(57)【要約】【課題】  本発明は、上部回転部材と基板支持部との間に基板を保持する力を増大させて強固に保持でき、また複雑な機械機構を必要とせず、コストも低廉な基板処理装置を提供する。  【解決手段】    基板保持部１４はトッププレート１２３との間で基板９を保持して回転駆動され、処理液で処理される。トッププレート１２３の上面には４個の風受け部材２６１が着脱自在に取り付けられる。風受け部材２６１はその一つの斜面２６２をすべて回転方向に対して同じ向きに向けて取り付けられ、基板処理時にチャンバ12内の気体の抵抗を風としてその斜面２６２に受ける。この気体（風）の抵抗は斜面２６２に対して矢印Ｆで示す抵抗力を与え、その抵抗力の下向きの成分がトッププレート123に下向きの力を与えて基板の保持力が増強される。【選択図】図１
2016192518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
基板を水平状態で下側から支持する基板支持部と、
前記基板支持部を回転させる回転機構と、
前記基板を支持した前記基板支持部の上方に配置され、前記基板を前記基板支持部材に対して押圧するとともに前記基板支持部と共に回転する上側回転部材と、
前記上側回転部材に設けられ、前記回転機構によって前記基板支持部と共に回転する際に、その回転によって周囲の気体との関係により前記上部回転部材に対して下向きの力を加える下向き力発生部材と、
を備えた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、
前記下向き力発生部材は、上側回転部材の回転により周囲の気体から受ける抵抗力を下向きの力とする風受け部材である基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記下向き力発生部材は、上側回転部材の回転により、周囲の気体との間でベルヌーイの力を下向きに発生させる羽根部材である基板処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記下向き力発生部材は、前記上側回転部材に対して着脱自在に取り付けられるものである基板処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記基板支持部および前記上側回転部材とは、チャンバにより形成される密閉空間内に設けられる基板処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記回転機構は、前記基板支持部と結合されるロータがステータに対して非接触状態で回転するもの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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、多種類の基板処理装置を用いて基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の処理が行われる。また、エッチング処理の終了後、基板上のレジストを除去したり基板を洗浄する処理も行われる。
【０００３】
特許文献1の装置は、回転可能に保持した基板に対してエッチング液等を供給して処理するものであるが、基板の保持は、基板支持部材によって基板を下方から支持し、その基板を上方から押さえる構造であった。かかる構造において、基板は、基板の上方に載置されるプレートの自重によって押さえられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６７７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されるように、基板を上部のプレートの自重のみで押さえる構造では、基板の保持力を十分に強くすることができず、基板処理の状況等によっては十分な保持力が得られなかった。またその保持力の調整も困難であった。機械的に基板に保持力を加える機構を設ければ保持力を強くすることはできるが、機構が複雑になったり、故障の発生、メンテナンスの手間などでコスト高などの問題点を招いていた。本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、簡単な構造で基板を十分な保持力で保持することができ、コストも低廉な基板処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を水平状態で下側から支持する基板支持部と、前記基板支持部を回転させる回転機構と、前記基板を支持した前記基板支持部の上方に配置され、前記基板を前記基板支持部材に対して押圧するとともに前記基板支持部と共に回転する上側回転部材と、前記上側回転部材に設けられ、前記回転機構によって前記基板支持部と共に回転する際に、その回転によって周囲の気体との関係により前記上部回転部材に対して下向きの力を加える下向き力発生部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記下向き力発生部材は、上側回転部材の回転により周囲の気体から受ける抵抗力を下向きの力とする風受け部材である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記下向き力発生部材は、上側回転部材の回転により、周囲の気体との間でベルヌーイの力を下向きに発生させる羽根部材である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、  前記下向き力発生部材は、前記上側回転部材に対して着脱自在に取り付けられるものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置において、  前記基板支持部および前記上側回転部材とは、チャンバにより形成される密閉空間内に設けられる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理装置において、  請求項１乃至５のいずれかに記載の基板処理装置において、前記回転機構は、前記基板支持部と結合されるロータがステータに対して非接触状態で回転するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、基板支持部の回転に伴い、上部回転部材に設けられた下向き力発生部材が回転し、周囲の気体による風を受けるなどの影響によって下向きの力を発生し、上部回転部材に下向きの力を加える。これにより上部回転部材が基板を押圧する力が増大し、基板支持部との間に基板が強固に保持される。複雑な機械機構を必要とせず、コストも低廉である。
【００１３】
下向き力発生部材は上側回転部材の回転により周囲の気体から受ける抵抗力を下向きの力とする風受け部材であってよく（請求項２）、また周囲の気体との間でベルヌーイの力を下向きに発生させる羽根部材であってもよい（請求項３）。
【００１４】
請求項４の発明によれば、下向き力発生部材を上側回転部材に対して着脱自在に取り付けることにより、下向き力発生部材の個数を変更でき、また異なる仕様の下向き力発生部材と交換することもでき、発生させる下向きの力を変えることができ、基板に与える保持力も必要に応じて変更できる。
【００１５】
本発明は、基板支持部および上側回転部材をチャンバにより形成される密閉空間内に設ける場合（請求項５）あるいは回転機構が基板支持部と結合されるロータがステータに対して非接触状態で回転するものである場合（請求項６）に好適に実施でき、装置の低コスト化、安定した処理などが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1を示す断面図である。
【図２】基板処理装置１の図１とは異なる状態を示す断面図である。
【図３】基板処理装置１のさらに異なる状態を示す断面図である。
【図４】処理液供給部18と、液回収部19とを示すブロック図である。
【図５】トッププレート123の底面図である。
【図６】基板支持部141の平面図である。
【図７】基板保持部14の一部を拡大して示す平面図である。
【図８】基板保持部14の一部を拡大して示す平面図である。
【図９】基板保持部14の一部を拡大して示す平面図である。
【図１０】トッププレート123の平面図および一部を拡大した側面図である。
【図１１】基板処理装置１の動作を示すフローチャートである。
【図１２】他の実施形態の詳細を示す平面図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る基板処理装置1を示す断面図、図２および図３はそれぞれ基板処理装置１の異なる状態を示す断面図である。基板処理装置1は、略円板状の半導体基板9（以下、単に「基板9」という。）に処理液を供給して基板9を1枚ずつ処理する枚葉式の装置である。図1では、基板処理装置1の一部の構成の断面には、平行斜線の付与を省略している（他の断面図においても同様）。基板処理装置1は、チャンバ12と、トッププレート123と、チャンバ開閉機構131と、基板保持部14と、基板回転機構15と、液受け部16と、カバー17とを備える。
【００１８】
チャンバ12は、チャンバ本体121と、チャンバ蓋部122とを備える。チャンバ本体121およびチャンバ蓋部122は非磁性体により形成される。チャンバ本体121は、チャンバ底部210と、チャンバ側壁部214とを備える。チャンバ底部210は、略円板状の中央部211と、中央部211の外縁部から下方に延びる筒状の内側壁部212と、内側壁部212から径方向外方へと広がるベース部213とを備える。チャンバ側壁部214は、上下方向を向く中心軸Ｊ1を中心とする環状であり、ベース部213の径方向中央部から上方へと突出する。チャンバ側壁部214を形成する部材は、後述するように、液受け部16の一部を兼ねる。以下の説明では、チャンバ側壁部214と内側壁部212とベース部213とに囲まれた空間を下部環状空間217という。基板保持部14の基板支持部141（後述）に基板9が支持された場合、基板9の下面92は、中央部211の上面と対向する。
【００１９】
チャンバ蓋部122は中心軸Ｊ1に垂直な略円板状であり、チャンバ12の上部を含む。チャンバ蓋部122は、チャンバ本体121の上部開口を閉塞する。図1では、チャンバ蓋部122がチャンバ本体121から離間した状態を示す。チャンバ蓋部122がチャンバ本体121の上部開口を閉塞する際には、チャンバ蓋部122の外縁部がチャンバ側壁部214の上部と接する。チャンバ蓋部122の中央には、後述するトッププレート123の保持機構が設けられる。
【００２０】
チャンバ開閉機構131は、チャンバ12の可動部であるチャンバ蓋部122を、チャンバ12の他の部位であるチャンバ本体121に対して上下方向に相対的に移動する。チャンバ開閉機構131は、チャンバ蓋部122を昇降する蓋部昇降機構である。チャンバ開閉機構131によりチャンバ蓋部122が上下方向に移動する際には、トッププレート123も後述するように所定範囲においては（すなわち後述する保持機構によって保持されている範囲においては）チャンバ蓋部122と共に上下方向に移動する。またチャンバ蓋部122がチャンバ本体121と接して上部開口を閉塞し、さらに、チャンバ蓋部122がチャンバ本体121に向かって押圧されることにより、チャンバ12内に密閉された内部空間120（図３参照）が形成される。
【００２１】
基板保持部14は、チャンバ12内に配置され、基板9を水平状態で保持する。すなわち、基板9は、上面91を中心軸Ｊ1に垂直に上側を向く状態で基板保持部14により保持される。基板保持部14は、基板9の外縁部を下側から支持する上述の基板支持部141と、基板支持部141に支持された基板9の外縁部を上側から押さえる基板押さえ部142（図２、図３参照）とを備える。基板支持部141は、中心軸Ｊ1を中心とする略円環板状の支持部ベース413と、支持部ベース413の上面に固定される複数の第1接触部411とを備える。基板押さえ部142は、トッププレート123の下面に固定される複数の第2接触部421を備える。複数の第2接触部421の周方向の位置は、実際には、複数の第1接触部411の周方向の位置と異なる。
【００２２】
トッププレート123は、中心軸Ｊ1に垂直な略円板状である。トッププレート123は、チャンバ蓋部122の下方、かつ、基板支持部141の上方に配置される。トッププレート123は中央に開口を有する。基板9が基板支持部141に支持されると、基板9の上面91は、中心軸Ｊ1に垂直なトッププレート123の下面と対向する。トッププレート123の直径は、基板9の直径よりも大きく、トッププレート123の外周縁は、基板9の外周縁よりも全周に亘って径方向外側に位置する。
【００２３】
トッププレート123の保持機構について説明すると、チャンバ蓋部122は、トッププレート123を保持するためのプレート保持部222ａを備える。プレート保持部222ａは、中心軸Ｊ1を中心とする略円筒状の筒部223と、中心軸Ｊ1を中心とする略円板状のフランジ部224とを備える。筒部223は、チャンバ蓋部122の下面から下方に延びる。フランジ部224は、筒部223の下端から径方向内側へと広がる。
【００２４】
トッププレート123は、環状の被保持部237を備える。被保持部237は、中心軸Ｊ1を中心とする略円筒状の筒部238と、中心軸Ｊ1を中心とする略円板状のフランジ部239とを備える。筒部238は、トッププレート123の上面から上方に広がる。フランジ部239は、筒部238の上端から径方向外側へと広がる。筒部238は、プレート保持部222ａの筒部223の径方向内側に位置し、筒部223と径方向に対向する。フランジ部239は、プレート保持部222ａのフランジ部224の上方に位置し、フランジ部224と上下方向に対向する。被保持部237のフランジ部239の下面が、プレート保持部222ａのフランジ部224の上面に接することにより、トッププレート123が、チャンバ蓋部122から吊り下がるようにチャンバ蓋部122に取り付けられる。
【００２５】
基板回転機構15は、いわゆる中空モータである。基板回転機構15は、中心軸Ｊ1を中心とする環状のステータ部151と、環状のロータ部152とを備える。ロータ部152は、略円環状の永久磁石を含む。永久磁石の表面は、ＰＴＦＥ樹脂にてモールドされる。ロータ部152は、チャンバ12の内部の下方に形成される下部環状空間217内に配置される。ロータ部152の上部には、接続部材を介して基板支持部141の支持部ベース413が取り付けられる。支持部ベース413は、ロータ部152の上方に配置される。
【００２６】
ステータ部151は、チャンバ12外（すなわち、内部空間120の外側）においてロータ部152の周囲、すなわち、径方向外側に配置される。本実施の形態では、ステータ部151は、ベース部213に固定され、液受け部16の下方に位置する。ステータ部151は、中心軸Ｊ1を中心とする周方向に配列された複数のコイルを含む。
【００２７】
ステータ部151に電流が供給されることにより、ステータ部151とロータ部152との間に、中心軸Ｊ1を中心とする回転力が発生する。これにより、ロータ部152が、中心軸Ｊ1を中心として水平状態で回転する。ステータ部151とロータ部152との間に働く磁力により、ロータ部152は、チャンバ12内において直接的にも間接的にもチャンバ12やステータ部151に接触することなく浮遊し、中心軸Ｊ1を中心として基板9を基板支持部141と共に浮遊状態にて回転する。
【００２８】
液受け部16は、カップ部161と、カップ移動機構162とを備える。既述のように、チャンバ側壁部214を形成する部材の一部は液受け部16に含まれる。カップ部161は中心軸Ｊ1を中心とする環状であり、チャンバ側壁部214の径方向外側に位置する。カップ移動機構162はカップ部161を上下方向に移動する。
【００２９】
カップ部161の下部は、チャンバ側壁部214の外側に位置する環状の液受け凹部165内に位置する。液受け凹部165の外周を囲む略円筒状の外壁部168の上端部には、中心軸Ｊ1を中心とする略円環板状の外シール部169が固定される。外シール部169は、外壁部168の上端部から径方向内方へと広がり、液受け凹部165の上部開口の外周部を全周に亘って覆う。
【００３０】
チャンバ蓋部122の中央には上部ノズル181が固定される。上部ノズル181は、トッププレート123の中央の開口に挿入される。チャンバ底部210の中央部211の中央には、下部ノズル182が取り付けられる。液受け凹部165の底部は、第1排出路191に接続される。内側壁部212とチャンバ側壁部214との間の下部環状空間217の底部は、第2排出路192に接続される。なお、上部ノズル181および下部ノズル182の設置位置は必ずしも中央部分に限らず、例えば基板9の周縁部に対向する位置であってもよい。また、  チャンバ蓋部122の半径方向のほぼ中央には、トッププレート123の上面にガスノズル181aが取り付けられる。ガスノズル181aは複数（実施例では３カ所）がチャンバ蓋部122の中央の周りに等間隔で設けられる。
【００３１】
カバー17は、チャンバ12の上方および側方を覆う。カバー17の上部には、多孔部171が配置される。多孔部171に形成された多数の孔からエアが流出することにより、カバー17内にダウンフローが発生する。これにより、液受け部16やチャンバ底部210から基板9へとパーティクルが上昇することが防止される。
【００３２】
図４は、基板処理装置1が備える処理液供給部18と、液回収部19とを示すブロック図である。処理液供給部18は、上述の上部ノズル181、ガスノズル181aおよび下部ノズル182に加えて、第1処理液供給部183と、第2処理液供給部184と、第3処理液供給部185とを備える。第1処理液供給部183、第2処理液供給部184および第3処理液供給部185は、それぞれ弁を介して上部ノズル181に接続される。下部ノズル182は、それぞれ弁を介して第1処理液供給部183および第2処理液供給部184に接続される。上部ノズル181は、ガス供給部186にも接続される。上部ノズル181は中央に液吐出口を有し、その周囲にガス噴出口を有する。したがって、正確には、上部ノズル181の一部は基板9にガスを供給する広義のガス供給部の一部である。ガス供給部186はガスノズル181aにも弁を介して接続される。下部ノズル182は中央に液吐出口を有する。
【００３３】
チャンバ12には、チャンバ12が密閉された際にチャンバ12の内部空間120を加圧する加圧部187が接続される。加圧部187により内部空間120が大気圧よりも高い加圧雰囲気となる。なお、ガス供給部186が加圧部を兼ねてもよい。加圧処理が不要な場合は、加圧部187は省略されてよい。
【００３４】
液受け部16の液受け凹部165に接続される第1排出路191は、第1回収部194に接続される。チャンバ底部210に接続される第2排出路192は、第2回収部195に接続される。第1回収部194および第2回収部195は、減圧部196に接続される。減圧部196が駆動されることにより、第1回収部194および第2回収部195にて処理液が回収される。また、チャンバ12が密閉されている場合は、減圧部196により内部空間120が減圧され、大気圧よりも低い減圧雰囲気となる。第1回収部194および第2回収部195は、廃液路にも接続され、第1排出路191および第2排出路192から廃液も可能である。
【００３５】
第1処理液供給部183、第2処理液供給部184、第3処理液供給部185、ガス供給部186、加圧部187、第1回収部194、第2回収部195、減圧部196および各種弁は、制御部10により制御される。チャンバ開閉機構131、基板保持部14、基板回転機構15およびカップ移動機構162（図1参照）も制御部10により制御される。
【００３６】
本実施の形態では、第1処理液供給部183から基板9上に供給される第1処理液は、フッ酸や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液である。第2処理液供給部184から供給される第2処理液は、純水（ＤＩＷ：Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）である。第3処理液供給部185から供給される第3処理液は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。また、ガス供給部186は、チャンバ12内に窒素（Ｎ2）ガスを供給する。
【００３７】
カップ部161は、側壁部611と、上面部612と、下面部613とを備える。側壁部611は、中心軸Ｊ1を中心とする略円筒状である。上面部612は、中心軸Ｊ1を中心とする略円環板状であり、側壁部611の上端部から径方向内方へと広がる。下面部613は、中心軸Ｊ1を中心とする略円環板状であり、側壁部611の下端部から径方向外方へ広がる。上面部612および下面部613は、中心軸Ｊ1に略垂直である。図１に示す状態では、カップ部161の側壁部611のほぼ全体および下面部613は、液受け凹部165内に位置する。
【００３８】
チャンバ蓋部122の外縁部の下面には、環状のリップシール231，232が設けられる。リップシール231は、チャンバ側壁部214の上端部の上方に位置する。リップシール232は、カップ部161の上面部612の内縁部の上方に位置する。チャンバ蓋部122が下降し、カップ部161が上昇すると、リップシール232とカップ部161の上面部612の内縁部とが上下方向に関して接する。チャンバ蓋部122がチャンバ側壁部214まで下降すると、リップシール232とチャンバ側壁部214の上端部とが接する。
【００３９】
図5は、トッププレート123の底面図である。図6は、基板支持部141の平面図である。図5および図6では、基板9を二点鎖線にて描いている。図１、図5、図6に示すように、トッププレート123の外縁部の下面には、複数の第1係合部241が周方向に配列され、支持部ベース413の上面には、複数の第2係合部242が周方向に配列される。これらの係合部は3組以上設けられることが好ましく、本実施の形態では4組設けられる。第1係合部241の下部には上方に向かって窪む凹部が設けられる。第2係合部242は支持部ベース413から上方に向かって突出する。
【００４０】
図３に示すように、チャンバ蓋部122がチャンバ側壁部214まで下降し、チャンバ１２が密閉された内部空間120を形成する位置では、第1係合部241の凹部に第2係合部242が嵌る。これにより、トッププレート123は、中心軸Ｊ1を中心とする周方向において基板支持部141の支持部ベース413と係合する。換言すれば、第1係合部241および第2係合部242は、トッププレート123の基板支持部141に対する回転方向における相対位置を規制する（すなわち、周方向における相対位置を固定する）位置規制部材である。トッププレート123が下降する際には、第1係合部241と第2係合部242とが嵌り合うように、基板回転機構15により支持部ベース413の回転位置が制御される。なお、このときフランジ部224はフランジ部239よりも下方へ下降し、プレート保持部222ａのフランジ部224はトッププレート123を保持していない。このとき、第2係合部242の上端は第1係合部241の凹部の奥までは到達しておらず、トッププレート123はその自重により基板押さえ部142を介して基板９を上方から押さえる。
【００４１】
図７は、基板9を保持する基板保持部14の一部を拡大して示す平面図である。図７では、チャンバ蓋部122の図示を省略している。図７に示すように、基板支持部141の1つの第1接触部411の周方向における両側に、基板押さえ部142の2つの第2接触部421が隣接して配置される。第1接触部411と2つの第2接触部421とはそれぞれ、周方向に僅かな間隙をあけて離間して配置される。他の第1接触部411および第2接触部421においても同様である。各第1接触部411とこれに隣接する第2接触部421との間の周方向の距離は、当該第2接触部421と他の第1接触部411との間の周方向の距離よりも小さい。基板9の外縁部において、第1接触部411が接触する位置を「第1接触位置」と呼び、第2接触部421が接触する位置を「第2接触位置」と呼ぶと、複数の第2接触位置はそれぞれ、複数の第1接触位置と周方向に関して異なる。
【００４２】
図8は、1つの第1接触部411近傍を拡大して示す側面図である。他の第1接触部411の構造も、図8に示す第1接触部411と同様である。複数の第1接触部411はそれぞれ、径方向内方に向かうに従って下側へと向かう第1傾斜面412を有する。各第1接触部411は、第1傾斜面412にて基板9の外縁部に接する。
【００４３】
図9は、1つの第2接触部421近傍を拡大して示す側面図である。他の第2接触部421の構造も、図9に示す第2接触部421と同様である。複数の第2接触部421はそれぞれ、径方向内方に向かうに従って上側へと向かう第2傾斜面422を有する。各第2接触部421は、第2傾斜面422にて基板9の外縁部に接する。
【００４４】
図８では、第1接触部411に隣接して配置される第2接触部421を二点鎖線にて併せて描いている。また、図９では、第2接触部421に隣接して配置される第1接触部411を二点鎖線にて併せて描いている。図８および図９に示すように、第1接触部411の上端部は、基板9の上面91よりも上方に位置し、第2接触部421の下端部は、基板9の下面92よりも下方に位置する。このため、基板保持部14では、複数の第1接触部411のそれぞれの上端部は、複数の第2接触部421のそれぞれの下端部よりも上方に位置する。
【００４５】
図１０は、トッププレート123を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を拡大した側面図である。図10では、基板9を二点鎖線にて描いている。トッププレート123の上面には、トッププレート123に対して下向きの力を発生させる部材として、４個の風受け部材２６１が図示しない嵌め合い構造あるいはネジなどの固定構造により着脱自在に取り付けられる。風受け部材２６１は断面三角形の角柱形状であって、その一つの斜面２６２をすべて回転方向に対して同じ向き（図１０（ｂ）中では左上方）に向け、トッププレート123の中央に取り付けられた被保持部237を避けて、その半径方向外側から端部側にかけて、円周方向に均等な間隔で取り付けられる。トッププレート123は基板処理時において基板保持部14と結合するが、このとき基板回転機構15は基板保持部14と結合したトッププレート123を図１０中に矢印Ｒで示す方向に回転駆動する。そしてかかる回転により、風受け部材２６１はチャンバ12内の気体の抵抗を風としてその斜面２６２に受ける。この気体（風）の抵抗は斜面２６２に対して矢印Ｆで示す抵抗力を与え、その抵抗力の下向きの成分がトッププレート123に下向きの力を与える。
【００４６】
トッププレート123は、基板保持部14と結合したトッププレート123が回転していないときには、上述のとおり、トッププレート123はその自重により基板押さえ部142を介して基板９を上方から押さえる。しかし基板保持部14と結合したトッププレート123が回転すると、気体（風）の抵抗によりトッププレート123に発生した下向きの力も基板９を押さえて保持する力となる。従って基板保持のための複雑な機構を付加することなく簡単に基板の保持力を増大させることができる。
【００４７】
また、十分な基板の保持力を得るためにトッププレート123の重量を増大させる必要がなく、トッププレート123を軽量化でき、ひいてはトッププレート123を回転駆動させるための基板回転機構15を小型化でき、またその消費電力を削減できる。またトッププレート123が回転した際に基板9とトッププレート123の間の空間が負圧になってトッププレート123の中央が下がり、端部側が浮き上がって保持力が低下したり、回転が不安定になることがあったが、本実施形態ではトッププレート123の特に端部側に下向きの力をかけることでかかる不都合も軽減、防止できる。これらの特性から、本発明は基板保持部14と結合されるロータ部152がチャンバ12やステータ部151に接触することなく浮遊状態で回転する回転機構を用いる場合に特に好適である。なお、風受け部材２６１の形状、大きさ、数は、必要となる下向きの力の大きさに応じて適宜設定させればよく、それら複数の風受け部材を用意して着脱自在とすることで付加する保持力を容易に調整できる。また、薄い羽根を風受け部材として傾斜させて取り付け、その角度を変更可能にするなどの形態でもよい。羽根の形状も、直線的なものに限らず、一般的なブロアのような曲線的曲面的な羽根でもよい。
【００４８】
図１２は、トッププレート123に対して下向きの力を発生させる部材の他の例を示す。トッププレート123の上面には、４個の羽根部材261aが取り付けられる。羽根部材261a飛行機の羽を裏返した如く、その上面はほぼ平坦で下面は下に凸の曲面となっている。これにより、トッププレート123が矢印Ｒ方向に回転した時、羽根部材261aの上面よりも下面の方が通過する気体（風）の速度が速くなり、その期待は羽根部材261aに対して下向きの吸引力を与える。これにより羽根部材261aはトッププレート123に対して下向きの力を付与することができ、同様の作用効果を奏する。
【００４９】
次に、制御部10の制御による基板処理装置1における基板9の処理の流れを図11を参照しつつ説明する。図11の処理は、一例に過ぎず、基板処理装置1では、様々な処理を様々な順序で行うことができる。基板処理装置1では、まず、チャンバ蓋部122が図1に示すように上方に位置する状態で、基板9が搬送されて基板保持部14により保持される（ステップＳ11）。次にチャンバ蓋部122は図２に示す状態まで下方に移動し、第1係合部241および第2係合部242により、周方向におけるトッププレート123の基板支持部141に対する相対位置が固定され、かつトッププレート123の自重により基板押さえ部142が基板９を押さえて保持する。
【００５０】
またカップ部161は、図1に示す位置から上昇し、図２に示すように、環状開口81の径方向外側に全周に亘って位置する。このように、カップ移動機構162（図1参照）は、カップ部161を、環状開口81の径方向外側の第1位置（図２）と、第1位置よりも下方の第2位置（図1）との間で上下方向に移動する。第1位置に位置するカップ部161では、側壁部611は、環状開口81と径方向に対向する。
【００５１】
第1位置に位置するカップ部161では、上面部612の内縁部の上面が、チャンバ蓋部122のリップシール232に全周に亘って接する。これにより、チャンバ蓋部122とカップ部161の上面部612との間に、気体や液体の通過を防止する第1シール615が形成される。また、カップ部161の下面部613の上面が、チャンバ本体121の外シール部169の下面に全周に亘って接する。これにより、チャンバ本体121とカップ部161の下面部613との間に、気体や液体の通過を防止する第2シール616が形成される。
【００５２】
基板処理装置1では、カップ部161の上面部612は、第1位置において第1シール615を形成する第1シール部であり、下面部613は、第1位置において第2シール616を形成する第2シール部である。そして、半オープン状態のチャンバ12（すなわち、環状開口81が形成される状態のチャンバ本体121およびチャンバ蓋部122）、並びに、第1位置に位置するカップ部161により、密閉された空間160（以下、「密閉空間160」という。）が形成される。密閉空間160が形成されると、上部ノズル181およびガスノズル181aから窒素ガスが供給され、密閉空間160内が窒素雰囲気（すなわち、低酸素雰囲気）となる。
【００５３】
次に、基板回転機構15により、基板支持部141、基板9およびトッププレート123の回転が開始される。また、図示を省略するヒータにより、基板9が加熱される。第1処理液供給部183（図4参照）からの第1処理液が、トッププレート123の中央の開口に対向する上部ノズル181から基板9の上面91の中央部に供給される。第1処理液は、基板9の回転により外周部へと拡がり、上面91全体が第1処理液により被覆されてエッチングが窒素雰囲気において行われる（ステップＳ12）。この基板９の回転による処理中には、トッププレート123の回転に伴い、気体（風）の抵抗により風受け部材２６１に発生した下向きの力がトッププレート123に伝わって基板９を押さえて保持する力となる。従って基板９は強固に保持される。また上部ノズル181から基板９とトッププレート123の間の空間に供給する窒素ガスの流量が多い場合にその空間が陽圧になり、トッププレートが浮き上がって保持力が低下するのを抑制防止できる。（これは以下のステップでの回転時も同様である。）
【００５４】
下部ノズル182からも基板9の下面92の中央部に第1処理液が供給され、基板9の回転により外周部へと拡がる。密閉空間160では、基板9の上面91および下面92から飛散する第1処理液が、環状開口81を介してカップ部161にて受けられ、第1回収部194（図3参照）により回収される。回収された第1処理液が再利用可能である場合は、フィルタ等を介して第1処理液から不純物等が除去された後、再利用される。
【００５５】
第1処理液によるエッチングが完了すると、第1処理液の供給が停止される。そして、上部ノズル181が窒素ガスを噴出し、基板9の回転により、基板9から第1処理液が除去される。トッププレート123は基板支持部141と共に回転するため、トッププレート123の下面に第1処理液はほとんど残存せず、トッププレート123から第1処理液が落下することはない。
【００５６】
次に、図３に示すように、チャンバ蓋部122およびカップ部161がさらに下方へと移動する。そして、チャンバ蓋部122のリップシール231が、チャンバ側壁部214の上部と接することにより、チャンバ12は密閉された内部空間120を形成する。チャンバ12が密閉された状態では、基板9は、チャンバ12の内壁と直接対向し、これらの間に他の液受け部は存在しない。内部空間120は、密閉空間160と同様に、窒素雰囲気（すなわち、低酸素雰囲気）である。
【００５７】
内部空間120が形成されると、上部ノズル181が、純水である第2処理液を連続的に吐出することにより、回転中の基板9の上面91の中央部に第2処理液が供給される。第2処理液は、基板9の回転により外周部へと拡がり、基板9の外周縁から外側へと飛散する。下部ノズル182からは基板9の下面92の中央部に第2処理液が供給され、基板9の回転により外周部へと拡がる。基板9から飛散する第2処理液である使用後の水は、チャンバ12の内壁（すなわち、チャンバ蓋部122およびチャンバ側壁部214の内壁）にて受けられ、第2回収部195（図4参照）を介して廃棄される（ステップＳ13）。これにより、チャンバ12内の洗浄も行われる。
【００５８】
純水によるリンスが所定の時間だけ行われると、第2処理液の供給が停止され、続いて、第3処理液供給部185から供給されるＩＰＡである第3処理液が、上部ノズル181を介してトッププレート123の中央の開口から吐出される。これにより、基板9上において純水がＩＰＡに置換される。置換後、第3処理液の供給は停止される（ステップＳ14）。
【００５９】
次に、内部空間120内において、基板9が、基板支持部141、基板押さえ部142およびトッププレート123と共に高速回転するとともに上部ノズル181から窒素ガスが噴出され、第3処理液が基板9上から除去される。基板9は、ステップＳ12，Ｓ13における回転速度よりも高い回転速度にて回転する。基板9から飛散する第3処理液は、チャンバ12の内壁にて受けられ、第2回収部195にて回収される。このとき、減圧部196によりチャンバ12の内部空間120が減圧され、基板9の乾燥が促進される（ステップＳ15）。第2回収部195にて回収された第3処理液を再利用する場合は、第3処理液から不純物等の除去が行われる。基板9の乾燥が完了すると、基板9の回転が停止する。なお、乾燥時に基板9が加熱されてもよい。
【００６０】
その後、内部空間120が常圧に戻される。そして、チャンバ蓋部122とトッププレート123が上昇して、図1に示すように、チャンバ12がオープン状態となる。ステップＳ15では、トッププレート123が基板支持部141と共に回転するため、トッププレート123の下面に液体はほとんど残存せず、チャンバ蓋部122の上昇時にトッププレート123から液体が基板9上に落下することはない。基板9は外部の搬送機構により搬出される（ステップＳ16）。
【００６１】
基板処理装置1の処理液供給部18には、チャンバ12の上方を移動するスキャンノズル（図示せず）が追加されてもよい。スキャンノズルが利用される際には、チャンバ蓋部122はチャンバ本体121から上方に大きく離間し、トッププレート123が基板支持部141から離間するオープン状態となる。したがって、トッププレート123は回転しない。チャンバ蓋部122とチャンバ本体121との間に、チャンバ12外部からスキャンノズルが挿入され、基板9上へと移動する。スキャンノズルとしては、二流体ノズルを用いてのＳＣ1処理後の純水洗浄などが考えられるが、二流体ノズル以外のタイプのノズルであってもよい。スキャンノズルが水平方向に揺動しつつ基板9の上面91に処理液が供給される。またスキャンノズルは他の処理用の他の種類のノズルであってもよい。スキャンノズルからの処理液は、第1位置に位置するカップ部161により受けられて回収され、必要に応じて再利用される。スキャンノズルとして二流体ノズルを用いる際には、カバー17内に図示しない排気設備を接続して、発生する処理液ミストを充分排出できるようにすることが望ましい。
【００６２】
以上に説明したように、基板処理装置1では、チャンバ12を密閉した状態で内部空間120において基板9に処理を行うことができるとともに、チャンバ12を半オープン状態としてチャンバ12とカップ部161により形成された密閉空間160において基板9に処理を行うことができる。また、チャンバ12をオープン状態として基板9に処理を行うこともできる。すなわち、基板処理装置1では、従来に比べて様々な処理を1つの装置で行うことができる。
【００６３】
なお、本発明は、上述したような密閉空間を形成するチャンバ12を備えた基板処理装置に限らず、上部が開口した一般的な処理カップ内において基板を保持して回転させて処理するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
1，1ａ〜1ｃ    基板処理装置
9    基板
12    チャンバ
15    基板回転機構
18    処理液供給部
91    上面
120    内部空間
121    チャンバ本体
122    チャンバ蓋部
123    トッププレート
131    チャンバ開閉機構
141    基板支持部
142    基板押さえ部
151    ステータ部
152    ロータ部
261    風受け部材
261a   羽根部材 
262    斜面
Ｊ1    中心軸
【図１】
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【図２】
2016192518.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】
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【図８】
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【図９】
2016192518.tif 000011
【図１０】
2016192518.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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