JP2003051477A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の処理空間を形成する上部回転板が処理
液で汚染されパーティクルの発生源となることを防止す
る。 【解決手段】基板Ｗは、スピンチャック２０によって保
持され、上部回転板３１とで形成される処理空間Ｓ内で
回転される。基板Ｗの上下面に対して、オゾン水供給源
４３Ａからのオゾン水と、フッ酸供給源４３Ｂからのフ
ッ酸とが交互に供給される。上部回転板３１は、基体を
アルミニウム薄板３１ｂで構成し、その下表面にフッ素
樹脂被膜コーティング３１ａを施したものである。この
フッ素樹脂被膜コーティング３１ａは、安価に形成で
き、しかも、疎水性でオゾン水またはフッ酸が付着する
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示装置用ガラス基板の如きＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅ
ｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、フォトマスク用ガラス基
板および光ディスク用基板など（以下、単に「基板」と
称する）に処理液を供給することによって当該基板の洗
浄処理、例えば基板表面の酸化物の除去（エッチング）
等を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、必要
に応じて半導体ウェハ（以下単に「基板」という。）の
洗浄が行われる。従来のこの種の処理に用いられる基板
処理装置として、例えば特開平９−３３０９０４号公報
に開示された処理装置を図６を参照して説明する。

【０００３】この基板処理装置は、基板Ｗを水平面内で
回転させながら、基板Ｗの表裏面に薬液処理、洗浄処
理、乾燥処理をその順に施す装置である。この基板処理
装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する回転支持板１を備
えている。回転支持板１は平面視で円形状の平板であっ
て、その上面に基板Ｗの外周縁に係合して基板Ｗを支持
する複数個の駆動ピン２が立設されている。この駆動ピ
ン２は、基板Ｗを支える大径の円柱状のピン下部２ａと
小径のピン上部２ｂが一体に連結した段付き構造となっ
ている。

【０００４】回転支持板１の回転中心部に開口１ａがあ
り、この開口１ａに筒軸３が連結固定されている。この
筒軸３はベルト機構４を介してモータ５に連結されてい
る。筒軸３の中心に沿って液ノズル６が配設されてお
り、この液ノズル６の先端が基板Ｗの下面中心部に臨ん
でいる。液ノズル６は薬液供給源および洗浄液供給源に
選択的に接続されるようになっている。また、筒軸３と
液ノズル６との間隙は窒素ガスなどの不活性ガス供給源
に連通接続されている。

【０００５】基板Ｗを挟んで回転支持板１に平行に対向
するように上部回転板７が配設されている。この上部回
転板７も回転支持板１と同様に平面視で円形状の平板で
ある。回転支持板１と同様に、上部回転板７の回転中心
部に開口７ａがあり、この開口７ａに筒軸８が連結固定
されている。この筒軸８はモータ９の出力軸に連結され
ている。筒軸８の中心に沿って液ノズル１０が配設され
ており、この液ノズル１０の先端が基板Ｗの上面中心部
に臨んでいる。液ノズル６の場合と同様に、液ノズル１
０も薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続され
ており、また、筒軸８と液ノズル１０との間隙は不活性
ガス供給源に連通接続されている。

【０００６】そして、上下に平行に配置された回転支持
板１と上部回転板７を囲むように処理部を形成するカッ
プ１１が配設されており、このカップ１１の底部に排気
管１２が連通接続されている。このカップ１１の内壁面
は、処理中に、回転される基板Wから飛散される薬液お
よび洗浄液を受け止めて排気管１２に案内する。

【０００７】以上のように構成された基板処理装置にお
いては、次にように基板処理が行われる。この基板処理
装置における基板Wの処理手順としては、まず、上部回
転板７が上方に退避した状態で、図外の搬送ロボットに
よって未処理の基板Wが回転支持板１に載置される。こ
の基板Ｗは駆動ピン２によって支持される。

【０００８】続いて、上部回転板７が回転支持板１に対
向する位置（図６の状態）にまで下降して基板Ｗの上方
を覆う。まず、この状態でモータ５および９が始動し
て、回転支持板１および上部回転板７をそれぞれ同期し
て回転する。回転支持板１の回転に伴って、その回転力
が駆動ピン２を介して基板Ｗに伝達され、基板Ｗも回転
支持板１および上部回転板７と同期して回転する。

【０００９】その後、上下の液ノズル６、１０から薬液
および洗浄液をその順に供給して、基板Ｗの表裏面の処
理を行う。すなわち、基板Ｗの上下両側から薬液が吐出
されることとなり、吐出された薬液は回転の遠心力によ
って基板Ｗの表裏両面に拡がり、薬液による洗浄処理
（エッチング処理）が進行する。

【００１０】所定時間の薬液による洗浄処理が終了した
後、液ノズル６、１０から純水が吐出される。吐出され
た純水は基板Ｗの回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全
面に拡がり、純水による洗浄処理（リンス処理）が行わ
れる。

【００１１】基板Ｗの薬液処理および洗浄処理が終わる
と、基板Ｗを回転させながら窒素ガスだけを導入して、
基板Ｗの乾燥処理を行う。すなわち、所定時間の純水に
よる洗浄処理が終了した後、液ノズル６、１０からの処
理液吐出を停止する一方で基板Ｗをそのまま回転させ続
け、基板Ｗに付着した水滴を遠心力によって振り切る
（スピンドライ処理）。

【００１２】そしてこのときに、筒軸３から基板Ｗの下
面に窒素ガスが吹き付けられるとともに、筒軸８から基
板Ｗの上面に窒素ガスが吹き付けられる。窒素ガスが供
給されることによって基板Ｗの周辺が低酸素濃度雰囲気
となり、この雰囲気下にて基板Ｗの乾燥処理を行うこと
により、ウォーターマーク（水と酸素と基板のシリコン
とが反応して発生する乾燥不良）の発生を抑制している
のである。

【００１３】このように薬液処理から乾燥処理までの
間、回転支持板１と上部回転板７とで区画された偏平な
処理空間Ｓ内で基板Ｗが処理される。基板Ｗに供給され
た薬液や洗浄液は窒素ガスとともに、回転支持板１およ
び上部回転板７の回転による遠心力によって外方に追い
やられて処理空間Ｓの外周端から排出され、カップ１１
の底部に連通する排気管１２から排出される。

【００１４】以上の表裏面洗浄を行う枚葉式の基板処理
装置において、上部回転板７を備えているのは、基板Ｗ
の周辺を効率良く窒素ガス雰囲気として乾燥時間を短縮
するとともに、スピンドライ処理時にカップ１１から跳
ね返った処理液が基板Ｗの表面に付着するのを防止する
目的である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、以下のような問題がある。基板Ｗの周辺を
効率良く窒素ガス雰囲気として乾燥時間を短縮するに
は、上部回転板７を基板Wにより近接させ処理空間Ｓを
小さくする必要がある。一方、処理工程では、基板Ｗを
回転させながら、基板Ｗの回転中心付近に処理液を供給
する。よって、この処理液の供給に伴う基板Ｗ表面上で
の液の跳ね返り、特に液の供給開始時や供給停止時にお
ける跳ね返りが多く、上部回転板７が近接されている状
況から上部回転板７への処理液の付着を招いていた。

【００１６】この付着物が汚染源となり、基板Ｗの乾燥
処理時に基板Ｗ上に再付着したり、処理空間Ｓ内に巻き
込み基板Ｗ上のパーティクルが増加する原因となる。結
果、基板Ｗを汚染して、半導体デバイスの歩留まりを低
下させていた。

【００１７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、この発明の目的は、雰囲気遮断板がパ
ーティクルの発生源となることのない基板処理装置を提
供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するために、本発明は、回転基台上に保持
された基板を水平面内に回転させつつ所定の処理を行う
基板処理装置であって、前記回転基台によって保持され
ている基板に処理液を供給する処理液供給機構と、前記
処理液供給機構により処理液が供給された基板の上面に
対向する雰囲気遮蔽板とを備え、前記雰囲気遮断板は、
少なくとも基板に対向する表面を疎水性とすることを特
徴とする基板処理装置である。

【００１９】この構成によれば、雰囲気遮断板の少なく
とも基板に対向する表面は疎水性（撥水性）であるの
で、この雰囲気遮蔽板は処理液が撥水するので付着し難
い。その結果、雰囲気遮蔽板に処理液が付着することに
起因するパーティクルの発生を防ぐことができる。

【００２０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
基板処理装置において、前記雰囲気遮蔽板は、少なくと
も基板に対向する表面にフッ素樹脂被膜が施されている
ことを特徴とする。

【００２１】請求項２に係る発明によれば、雰囲気遮蔽
板は、疎水性を有する表面がフッ素樹脂被膜が施されて
形成される。よって、この雰囲気遮断板は処理液、例え
ばフッ酸にもオゾン水にも侵されることがない。しか
も、フッ素樹脂被覆は安価に形成できる。これにより、
基板処理装置のコストを低減でき、パーティクルの発生
も防ぐことができる。

【００２２】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
基板処理装置において、前記フッ素樹脂は、四フッ化エ
チレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂、
四フッ化エチレン樹脂および三フッ化塩化エチレン樹脂
のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする。

【００２３】上記フッ素樹脂は、請求項３に記載のよう
に、上記フッ素樹脂は、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パ
ーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）、ＰＴＦＥ
（四フッ化エチレン樹脂）およびＰＣＴＦＥ（三フッ化
塩化エチレン樹脂）のうちの少なくとも１種を含むこと
が好ましい。

【００２４】請求項４に係る発明は、請求項１ないし請
求項３に記載の基板処理装置において、前記処理液供給
機構によって供給される処理液は、フッ酸を含むことを
特徴とする。

【００２５】請求項４に係る発明の基板処理装置におい
ては、フッ素樹脂被覆は、フッ酸に対する耐久性を有す
るので、この薬液を用いた処理において、パーティクル
が生じるおそれはない。

【００２６】また、フッ酸により基板処理を行った場
合、例えば希釈フッ酸（ＨＦ）を基板表面に施すことに
よって、ＯＨ基が除かれてフッ酸のＨが付加される。す
わなち、ＯＨ基がＨ基に置換して界面改質され疎水面を
有することとなる。よって、基板表面に供給される処理
液がより跳ね返りやすくなる。しかしながら、本発明に
おいては、雰囲気遮蔽板が疎水性を有するので、跳ね返
った処理液の付着を好適に防止することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】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。 ＜第１実施例＞図１は、この発明の基板処理装置の一実
施形態に係る基板洗浄装置の構成を図解的に示す断面図
である。この基板洗浄装置は、被処理基板としての半導
体ウェハＷ（以下単に「基板Ｗ」という。）の表面およ
び裏面を薬液を用いてい洗浄するための装置である。

【００２８】この基板洗浄装置は、基板Ｗをほぼ水平に
保持して回転することができるスピンチャック２０と、
このスピンチャック２０の上方に上下動可能に配置され
た円板状の雰囲気遮蔽機構３０と、基板Ｗの下面に処理
液としての薬液または純水を供給する処理液供給管４０
と、基板Ｗの上面に処理液としての薬液または純水を供
給する処理液供給管５０とを備えている。

【００２９】スピンチャック２０は、鉛直方向に沿って
配置された中空の回転軸２１と、この回転軸２１の上端
にほぼ水平に固定された円板状の回転支持板２２と、こ
の回転支持板２２の周端部付近に設けられて基板Ｗの外
周端部を３箇所以上で保持する保持部材２３とを備えて
いる。このスピンチャック２０が、本発明の回転基台に
相当する。

【００３０】回転軸２1は、回転駆動機構６０からの回転
力を得て、鉛直軸回りに回転可能になっている。回転駆
動機構６０は、回転軸２１の下端付近にベルト伝動機構
６１などによって回転駆動手段としての電動モータ６２
が連動連結されている。そして、電動モータ６２を駆動
することによって、回転軸２１、回転支持板２２ととも
に、スピンチャック２０に保持された基板Ｗを鉛直方向
の軸芯周りで回転させる。

【００３１】また、回転軸２１は中空を有する筒状の部
材で構成され、この中空部に処理液供給管４０が貫通さ
れている。処理液供給管４０は、その上端がスピンチャ
ック２０に保持された基板Ｗの下面の回転中心に対向す
る処理液吐出口４１を形成している。そして、その処理
液吐出口４１からスピンチャック２０に保持された基板
Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給できるように構
成されている。

【００３２】処理液供給管４０には、配管４２に連通接
続されている。この配管４２の基端部は分岐されてい
て、第一の分岐配管４２ａにはオゾン水供給源４３Ａが
連通接続され、第二の分岐配管４２ｂにはフッ酸供給源
４３Ｂが連通接続され、第三の分岐配管４２ｃには純水
供給源４３Ｃが連通接続されている。

【００３３】処理液供給管４０の各分岐配管４２ａ、４
２ｂ、４２ｃには開閉バルブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃが
設けられていて、これら開閉バルブ４４ａ、４４ｂ、４
４ｃの開閉を切り換えることで、処理液吐出口４１から
薬液（オゾン水またはフッ酸）と純水とを選択的に切り
換えて供給できるようになっている。

【００３４】一方、回転軸２１と処理液供給管４０との
間の空間は、スピンチャック２０に保持された基板Ｗの
下方の空間に清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガス
など）などの清浄な気体を供給するための気体供給路４
５を形成している。この気体供給路４５は、開閉バルブ
４７が設けられた配管４６を介して気体供給源４８に連
通接続されていて、この気体供給路４５には、気体供給
源４５からの窒素ガスが、開閉バルブ４７を介して供給
されるようになっている。そして、気体供給路４５の上
端部の気体吐出口４９から回転支持板２２と基板Ｗの下
面との間の空間に、窒素ガスを供給できるように構成さ
れている。

【００３５】処理液供給管４０の上端には、回転半径方
向外方側に張り出した外向きのフランジ４０ａが形成さ
れている。したがって、気体供給路４５からの窒素ガス
は、フランジ４０ａと回転支持板２２との間から、基板
Ｗの下面に沿って回転半径方向外方に向かって吹き出さ
れることになる。

【００３６】フランジ４０ａは、平面視において気体供
給路４５の気体吐出口４９を覆っており、処理液供給管
４０の上端の処理液吐出口４１から吐出された処理液
が、気体吐出口４９から気体供給路４５へと入りにくい
構造となっている。

【００３７】そして、回転軸２１やベルト伝動機構６
１、電動モータ６２などは、この基板処理装置の底板と
してのベース部材７０上に設けられた円筒状のケーシン
グ７１内に収容されている。ベース部材７０は略円盤状
で、その上面でケーシング７１の周囲にはカップ壁７２
が固定的に取り付けられている。

【００３８】カップ壁７２は円筒状に立設されていて、
このカップ壁７２とケーシング７１の外壁面とによっ
て、平面視でドーナツ形状の排気を兼ねる排液槽７３が
形成されている。排液槽７３の底部には排液口７４が設
けらている。この排液口７４は、排気ダクトにも連通接
続され排気口としても機能し、排液口７４から排液槽７
３内の気体も吸引されるように構成されている。そし
て、このベース部材７０に設置される構造が、この基板
処理装置の処理カップに相当する。

【００３９】雰囲気遮断機構３０は、スピンチャック２
０の上方で中心部に開口を有する上部回転板３１が配置
される。この上部回転板３１は、スピンチャック２０に
保持された基板Ｗの上方に基板Ｗの表面との対向表面を
有し、かつ基板Ｗよりも若干大きなサイズの円板形状に
形成されている。かつ、カップ壁７２の開口の径よりも
小さい径を有していて、中空を有する筒状の回転軸３２
の下端部に一体回転可能に取り付けられている。

【００４０】回転軸３２は、上部回転板３１の回転中心
付近に鉛直方向に沿って結合されている。上部回転板３
１の中心の開口及び回転軸３２の中空部には、処理液供
給管５０が貫通され、その下端部の処理液吐出口５１か
らスピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面の回転
中心付近に処理液を供給できるように構成されている。

【００４１】この処理液供給管５０には、配管５２に連
通接続されている。この配管５２の基端部は分岐されて
いて、第一の分岐配管５２ａにはオゾン水供給源４３Ａ
が連通接続され、第二の分岐配管５２ｂにはフッ酸供給
源４３Ｂが連通接続され、第三の分岐配管５２ｃには純
水供給源４３Ｃが連通接続されている。各分岐配管５２
ａ、５２ｂ、５２ｃには開閉バルブ５３ａ、５３ｂ、５
３ｃが設けられていて、これら開閉バルブ５３ａ、５３
ｂ、５３ｃの開閉を切り換えることで、処理液吐出口５
１から薬液（オゾン水またはフッ酸）と純水とを選択的
に切り換えて供給できるようになっている。

【００４２】また、回転軸３２の中空部の内壁面と、処
理液供給管５０の外壁面との間の隙間は、気体供給路５
４となっている。この気体供給路５４は、開閉バルブ５
６が設けられた配管５５を介して気体供給源４８に連通
接続されていて、気体供給路５４の下端部の気体吐出口
５７から上部回転板３１と基板Ｗの上面との間の空間に
清浄な気体を供給できるように構成されている。そし
て、不活性ガスとしての窒素ガスを、気体供給源４８か
ら開閉バルブ５５を介して供給できるようになってい
る。

【００４３】そして、回転軸３２に関連して、上部回転
板３１を上下動させる機構と、上部回転板３１を鉛直軸
線回りに回転駆動する機構とが設けられている。この機
構の働きによって、基板Ｗに処理液を供給したり、スピ
ンチャック２０に対して基板Ｗの搬入または搬出を行う
ときには、上部回転板３１は、スピンチャック２０の上
方の待機位置に配置されている。次のこの機構に関して
説明する。

【００４４】回転軸３２は、支持アーム３３に回転自在
に支持されている。回転軸３２には従動プーリ３４が一
体回転可能に取り付けられている。その従動プーリ３４
と、電動モータ３５の駆動軸に連結された主動プーリ３
６との間に無端ベルト３７が架け渡されていて、電動モ
ータ３５を駆動することにより支持軸３２とともに上部
回転板３１が鉛直方向の軸芯周りに回転されるように構
成されている。

【００４５】また、支持アーム３３は、接離機構３８に
よって昇降され、この支持アーム３３の昇降によって、
スピンチャック２０に対して上部回転板３１が接離され
るように構成されている。この装置では、上部回転板３
１がスピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面に対
して近接する近接位置と、上部回転板３１がスピンチャ
ック２０に保持された基板Ｗの上面から上方に離れた退
避位置との間で昇降できるように構成されている。

【００４６】このような接離動を実現する接離機構３８
は、螺軸などを用いた機構や、あるいは、エアシリンダ
などで構成されている。そして、図３に示すように、こ
の接離制御も制御部１００によって行われるように構成
されている。

【００４７】これらの、上部回転板３１と、接離機構３
８に連なる構造が雰囲気遮蔽機構３０を構成し、上部回
転板３１が、基板Ｗに対して近接位置する時に、基板Ｗ
は雰囲気遮断による雰囲気制御された状態となる。よっ
て、上部回転板３１が本発明の雰囲気遮蔽板に相当す
る。そして、上部回転板３１の下面が本発明の基板Ｗに
臨んだ対向表面に相当する。また、処理液供給管４０、
５０を含む処理液を供給する機構が本発明の処理液供給
機構に相当する。

【００４８】上部回転板３１の待機位置は、たとえば、
スピンチャック２０に保持された基板Ｗの上面から約１
５０ｍｍ程度鉛直上方に離隔した位置である。基板Ｗの
表面の液滴を振り切り乾燥する乾燥工程を行うときに
は、接離機構３８は、上部回転板３１を基板Ｗに近接し
た処理位置まで下降させる。たとえば、乾燥工程では、
上部回転板３１は、基板Ｗの上面に対して約２．５ｍｍ
の距離の位置まで接近させられる。

【００４９】雰囲気遮蔽機構３０は、上部回転板３１が
基板Ｗに近接した処理位置にあるときに、上部回転板３
１をスピンチャック２０と同じ方向に同じ速度で同期回
転させる。これにより、基板Ｗの近傍の空間に外部の酸
素を含む雰囲気が巻き込まれることを防止している。

【００５０】次に、本発明の特徴部分である上部回転板
３１の構成に関して図２を参照して説明する。図２は上
部回転板３１の断面図である。上部回転板３１は、薬液
処理中において、とくにその下面がフッ酸およびオゾン
水に曝されることになる。この上部回転板３１は、比較
的大きな部品であるので、軽量化や平面度等の加工精度
の観点から、アルミニウム製の薄板によってその基体が
構成されている。

【００５１】そして、このアルミニウム製の薄板３１ｂ
の下面に、フッ素樹脂被覆コーティング３１ａすること
により、上部回転板３１が構成されている。フッ素樹脂
としては、ＰＦＡが好適であるが、他にも、ＰＴＦＥお
よびＰＣＴＦＥのうち少なくともいずれか１種を適用す
ることができる。フッ素樹脂被覆コーティング３１ａ
は、その厚さが６０〜３００μｍの範囲でコーティング
される。

【００５２】このようなフッ素樹脂被覆を有する上部回
転板３１は、フッ酸およびオゾン水に対する良好な耐久
性を有するので、薬液処理中にパーティクルを生じるこ
とがない。また、フッ素樹脂被覆の形成は、安価なプロ
セスで行えるので、上部回転板３１の製造コストが高く
つくこともない。したがって、結果として、基板処理装
置の製造コストが削減でくる。また、パーティクルの発
生を抑制できるから、高品質な基板洗浄処理を実現でき
る。

【００５３】特に、フッ素樹脂被覆コーティング３１ａ
の表面は疎水性を有し、このフッ素樹脂被覆コーティ
ング３１ａ によって、処理液供給管５０から供給され
た処理液が基板Ｗ表面で跳ね返ったとして、その付着を
好適に防止することができる。

【００５４】図４は、本装置の制御系の構成を示すブロ
ック図であり、スピンチャック２０を回転制御するため
の電動モータ６２と、上部回転板３１の回転制御するた
めの電動モータ３５と、処理液供給管４０、５０と気体
供給路４５、５４からの薬液、純水、気体の供給制御を
するための開閉バルブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４７、
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５６と、上部回転板３１の接
離制御をするための接離機構３８とを制御するための構
成が示されている。

【００５５】そして、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄
プログラム（レシピーとも呼ばれれる）として予め制御
部１００に格納されており、各基板Ｗごとの洗浄プログ
ラムに準じて前記各部が制御されている。なお、制御部
１００には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複
数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するため
に用いる指示部１０１が接続されている。

【００５６】図５は、基板Ｗの洗浄処理を行うときに制
御部１００が実行する制御の内容を説明するためのフロ
ーチャートである。

【００５７】図示しない基板搬送機構によって、未処理
の基板Ｗがスピンチャック２０に受け渡されると、制御
部１００は、回転駆動機構６０を制御することによっ
て、スピンチャック２０の回転を加速する。たとえば、
制御部１００は、スピンチャック２０の回転速度を約３
００ｒｐｍまで加速する（ステップＳ１）。このとき、
上部回転板３１はスピンチャック２０の上方の待機位置
に待機しており、その回転は停止されている。

【００５８】スピンチャック２０の回転速度が３００ｒ
ｐｍに達すると、制御部１００は開閉バルブ４４ａおよ
び５３ａを開成する（ステップＳ２）。これにより、処
理液供給管５０の処理液吐出口５１から基板Ｗの上面中
央にオゾン水が供給され、処理液供給管４０の処理液吐
出口４１から基板Ｗの下面中央にオゾン水が供給され
る。

【００５９】このとき、開閉バルブ４４ｂおよび４４
ｃ、ならびに開閉バルブ５５ｂおよび５５ｃは、いずれ
も閉成状態に保持されている。開閉バルブ４７および５
６は、当初から終始開成状態とされる。

【００６０】このようにして、基板Ｗの上面および下面
にオゾン水を、たとえば、約１０秒間にわたって供給す
ることにより、基板Ｗの上面および裏面に酸化膜が形成
される。

【００６１】この酸化膜形成工程の後には、制御部１０
０は、開閉バルブ４４ａおよび５３ａを閉成してオゾン
水の供給を停止し、代わって、開閉バルブ４４ｂおよび
５３ｂを開成する（ステップＳ３）。これにより、基板
Ｗの表面にフッ酸が供給され、基板Ｗの上面および下面
の酸化膜を除去するためのエッチング工程が行われる。
このエッチング工程において、スピンチャック２０の回
転速度、すなわち基板Ｗの回転速度は、制御部１００に
よる回転駆動機構６０の制御によって、約３００ｒｐｍ
に保持される。

【００６２】このエッチング工程を約１０秒間行った後
に、制御部１００は、開閉バルブ４４ｂおよび５３ｂを
閉成してフッ酸の供給を停止し、一定時間（たとえば、
約３秒）にわたって、基板Ｗへの薬液供給を行わない薬
液供給休止工程を行う（ステップＳ４）。この薬液供給
休止工程において、基板Ｗの表面のフッ酸水溶液は、遠
心力によって基板Ｗ外へと排除される。

【００６３】この薬液供給休止工程の後には、再び、酸
化膜形成工程（ステップＳ２）が行われる。こうして、
薬液供給休止工程（ステップＳ４）を挟んで、酸化膜形
成工程（ステップＳ２）およびエッチング工程（ステッ
プＳ３）が所定のサイクル数だけ繰り返し実行される
（ステップＳ５）。

【００６４】この結果、基板Ｗ表裏面は洗浄されるとと
もにフッ酸処理により疎水性を有し、以後のリンス工程
において供給される純水を弾き易い状態となる。また、
基板Ｗ表面に疎水面が形成されるので、薬液供給の繰り
返し時、基板Ｗ表面でのフッ酸やオゾン水の跳ね返りが
大きくなってくる。このため、上部回転板３１を上方の
待機位置としても跳ね返りが付着することがあった。

【００６５】しかしながら、本発明においては、上部回
転板３１が疎水性を有する表面を具備するので、跳ね返
ったフッ酸やオゾン水が付着することを防止することが
できる。なお、上部回転板３１を必要以上に上方と位置
することはスループットの低下につながり好ましくな
い。

【００６６】その後、制御部１００は、開閉バルブ４４
ｂおよび５３ｂを閉じて、基板Ｗの上下面への薬液の供
給を停止する。この後、制御部１００は、回転駆動機構
６０を制御して、スピンチャック２０の回転速度を約３
０００ｒｐｍとして、開閉バルブ４４ｃおよび５３ｃを
開成する。これによって、基板Ｗの上面中央および下面
中央にそれぞれ純水が処理液供給管４０、５０から供給
されることになる（ステップＳ６）。こうして、基板Ｗ
の上下面のエッチング液を洗い流すためのリンス工程が
行われる。

【００６７】一定時間にわたって基板Ｗの上下面に純水
が供給されてリンス工程が行われると、制御部１００は
開閉バルブ５３ｃを閉成し、基板Ｗの下面への純水供給
を停止する。

【００６８】次に、制御部１００は、回転駆動機構６０
を制御して、スピンチャック２０を乾燥回転速度である
３０００ｒｐｍまで加速する（ステップＳ７）。これに
よって、基板Ｗの上下面の液滴を除去することができ
る。このとき、制御部１００は、接離機構３８を制御す
ることによって、上部回転板３１を基板Ｗの上方約２．
５ｍｍの位置に導く（ステップＳ８）。また、制御部１
００は、電動モータ３５を制御することによって、上部
回転板３１を約３０００ｒｐｍで回転させ、上部回転板
３１とスピンチャック２０の回転を同期させる（ステッ
プＳ９）。

【００６９】上部回転板３１を基板Ｗの上面のごく近接
した位置に配置することにより、基板Ｗの上方の空間を
制限することができるため、基板Ｗの上面付近の雰囲気
を効果的に窒素ガス雰囲気とすることができる。これに
よって、基板Ｗの表面の酸化に起因するパーティクルの
発生を抑制できる。

【００７０】スピンチャック２０および上部回転板３１
を乾燥回転速度（約３０００ｒｐｍ）で一定時間（たと
えば約３０秒）だけ回転させた後、制御部１００は回転
駆動機構６０を制御してスピンチャック２０の回転を停
止させるとともに（ステップＳ１０）電動モータ３５を
制御して上部回転板３１の回転も停止させる（ステップ
Ｓ１１）。

【００７１】さらに、制御部１００は、接離機構３８を
制御して、上部回転板３１を基板Ｗの上方の待機位置ま
で上昇させる（ステップＳ１２）。また、制御部１００
は開閉バルブ４７、５６を閉じて、基板Ｗの上面および
下面への窒素ガスの供給を停止する（ステップＳ１
３）。この後は、図示しない基板搬送機構によって、ス
ピンチャック２０から処理済の基板Ｗが搬出されること
になる。

【００７２】この処理フローにおいては、ステップＳ６
からステップＳ１２に至る処理において、基板Ｗ表裏面
の疎水性と相伴って基板Ｗからの純水の跳ね返りが多く
なる。しかしながら、本発明においては、上部回転板３
１が疎水性を有する表面を具備するので跳ね返った純水
が付着することを防止することができる。

【００７３】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。 ＜第２実施例＞上述の実施形態では、上部回転板３１０
の下面にフッ素樹脂被膜が形成される例について説明し
たが、上部回転板３１０の全面（表裏面と端面）にフッ
素樹脂被膜が施されていてもよい。図５は、この第２実
施形態に係る上部回転板の構成を示す断面図である。

【００７４】上部回転板３１０は、アルミニウム製の薄
板３１０ｂの全面に、フッ素樹脂被覆コーティング３１
０ａすることにより、上部回転板３１０が構成されてい
る。フッ素樹脂としては、第一実施例と同様にＰＦＡが
好適であるが、他にも、ＰＴＦＥおよびＰＣＴＦＥのう
ち少なくともいずれか１種を適用することができる。

【００７５】この第二実施例の場合であるが、処理中
に、回転される基板Ｗから飛散される処理液は、カップ
壁７２の内壁面に当たり、その一部が霧状のミストとな
って、装置内で浮遊する。また、近年の基板Ｗの大径化
は、処理液を多く必要とし、例えば洗浄処理後の回転乾
燥処理の初期において、基板Ｗ上に付着している液滴を
多くすることとなった。その分、カップ壁７２から跳ね
返る液滴が多くなった。飛散した処理液のミストは上部
回転板３１０の上面に付着し、パーティクル発生の原因
となっていた。

【００７６】この第二実施例によれば、上部回転板３１
０の全面がフッ素樹脂被覆コーティング３１０ａされて
いるので、飛散した処理液のミストが付着し難いため
に、パーティクルの発生をより防止することができる。

【００７７】なお、本発明は、上述した実施例および変
形例に限定されるものではなく、以下のように他の形態
でも実施することができる。

【００７８】（１）上部回転板にフッ素樹脂被覆コーテ
ィングを施すことに代えて、上部回転板を、例えば、有
機高分子や有機樹脂などの有機化合物、また、無機化合
物で形成するか、表面のみを上記材質で形成し、その表
面にイオン注入法でイオンを注入して疎水（撥水）性に
表面改質しても良い。イオン注入法の適用例としては、
半導体素子の不純物ドーピングによる拡散層の形成やキ
ャリヤ濃度の調整などに実用化されている。表面改質に
よれば構成する母材が変質しただけであるので剥げるこ
とがない。

【００７９】（２）上部回転板が、基板Ｗに対向するこ
とになる下側部材と、この下側部材の上方に位置するこ
とになる上側部材とを有している場合には、上記下側部
材の表面にのみフッ素樹脂被膜を施せば充分である。

【００８０】（３）さらに、薬液を用いた処理の際に、
必要に応じて、上部回転板を回転させてなくてもよい
し、気体供給源から気体を供給させなくてもよい。

【００８１】（４）さらに、上記の実施形態では、基板
Ｗの洗浄を行う装置を例にとったが、この発明の基板洗
浄装置は、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用基
板、光磁気ディスク用基板、磁気ディスク用基板等の他
の種類の基板の洗浄にも同様に適用することができる。

【００８２】（５）さらに、この発明は、基板の洗浄以
外の処理にも適用することができ、とくにオゾン水およ
びフッ酸が併用される基板処理に対して適用すると効果
的である。

【００８３】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的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】

【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的な断面図である。

【図２】上記基板処理装置の上部回転板の断面図であ
る。

【図３】図３は、本装置の制御系の構成を示すブロック
図である。

【図４】図４は、洗浄処理時における各部の制御内容を
説明するためのフローチャートである。

【図５】第二実施例の上部回転板の断面図である。

【図６】従来の基板処理装置の概略図である。

【符号の説明】

１、２２ 回転支持板 ２０ スピンチャック ３０ 雰囲気遮断機構 ７、３１、３１０ 上部回転板 ４０、５０ 処理液供給管 ４１、５１ 処理液吐出口 ６０ 回転駆動機構 ３１ａ、３１０ａ フッ素樹脂被膜コーティング ３１ｂ、３１０ｂ 薄板 ４３Ａ オゾン水供給源 ４３Ｂ フッ酸供給源 ４３Ｃ 純水供給源 ４８ 気体供給源 １００ 制御部 Ｓ 処理空間 Ｗ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 秀喜 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 4F042 AA02 AA08 DF07 DF32 EB01 EB06 EB09 EB17 5F043 AA40 BB27 DD13 EE07 EE08 EE09 EE40 GG10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転基台上に保持された基板を水平面内
   に回転させつつ所定の処理を行う基板処理装置であっ
   て、 前記回転基台によって保持されている基板に処理液を供
   給する処理液供給機構と、 前記処理液供給機構により処理液が供給された基板の上
   面に対向する雰囲気遮蔽板と、を備え、前記雰囲気遮蔽
   板は、少なくとも基板に対向する表面を疎水性とするこ
   とを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記雰囲気遮蔽板は、少なくとも基板に対向する表面に
   フッ素樹脂被膜が施されていることを特徴とする基板処
   理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板処理装置におい
   て、 前記フッ素樹脂は、四フッ化エチレン・パーフルオロア
   ルコキシエチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン樹脂お
   よび三フッ化塩化エチレン樹脂のうちの少なくとも１種
   を含むことを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載の基板処
   理装置において、 前記処理液供給機構によって供給される処理液は、フッ
   酸を含むことを特徴とする基板処理装置。