(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平姿勢で支持する支持部材を有し、鉛直軸回りに回転自在に支持された回転ベース部材と、
この回転ベース部材を回転させる回転手段と、
前記回転ベース部材上に支持されて回転する基板の下面へ処理液を供給する処理液供給手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記支持部材が、基板が水平方向へ移動しないようにかつ前記回転ベース部材に対して回転しないように基板に係合するとともに上下方向への基板の移動を許容するものであり、
前記回転ベース部材の上方に、下面が回転ベース部材上の基板と平行な平面に形成され前記支持部材によって支持された基板の上面側へ全周にわたって下向きかつ外向きに気体を吹き出してベルヌーイ効果により基板を近接状態で吸着する近接吸着手段を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記支持部材が、基板の周縁部に係合して水平方向への基板の移動および前記回転ベース部材に対する基板の回転を規制する規制部と、前記回転ベース部材上に取着され前記規制部を上下方向へ移動可能に支持する支持部とから構成された請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
基板を回転ベース部材上に支持部材により水平姿勢で支持して鉛直軸回りに回転させながら基板の下面へ処理液を供給して基板を処理する基板処理方法において、
前記回転ベース部材の支持部材に基板を、基板が水平方向へ移動しないようにかつ回転ベース部材に対して回転しないように係合させ、下面が回転ベース部材上の基板と平行な平面に形成された近接吸着手段を前記回転ベース部材の上方に配置して、その近接吸着手段から回転ベース部材上の基板の上面側へ全周にわたって下向きかつ外向きに気体を吹き出させるときのベルヌーイ効果により基板に対して上向きの力を働かせ、前記回転ベース部材に対し基板を上方へ移動させて、基板を近接状態で近接吸着手段に吸着させ、その状態で基板を回転させながら基板下面へ処理液を供給することを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイパネル用ガラス基板、フォトマスク用基板、光ディスク用基板などの各種の基板を水平姿勢に保持して鉛直軸回りに回転させながら、エッチング液、現像液、洗浄液等の処理液を基板の下面へ供給して基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ等の基板を水平姿勢で鉛直軸回りに回転させながらエッチング液等の処理液を基板の下面へ供給して基板を処理する場合においては、処理中に飛散した処理液のミストが基板の上面側に巻き込まれて基板の上面に付着したり、基板の下面へ供給された処理液が基板の周縁から基板の上面側へ回り込んだりする、といったことが起こる。このような問題を解消する構成として、例えば特開平１１−１７６７９５号公報等には、基板の上面に遮断部材を近接させて、基板の上面と遮断部材との間に狭い空間を形成し、その空間へ窒素ガス等の不活性ガスを導入して、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みを防止するようにした基板処理装置が開示されている。
【０００３】
図４は、上述の公報に開示されたような構成を備えた基板処理装置の１例を示し、その要部の概略構成を模式的に示す図である。基板Ｗは、回転ベース部材１上に植設された複数本、例えば３本の支持ピン２によって位置決めされ水平姿勢で支持される。回転ベース部材１は、回転自在に支持されモータ（図示せず）によって鉛直軸回りに回転させられる回転支軸３の上端部に固着され、基板Ｗを保持して回転する。回転ベース部材１の上方には、基板Ｗと同等の大きさを有する円形板からなる遮断部材４が配置され、遮断部材４は、懸垂アーム５に取着されて水平姿勢に保持されている。懸垂アーム５は、昇降自在に支持されていて、遮断部材４を基板Ｗに近接させおよび基板Ｗから上方へ離間させることができるようになっている。遮断部材４の中心部には、窒素ガス等の不活性ガスを基板Ｗの上面に向かって吹き出すガス吹出し口６が設けられている。懸垂アーム５の軸心部には、ガス吹出し口６に連通するガス導入路７が形成されており、ガス導入路７は、図示しないガス供給管に接続されている。
【０００４】
また、図示していないが、回転ベース部材１の下方には、処理の内容に応じてエッチング液、現像液、洗浄液等の処理液を基板Ｗの下面へ供給するための処理液ノズルが配設されている。また、回転ベース部材１の周囲には、処理液の飛散を防止するためのカップが昇降可能に配設されており、カップの底部には、カップ内に回収された処理液を装置外へ排出するとともにカップ内の排気を行うための排液・排気管が設けられている。
【０００５】
上記した構成の基板処理装置において、基板Ｗの処理を行うときは、回転ベース部材１上の支持ピン２によって支持された基板Ｗに遮断部材４を近接させた状態で、基板Ｗを回転させながら基板Ｗの下面へ処理液を供給する。また、この際に、遮断部材４のガス吹出し口６から基板Ｗの上面に向かって不活性ガスを吹き出し、基板Ｗの上面と遮断部材４との間の空間へ不活性ガスを導入してパージする。基板Ｗ上面と遮断部材４との間に導入された不活性ガスは、基板Ｗの周縁部に向かって流れ、基板Ｗの周縁から外に向かって吹き出す。このため、処理中に基板Ｗの周縁から飛散した処理液のミストが基板Ｗと遮断部材４との間に入り込もうとしても、基板Ｗの周縁から外向きに吹き出す不活性ガスの流れによって押し戻され、また、基板Ｗの下面へ供給された処理液が基板Ｗの周縁から基板Ｗの上面側へ回り込もうとしても、不活性ガスの流れによって押し止められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−１７６７９５号公報等に開示された基板処理装置のように、基板の上面に遮断部材を近接させて、基板と遮断部材との間の空間へ窒素ガスを導入してパージする場合、基板の上面側への飛散ミストの巻き込みや処理液の回り込みやを効果的に防止するためには、遮断部材を基板の上面に対して可能な限り近接させる必要がある。ところが、遮断部材の機械的精度から、回転中の基板に接触することなく遮断部材を基板の上面に近接させ得る距離には限度がある。このため、遮断部材を基板の上面に近接させるといった構成では、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みを必ずしも十分には防止することができない。
【０００７】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板を回転させながら基板の下面へ処理液を供給して基板を処理する場合に、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みを確実に防止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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、基板を水平姿勢で支持する支持部材を有し、鉛直軸回りに回転自在に支持された回転ベース部材と、この回転ベース部材を回転させる回転手段と、前記回転ベース部材上に支持されて回転する基板の下面へ処理液を供給する処理液供給手段と、を備えた基板処理装置において、前記支持部材が、基板が水平方向へ移動しないようにかつ前記回転ベース部材に対して回転しないように基板に係合するとともに上下方向への基板の移動を許容するものであり、前記回転ベース部材の上方に、下面が回転ベース部材上の基板と平行な平面に形成され前記支持部材によって支持された基板の上面側へ全周にわたって下向きかつ外向きに気体を吹き出してベルヌーイ効果により基板を近接状態で吸着する近接吸着手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の基板処理装置において、前記支持部材を、基板の周縁部に係合して水平方向への基板の移動および前記回転ベース部材に対する基板の回転を規制する規制部と、前記回転ベース部材上に取着され前記規制部を上下方向へ移動可能に支持する支持部とから構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、基板を回転ベース部材上に支持部材により水平姿勢で支持して鉛直軸回りに回転させながら基板の下面へ処理液を供給して基板を処理する基板処理方法において、前記回転ベース部材の支持部材に基板を、基板が水平方向へ移動しないようにかつ回転ベース部材に対して回転しないように係合させ、下面が回転ベース部材上の基板と平行な平面に形成された近接吸着手段を前記回転ベース部材の上方に配置して、その近接吸着手段から回転ベース部材上の基板の上面側へ全周にわたって下向きかつ外向きに気体を吹き出させるときのベルヌーイ効果により基板に対して上向きの力を働かせ、前記回転ベース部材に対し基板を上方へ移動させて、基板を近接状態で近接吸着手段に吸着させ、その状態で基板を回転させながら基板下面へ処理液を供給することを特徴とする。
【００１１】
請求項１に係る発明の基板処理装置においては、回転ベース部材の支持部材によって支持された基板に近接吸着手段を近付け、近接吸着手段から基板の上面側へ全周にわたって下向きかつ外向きに気体を吹き出させると、ベルヌーイの原理により基板に対して上向きの力が作用する。このとき、支持部材は上下方向への基板の移動を許容するように基板を支持しているので、基板は、近接吸着手段に吸い寄せられて上方へ移動し、近接吸着手段の下面に近接、例えば０．１ｍｍ程度まで近接した状態で近接吸着手段に吸着される。このように、基板の上面が近接吸着手段の下面に近接した状態で、基板が回転させられ基板の下面へ処理液が供給されて基板の処理が行われる。このため、基板の処理中に、基板の周縁から周囲へ飛散した処理液のミストが基板の上面側へ巻き込まれて基板上面に付着したり、基板の下面へ供給された処理液が基板の周縁から上面側へ回り込んだりする、といったことが防止される。
【００１２】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、支持部材によって支持された基板は、規制部により水平方向における位置決めがなされるとともに、回転ベース部材に対する基板の回転が規制されて、回転ベース部材と共に回転する。また、回転ベース部材上に取着された支持部によって規制部が上下方向へ移動可能に支持されているので、上述したベルヌーイ効果により、基板と一緒に規制部が上方へ移動して近接吸着手段が基板を近接状態で吸着することが可能になる。
【００１３】
請求項３に係る発明の基板処理方法によると、回転ベース部材の支持部材が基板を水平方向へ移動しないようにかつ回転ベース部材に対して回転しないように支持するとともに、ベルヌーイ効果により基板に対して上向きの力が働き、基板が回転ベース部材に対し上方へ移動して、近接吸着手段が基板を近接状態で吸着した状態で、基板が回転させられ基板の下面へ処理液が供給されて基板の処理が行われるので、基板の処理中に、基板の周縁から周囲へ飛散した処理液のミストが基板の上面側へ巻き込まれて基板上面に付着したり、基板の下面へ供給された処理液が基板の周縁から上面側へ回り込んだりする、といったことが防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図１ないし図３を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の、本発明が適用される要部の概略構成を一部端面で示す図である。なお、基板処理装置の基本的構成は、従来の装置と同様であり、図４に関して上述したので、それについての説明を以下では省略する。
【００１６】
この基板処理装置は、回転支軸１４の上端部に固着されて水平姿勢に支持された回転ベース部材１０を備えており、回転ベース部材１０は、図示しないモータによって回転支軸１４を回転駆動することにより鉛直軸回りに回転させられる。この回転ベース部材１０の上面側には、複数個所、例えば３個所に支持部材１２がそれぞれ配設されている。
【００１７】
支持部材１２は、図２に拡大して一部を断面で示すように、基板Ｗの周縁部に係合する係合溝１８が上部周面に形設され中央部から下端面にかけて円筒状に形成された規制部１６と、この規制部１６の下端面側に開口した円筒状凹部２０に摺動自在に嵌挿された支持ピン部２６と、この支持ピン部２６が上面に一体に固着された取付板部３２とから構成されている。規制部１６の上部中央には、上端面側に開口した上部孔２２が形設されており、その上部孔２２の下底部と円筒状凹部２０の上底部とが、上部孔２２より小径の連通孔２４によって連通している。支持ピン部２６の上端面の中心には、その上端面から垂直に突出した支軸２８が一体的に固着されており、支軸２８は、連通孔２４を挿通して上部孔２２側へ延設されている。この支軸２８の上端部に、支軸２８に対して垂直に円板状のストッパ３０が固着され、ストッパ３０は、周縁を上部孔２２の内周面に摺接または近接させながら、上部孔２２の内部を相対的に上下方向へ移動することができるようになっている。また、取付板部３２は、支持ピン部２６の軸心から偏心した位置で回転ベース部材１０の上面側に軸着され、水平面内で揺動可能に取り付けられている。
【００１８】
上記した構成を有する支持部材１２では、規制部１６の係合溝１８が基板Ｗの周縁部と係合することにより、水平方向への基板Ｗの移動が規制されて基板Ｗが位置決めされ、また、回転ベース部材１０に対する基板Ｗの回転が規制されて基板Ｗが回転ベース部材１０と共に回転する。また、規制部１６が支持ピン部２６に摺動自在に支持されていることにより、上部孔２２内でのストッパ３０の相対的移動が許容される高さ範囲内で、上下方向への規制部１６の移動が可能である。図２の（ａ）は、基板Ｗおよび規制部１６の自重により、基板Ｗおよび規制部１６が定常位置に停止している状態を示す。一方、図２の（ｂ）は、規制部１６に保持された基板Ｗに上向きの力が作用して、基板Ｗが規制部１６と共に、定常位置から回転ベース部材１０に対して浮上した状態を示している。また、取付板部３２を水平面内で揺動させることにより、支持ピン部２６に支持された規制部１６を基板Ｗに対して開閉（基板Ｗの周縁部に対して接離）することができるようになっている。
【００１９】
回転ベース部材１０の上方には、基板Ｗとほぼ同じ大きさを有する円形の近接吸着板３４が配置されている。近接吸着板３４は、懸垂アーム３６の下端部に取着されて水平姿勢に保持される。懸垂アーム３６は、図示しない昇降支持機構により昇降自在に支持されており、近接吸着板３４を上下方向へ移動させて、近接吸着板３４を回転ベース１０上の基板Ｗに近付けまた基板Ｗから遠ざけることができるように構成されている。
【００２０】
近接吸着板３４の下面側周縁部には、回転ベース部材１０上に支持された基板Ｗの上面側へ下向きかつ外向きに窒素ガス等の不活性ガスを吹き出す環状ノズル３８が全周に設けられている。近接吸着板３４の内部には、環状ノズル３８に連通するガス通路４０が形成されている。また、近接吸着板３４の下面側中央部には、ガス吹出し口４２が形設されている。そして、懸垂アーム３６の内部には、近接吸着板３４のガス通路４０およびガス吹出し口４２にそれぞれ連通するガス供給路４４、４６が軸線方向に沿って設けられており、ガス供給路４４、４６は、図示しない窒素ガス等の不活性ガスの供給源に接続されたガス供給管に接続されている。
【００２１】
上記した構成を有する基板処理装置において、近接吸着板３４を下降させて、回転ベース部材１０の支持部材１２によって支持された基板Ｗに近接吸着板３４を近付け、近接吸着板３４の環状ノズル３８から基板Ｗの上面側へ全周にわたって下向きかつ外向きに窒素ガス等の不活性ガスを吹き出させる。これにより、ベルヌーイの原理により基板Ｗに対して上向きの力が働き、基板Ｗが近接吸着板３４に吸い寄せられる。そして、図２の（ｂ）に示したように、支持部材１２の規制部１６と共に基板Ｗが上方へ移動し、図１に示したように、近接吸着板３４の下面に、例えば０．１ｍｍ程度まで近接した状態で近接吸着板３４に基板Ｗが吸着される。また、この際、近接吸着板３４のガス吹き出し口４２から基板Ｗの上面側中央部に向かっても不活性ガスが吹き出されるので、基板Ｗの中央部が上向きに撓むといったことがない。
【００２２】
このように、基板Ｗの上面が近接吸着板３４の下面に近接した状態で、基板Ｗが回転させられ基板Ｗの下面へ処理液が供給される。このため、基板Ｗの処理中に、基板Ｗの周縁から周囲へ飛散した処理液のミストが基板Ｗの上面側へ巻き込まれて基板Ｗの上面に付着したり、基板Ｗの下面へ供給された処理液が基板Ｗの周縁から上面側へ回り込んだりする、といったことが防止される。
【００２３】
なお、近接吸着板３４は、基板Ｗと共に回転、すなわち同期回転や独立回転するような構成としてもよいし、回転せずに固定された状態で、回転する基板Ｗを下面側に吸着するようにしてもよい。近接吸着板３４が基板Ｗと同期回転する場合には、基板Ｗの形状が矩形であっても、回転時に支持部材１２と近接吸着板３４とが接触することを回避することができる。
【００２４】
次に、図３は、支持部材の別の構成例を示す拡大部分断面図である。この支持部材４８は、基板Ｗの周縁部に係合する係合溝５２が形設された規制部５０と、この規制部５０を上下方向へ移動可能に支持する支持部５６と、この支持部５６が上面に固着された取付板部６２とから構成されている。規制部５０の下面側中央には、ガイド孔５４が軸線方向に形設されている。支持部５６は、ベローズ５８、および、そのベローズ５８の軸心部に配置されたガイド棒６０から構成されている。ガイド棒６０は、下端部が取付板部６２に固着され、上端部が規制部５０のガイド孔５４に摺動可能に嵌挿されている。ベローズ５８の上端部は、規制部５０の下面側に固着され、ベローズ５８の下端部は、取付板部６２に固着されている。
【００２５】
この支持部材４８においても、規制部５０は、図２に示した支持部材１２の規制部１６と同様に機能し、また、取付板部６２は、図２に示した支持部材１２の取付板部３２と同様の機能を持つ。支持部５６は、ガイド棒６０の上部に案内されて規制部５０が上下方向へ移動するのに伴ってベローズ５８が伸縮することにより、規制部５０を上下方向へ移動可能に支持している。図３の（ａ）は、基板Ｗおよび規制部５０の自重によりベローズ５８が収縮して、基板Ｗおよび規制部５０が定常位置に停止している状態を示す。一方、図３の（ｂ）は、規制部５０に保持された基板Ｗに上向きの力が作用して、基板Ｗが規制部５０と共に、定常位置から回転ベース部材１０に対して浮上した状態を示している。この際、ベローズ５８は、規制部５０の上方への移動に従って伸長する。
【００２６】
なお、図１に示した実施形態では、近接吸着板３４の周縁部に環状ノズル３８を形設し、環状ノズル３８から基板Ｗの上面側周縁部に向けて不活性ガスを吹き出すような構成としているが、近接吸着板の周縁部から中央寄りの位置、例えば半径の２分の１程度の位置に環状ノズルを形設し、その環状ノズルから基板Ｗの上面側の中間部位に向けて不活性ガスを吹き出すような構成としてもよい。また、上記実施形態では、近接吸着板３４を昇降させて近接吸着板３４を回転ベース部材１０上の基板Ｗに近付けたり基板Ｗから遠ざけたりするようにしているが、近接吸着板を固定しておき、回転ベース部材を昇降させるような構成としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の基板処理装置を使用し、基板を回転させながら基板の下面へ処理液を供給して基板を処理するときは、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みを確実に防止することができる。
【００２８】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、基板の水平方向における位置決めおよび回転ベース部材との一体的回転を可能にしつつ、上下方向への基板の移動が可能になり、近接吸着手段が基板を近接状態で吸着することができる。
【００２９】
請求項３に係る発明の基板処理方法によると、基板を回転させながら基板の下面へ処理液を供給して基板を処理する場合に、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、基板処理装置の、本発明が適用される要部の概略構成を一部端面で示す図である。
【図２】図１に示した基板処理装置の構成要素である支持部材の構成の１例を示す拡大部分断面図であり、（ａ）が、基板および規制部が定常位置に停止している状態を示し、（ｂ）が、基板が規制部と共に定常位置から浮上した状態を示す。
【図３】支持部材の別の構成例を示す拡大部分断面図であり、（ａ）が、基板および規制部が定常位置に停止している状態を示し、（ｂ）が、基板が規制部と共に定常位置から浮上した状態を示す。
【図４】従来の基板処理装置の構成例を示し、要部の概略構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０  回転ベース部材
１２、４８  支持部材
１４  回転支軸
１６、５０  規制部
１８、５２  係合溝
２０  円筒状凹部
２２  上部孔
２４  連通孔
２６  支持ピン部
２８  支軸
３０  ストッパ
３２、６２  取付板部
３４  近接吸着板
３６  懸垂アーム
３８  環状ノズル
４０  ガス通路
４２  ガス吹出し口
４４、４６  ガス供給路
５４  ガイド孔
５６  支持部
５８  ベローズ
６０  ガイド棒
Ｗ  基板
【図１】
0003892676.tif 000002
【図２】
0003892676.tif 000003
【図３】
0003892676.tif 000004
【図４】
0003892676.tif 000005