑制することができる。これにより、基板Ｗの上面における回転中心ＯＷ付近に、純水残りに起因するウォーターマーク等の不所望な酸化物が形成されることを抑制することができる。
【００３７】
このような乾燥工程を一定時間だけ行った後、制御装置４０は、チャック回転駆動機構２を制御してスピンチャック１の回転を停止させ、遮断板昇降駆動機構２１を制御して遮断板１０を上方に退避させ、挟持部材駆動機構１３を制御して挟持部材５による基板Ｗの挟持を解除させ、さらに、窒素ガスバルブ１９を閉じる。
その後、基板搬送ロボットによって、処理済みの基板Ｗがスピンチャック１から搬出される。
【００３８】
図７は、この発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための縦断面図であり、処理液ノズル１５０、遮断板１０および回転軸１２に関連する構成が示されている。また、図８は、処理液ノズル１５０、遮断板１０および回転軸１２を下方からみた底面図である。この図７および図８において、前述の図２および図３等に示された各部と同等の構成部分については、図２および図３等と同一の参照符号を付して示す。
【００３９】
この図７および図８の構成における図２および図３の構成との主要な相違点は、処理液ノズル１５０が回転軸１２および基板Ｗの回転中心ＯＷに対して偏心配置されていることと、処理液ノズル１５０の先端の一部分に傾斜面２８が設けられていることとにある。具体的には、処理液ノズル１５０の外壁面４２は、その先端が下方に向かって先細りとなるように平面的に切断されており、その先端には、鉛直方向（処理液ノズル１５０の軸方向）に対して傾斜する傾斜面２８が形成されている。
【００４０】
この実施形態では、処理液ノズル１５０を基板Ｗの回転中心ＯＷに対して偏心配置することにより、環状の窒素ガス供給通路１８の流路面積が、周方向Ｘ１において不均一となっている。これにより、窒素ガス供給通路１８の流路面積に対応して、流路断面の周方向Ｘ１に関する各部の圧力損失が不均一になっており、それに応じて、窒素ガス供給通路１８を流れる窒素ガスの圧力も、周方向Ｘ１において不均一となっている。したがって、基板Ｗの上面の窒素ガス吹付け域２７における窒素ガスの圧力は、周方向Ｘ１において不均一となるので、基板Ｗの上面における回転中心ＯＷ付近の純水の排出性を向上させることができる。その結果、基板Ｗの上面の回転中心ＯＷ付近に、ウォーターマーク等の不所望な酸化物が形成されることを抑制することができる。
【００４１】
また、処理液ノズル１５の先端に傾斜面２８を設けることにより、窒素ガス供給通路１８の流路面積が傾斜面２８に沿って大きくなっているので、窒素ガス供給通路１８を流れる窒素ガスの圧力も、傾斜面２８に対応して変化している。つまり、窒素ガス吐出口２６付近の窒素ガス供給通路１８においては、その内側内壁を形成する処理液ノズル１の外壁面４２が周方向Ｘ１において不均一となるように変形されている。そのため、この領域において、窒素ガス供給通路１８の流路断面は、周方向Ｘ１において不均一となっており、それに応じて、圧力損失が周方向Ｘ１において不均一になっている。これにより、基板Ｗの上面における窒素ガス吹付け域２７の窒素ガスの圧力が、周方向Ｘ１においてさらに不均一にされている。また、傾斜面２８に沿う窒素ガスの流れは、基板Ｗの回転中心ＯＷ付近に向かうようになっているので、回転中心ＯＷ付近の純水に窒素ガスが当たり易くなっている。これにより、基板Ｗの上面における回転中心ＯＷ付近の純水の排出性をさらに向上させることがきる。
【００４２】
図９は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための縦断面図であり、処理液ノズル１５１、遮断板１０および回転軸１２に関連する構成が示されている。図１０は、処理液ノズル１５１、遮断板１０および回転軸１２を下方からみた底面図である。この図９および図１０において、前述の図２および図３等に示された各部と同等の構成部分については、図２および図３等と同一の参照符号を付して示す。
【００４３】
この図９および図１０の構成における図２および図３の構成との主要な相違点は、処理液ノズル１５１の先端に円錐面２９が設けられ、処理液ノズル１５１が下方に向けて先細りとなっており、この円錐面２９の形状が、周方向Ｘ１において不均一にされていることにある。具体的には、鉛直方向（処理液ノズル１５１の軸方向）に対する円錐面２９の傾斜角度が、周方向Ｘ１において連続的に変化するようにされている。
【００４４】
これにより、窒素ガス吐出口２６近傍の窒素ガス供給通路１８の流路面積は、処理液ノズル１５１の外壁面４２の一部を形成する円錐面２９が周方向Ｘ１において不均一な変形形状を有していることにより、周方向Ｘ１において不均一になっており、それに応じて窒素ガス供給通路１８の圧力損失が周方向Ｘ１に関する各部で不均一になっている。したがって、窒素ガス供給通路１８の流路面積に対応して、基板Ｗの上面における窒素ガス吹付け域２７の窒素ガスの圧力も、周方向Ｘ１において不均一となっている。これにより、基板Ｗの上面における回転中心ＯＷ付近の純水の排出性を向上させることができる。
【００４５】
また、処理液ノズル１５１の外壁面４２は、下方に向けて先細りの円錐面２９となっているので、円錐面２９に沿う窒素ガスの流れは、基板Ｗの回転中心ＯＷ付近に向かう。これにより、基板Ｗの上面における回転中心ＯＷ付近の純水に窒素ガスが当たり易くなるので、回転中心ＯＷ付近の純水の排出性をさらに向上させることがきる。
図１１は、この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための縦断面図であり、処理液ノズル１５、遮断板１００および回転軸１２に関連する構成が示されている。図１２は、処理液ノズル１５、遮断板１００および回転軸１２を下方からみた底面図である。この図１１および図１２において、前述の図２および図３等に示された各部と同等の構成部分については、図２および図３等と同一の参照符号を付して示す。
【００４６】
この図１１および図１２の構成における図２および図３の構成との主要な相違点は、環状の窒素ガス吐出口２６０が、回転軸１２および基板Ｗの回転中心ＯＷに対して偏心配置されており、窒素ガス供給通路１８の周方向Ｘ１の一部分が遮断板１００によって遮られていることにある。
これにより、窒素ガス供給通路１８を流れる窒素ガスは、遮断板１００によってその流れが遮られ、圧力の損失が生じる。したがって、窒素ガス吐出口２６０から吐出される窒素ガスの圧力は、周方向Ｘ１において不均一となり、窒素ガス吹付け域２７の窒素ガスの圧力も周方向Ｘ１において不均一となっている。これにより、基板Ｗの上面の回転中心ＯＷ付近の純水の排出性を向上させることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、環状の窒素ガス吐出口２６０が、回転軸１２および基板Ｗの回転中心ＯＷに対して偏心配置されている例について説明したが、環状の窒素ガス吐出口２６０を、回転軸１２および基板Ｗの回転中心ＯＷに対して偏心配置させずに同心配置とし、窒素ガス供給通路１８の周方向Ｘ１の一部分に、窒素ガスの流れを遮るための部材（じゃま板など）を設けて、窒素ガス供給通路１８の圧力損失を周方向Ｘ１において不均一にさせてもよい。これにより、前記と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。
【図２】前記基板処理装置に備えられた処理液ノズル、遮断板および回転軸の縦断面図である。
【図３】前記処理液ノズル、遮断板および回転軸を下方からみた底面図である。
【図４】スピンチャックの平面図である。
【図５】前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図６】前記基板処理装置による基板の処理の流れを説明するための図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理液ノズル、遮断板および回転軸の縦断面図である。
【図８】図７の処理液ノズル、遮断板および回転軸を下方からみた底面図である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理液ノズル、遮断板および回転軸の縦断面図である。
【図１０】図９の処理液ノズル、遮断板および回転軸を下方からみた底面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理液ノズル、遮断板および回転軸の縦断面図である。
【図１２】図１１の処理液ノズル、遮断板および回転軸を下方からみた底面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      スピンチャック（基板保持回転機構）
１０，１００    遮断板（基板対向部材）
１１    基板対向面
１２    回転軸（基板対向部材）１５，１５０，１５１  処理液ノズル
１８    窒素ガス供給通路（環状流路）
２３    テーパ面（圧力バランス制御手段）
２４    処理液吐出口
２６、２６０    窒素ガス吐出口（環状吐出口）
２７    不活性ガス吹付け域
２８    傾斜面（圧力バランス制御手段、圧力損失不均一化手段、外壁）
２９    円錐面（圧力バランス制御手段、圧力損失不均一化手段、外壁）
３１    開口（開口部）
４１    内壁面（開口部の内壁）
４２    外壁面（処理液ノズルの外壁）
Ｘ１    周方向
Ｗ      基板
ＯＷ    基板の回転中心
【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】
2007235066.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007235066.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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