(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面に間隔を隔てて対向する対向面を有するプレートを有し、基板に処理液による処理を施す基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記基板および前記プレートに対する接触角が、前記処理液の前記基板および前記プレートに対する接触角よりも小さい前供給液を、基板の中心に対向して前記対向面に形成された吐出口を通じて、基板の一方面と前記プレートとの間に供給し、基板の一方面と前記プレートとの間の空間を前供給液により液密状態にする前供給液液密工程と、
前記空間が前供給液により液密状態になった後、基板の一方面と前記プレートとの間に処理液を供給することにより、当該空間内を液密状態に維持しつつ、当該空間内の前供給液を処理液に置き換える処理液置換工程と、
前供給液の置換後、前記空間を処理液により液密状態にして、基板の一方面に当該処理液を接液させる処理液接液工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記処理液置換工程における処理液の供給は、前記前供給液液密工程における前供給液の供給に連続して実行される、請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記処理液置換工程は、前記吐出口に前供給液を供給するための配管および前記吐出口を通して、基板の一方面と前記プレートとの間に前記処理液を供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法。
【請求項４】
基板に処理液による処理を施す基板処理装置であって、
基板の一方面に間隔を隔てて対向する対向面を有し、この対向面に吐出口が形成されたプレートと、
前記基板および前記プレートに対する接触角が、前記処理液の前記基板および前記プレートに対する接触角よりも小さい前供給液を、前記吐出口に供給するための前供給液供給手段と、
基板の一方面と前記プレートとの間に処理液を供給するための処理液供給手段と、
前記前供給液供給手段を制御して、基板の一方面と前記プレートとの間の空間を前供給液により液密状態にするとともに、前記処理液供給手段を制御して、前記空間内の前供給液を処理液に置換し、前記空間を処理液により液密状態にする制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項５】
前記プレートの少なくとも基板の一方面に対向する領域が石英を用いて形成されている、請求項４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、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象の基板には、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用ガラス基板、ＦＥＤ（Filed Emission Display）用ガラス基板、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、セラミック基板などの基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に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。このような基板処理装置は、たとえば、基板をほぼ水平に保持する基板保持部材と、基板保持部材に保持する基板の表面に所定の微小間隔を隔てて対向配置されるプレートと、基板と対向するプレートの対向面に形成されて、処理液を吐出する吐出口とを備えている。吐出口から吐出された処理液は、基板の表面とプレートとの間の空間に供給されて、当該空間を液密状態にする。基板の表面とプレートとの間の空間が処理液により液密状態にされるために、基板の表面の全域に処理液が接液される。これにより、処理液による処理が基板の表面に施される。
【特許文献１】特開平８−７８３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、処理液（たとえば純水）と空気との間に、気液界面が容易に形成されるため、基板の表面とプレートとの間の空間を処理液により液密にする過程で、当該空間に元から存在していた空気が捕獲されてしまうことがある。その結果、液密状態の当該空間に気泡が滞留するおそれがある。
気泡が滞留する領域では、基板の表面に処理液を接液させることができず、所期の処理が進行しないおそれがある。このため、処理液による処理が基板の面内で不均一となるおそれがある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、処理液の液密空間への気体の混入を抑制または防止して、基板の一方面の全域に、処理液を用いた処理を均一に施すことができる基板処理方法および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】
【０００５】
請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の一方面に間隔を隔てて対向する対向面（１９，９）を有するプレート（２，４）を有し、基板に処理液による処理を施す基板処理装置において実行される基板処理方法であって、前記基板および前記プレートに対する接触角が、前記処理液の前記基板および前記プレートに対する接触角よりも小さい前供給液を、基板の中心に対向して前記対向面に形成された吐出口（２８，１７）を通じて、基板の一方面と前記プレートとの間に供給し、基板の一方面と前記プレートとの間の空間（４１，４２）を前供給液により液密状態にする前供給液液密工程（Ｓ３，Ｓ４）と、前記空間が前供給液により液密状態になった後、基板の一方面と前記プレートとの間に処理液を供給することにより、当該空間内を液密状態に維持しつつ、当該空間内の前供給液を処理液に置き換える処理液置換工程（Ｓ６）と、前供給液の置換後、前記空間を処理液により液密状態にして、基板の一方面に当該処理液を接液させる処理液接液工程（Ｓ７）とを含む、基板処理方法である。
【０００６】
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。
この方法によれば、基板の一方面が処理液に接液される前に、基板の一方面とプレートとの間の空間が、一旦、前供給液により液密状態にされる。基板およびプレートに対する前供給液の接触角が処理液に比較して小さいため、前記空間に供給された前供給液は、基板およびプレートによくなじむので、その周囲の気体との間に気液界面が形成されにくい。そのため、前記空間においては、空気は比較的移動し易い。このため、前記空間内に供給される薬液によって、元から空間内に存在している気体が、前記空間外へとスムーズに押し出される。したがって、前供給液により液密状態にされた後の前記空間には気泡がほとんど存在しない。
【０００７】
その後、前記空間が液密状態に維持されたまま、前記空間内の前供給液が処理液に置換される。そして、前記空間が処理液により液密状態にされて、基板に処理液による処理が施される。前記空間を液密状態に維持しつつ前供給液から処理液への置換が行われるので、処理液により液密状態にされた後の前記空間にも、気泡がほとんど存在しない。これにより、処理液を、基板の一方面の全域にむらなく接液させることができる。ゆえに、基板の一方面の全域に対して、均一な処理を施すことができる。
【０００８】
前供給液としては、ＩＰＡ（イソプロパノール）、エタノール、メタノール等のアルコール溶剤、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などのフッ素系溶剤、および界面活性剤を含む液体などを用いることができる。
請求項２記載のように、前記処理液置換工程における処理液の供給は、前記前供給液液密工程における前供給液の供給に連続して実行されることが好ましい。
【０００９】
この方法によれば、前記空間への前供給液の供給に続けて、前記空間に処理液が供給される。これにより、新たに気泡が混入することなく、前記空間を液密状態に維持することができる。
請求項３記載の発明は、前記処理液置換工程は、前記吐出口に前供給液を供給するための配管（１６，２７，４３，４４）および前記吐出口を通して、基板の一方面と前記プレートとの間に前記処理液を供給する工程を含む、請求項１または２記載の基板処理方法である。
【００１０】
この方法によれば、前供給液と処理液とを共通の配管を通して前記空間に吐出させるために、前供給液の配管内への残留がほとんどなくなる。このため、配管から落液した前供給液により基板を汚染されることを防止することができる。
また、前供給液と処理液とを共通の吐出口から吐出させるために、前記空間に供給された処理液により、前記空間における液の流れが阻害されるおそれがほとんどない。これにより、処理液置換工程において、新たに気泡が混入することなく、前記空間を液密状態に維持することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、基板（Ｗ）に処理液による処理を施す基板処理装置であって、  基板の一方面に間隔を隔てて対向する対向面（１９，９）を有し、この対向面に吐出口（２８，１７）が形成されたプレート（２，４）と、前記基板および前記プレートに対する接触角が、前記処理液の前記基板および前記プレートに対する接触角よりも小さい前供給液を、前記吐出口に供給するための前供給液供給手段（４６，４８）と、基板の一方面と前記プレートとの間に処理液を供給するための処理液供給手段（３４，２４;３３，２３）と、前記前供給液供給手段を制御して、基板の一方面と前記プレートとの間の空間を前供給液により液密状態にするとともに、前記処理液供給手段を制御して、前記空間内の前供給液を処理液に置換し、前記空間を処理液により液密状態にする制御手段（５０）とを含む、基板処理装置である。
【００１２】
この構成によれば、請求項１に関連して述べた作用効果と同様な作用効果を達成することができる。
請求項５記載の発明は、前記プレートの少なくとも基板の一方面に対向する領域が石英を用いて形成されている、請求項４記載の基板処理装置である。
この構成によれば、プレートの少なくとも基板の一方面に対向する領域が、親水性の材料である石英で形成されている。そのため、基板の一方面とプレートとの間に供給された前供給液がプレートに一層なじむ。これにより、前記空間から気泡をより確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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図解的に示す断面図である。
この基板処理装置は、基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの表面および裏面の双方に対して処理液による処理を施すための枚葉式の装置であり、ウエハＷを保持する有底略円筒形状の基板下保持部材１と、基板下保持部材１の上方で、基板下保持部材１と対向する円板状の上プレート２とを備えている。ウエハＷの表面および裏面に処理を施すための処理液として、たとえば薬液およびＤＩＷ（脱イオン化された純水）が用いられる。この薬液として、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered  HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）およびポリマ除去液などを例示することができる。
【００１４】
図２Ａは、基板下保持部材１の斜視図であり、図２Ｂは、基板下保持部材１の構成を図解的に示す平面図である。図２Ａには、基板下保持部材１上にウエハＷを保持させた状態を示している。
図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、基板下保持部材１は、ウエハＷよりもやや大径の円板状に形成された下プレート部４と、下プレート部４と隣接し、下プレート部４の周囲を取り囲む略円筒形に形成された内側環状部５と、内側環状部５を取り囲む略円筒形に形成された外側環状部６と、内側環状部５の下部と外側環状部６の下部とを接続する円環状の連結部７とを備えている。
【００１５】
下プレート部４は、この下プレート部４に保持されたウエハＷの下面と対向する基板対向面９を上方に向けて配置されている。基板対向面９は、略平坦な水平面である。基板下対向面９の周縁部には、ウエハＷを挟持するための複数（たとえば、３つ）の支持ピン８がほぼ等間隔で配置されている。基板対向面９は、複数の支持ピン８で支持されたウエハＷの下面と所定の間隔Ｐ１（たとえば、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ）を隔てて対向するようになっている。下プレート部４は、石英によって形成されている。
【００１６】
内側環状部５は、後述する回転軸１０の中心軸線を中心とする略円筒状に形成されており、その上面が、下プレート部４に保持された状態のウエハＷとほぼ同じ高さにされている。
外側環状部６は、後述する回転軸１０の中心軸線を中心とする略円筒状に形成されており、その内周面の上端部には、上プレート２の周縁を受け止めるための環状段部１１が、内外の環状部５，６間に形成されている。すなわち、上プレート２と環状段部１１とが嵌り合うことで、上プレート２が後述する処理位置に位置決めされる。環状段部１１の下面は、内側環状部５の上面よりも高くされている。
【００１７】
連結部７の上方には、薬液などの液を廃液するための廃液溝１４が形成されている。廃液溝１４は、内側環状部５の外周面、外側環状部６の内周面および連結部７の上面により区画されており、ウエハＷの回転軸線（後述する回転軸１０の中心軸線）を中心とする円環状の溝である。連結部７には、その上下面を貫通する複数（たとえば、６つ）の廃液孔１２が、回転軸１０の中心軸線を中心とする円周上にほぼ等間隔で配置されている。各廃液孔１２には、図外の廃液処理設備へと導くための廃液路１３が接続されている。内側環状部５、外側環状部６および連結部７は、たとえばポリ塩化ビニル（poly-vinyl chloride）により一体に形成されている。
【００１８】
下プレート部４の下面には、鉛直方向に延びる回転軸１０が結合されている。この回転軸１０には、モータ１５から回転力が入力されるようになっている。
また、回転軸１０は中空軸となっていて、回転軸１０の内部には、下面処理流体供給管１６が挿通されている。下面処理流体供給管１６は、下プレート部４の基板下対向面９まで延びており、基板下対向面９の中央部に開口された下側吐出口１７と連通している。下面処理流体供給管１６は、回転軸１０の回転に伴って回転されるようになっている。下面処理流体供給管１６には、図示しないロータリージョイントを介して、静止状態にある下供給管４４が接続されている。下供給管４４には、薬液下供給管２０、ＤＩＷ下供給管２１、ＩＰＡ蒸気下供給管２２およびＩＰＡ液下供給管４５が接続されている。
【００１９】
薬液下供給管２０には薬液供給源からの薬液が供給されるようになっている。薬液下供給管２０の途中部には、薬液の供給／停止を切り換えるための薬液下バルブ２３が介装されている。
ＤＩＷ下供給管２１には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるようになっている。ＤＩＷ下供給管２１の途中部には、ＤＩＷの供給／停止を切り換えるためのＤＩＷ下バルブ２４が介装されている。
【００２０】
ＩＰＡ蒸気下供給管２２には、ＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が供給されるようになっている。ＩＰＡ蒸気下供給管２２の途中部には、ＩＰＡ蒸気の供給／停止を切り換えるためのＩＰＡ蒸気下バルブ２５が介装されている。
ＩＰＡ液下供給管４５には、ＩＰＡ液供給源からの前供給液としてのＩＰＡ液が供給されるようになっている。ＩＰＡ液下供給管４５の途中部には、ＩＰＡ液の供給／停止を切り換えるためのＩＰＡ液下バルブ４６が介装されている。
【００２１】
ＤＩＷ下バルブ２４、ＩＰＡ蒸気下バルブ２５およびＩＰＡ液下バルブ４６が閉じられた状態で、薬液下バルブ２３が開かれると、薬液供給源からの薬液が、薬液下供給管２０、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。また、薬液下バルブ２３、ＩＰＡ蒸気下バルブ２５およびＩＰＡ液下バルブ４６が閉じられた状態で、ＤＩＷ下バルブ２４が開かれると、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが、薬液下供給管２０、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。さらに、薬液下バルブ２３、ＤＩＷ下バルブ２４およびＩＰＡ液下バルブ４６が閉じられた状態でＩＰＡ蒸気下バルブ２５が開かれると、ＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が、ＩＰＡ蒸気下供給管２２、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。さらにまた、薬液下バルブ２３、ＤＩＷ下バルブ２４およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５が閉じられた状態でＩＰＡ液下バルブ４６が開かれると、ＩＰＡ液供給源からのＩＰＡ液が、ＩＰＡ液下供給管４５、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。
【００２２】
上プレート２は、ウエハＷよりも大径の円板状のものであり、石英によって形成されている。この上プレート２は、下プレート部４に保持されるウエハＷに対向する基板上対向面１９を下方に向けて配置されている。基板上対向面１９は、平坦な水平面である。
上プレート２の上面には、回転軸１０と共通の軸線に沿う回転軸２６が固定されている。この回転軸２６は中空に形成されていて、その内部には、上面処理流体供給管２７が挿通されている。上面処理流体供給管２７は、上プレート２の基板上対向面１９まで延びており、基板上対向面１９の中央部に開口された上側吐出口２８と連通している。
【００２３】
上面処理流体供給管２７は、回転軸２６の回転に伴って回転されるようになっている。上面処理流体供給管２７には、図示しないロータリージョイントを介して、静止状態にある上供給管４３が接続されている。上供給管４３には、薬液上供給管３０、ＤＩＷ上供給管３１、ＩＰＡ蒸気上供給管３２およびＩＰＡ液上供給管３２が接続されている。
薬液上供給管３０には、薬液供給源からの薬液が供給される。薬液上供給管３０の途中部には、薬液の供給／停止を切り換えるための薬液上バルブ３３が介装されている。
【００２４】
ＤＩＷ上供給管３１には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給される。ＤＩＷ上供給管３１の途中部には、ＤＩＷの供給／停止を切り換えるためのＤＩＷ上バルブ３４が介装されている。
ＩＰＡ蒸気上供給管３１には、図示しないＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が供給される。ＩＰＡ蒸気上供給管３１の途中部には、ＩＰＡ蒸気の供給／停止を切り換えるためのＩＰＡ蒸気上バルブ３５が介装されている。
【００２５】
ＩＰＡ液上供給管４７には、ＩＰＡ液供給源からのＩＰＡ液が供給されるようになっている。ＩＰＡ液上供給管４７の途中部には、ＩＰＡ液の供給／停止を切り換えるためのＩＰＡ液上バルブ４８が介装されている。
ＤＩＷ上バルブ３４、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５およびＩＰＡ液上バルブ４８が閉じられた状態で、薬液上バルブ３３が開かれると、薬液供給源からの薬液が、薬液上供給管３０、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。また、薬液上バルブ３３、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５およびＩＰＡ液上バルブ４８が閉じられた状態で、ＤＩＷ上バルブ３４が開かれると、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが、ＤＩＷ上供給管３１、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。さらに、薬液上バルブ３３、ＤＩＷ上バルブ３４およびＩＰＡ液上バルブ４８が閉じられた状態で、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５が開かれると、ＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が、ＩＰＡ蒸気供給管３２、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。さらにまた、薬液上バルブ３３、ＤＩＷ上バルブ３４およびＩＰＡ蒸気上バルブ３５が閉じられた状態でＩＰＡ液上バルブ４８が開かれると、ＩＰＡ液供給源からのＩＰＡ液が、ＩＰＡ液上供給管４７、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。
【００２６】
回転軸２６は、昇降可能な昇降部材３６によって上方から支持されている。回転軸２６の外周面には、その上端部に径方向外方に向けて突出する円環状のフランジ部３７が形成されている。昇降部材３６は、フランジ部３７よりも下方において回転軸２６の外周面を取り囲む円環状の支持板３８を備えている。支持板３８の内周縁は、フランジ部３７の外周縁よりも小径とされている。支持板３８の上面とフランジ部３７の下面とが係合することにより、回転軸２６が昇降部材３６に支持される。
【００２７】
昇降部材３６には、昇降部材３６を昇降させるための昇降駆動機構４０が結合されている。昇降駆動機構４０が駆動されることにより、回転軸２６に固定された上プレート２が、下プレート部４に保持されたウエハＷの上面に近接する処理位置（図１に実線にて図示。）と下プレート部４の上方に大きく退避した退避位置（図１に二点鎖線にて図示。）との間で昇降されるようになっている。
【００２８】
上プレート２を処理位置まで下降させて、ウエハＷに処理液を用いた処理が施される。処理位置において、上プレート２は、下プレート部４に保持されたウエハＷの上面と、所定の間隔Ｐ２（たとえば１．０ｍｍ）を隔てて対向する。
昇降駆動機構４０が駆動されて、上プレート２が退避位置から処理位置まで下降されると、上プレート２の周縁部が、外側環状部６の環状段部１１に受け止められる。そして、昇降部材３６がさらに下降されると、支持部材３８とフランジ部３７との係合が解除されて、回転軸２６および上プレート２は、昇降部材３６から離脱して、基板下保持部材１に支持される。そのため、処理位置においては、上プレート２が、基板下保持部材１と一体的に回転されるようになっている。したがって、ウエハＷを下プレート部４に保持した状態で回転軸２６にモータ１５から回転駆動力を入力することにより、上プレート２、下プレート部４およびウエハＷを、鉛直軸線周りに回転させることができる。
【００２９】
図３は、前記基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
この基板処理装置は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置５０を備えている。
この制御装置５０には、モータ１５、昇降駆動機構４０、薬液上バルブ３３、ＤＩＷ上バルブ３４、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５、薬液下バルブ２３、ＤＩＷ下バルブ２４およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５などが接続されている。
【００３０】
図４は、前記基板処理装置で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。図５は、前記基板処理装置で行われる処理例を説明するための図である。以下、疎水性のシリコンウエハからなるウエハＷを洗浄する場合を例にとって説明する。
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置内に搬入されて、その表面を上方に向けた状態で基板下保持部材１の下プレート部４に保持される。なお、このウエハＷの搬入時においては、上プレート２は退避位置にある。
【００３１】
下プレート部４にウエハＷが保持されると、制御装置５０は昇降駆動機構４０を駆動して、上プレート２を処理位置まで下降させて、その基板上対向面１９を、ウエハＷの上面に対向配置させる（ステップＳ２）。
上プレート２が処理位置まで下降すると、制御装置５０は、ＩＰＡ液上バルブ４８およびＩＰＡ液下バルブ４６を開く（ステップＳ３）。これにより、上供給管４３および上供給管４３には、それぞれ、ＩＰＡ液上供給管４７およびＩＰＡ液下供給管４５からＩＰＡ液が付与される。上供給管４３に与えられたＩＰＡ液は、上面処理流体供給管２７を通して上側吐出口２８から吐出される。また、下供給管４４に与えられたＩＰＡ液は、下面処理流体供給管１６を通して下側吐出口１７から吐出される。このＩＰＡ液は、シリコン材料および石英材料に対する接触角が比較的小さい（薬液のそれぞれに対する接触角よりも小さく、また、ＤＩＷのそれぞれに対する接触角よりも小さい）。上側吐出口２８からのＩＰＡ液は、ウエハＷの上面と上プレート２の基板上対向面１９とで挟まれた上処理空間４１に供給され、この上処理空間４１を、上側吐出口２８を中心とする放射状に拡がる。また、下側吐出口１７からのＩＰＡ液は、ウエハＷの下面と下プレート部４の基板下対向面９とで挟まれた下処理空間４２に供給され、この下処理空間４２を、下側吐出口１７を中心とする放射状に拡がる（図５（ａ）参照）。ウエハＷ、上プレート２および下プレート部４に対するＩＰＡ液の接触角が比較的小さいため、上処理空間４１および下処理空間４２に供給されたＩＰＡ液は、ウエハＷ、上プレート２および下プレート部４になじむ。ＩＰＡ液はとくに、親水性の材料である石英で形成された上プレート２および下プレート部４によくなじむ。したがって、ＩＰＡ液とその周囲の空気との間に気液界面が形成されにくく、上処理空間４１および下処理空間４２における空気の移動度が比較的高い。このため、空間４１，４２に元から存在する空気は、上処理空間４１および下処理空間４２に供給されるＩＰＡ液によって、空間４１，４２外に押し出される。
【００３２】
上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＩＰＡ液の吐出が続行されて、上プレート２と下プレート部４とで挟まれた空間にＩＰＡ液が充填されていく。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２がＩＰＡ液により液密状態にされる（図５（ｂ）参照）。ＩＰＡ液により液密状態にされた後の上処理空間４１および下処理空間４２には気泡がほとんど存在しない。
【００３３】
予め定めるＩＰＡ処理時間（たとえば、１〜１０秒間）が経過して（ステップＳ４でＹＥＳ）、上処理空間４１および下処理空間４２がＩＰＡ液により液密状態にされると、制御装置５０は、ＩＰＡ液上バルブ４８およびＩＰＡ液下バルブ４６を閉じるとともに、薬液上バルブ３３および薬液下バルブ２３を開く（ステップＳ５）。これにより、上供給管４３へのＩＰＡ液の供給は停止されて、上供給管４３には、薬液上供給管３０から薬液が供給される。また、下供給管４４へのＩＰＡ液の供給は停止されて、上供給管４３には、薬液下供給管２０から薬液が供給される。このとき、ＩＰＡ液上バルブ４８およびＩＰＡ液下バルブ４６を閉塞と、薬液上バルブ３３および薬液下バルブ２３の開成とがほぼ同時に行われるので、ＩＰＡ液からの薬液への切換時において、上処理空間４１および下処理空間４２をそれぞれ液密状態に維持することができる。
【００３４】
上供給管４３に与えられた薬液は、上面処理流体供給管２７を通して上側吐出口２８から吐出される（図５（ｃ）参照）。上側吐出口２８から上処理空間４１に供給された薬液は、ＩＰＡ液で液密状態にされた上処理空間４１内を、ＩＰＡ液と混ざりつつ拡がっていく。また、下供給管４４に与えられた薬液は、下面処理流体供給管１６を通して下側吐出口１７から吐出される（図５（ｃ）参照）。下側吐出口１７から下処理空間４２に供給された薬液は、ＩＰＡ液で液密状態にされた下処理空間４２内を、ＩＰＡ液と混ざりつつ拡がっていく。
【００３５】
そして、上処理空間４１および下処理空間４２が液密状態に維持されつつ、各空間４１，４２内のＩＰＡ液が薬液に徐々に置換されていく。その結果、上処理空間４１および下処理空間４２のＩＰＡ液の薬液濃度が上昇していく。各空間４１，４２への薬液の供給に伴って、上処理空間４１および下処理空間４２が薬液により液密状態にされる。
また、ＩＰＡ液と同様に、薬液が配管４３，２７を通して上処理空間４１に吐出され、配管４４，１６を通して下処理空間４２に吐出されるので、上供給管４３、上面処理流体供給管２７、下供給管４４および下面処理流体供給管１６の内部にＩＰＡ液が残留することを防止することができる。これにより、各配管４３，２７，４４，１６からウエハＷに向けてＩＰＡ液が落液して、ウエハＷを汚染することを防止することができる。
【００３６】
さらに、ＩＰＡ液と同様に、薬液が上側吐出口２８および下側吐出口から吐出されるので、各空間４１，４２に供給された薬液が、前記空間４１，４２におけるＩＰＡ液の流れを阻害するおそれがほとんどない。
その後、上側吐出口２８および下側吐出口１７からの薬液の吐出が続行されることにより、上処理空間４１および下処理空間４２は、薬液により液密状態に維持される。これにより、ウエハＷの上面および下面に薬液を接液させることができ、ウエハＷの上面および下面を薬液により洗浄することができる（図５（ｄ）参照）。なお、上処理空間４１および下処理空間４２から溢れる薬液は、上プレート２の基板上対向面１９と内側環状部５の上面との間、廃液溝１４、廃液孔１２および廃液路１３を順に通って図外の廃液処理設備へと導かれる。
【００３７】
また、上処理空間４１および下処理空間４２は比較的狭くされている。そのため、その上処理空間４１および下処理空間４２を少量の薬液で液密状態にすることができる。これにより、薬液の消費量を低減させることができる。
予め定める薬液処理時間（たとえば、３０秒間）が経過すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、制御装置５０は薬液上バルブ３３および薬液下バルブ２３を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からの薬液の吐出を停止する（ステップＳ７）。
【００３８】
次に、制御装置５０は、ＤＩＷ上バルブ３４およびＤＩＷ下バルブ２４を開き、上側吐出口２８および下側吐出口１７からＤＩＷを吐出する（ステップＳ８）。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２に液密状態が維持されたまま、上処理空間４１および下処理空間４２の薬液がＤＩＷに順次に置換されていき、やがて、上処理空間４１および下処理空間４２がＤＩＷにより液密状態にされる。
【００３９】
その後、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＤＩＷの吐出が続行されて、上処理空間４１および下処理空間４２は、ＤＩＷにより液密状態に維持される。これにより、ウエハＷの上面および下面にＤＩＷを接液させることができ、ウエハＷの上面および下面に付着している薬液をＤＩＷによって洗い流すことができる。なお、上処理空間４１および下処理空間４２から溢れるＤＩＷは、上プレート２の基板上対向面１９と内側環状部５の上面との間、廃液溝１４、廃液孔１２および廃液路１３を順に通って図外の廃液処理設備へと導かれる。
【００４０】
予め定めるリンス処理時間（たとえば、６０秒間）が経過すると（ステップＳ９でＹＥＳ）、制御装置５０はＤＩＷ上バルブ３４およびＤＩＷ下バルブ２４を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＤＩＷの供給を停止する（ステップＳ１０）。
次に、制御装置５０は、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５を開き、上側吐出口２８および下側吐出口１７からＩＰＡ蒸気を吐出させる（ステップＳ１１）。また、制御装置５０は、モータ１５を制御して、ウエハＷを予め定める乾燥速度（たとえば、２５００ｒｐｍ）で高速回転させる（ステップＳ１１）。これにより、ウエハＷの上面および下面に付着しているＤＩＷが遠心力によって振り切られてウエハＷが乾燥処理される。
【００４１】
この乾燥処理では、上プレート２の基板上対向面１９および下プレート部４の基板下対向面９が、それぞれウエハＷの上面および下面に近接して対向されているために、ウエハＷの上面および下面が外部雰囲気から遮断されている。そして、上処理空間４１および下処理空間４２にＩＰＡ蒸気が供給されることにより、ウエハＷの上面および下面に付着しているＤＩＷがＩＰＡに置換され、ＩＰＡ蒸気の揮発性によってウエハＷの上面および下面が乾燥されていく。このため、乾燥の過程でウエハＷの下面にＤＩＷの跡などを残すことなく、ウエハＷの上面および下面を速やかに乾燥させることができる。
【００４２】
所定の乾燥時間（たとえば、３０秒間）が経過すると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御装置５０は、モータ１５を制御して基板下保持部材１を回転停止させるとともに、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＩＰＡ蒸気の供給を停止する（ステップＳ１３）。
基板下保持部材１の回転停止後、制御装置５０は昇降駆動機構４０を駆動して、上プレート２を退避位置に向けて上昇させる（ステップＳ１４）。その後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される（ステップＳ１５）。
【００４３】
以上のように、この実施形態によれば、ウエハＷへの薬液の供給の前に、上処理空間４１および下処理空間４２が、一旦、ＩＰＡ液により液密状態にされる。ウエハＷ、上プレート２および下プレート部４に対するＩＰＡ液の接触角が比較的小さいため、上処理空間４１および下処理空間４２に供給されたＩＰＡ液は、ウエハＷ、上プレート２および下プレート部４によくなじみ、その周囲の空気との間に気液界面が形成されにくい。そのため、上処理空間４１および下処理空間４２では空気の移動度が比較的高い。したがって、上処理空間４１および下処理空間４２に供給されるＩＰＡ液によって、空間４１，４２に存在する空気が押し出される。このため、ＩＰＡ液により液密状態にされた後の上処理空間４１および下処理空間４２には気泡がほとんど存在しない。
【００４４】
その後、上処理空間４１および下処理空間４２が液密状態に維持されたまま、空間４１，４２内のＩＰＡ液が薬液に置換される。そして、上処理空間４１および下処理空間４２が薬液により液密状態にされて、ウエハＷに薬液による処理が施される。上処理空間４１および下処理空間４２において、ＩＰＡ液から薬液への置換を、空間４１，４２を液密状態に維持しつつ行うので、薬液により液密状態にされた後の空間４１，４２にも気泡がほとんど存在しない。これにより、薬液を、ウエハＷの上面および下面の全域にむらなく接液させることができる。ゆえに、ウエハＷの上面および下面の全域に対して、均一な処理を施すことができる。
【００４５】
また、上プレート２および下プレート部４が、親水性の材料である石英で形成されている。そのため、上処理空間４１および下処理空間４２に供給されたＩＰＡ液が上プレート２および下プレート部４に一層なじむ。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２から気泡をより確実に除去することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。たとえば、前記の実施形態では、前供給液としてＩＰＡ液を例示したが、ＩＰＡ液に代えて、エタノール、メタノールその他のアルコール溶剤を前供給液に適用することができる。また、前供給液として、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などのフッ素系溶剤を用いてもよいし、界面活性剤を含む液体を用いてもよい。
【００４６】
前供給液としてＨＦＥ液を用いる場合、ＨＦＥ液によって液密状態にされた上処理空間４１および下処理空間４２に、それぞれ、上側吐出口２８および下側吐出口１７から薬液が供給されると、薬液はＨＦＥ液と混ざらずに、ＨＦＥ液を押し出すように拡がる。その後、上処理空間４１および下処理空間４２が薬液により液密状態にされる。
また、上処理空間４１および下処理空間４２のＩＰＡ液を薬液ではなく、ＤＩＷで置換させてもよい。この場合、ＤＩＷでの置換後、上処理空間４１および下処理空間４２に薬液が供給されて、空間４１、４２が薬液で液密状態になる。これにより、ウエハＷに薬液を用いた処理が施される。
【００４７】
また、たとえば、前記の実施形態では、処理液として、薬液とＤＩＷとを用いる場合を例示したが、処理液としてＤＩＷだけを用いることもできる。かかる場合、ステップＳ５〜Ｓ７の薬液に代えてＤＩＷとし、ステップＳ８〜Ｓ１０のリンス処理に関する工程を省くことができる。また、ＤＩＷに限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水（水素水）または磁気水などの機能水を処理液として用いることもできる。
【００４８】
また、ＩＰＡ液の供給時に、上プレート２および下プレート部４の少なくとも一方を回転させてもよい。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２に気泡が生じても、この気泡を除去することができる。
また、たとえば、上プレート２および下プレート部４の材質が親水性の石英に限らず、非親水性のポリ塩化ビニル（poly-vinyl chloride）などの材質であってもよい。この場合でも、処理液の供給前に、上処理空間４１および下処理空間４２をＩＰＡ等の前供給液で液密状態にすることにより、上プレート２および下プレート部４の表面に対する接触角を小さくすることができ、空間４１，４２の気泡を遠心力によって除去することができる。
【００４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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図解的に示す断面図である。
【図２Ａ】基板下保持部材の斜視図である。
【図２Ｂ】基板下保持部材の構成を図解的に示す平面図である。
【図３】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】基板処理装置で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。
【図５】基板処理装置で行われる処理例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  基板下保持部材
２  上プレート
４  下プレート部
９  基板下対向面
１５  モータ（回転手段）
１６  下面処理流体供給管（配管）
１７  下側吐出口
１９  基板上対向面
２７  上面処理流体供給管（配管）
２８  上側吐出口
４１  上処理空間
４２  下処理空間
４３  上供給管（配管）
４４  下供給管（配管）
４６  ＩＰＡ液下バルブ
４８  ＩＰＡ液上バルブ
５０  制御装置
Ｐ１  間隔
Ｐ２  間隔
Ｗ  ウエハ（基板）
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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