JP2003224100A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に対するパーティクルの影響を抑制し，
かつ，省スペースと低コストを実現することができる基
板処理装置及び基板処理方法を提供する。 【解決手段】 基板Ｗに処理流体を供給して処理する基
板処理装置であって，基板Ｗを保持する保持部材６０
と，前記保持部材６０を支持するチャック部材６１と，
基板Ｗに近接して表面を覆う上面部材６２を備え，前記
上面部材６２を前記チャック部材６１に支持することに
より，前記保持部材６０と前記上面部材６２を一体的に
回転させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，例えば半導体ウェ
ハやＬＣＤ基板用ガラス等の基板を洗浄処理などする基
板処理装置及び基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造工程におい
ては，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）の表
面に対して洗浄，レジスト膜の除去等の処理を施す処理
システムが使用される。かような処理システムに備えら
れる基板処理装置として，水平にして保持したウェハに
処理液を供給して処理する枚葉式のものが知られてい
る。従来の枚葉式基板処理装置は，パーティクルの付着
によるウェハの汚染防止や処理流体の消費量削減等の観
点から，ウェハ処理時にプレート状の上面部材をウェハ
上面に対して近接させ，ウェハ上面全体を上面部材によ
って覆った状態で処理するようにしていた。この上面部
材はウェハ上面に対して近接及び離隔可能に構成され，
ウェハの搬入出時に基板処理位置から退避し，処理時に
は基板上面に近接してウェハ上面との間に隙間を形成
し，隙間に薬液や乾燥ガス等を供給する。こうして，少
ない処理液によってウェハの上面を処理するようにし，
処理流体の消費量を抑制していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記基板処理装置にお
いて，上面部材を回転可能な構成とすることが考えられ
る。そうすれば，ウェハの洗浄処理，乾燥処理の性能を
向上させる効果がある。しかしながら，ウェハを回転さ
せる回転駆動機構とは別に，上面部材を回転させる回転
駆動機構を設置するのでは，基板処理装置が大型化し，
コストが増加する問題がある。また，上面部材を回転さ
せる回転駆動機構を，ウェハの処理位置の上部に配置す
ると，回転駆動機構から発生するパーティクルが基板の
周囲に侵入する心配がある。さらに，上面部材を昇降さ
せるシリンダーもウェハの処理位置の上部に配置すれ
ば，シリンダーから発生するパーティクルがウェハの周
囲に侵入する心配がある。

【０００４】従って，本発明の目的は，基板に対するパ
ーティクルの影響を抑制し，かつ，省スペースと低コス
トを実現する基板処理装置及び基板処理方法を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明によれば，基板に処理流体を供給して処理す
る基板処理装置であって，基板を保持する保持部材と，
前記保持部材を支持するチャック部材と，基板に近接し
て表面を覆う上面部材を備え，前記上面部材を前記チャ
ック部材に支持することにより，前記上面部材を前記保
持部材と一体的に回転させる構成としたことを特徴とす
る，基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置に
あっては，回転駆動機構の数を減少させるので，基板処
理装置を小型化し，回転駆動機構に必要なコストを低減
させることができる。また，回転駆動機構から発生する
パーティクルが低減される。

【０００６】前記上面部材を下降させて基板に近接させ
た位置と上昇させて基板から離隔させた位置とに昇降さ
せる上面部材昇降機構を備えることが好ましい。また，
前記チャック部材にガイドピンを設け，前記ガイドピン
に対してスライド可能な上面部材支持部材によって前記
上面部材を基板の上方に支持し，前記上面部材昇降機構
は，前記上面部材支持部材を押し上げる押上げ部材を備
えても良い。この場合，シリンダー等を用いる従来の場
合と比較して，より狭い隙間を容易に上面部材と基板上
面との間に形成することができるとともに，隙間の間隔
を安定させることができる。従って，従来の場合よりも
狭く安定した隙間に処理流体を供給するので，処理流体
の使用量を抑え，効率の良い処理を行うことができる。

【０００７】さらに，前記回転駆動機構及び前記上面部
材昇降機構を，基板の下方に配置することが好ましい。
この場合，基板の上方にパーティクルの発生源が存在し
ないので，パーティクルの影響を抑制することができ
る。

【０００８】この基板処理装置にあっては，基板に処理
流体を供給する処理流体供給ノズルを備え，前記上面部
材の中央に，前記処理流体供給ノズルから基板に供給す
る処理流体を通過させる供給穴を設けるようにしても良
い。また，処理流体供給ノズルの最下点は前記供給穴上
方から外れて位置し，前記供給穴の周辺部において，処
理流体供給ノズルから落下する処理流体を受けることが
好ましい。この場合，処理液供給後に処理流体供給ノズ
ル内に残った処理液を，基板に落下させずに排出するこ
とができる。また，前記上面部材の上部にガスを供給す
るパージ用ガスノズルを備えるようにしても良い。

【０００９】基板に下方から近接して裏面を覆う下面部
材と，前記下面部材を基板に近接した位置と基板から離
隔した位置とに昇降させる下面部材昇降機構を備えるよ
うにしても良い。さらに，前記チャック部材を回転させ
る回転駆動機構を備え，前記回転駆動機構は前記チャッ
ク部材に接続する筒体を有し，前記筒体の内部に設けた
空洞を貫挿し，前記下面部材を支持する下面部材シャフ
トを備え，前記チャック部材と下面部材との間及び前記
空洞に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を
備えることが好ましい。この場合，チャック部材上部が
負圧になることを防止して，回転駆動機構から発生する
パーティクルがチャック部材の上部に侵入することを防
止する。

【００１０】また，回転する基板と同じ高さに開口する
排出口を設け，前記基板の周囲に向かって流れる雰囲気
を前記排出口から排出することが好ましい。この場合，
遠心力によって周囲に向かって流れた処理流体等をスム
ーズに排出できる。

【００１１】また，本発明によれば，基板に処理流体を
供給して処理する基板処理方法であって，基板に近接し
て表面を覆う上面部材を上昇させ，基板を保持部材によ
って保持し，前記上面部材を下降させて基板の表面に近
接させた状態で前記基板，保持部材及び上面部材を一体
的に回転させて基板を処理し，その後，前記基板，保持
部材及び上面部材の回転を停止し，前記上面部材を上昇
させ，基板を搬出することを特徴とする，基板処理方法
が提供される。

【００１２】さらに，前記上面部材と基板との間に形成
された隙間に処理流体を供給して処理することが好まし
い。また，処理中に，前記上面部材の上部にガスを供給
するようにしてもよい。処理中に，基板の裏面に下面部
材を近接させるようにしてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，基板の一例としてウェハを洗浄する基板処理装置
としての基板洗浄ユニットに基づいて説明する。図１
は，本実施の形態にかかる基板洗浄ユニット１２，１
３，１４，１５を組み込んだ洗浄処理システム１の平面
図である。図２は，その側面図である。この洗浄処理シ
ステム１は，ウェハＷに洗浄処理及び洗浄処理後の熱的
処理を施す洗浄処理部２と，洗浄処理部２に対してウェ
ハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。

【００１４】搬入出部３は，複数枚，例えば２５枚のウ
ェハＷが所定の間隔で略水平に収容可能な容器（キャリ
アＣ）を載置するための載置台６が設けられたイン・ア
ウトポート４と，載置台６に載置されたキャリアＣと洗
浄処理部２との間でウェハの受け渡しを行うウェハ搬送
装置７が備えられたウェハ搬送部５と，から構成されて
いる。

【００１５】ウェハＷはキャリアＣの一側面を通して搬
入出され，キャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設け
られている。また，ウェハＷを所定間隔で保持するため
の棚板が内壁に設けられており，ウェハＷを収容する２
５個のスロットが形成されている。ウェハＷは表面（半
導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハＷを水平に
保持した場合に上側となっている面）となっている状態
で各スロットに１枚ずつ収容される。

【００１６】イン・アウトポート４の載置台６上には，
例えば，３個のキャリアを水平面のＹ方向に並べて所定
位置に載置することができるようになっている。キャリ
アＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４と
ウェハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境
界壁８においてキャリアＣの載置場所に対応する位置に
は窓部９が形成されており，窓部９のウェハ搬送部５側
には，窓部９をシャッター等により開閉する窓部開閉機
構１０が設けられている。

【００１７】この窓部開閉機構１０は，キャリアＣに設
けられた蓋体もまた開閉可能であり，窓部９の開閉と同
時にキャリアＣの蓋体も開閉する。窓部９を開口してキ
ャリアＣのウェハ搬入出口とウェハ搬送部５とを連通さ
せると，ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７
のキャリアＣへのアクセスが可能となり，ウェハＷの搬
送を行うことが可能な状態となる。

【００１８】ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装
置７は，Ｙ方向とＺ方向に移動可能であり，かつ，Ｘ―
Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。ま
た，ウェハ搬送装置７は，ウェハＷを把持する取出収納
アーム１１を有し，この取出収納アーム１１はＸ方向に
スライド自在となっている。こうして，ウェハ搬送装置
７は，載置台６に載置された全てのキャリアＣの任意の
高さのスロットにアクセスし，また，洗浄処理部２に配
設された上下２台のウェハ受け渡しユニット１６，１７
にアクセスして，イン・アウトポート４側から洗浄処理
部２側へ，逆に洗浄処理部２側からイン・アウトポート
４側へウェハＷを搬送することができるようになってい
る。

【００１９】洗浄処理部２は，主ウェハ搬送装置１８
と，ウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行う
ためにウェハＷを一時的に載置するウェハ受け渡しユニ
ット１６，１７と，本実施の形態にかかる４台の基板洗
浄ユニット１２，１３，１４，１５と，洗浄処理後のウ
ェハＷを加熱処理する３台の加熱ユニット及び加熱され
たウェハＷを冷却する冷却ユニットからなる加熱・冷却
部１９とを備えている。主ウェハ搬送装置１８は，ウェ
ハ受け渡しユニット１６，１７，基板洗浄ユニット１
２，１３，１４，１５，加熱・冷却部１９の全てのユニ
ットにアクセス可能に配設されている。

【００２０】また，洗浄処理部２は，洗浄処理システム
１全体を稼働させるための電源である電装ユニット２３
と，洗浄処理システム１内に配設された各種装置及び洗
浄処理システム１全体の動作制御を行う機械制御ユニッ
ト２４と，基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５に
送液する所定の処理液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット２５
とが配設されている。電装ユニット２３は図示しない主
電源と接続される。洗浄処理部２の天井部には，各ユニ
ット及び主ウェハ搬送装置１８に，清浄な空気をダウン
フローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）
２６が配設されている。

【００２１】電装ユニット２３と薬液貯蔵ユニット２５
と機械制御ユニット２４を洗浄処理部２の外側に設置す
ることによって，又は外部に引き出すことによって，こ
の面（Ｙ方向）からウェハ受け渡しユニット１６，１
７，主ウェハ搬送装置１８，加熱・冷却部１９のメンテ
ナンスを容易に行うことが可能である。

【００２２】ウェハ受け渡しユニット１６，１７は，い
ずれもウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行
うためにウェハＷを一時的に載置するものであり，これ
らウェハ受け渡しユニット１６，１７は上下２段に積み
重ねられて配置されている。例えば，下段のウェハ受け
渡しユニット１７は，イン・アウトポート４側から洗浄
処理部２側へ搬送するウェハＷを載置するために用い，
上段のウェハ受け渡しユニット１６は，洗浄処理部２側
からイン・アウトポート４側へ搬送するウェハＷを載置
するために用いることができる。

【００２３】ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６
からのダウンフローの一部は，ウェハ受け渡しユニット
１６，１７と，その上部の空間を通ってウェハ搬送部５
に向けて流出する構造となっている。これにより，ウェ
ハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入
が防止され，洗浄処理部２の清浄度が保持されるように
なっている。

【００２４】主ウェハ搬送装置１８は，図示しないモー
タの回転駆動力によって回転可能な筒状支持体３０と，
筒状支持体３０の内側に沿ってＺ方向に昇降自在に設け
られたウェハ搬送体３１とを有している。ウェハ搬送体
３１は，筒状支持体３０の回転に伴って一体的に回転さ
れるようになっており，それぞれ独立して進退移動する
ことが可能な多段に配置された３本の搬送アーム３４，
３５，３６を備えている。

【００２５】基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５
は，図２に示すように，上下２段で各段に２台ずつ配設
されている。図１に示すように，基板洗浄ユニット１
２，１３と基板洗浄ユニット１４，１５とは，その境界
をなしている壁面４１に対して対称な構造を有している
が，対称であることを除けば，各基板洗浄ユニット１
２，１３，１４，１５は概ね同様の構成を備えている。
そこで，基板洗浄ユニット１２を例として，その構造に
ついて詳細に以下に説明することとする。

【００２６】図３は，基板洗浄ユニット１２の平面図で
ある。基板洗浄ユニット１２のユニットチャンバー４５
内には，ウェハＷを収納して処理流体によって処理する
基板処理部としてのアウターチャンバー４６を備えてい
る。アウターチャンバー４６は，ウェハＷを上方及び周
囲から囲むようになっている。即ち，アウターチャンバ
ー４６は，ウェハＷの周囲を包囲する環状の側壁４６ａ
と，ウェハＷ上面の上方を覆う天井部４６ｂを備えてお
り，ウェハＷの周囲及び上方の雰囲気を密閉し，アウタ
ーチャンバー４６の外部の雰囲気から隔離する。ユニッ
トチャンバー４５には開口５０が形成され，アウターチ
ャンバー４６の側壁４６ａには開口５２が形成され，開
口５０と開口５２は，開口部４７によって連通してい
る。アウターチャンバー４６には，開口５２をエアシリ
ンダー等からなるシリンダ駆動機構５４によって開閉す
るアウターチャンバー用メカシャッター５３が設けられ
ており，例えば搬送アーム３４によってアウターチャン
バー４６に対して開口部４７からウェハＷが搬入出され
る際には，このアウターチャンバー用メカシャッター５
３が開くようになっている。アウターチャンバー用メカ
シャッター５３はアウターチャンバー４６の内部から開
口５２を開閉するようになっている。即ち，アウターチ
ャンバー４６内が陽圧になった場合でも，アウターチャ
ンバー４６内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。

【００２７】図４に示すように，アウターチャンバー４
６内には，ウェハＷを略水平に保持する保持部材６０
と，保持部材６０を支持するチャック部材としてのチャ
ックプレート６１と，保持部材６０により支持されたウ
ェハＷに近接してウェハＷの上面を覆う上面部材として
のトッププレート６２とを備えている。ウェハＷは，例
えば半導体デバイスが形成される処理面である表面を上
面にして保持される。アウターチャンバー４６の側壁４
６ａには，保持部材６０により保持されたウェハＷが位
置する高さに傾斜部６５が形成され，ウェハＷは傾斜部
６５に包囲されるようになっている。また，アウターチ
ャンバー用メカシャッター５３は傾斜部６５の一部とな
っている。スピンチャック７１に対してウェハＷを授受
させる際には，アウターチャンバー用メカシャッター５
３を開き，ウェハＷを水平に移動させる。

【００２８】保持部材６０は，図３に示すように，チャ
ックプレート６１の周囲において中心角が１２０°とな
るように３箇所に配置されており，それら３つの保持部
材６０により，ウェハＷを周縁から保持できるようにな
っている。また，保持部材６０はＬ字形状をしており，
折り曲げ部分をチャックプレート６１の周縁に回動自在
に取り付けることにより，チャックプレート６１に対し
て略垂直面内で揺動自在となっている。保持部材６０の
水平部上面とチャックプレート６１下面との間には，保
持部材６０の垂直部の内方がウェハＷの周縁を保持する
ように付勢する圧縮ばねが設けられている。図５に示す
ように，３つの保持部材６０は，保持解除機構６７によ
って，ウェハＷを保持した状態（実線）と保持を解除し
た状態（一点鎖線）とに切り替えられる。保持解除機構
６７は，図示しないエアシリンダー等からなる昇降機構
により保持部材開閉ピン６８を上昇させ，保持部材６０
の水平部を押し上げ，３つの保持部材６０の垂直部を同
時に互いに開くことにより，ウェハＷの保持を解除させ
る。

【００２９】チャックプレート６１には，チャックプレ
ート６１の上方においてウェハＷの裏面を支持するため
の３つの支持ピン６９が備えられている。３つの支持ピ
ン６９は，図３に示すように，ウェハＷの裏面において
中心角が１２０°となるように３箇所に配置されてい
る。例えばウェハＷを搬入するときは，保持部材６０の
保持を解除状態にし，支持ピン６９によってウェハＷの
周縁部を裏面から支持し，その後，保持部材６０によっ
て周縁から保持する。また，チャックプレート６１は略
水平に配置され，ウェハＷは３つの支持ピン６９により
チャックプレート６１に対して平行に支持され，３つの
保持部材６０によりによりチャックプレート６１に対し
て平行に保持される。

【００３０】トッププレート６２は，ウェハＷの表面を
覆うことが可能な大きさに形成され，中央には，ウェハ
Ｗに供給する処理流体を通過させる供給穴７０が設けら
れている。ウェハＷに処理流体を供給する際は，供給穴
７０の上方からウェハＷの中央付近に処理流体を供給す
る。供給穴７０の周囲には，トッププレート６２の中央
側から外周側に向かって下方に傾斜するテーパ部７１が
形成されている。また，トッププレート６２は，トップ
プレート６２の外縁において対向する位置に設けられた
２つのトッププレート支持部材７５を備える。図６及び
図７に示すように，トッププレート支持部材７５は，ト
ッププレート６２の下面に対して垂直に接続する垂直支
持部材７６と，この垂直支持部材７６の下端に接続され
トッププレート６２に対して平行方向に設けられた平行
支持部材７７から構成される。平行支持部材７７には，
チャックプレート６１の底部に設けられたガイドピン８
３を貫挿させるためのガイド穴８１が設けられている。

【００３１】平行支持部材７７は，チャックプレート６
１下面とストッパー８４の上面との間において，ガイド
ピン８３に沿ってスライド可能に構成される。垂直支持
部材７６は，ウェハＷの外周側に配置され，平行支持部
材７７がガイドピン８３に沿ってスライドしてもウェハ
Ｗに接触しないようになっている。図５に示すように，
ガイドピン８３は，チャックプレート６１に対して垂直
に設けられ，上端においてチャックプレート６１の下面
に接続され，ガイド穴８１の内部を貫挿し，下端にスト
ッパー８４を備えている。平行支持部材７７がガイドピ
ン８３の下部に位置するとき，平行支持部材７７の下面
はストッパー８４の上面に当接し，トッププレート支持
部材７５はガイドピン８３から落下しないようになって
いる。これにより，ガイドピン８３はトッププレート支
持部材７５をチャックプレート６１に支持し，トッププ
レート６２はトッププレート支持部材７５を介してチャ
ックプレート６１に支持される。また，ガイド穴８１及
びガイドピン８３は，各平行支持部材７７に対してそれ
ぞれ２個ずつ設けられている。これにより，平行支持部
材７７はチャックプレート６１に対して平行に支持さ
れ，垂直支持部材７６はチャックプレート６１の下面及
びウェハＷの上面に対して垂直に支持され，トッププレ
ート６２はウェハＷの上面とトッププレート６２下面と
が平行になるように支持される。また，平行支持部材７
７がガイドピン８３に対してスライドする際も，平行支
持部材７７はチャックプレート６１の下面に対して常に
平行である状態を保って昇降移動し，垂直支持部材７６
はチャックプレート６１の下面及びウェハＷの上面に対
して常に垂直である状態を保って昇降移動し，トッププ
レート６２はウェハＷの上面とトッププレート６２下面
とが常に平行である状態を保って昇降移動する。

【００３２】図４に示すように，基板洗浄ユニット１２
内には，トッププレート６２を昇降させるエアシリンダ
ー等からなるトッププレート昇降機構９０と，チャック
プレート６１を回転させるモータ９５が備えられる。ト
ッププレート昇降機構９０とモータ９５は，保持部材６
０によって保持されるウェハＷの下方に形成された駆動
機構収納チャンバー９７の内部に配置されている。ま
た，保持解除機構６７も駆動機構収納チャンバー９７内
に配置されている。駆動機構収納チャンバー９７はトッ
ププレート昇降機構９０，モータ９５及び保持解除機構
６７の周囲及び上部を囲み，トッププレート昇降機構９
０，モータ９５及び保持解除機構６７から発生するパー
ティクルがウェハＷ側に侵入することを防止する。ま
た，アンダープレート昇降機構１０５は駆動機構収納チ
ャンバー９７の下方に配置され，アンダープレート昇降
機構１０５から発生するパーティクルはウェハＷ側に侵
入することはない。

【００３３】トッププレート昇降機構９０はトッププレ
ート支持部材７５を押し上げる押上げ部材９１を備え，
押上げ部材９１を平行支持部材７７に対して上下移動さ
せる。押上げ部材９１は，駆動機構収納チャンバー９７
を貫通しており，平行支持部材７７の下方に待機するよ
う配置されている。図５に示すように，押上げ部材９１
が上昇すると，平行支持部材７７がガイドピン８３に沿
って上昇するので，トッププレート６２は上昇してウェ
ハＷから離隔する。押上げ部材９１が下降すると，平行
支持部材７７はストッパー８４に当接するので，トップ
プレート６２はウェハＷに近接した位置（処理位置）に
下降する。このように，トッププレート昇降機構９０
は，押上げ部材９１を昇降させることにより，トッププ
レート６２を下降させてウェハＷに近接させた位置と上
昇させてウェハＷから離隔させた位置（退避位置）とに
昇降させる。また，ウェハＷの下方から押上げ部材９１
を昇降させてトッププレート６２を昇降させる構成とす
ることによって，トッププレート昇降機構９０をウェハ
Ｗの下方に配置することができる。従って，トッププレ
ート昇降機構９０にて発生したパーティクルが落下して
ウェハＷに付着することを防止することができる。さら
にまた，トッププレート６２をウェハＷ上面に近接させ
る際に，トッププレート６２をガイドピン８３によって
支持する構成とすることにより，シリンダー等を用いて
トッププレート６２をウェハＷに近接させる従来の場合
と比較して，より狭い隙間を容易にトッププレート６２
とウェハＷ上面との間に形成することができるととも
に，隙間の間隔を安定させることができる。従って，従
来の場合よりも狭く安定した隙間に処理流体を供給する
ので，処理流体の使用量を抑え，効率の良い処理を行う
ことができる。

【００３４】モータ９５は，チャックプレート６１の底
部に接続する回転筒体９６を備え，回転筒体９６を回転
させることにより，チャックプレート６１を回転させ
る。チャックプレート６１には保持部材６０とトッププ
レート６２が支持されているので，回転筒体９６の回転
により，保持部材６０，チャックプレート６１，及びト
ッププレート６２を一体的に回転させる構成となってい
る。また，保持部材６０がウェハＷを保持しているとき
は，保持部材６０，ウェハＷ，チャックプレート６１，
及びトッププレート６２が一体的に回転する。このよう
に，モータ９５によってウェハＷとトッププレート６２
を一体的に回転させるので，モータ９５の他にトッププ
レート６２を回転させるモータ等の回転駆動機構を別個
に設置する必要がない。従って，それぞれ別個の回転駆
動機構とした場合に比べて，回転駆動機構に必要なコス
トを大幅に削減することができる。また，モータから発
生するパーティクルが低減される。そして，アウターチ
ャンバー４６上部（例えば，天井部４６ｂの上面等）に
トッププレート６２を回転させるモータを設置しないの
で，基板洗浄ユニット１２上部のスペースを狭くするこ
とができる。従って，基板洗浄ユニット１２の高さを低
くして小型化できる。また，ウェハＷの保持位置の上方
に回転駆動機構が一切設置されないので，モータ９５と
トッププレート６２の回転駆動機構をそれぞれ別個とし
た場合に比べて，ウェハＷに対するパーティクルの影響
を抑制することができる。

【００３５】チャックプレート６１の上方には，ウェハ
Ｗに下方から近接してウェハＷの裏面（下面）を覆う下
面部材としてのアンダープレート１００が備えられてい
る。また，回転筒体９６の内部には，回転筒体９６の内
部に設けた空洞を貫挿し，アンダープレート１００を支
持するアンダープレートシャフト１０１が備えられてい
る。図４に示すように，アンダープレートシャフト１０
１は，水平板１０４の上面に固着されており，この水平
板１０４は，アンダープレートシャフト１０１と一体的
に，エアシリンダー等からなるアンダープレート昇降機
構１０５により鉛直方向に昇降させられる。従って，ア
ンダープレート１００は，図４に示すように，下降して
保持部材６０により保持されたウェハＷ下面から離れて
待機している状態（退避位置）と，上昇して保持部材６
０により保持されたウェハＷ下面に対して処理を施して
いる状態（処理位置）とに上下に移動自在である。

【００３６】次に，基板洗浄ユニット１２における処理
流体等の供給手段について説明する。アウターチャンバ
ー４６の上部には，例えば薬液，純水（ＤＩＷ）等の処
理液，不活性ガスとしてのＮ２ガス等を，ウェハＷに対
して処理流体として供給する処理流体供給ノズル１１０
が備えられている。さらに，乾燥用のＮ２ガスをウェハ
Ｗに対して供給するＮ２ガス供給ノズル１１１，Ｎ２ガ
ス又は空気等の不活性ガスをトッププレート６２の上部
に供給するパージ用ガスノズル１１２が備えられてい
る。

【００３７】処理流体供給ノズル１１０は，トッププレ
ート６２に対して傾斜した状態に設けられ，供給穴７０
に向かって処理流体を斜めに吐出するようになってい
る。例えばウェハＷに対して薬液，純水等の処理液を供
給する時は，処理流体供給ノズル１１０から供給穴７０
に向かって処理液を吐出し，ウェハＷの上面の中央付近
に処理液を供給する。処理流体供給ノズル１１０の先端
の最下点は供給穴７０上方から外れて位置し，図示の例
では，最下点がテーパ部７１の上方に位置するように設
けられている。即ち，処理流体供給ノズル１１０からの
処理液の供給を停止しているときに，処理流体供給ノズ
ル１１０の内部に残留した処理液等が先端から落下して
も，供給穴７０周辺のテーパ部７１において落下した処
理液を受けるので，処理液が供給穴７０から落下してウ
ェハＷの上面に付着することはない。また，トッププレ
ート６２の上部に落下した処理液は，トッププレート６
２の回転時にトッププレート６２の外周側に流れ，トッ
ププレート６２の周辺に排出される。

【００３８】また，処理流体供給ノズル１１０から供給
する処理流体は，切替開閉弁１１５によって薬液，純
水，Ｎ２ガス等のいずれかに切り替えられる。例えば，
ウェハＷに対して処理流体供給ノズル１１０から薬液，
純水等の処理液を供給した後に，切替開閉弁１１５を切
り替えて処理流体供給ノズル１１０内部にＮ２ガス等の
液抜き用流体を送出し，切替開閉弁１１５から処理流体
供給ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル
１１０の内部に残留した処理液を，Ｎ２ガスによって押
し出して排出する。この場合，残留した処理液が供給穴
７０内に落下しないように，即ち，処理液を処理流体供
給ノズル１１０の先端からトッププレート６２上に落下
させ，テーパ部７１によって受けることができるよう
に，Ｎ２ガスの流量を調節して送出する。

【００３９】Ｎ２ガス供給ノズル１１１は，供給穴７０
に向かって乾燥用のＮ２ガスを下向きに吐出する。例え
ばウェハＷを乾燥処理する際にはＮ２ガス供給ノズル１
１１から乾燥用Ｎ２ガスを吐出する。乾燥用Ｎ２ガスは
供給穴７０を通過してウェハＷ上面の中心に対して供給
され，トッププレート６２とウェハＷ上面との間を通過
してウェハＷの周辺部に向かって流れる。

【００４０】パージ用ガスノズル１１２は，アウターチ
ャンバー４６内上方からトッププレート６２の上部に例
えばＮ２ガス等の不活性ガスや，空気等のガスを吐出
し，アウターチャンバー４６内にダウンフローを形成す
る。また，トッププレート６２上面とアウターチャンバ
ー４６との間の空間を不活性ガス，空気等のガスによっ
て満たすことによりパージし，例えば処理液が蒸発して
トッププレート６２の周囲から上部の空間に回り込むこ
とを防止する。従って，アウターチャンバー４６内の上
部に処理液雰囲気が残留することを防ぐことができる。
パージ用ガスノズル１１２は，疎水性のウェハＷを処理
する際にはダウンフロー（パージ）用ガスとしてＮ２ガ
スを供給する。この場合，疎水性ウェハＷの表面にウォ
ーターマークが発生することを防止する効果がある。一
方，親水性のウェハＷを処理する際には空気を供給する
ようにし，ダウンフロー（パージ）用ガスのコストを低
減させても良い。

【００４１】アンダープレート１００には，例えば薬
液，純水などの処理液，乾燥用ガスとしてのＮ２ガス等
を，ウェハＷに対して処理流体として供給する下面供給
路１１８が備えられている。下面供給路１１８は，アン
ダープレートシャフト１０１及びアンダープレート１０
０内を貫通して設けられている。アンダープレート１０
０の上面には下面吐出口が設けられ，下面供給路１１８
から送出された例えば薬液，純水，Ｎ２ガス等の処理流
体を吐出する。なお，アンダープレート１００の中央に
設けられた下面吐出口はウェハＷの中心に上向きに指向
し，中央の下面吐出口の周辺部４箇所に設けられた下面
吐出口は，ウェハＷ周辺に向かって傾斜しており，ウェ
ハＷの外周部に向かって処理流体を効率良く押し流すこ
とができる。

【００４２】また，アンダープレート１００の下方にお
いて，チャックプレート６１とアンダープレート１００
との間に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給するＮ２ガ
ス供給路１２０が備えられている。Ｎ２ガス供給路１２
０は，アンダープレートシャフト１０１内を貫通して設
けられている。Ｎ２ガス供給路１２０は，チャックプレ
ート６１上面とアンダープレート１００下面との間の空
間をＮ２ガスによって満たすことによりパージする。こ
の場合，ウェハＷを回転させる際に，チャックプレート
６１とアンダープレート１００との間の雰囲気が負圧に
なることを防止する。従って，モータ９５の回転駆動に
より発生するパーティクルが，回転筒体９６の内部の空
洞を通過してチャックプレート６１とアンダープレート
１００との間に侵入することを防止できる。また，Ｎ２
ガス供給路１２０は，回転筒体９６の内部に設けた空洞
内にもＮ２ガスを供給し，回転筒体９６とアンダープレ
ートシャフト１０１との間の空間をＮ２ガスによって満
たすことによりパージする。この場合，モータ９５の回
転駆動により発生するパーティクルが，回転筒体９６の
内部の空洞を通過してチャックプレート６１とアンダー
プレート１００との間に侵入することを防止する。

【００４３】図４及び図８に示すように，アウターチャ
ンバー４６内には，ウェハＷを包囲するインナーカップ
１２５が備えられている。また，回転するウェハＷと同
じ高さに開口するアウターチャンバー排出口１３０と，
アウターチャンバー４６内の液滴を排液するアウターチ
ャンバー排出管１３３と，インナーカップ１２５内の液
滴を排液するインナーカップ排出管１３５が備えられて
いる。

【００４４】インナーカップ１２５は，下降して保持部
材６０をインナーカップ１２５の上端の上方に突出させ
てウェハＷを授受させる状態と，上昇してウェハＷを包
囲し，ウェハＷ両面に供給した処理液等が周囲に飛び散
ることを防止する状態とに上下に移動自在である。

【００４５】アウターチャンバー排出口１３０は，アウ
ターチャンバー４６の側壁４６ａに設けられ，ウェハ
Ｗ，チャックプレート６１及びトッププレート６２の回
転によってウェハＷ周囲に向かって流れる処理液雰囲
気，乾燥用Ｎ２ガスや，ダウンフロー（パージ）用ガ
ス，Ｎ２ガス供給路１２０から供給するパージ用Ｎ２ガ
ス等の雰囲気をスムーズに排出する。アウターチャンバ
ー排出管１３３は，アウターチャンバー４６の下部にお
いてアウターチャンバー４６とインナーカップ１２５の
間に接続され，アウターチャンバー４６の側壁４６ａと
インナーカップ１２５外壁の間のアウターチャンバー４
６底部から処理液を排出する。インナーカップ排出管１
３５は，アウターチャンバー４６の下部においてインナ
ーカップ１２５の内側に接続され，インナーカップ１２
５内から処理液を排出する。なお，アウターチャンバー
排出口１３０は，ウェハＷの周囲２箇所に開口されてい
る。

【００４６】図８に示すように，インナーカップ１２５
が上昇すると，インナーカップ１２５が保持されたウェ
ハＷを包囲して，ウェハＷ両面に供給した処理液等が周
囲に飛び散ることを防止する状態となる。この場合，イ
ンナーカップ１２５上部がアウターチャンバー４６の傾
斜部６５に近接し，インナーカップ１２５内の液滴はイ
ンナーカップ排出管１３５によって排液されるようにな
る。また，ダウンフロー（パージ）用ガス，パージ用Ｎ
２ガス等の雰囲気は，インナーカップ１２５の内側を下
方に流れてインナーカップ排出管１３５によって排気さ
れる。インナーカップ１２５が下降すると，図４に示す
ように，保持されたウェハＷがインナーカップ１２５の
上端よりも上方に突出した状態となる。この場合は，ア
ウターチャンバー４６内の液滴は，インナーカップ１２
５の外側を下降し，アウターチャンバー排出管１３３に
よって排液されるようになる。また，乾燥用Ｎ２ガス，
ダウンフロー（パージ）用ガス，パージ用Ｎ２ガス等の
雰囲気は，アウターチャンバー４６の側壁４６ａに向か
って吹き飛ばされて，アウターチャンバー排出口１３０
によって排気される。

【００４７】以上が基板洗浄ユニット１２の構成である
が，洗浄処理システム１に備えられた他の基板洗浄ユニ
ット１３，１４，１５も，基板洗浄ユニット１２と同様
の構成を有し，薬液によりウェハＷ両面を同時に洗浄す
ることができる。

【００４８】さて，この洗浄処理システム１において，
先ず図示しない搬送ロボットにより未だ洗浄されていな
いウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣがイ
ン・アウトポート４に載置される。そして，このイン・
アウトポート４に載置されたキャリアＣから取出収納ア
ーム１１によって一枚ずつウェハＷが取り出され，取出
収納アーム１１から主ウェハ搬送装置１８にウェハＷが
受け渡される。そして，例えば搬送アーム３４によって
ウェハＷは各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５
に適宜搬入され，ウェハＷに付着しているパーティクル
などの汚染物質が洗浄，除去される。こうして所定の洗
浄処理が終了したウェハＷは，再び主ウェハ搬送装置１
８によって各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５
から適宜搬出され，取出収納アーム１１に受け渡され
て，再びキャリアＣに収納される。

【００４９】ここで，代表して基板洗浄ユニット１２で
の洗浄について説明する。図４に示すように，先ず基板
洗浄ユニット１２のアウターチャンバー用メカシャッタ
ー５３が開く。そして，ウェハＷを保持した搬送アーム
３４を装置内に進入させる。このとき，インナーカップ
１２５は下降して保持部材６０の上部を上方に相対的に
突出させている。アンダープレート１００は予め下降し
て退避位置に位置している。トッププレート６２は予め
上昇して退避位置に位置している。即ち，チャックプレ
ート６１はトッププレート支持部材７５をトッププレー
ト昇降機構９０によって押し上げられる位置に移動さ
せ，その後，トッププレート昇降機構９０が押上げ部材
９１によってトッププレート支持部材７５を上昇させる
ことにより，トッププレート６２を上昇させた状態を保
つ。

【００５０】主ウェハ搬送装置１８は，搬送アーム３４
を水平移動させて支持ピン６９にウェハＷを渡す。支持
ピン６９は半導体デバイスが形成されるウェハＷ表面を
上面にしてウェハＷを支持する。この場合，アンダープ
レート１００を退避位置に位置させ，支持されるウェハ
Ｗの位置（高さ）から十分に離すので，搬送アーム３４
は，余裕をもってウェハＷを支持ピン６９に渡すことが
できる。ウェハＷを支持ピン６９に受け渡した後，搬送
アーム３４はアウターチャンバー４６の内部から退出
し，退出後，アウターチャンバー用メカシャッター５３
が閉じられる。

【００５１】次いで，保持部材６０が支持ピン６９によ
って支持されたウェハＷの周縁を保持する。一方，イン
ナーカップ１２５は上昇して支持されたウェハＷを囲
む。トッププレート６２は処理位置に下降してウェハＷ
に近接する。即ち，トッププレート昇降機構９０は押上
げ部材９１を下降させ，平行支持部材７７がガイドピン
８３の下部に下降し，押上げ部材９１はトッププレート
支持部材７５と接触しない位置まで下降すると，平行支
持部材７７の下面がストッパー８４の上面に当接し，ト
ッププレート６２はトッププレート支持部材７５を介し
てチャックプレート６１に支持される。処理位置に移動
したトッププレート６２と保持されたウェハＷ上面（表
面）の間には，例えば１ｍｍ程度の隙間が形成される。
また，アンダープレート１００が処理位置に上昇する。
処理位置に移動したアンダープレート１００と保持され
たウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間には，例えば１ｍ
ｍ程度の隙間が形成される。

【００５２】次いで，モータ９５の回転駆動により，回
転筒体９６を回転させ，保持部材８０，保持部材８０に
よって保持されたウェハＷ，トッププレート６２を一体
的に回転させる。そして，処理流体供給ノズル１１０と
下面供給路１０１から薬液がウェハＷに供給されて，ウ
ェハＷの薬液処理が行われる。

【００５３】図５に示すように，処理流体供給ノズル１
１０は薬液をウェハＷ中心部近傍に向かって斜めに吐出
する。薬液は供給穴７０を通過してウェハＷの中心部近
傍に供給され，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷ
の外周方向に流れる。トッププレート６２とウェハＷ上
面（ウェハＷ表面）の間，及びアンダープレート１００
とウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間に狭い隙間が形成
されているので，これらの間に薬液のみを介在させるこ
とができる。従って，少量の薬液でウェハＷを処理する
ことができる。ウェハＷの外周方向に流れた薬液は，図
８に示すようにインナーカップ１２５の中に排液され，
インナーカップ排出管１３５によってインナーカップ１
２５内から排液される。

【００５４】薬液処理中は，パージ用ガスノズル１１２
から，トッププレート６２の上部にダウンフロー（パー
ジ）用ガスを供給してダウンフローを形成する。ウェハ
Ｗが疎水性である場合は，ダウンフロー（パージ）用ガ
スとしてＮ２ガス等の不活性ガスを供給し，また，ウェ
ハＷが親水性である場合は空気を供給しても良い。パー
ジ用ガスノズル１１２から供給されたダウンフロー（パ
ージ）用ガスは，トッププレート６２の外周方向からウ
ェハＷの外周方向に流れ，図８に示すようにインナーカ
ップ１２５の中に流入し，インナーカップ排出管１３５
によってインナーカップ１２５内から排気される。ま
た，薬液処理中は，Ｎ２ガス供給路１２０から，チャッ
クプレート６１上面とアンダープレート１００下面との
間の空間，及び回転筒体９６の内部に設けた空洞内にパ
ージ用の不活性ガスとしてＮ２ガスを供給し，Ｎ２ガス
によるパージを行う。Ｎ２ガス供給路１２０から供給さ
れたパージ用Ｎ２ガスは，チャックプレート６１上面と
アンダープレート１００下面との間を通過してウェハＷ
の外周方向に流れ，図８に示すようにインナーカップ１
２５の中に流入し，インナーカップ排出管１３５によっ
てインナーカップ１２５内から排気される。

【００５５】ウェハＷ両面の薬液処理が終了したら，切
替開閉弁１１５によって処理流体供給ノズル１１０から
の薬液の吐出を停止する。また，下面供給路１０１から
の薬液の吐出を停止する。Ｎ２ガス供給路１２０からの
パージ用Ｎ２ガス供給は継続し，チャックプレート６１
とアンダープレート１００との間の雰囲気が負圧になる
ことを防止する。また，パージ用ガスノズル１１２から
のダウンフロー（パージ）用ガス供給は継続し，薬液雰
囲気を排出するようにダウンフローを形成する。保持部
材８０，保持部材８０によって保持されたウェハＷ，ト
ッププレート６２，チャックプレート６１は回転を継続
し，回転により保持部材８０，ウェハＷ，トッププレー
ト６２，チャックプレート６１，アンダープレート１０
０から薬液を振り切り，インナーカップ１２５内に排出
する。なお，薬液処理後に薬液を振り切る際に，処理流
体供給ノズル１１０及び下面供給路１０１からＮ２ガス
等の不活性ガスまたはＩＰＡ等を供給して，薬液を押し
流して排出するようにしても良い。

【００５６】薬液処理終了後，処理液の吐出を停止して
いる処理流体供給ノズル１１０から，処理流体供給ノズ
ル１１０の内部に残留した薬液が先端から落下しても，
供給穴７０周辺のテーパ部７１において落下した処理液
を受けるので，落下した薬液がウェハＷの上面に付着す
ることはない。また，薬液処理終了後リンス処理開始前
に，切替開閉弁１１５を切り替えてＮ２ガスを送出し
て，切替開閉弁１１５から処理流体供給ノズル１１０先
端の間において処理流体供給ノズル１１０の内部に残留
した薬液を，Ｎ２ガスにより押し出して排出するように
しても良い。この場合，押し出された薬液をテーパ部７
１によって受けることができるように，Ｎ２ガスの流量
を調節して送出する。回転しているトッププレート６２
の上部に落下した薬液の液滴は，遠心力によりトッププ
レート６２の外周側に流れ，インナーカップ１２５内に
排液される。また，切替開閉弁１１５から処理流体供給
ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル１１
０の内部に残留した薬液は，薬液の自重によって排出す
るようにしても良い。

【００５７】保持部材６０，ウェハＷ，トッププレート
６２，チャックプレート６１から薬液が十分に振り切ら
れ，インナーカップ１２５内に排出されたら，インナー
カップ１２５を下降させる。インナーカップ１２５を下
降させた後，切替開閉弁１１５によって処理流体供給ノ
ズル１１０からの処理流体の吐出を純水に切り替え，ま
た，下面供給路１０１から純水を供給し，ウェハＷ両面
のリンス処理を開始する。リンス処理においては，保持
部材８０，保持部材８０によって保持されたウェハＷ，
トッププレート６２，チャックプレート６１を薬液処理
時よりも高速に回転させる。

【００５８】処理流体供給ノズル１１０は純水をウェハ
Ｗ中心部近傍に向かって斜めに吐出する。純水は供給穴
７０を通過してウェハＷの中心部近傍に供給され，ウェ
ハＷの回転による遠心力でウェハＷの外周方向に流れ
る。トッププレート６２とウェハＷ上面（ウェハＷ表
面）の間，及びアンダープレート１００とウェハＷ下面
（ウェハＷ裏面）の間に狭い隙間が形成されているの
で，これらの間に純水のみを介在させることができる。
従って，少量の純水でウェハＷを処理することができ
る。ウェハＷの外周方向に流れた純水は，アウターチャ
ンバー４６の中に排液され，インナーカップ１２５の外
側に流れ，アウターチャンバー排出管１３３によってア
ウターチャンバー４６内から排液される。

【００５９】リンス処理中においても，パージ用ガスノ
ズル１１２から，トッププレート６２の上部にダウンフ
ロー（パージ）用ガスを供給してダウンフローを形成
し，水蒸気雰囲気がアウターチャンバー４６上部に回り
込むことを防止する。また，リンス処理中は，薬液処理
時と比較してトッププレート６２の回転を高速にするの
で，パージ用ガスノズル１１２から供給されトッププレ
ート６２の回転に応じて流れるダウンフロー（パージ）
用ガスは，薬液処理時と比較して高速に流れる。ウェハ
Ｗの外周方向に流れるダウンフロー（パージ）用ガス
は，アウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かって流
れ，アウターチャンバー排出口１３０から排気される。

【００６０】また，リンス処理中は，薬液処理時と比較
してチャックプレート６１の回転を高速にするので，チ
ャックプレート６１とアンダープレート１００との間の
雰囲気が薬液処理時と比較してさらに負圧になる傾向が
ある。そのため，Ｎ２ガス供給路１２０からのパージ用
Ｎ２ガス供給量を薬液処理時と比較して増加させる。Ｎ
２ガス供給路１２０から供給されウェハＷの外周方向に
流れるパージ用Ｎ２ガスは，薬液処理時と比較してさら
に流量が増加し，アウターチャンバー４６の側壁４６ａ
に向かって吹き飛ばされる。アウターチャンバー排出口
１３０は，ウェハＷの外周方向に流れる雰囲気をアウタ
ーチャンバー４６の側壁４６ａから排気することによ
り，スムーズに排気されるようにするので，Ｎ２ガス供
給路１２０からのパージ用Ｎ２ガス供給量を増加させる
ことができる。

【００６１】ウェハＷ両面のリンス処理が終了したら，
切替開閉弁１１５によって処理流体供給ノズル１１０か
らの純水の吐出を停止する。また，下面供給路１０１か
らの純水の吐出を停止する。Ｎ２ガス供給路１２０から
のパージ用Ｎ２ガス供給は継続し，チャックプレート６
１とアンダープレート１００との間の雰囲気が負圧にな
ることを防止する。また，パージ用ガスノズル１１２か
らのダウンフロー（パージ）用ガス供給は継続し，水蒸
気雰囲気を排出するようにダウンフローを形成する。保
持部材８０，ウェハＷ，トッププレート６２，チャック
プレート６１は回転を継続する。次いで，Ｎ２ガス供給
ノズル１１１から乾燥用のＮ２ガスを供給し，また，下
面供給路１０１から乾燥用のＮ２ガスを供給して，ウェ
ハＷの乾燥処理を行う。

【００６２】乾燥処理において，Ｎ２ガス供給ノズル１
１１は乾燥用Ｎ２ガスをウェハＷ中心部近傍に向かって
下向きに吐出する。乾燥用Ｎ２ガスは供給穴７０を通過
してウェハＷの中心部近傍に供給され，ウェハＷの回転
による遠心力でウェハＷの外周方向に流れる。トッププ
レート６２とウェハＷ上面の間，及びアンダープレート
１００とウェハＷ下面の間に狭い隙間が形成されている
ので，これらの間に乾燥用Ｎ２ガスのみを介在させるこ
とができる。従って，少量のＮ２ガスでウェハＷを処理
することができる。ウェハＷの外周方向に流れた乾燥用
Ｎ２ガスは，アウターチャンバー４６の中に排出され，
インナーカップ１２５の外側に流れ，アウターチャンバ
ー排出管１３３によってアウターチャンバー４６内から
排気される。また，ウェハＷの外周方向に流れてアウタ
ーチャンバー４６の側壁４６ａに向かう乾燥用Ｎ２ガス
は，アウターチャンバー排出口１３０からスムーズに排
気される。

【００６３】乾燥処理中においても，パージ用ガスノズ
ル１１２から，トッププレート６２の上部にダウンフロ
ー（パージ）用ガスを供給してダウンフローを形成す
る。また，Ｎ２ガス供給路１２０からチャックプレート
６１とアンダープレート１００との間にパージ用Ｎ２ガ
スを供給する。トッププレート６２の上部からウェハＷ
の外周方向に流れるダウンフロー（パージ）用ガス，及
びチャックプレート６１とアンダープレート１００との
間からウェハＷの外周方向に流れるパージ用Ｎ２ガス
は，インナーカップ１２５の外側に流れ，アウターチャ
ンバー排出管１３３によってアウターチャンバー４６内
から排気される。また，ウェハＷの外周方向に流れてア
ウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かうダウンフロ
ー（パージ）用ガス及びパージ用Ｎ２ガスは，アウター
チャンバー排出口１３０から排気される。

【００６４】一方，乾燥処理中に処理液の吐出を停止し
ている処理流体供給ノズル１１０から，処理流体供給ノ
ズル１１０の内部に残留した純水が先端から落下して
も，供給穴７０周辺のテーパ部７１において落下した純
水を受けるので，落下した純水がウェハＷの上面に付着
することはない。また，リンス処理終了後に，切替開閉
弁１１５を切り替えてＮ２ガスを送出して，切替開閉弁
１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において
処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した純水を，Ｎ
２ガスにより押し出して排出する。この場合，押し出さ
れた純水をテーパ部７１によって受けることができるよ
うに，Ｎ２ガスの流量を調節して送出する。回転してい
るトッププレート６２の上部に落下した純水の液滴は，
遠心力によりトッププレート６２の外周側に流れ，アウ
ターチャンバー４６内に排液される。また，切替開閉弁
１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において
処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した純水は，純
水の自重によって排出するようにしても良い。

【００６５】乾燥処理が終了したら，Ｎ２ガス供給ノズ
ル１１１からの乾燥用Ｎ２ガスの吐出を停止する。ま
た，下面供給路１０１からの乾燥用Ｎ２ガスの吐出を停
止する。そして，アンダープレート７７を退避位置に下
降させる。また，トッププレート６２を退避位置に上昇
させる。即ち，チャックプレート６１はトッププレート
支持部材７５をトッププレート昇降機構９０によって押
し上げられる位置に移動させて停止し，その後，トップ
プレート昇降機構９０が押上げ部材９１によってトップ
プレート支持部材７５を上昇させることにより，平行支
持部材７７がガイドピン８３上部に上昇し，トッププレ
ート６２を上昇させた状態を保つ。その後，基板洗浄ユ
ニット１２内からウェハＷを搬出する。アウターチャン
バー用メカシャッター５３が開き，主ウェハ搬送装置１
８が搬送アーム３４を装置内に進入させてウェハＷ下面
を支持する。一方，保持部材６０のウェハＷの保持を解
除し，支持ピン６９によりウェハＷ下面を支持する。次
いで，搬送アーム３４が支持ピン６９からウェハＷを離
して受け取り，装置内から退出する。この場合，トップ
プレート６２及びアンダープレート１００は退避位置に
移動しているので，搬入するときと同様にアンダープレ
ート１００と支持ピン６９により支持されるウェハＷの
位置との間には，十分な隙間が形成されることになり，
搬送アーム３４は，余裕をもって支持ピン６９からウェ
ハＷを受け取ることができる。

【００６６】かかる基板洗浄ユニット１２によれば，モ
ータ９５によってウェハＷとトッププレート６２を一体
的に回転させるので，モータ９５の他にトッププレート
６２を回転させる回転駆動機構を設置する必要がない。
従って，従来の基板処理装置と比較して，回転駆動機構
から発生するパーティクルが低減される。また，基板処
理装置を小型化し，回転駆動機構に必要なコストを大幅
に削減することができる。さらに，ウェハＷの保持位置
の上方に回転駆動機構及びシリンダー等の昇降機構が一
切設置されないので，ウェハＷに対するパーティクルの
影響を抑制することができる。また，ウェハＷとトップ
プレート６２との間の隙間を狭く，安定して形成するこ
とができるので，効率の良い処理を行うことができる。
薬液供給後に処理流体供給ノズル１１０内に残留した薬
液を，ウェハＷに落下させずに処理流体供給ノズル１１
０内から排出することができる。

【００６７】以上，本発明の好適な実施の形態の一例を
示したが，本発明はここで説明した形態に限定されな
い。例えば本発明は処理液が供給される基板洗浄装置に
限定されず，その他の種々の処理液などを用いて洗浄以
外の他の処理を基板に対して施すものであっても良い。
また，基板は半導体ウェハに限らず，その他のＬＣＤ基
板用ガラスやＣＤ基板，プリント基板，セラミック基板
などであっても良い。

【００６８】保持部材６０は，回転による遠心力を利用
してウェハＷを保持する構成としても良い。この場合，
保持解除機構６７を設置する必要がないので，パーティ
クルの発生を低減させることができる。

【００６９】図９に示すように，押上げ部材９１が駆動
機構収納チャンバー９７を貫通する部分に，上キャップ
１４０及び下キャップ１４１を設けても良い。上キャッ
プ１４０は，押上げ部材９１が駆動機構収納チャンバー
９７から突出した部分において，押上げ部材９１の周囲
を囲んで固着されており，下部にリング状の密着部材１
４５が設けられている。上キャップ１４０は，押上げ部
材９１が下降しているときに，駆動機構収納チャンバー
９７上面に密着部材１４５を密着させ，押上げ部材９１
の貫通口１４６を貫通口１４６の上方及び周囲から囲む
ようになっている。従って，押し上げ部材９１が下降し
ているときに，駆動機構収納チャンバー９７内の雰囲気
が貫通口１４６を通過して駆動機構収納チャンバー９７
の外に漏れず，ウェハＷ周囲にパーティクルが侵入する
ことを防止する。また，駆動機構収納チャンバー９７の
外の処理液雰囲気，乾燥用ガスやダウンフロー（パー
ジ）用ガス，パージ用Ｎ２ガス等が駆動機構収納チャン
バー９７内に侵入せず，駆動機構収納チャンバー９７内
のトッププレート昇降機構９０，モータ９５及び保持解
除機構６７が処理液雰囲気によって汚染されない。ま
た，下キャップ１４１は，駆動機構収納チャンバー９７
内において押上げ部材９１の周囲を囲んで固着されてお
り，上部にリング状の密着部材１４８が設けられてい
る。下キャップ１４１は，押上げ部材９１が上昇してい
るときに，駆動機構収納チャンバー９７下面に密着部材
１４８を密着させ，押上げ部材９１の貫通口１４６を貫
通口１４６の下方及び周囲から囲むようになっている。
従って，押し上げ部材９１が上昇しているときに，駆動
機構収納チャンバー９７内の雰囲気が貫通口１４６を通
過して駆動機構収納チャンバー９７の外に漏れず，ウェ
ハＷの周囲にパーティクルが侵入することを防止する。
また，駆動機構収納チャンバー９７の外の処理液雰囲
気，乾燥用ガスやダウンフロー（パージ）用ガス，パー
ジ用Ｎ２ガス等が駆動機構収納チャンバー９７内に侵入
せず，駆動機構収納チャンバー９７内のトッププレート
昇降機構９０，モータ９５及び保持解除機構６７が処理
液雰囲気によって汚染されない。

【００７０】ウェハＷの薬液処理は，トッププレート６
１とウェハＷ上面との間に形成した薬液の液膜によって
行うようにしても良い。例えば，トッププレート６１を
保持部材６０により保持されたウェハＷ上面に対して近
接させ，トッププレート６１とウェハＷ上面の間に，例
えば０．５〜３ｍｍ程度の隙間を形成する。そして，処
理流体供給ノズル１１０から薬液をウェハＷの中心部近
傍に供給し，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷの
外周方向に流して隙間全体に薬液を供給する。こうして
ウェハＷ上面全体に薬液の液膜が形成された後は，処理
流体供給ノズル１１０からの薬液の供給を停止し，液膜
の薬液によってウェハＷ上面を薬液処理する。この場
合，薬液の液膜の形状が崩れない程度の比較的低速の回
転速度（例えば１０〜３０ｒｐｍ程度）でウェハＷ及び
トッププレート６１を回転させる。ウェハＷの回転によ
り薬液の液膜内に液流が発生し，この液流により，薬液
の液膜内の淀みを防止するとともに処理効率が向上す
る。そして，薬液の液膜の形状が崩れそうになった場合
等にのみ，新液を供給して薬液の液膜の形状を適宜修復
するようにし，液膜形成後の新液の供給を控える。この
ようにして，薬液の消費量を節約することができる。ま
た，ウェハＷ下面においても，アンダープレート１００
とウェハＷ下面との間に形成した薬液の液膜によって薬
液処理を行うようにしても良い。

【００７１】

【発明の効果】本発明の基板処理装置及び基板処理方法
によれば，回転駆動機構の数を減少させ，回転駆動機構
から発生するパーティクルを低減させる。また，基板処
理装置を小型化し，回転駆動機構に必要なコストを低減
させることができる。基板の上方にパーティクルの発生
源が存在しないので，パーティクルの影響を抑制するこ
とができる。基板と上面部材との間の隙間を狭く，ま
た，安定して形成することができるので，効率の良い処
理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】洗浄処理システムの平面図である。

【図２】洗浄処理システムの側面図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄ユニット
の平面図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄ユニット
の縦断面図である。

【図５】トッププレート，アンダープレート，インナー
カップ，保持部材等の動きを説明する説明図である。

【図６】トッププレートの平面図である。

【図７】トッププレートの立面図である。

【図８】インナーカップの昇降と排液又は排気の流れを
説明する説明図である。

【図９】別の実施の形態にかかる押上げ部材の説明図で
ある。

【符号の説明】

Ｃ キャリア Ｗ ウェハ １ 洗浄処理システム １２ 基板洗浄ユニット ４６ アウターチャンバー ６０ 保持部材 ６１ チャックプレート ６２ トッププレート ７０ 供給穴 ７１ テーパ部 ７５ トッププレート支持部材 ９０ トッププレート昇降機構 ９５ モータ ９６ 回転筒体 １００ アンダープレート １０５ アンダープレート昇降機構 １１０ 処理流体供給ノズル １１１ Ｎ２ガス供給ノズル １１２ パージ用ガスノズル １２０ Ｎ２ガス供給路 １２５ インナーカップ １３０ アウターチャンバー排出口 １３５ インナーカップ排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ｂ Ｆターム(参考） 2H088 FA21 FA30 HA01 MA20 2H090 HC18 JC19 4G059 AA08 AC30 5F046 MA10

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に処理流体を供給して処理する基板
   処理装置であって，基板を保持する保持部材と，前記保
   持部材を支持するチャック部材と，基板に近接して表面
   を覆う上面部材を備え，前記上面部材を前記チャック部
   材に支持することにより，前記上面部材を前記保持部材
   と一体的に回転させる構成としたことを特徴とする，基
   板処理装置。
2. 【請求項２】 前記上面部材を下降させて基板に近接さ
   せた位置と上昇させて基板から離隔させた位置とに昇降
   させる上面部材昇降機構を備えることを特徴とする，請
   求項１に記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記チャック部材にガイドピンを設け，
   前記ガイドピンに対してスライド可能な上面部材支持部
   材によって前記上面部材を基板の上方に支持し，前記上
   面部材昇降機構は，前記上面部材支持部材を押し上げる
   押上げ部材を備えることを特徴とする，請求項２に記載
   の基板処理装置。
4. 【請求項４】 前記チャック部材を回転させる回転駆動
   機構及び前記上面部材昇降機構を，基板の下方に配置す
   ることを特徴とする，請求項２又は３に記載の基板処理
   装置。
5. 【請求項５】 基板に処理流体を供給する処理流体供給
   ノズルを備え，前記上面部材の中央に，前記処理流体供
   給ノズルから基板に供給する処理流体を通過させる供給
   穴を設けることを特徴とする，請求項１，２，３又は４
   に記載の基板処理装置。
6. 【請求項６】 処理流体供給ノズルの最下点は前記供給
   穴上方から外れて位置し，前記供給穴の周辺部におい
   て，処理流体供給ノズルから落下する処理流体を受ける
   ことを特徴とする，請求項５に記載の基板処理装置。
7. 【請求項７】 前記上面部材の上部にガスを供給するパ
   ージ用ガスノズルを備えることを特徴とする，請求項
   １，２，３，４，５又は６に記載の基板処理装置。
8. 【請求項８】 基板に下方から近接して裏面を覆う下面
   部材と，前記下面部材を基板に近接した位置と基板から
   離隔した位置とに昇降させる下面部材昇降機構を備える
   ことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６又は
   ７に記載の基板処理装置。
9. 【請求項９】 前記チャック部材を回転させる回転駆動
   機構を備え，前記回転駆動機構は前記チャック部材を支
   持する筒体を有し，前記筒体の内部に設けた空洞を貫挿
   し，前記下面部材を支持する下面部材シャフトを備え，
   前記チャック部材と下面部材との間及び／又は前記空洞
   に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を備え
   ることを特徴とする，請求項８に記載の基板処理装置。
10. 【請求項１０】 回転する基板と同じ高さに開口する排
    出口を設け，前記基板の周囲に向かって流れる雰囲気を
    前記排出口から排出することを特徴とする，請求項１，
    ２，３，４，５，６，７，８又は９に記載の基板処理装
    置。
11. 【請求項１１】 基板に処理流体を供給して処理する基
    板処理方法であって，基板に近接して表面を覆う上面部
    材を上昇させ，基板を保持部材によって保持し，前記上
    面部材を下降させて基板の表面に近接させた状態で前記
    基板，保持部材及び上面部材を一体的に回転させて基板
    を処理し，その後，前記基板，保持部材及び上面部材の
    回転を停止し，前記上面部材を上昇させ，基板を搬出す
    ることを特徴とする，基板処理方法。
12. 【請求項１２】 前記上面部材と基板との間に形成され
    た隙間に処理流体を供給して処理することを特徴とす
    る，請求項１１に記載の基板処理方法。
13. 【請求項１３】 処理中に，前記上面部材の上部にガス
    を供給することを特徴とする，請求項１１又は１２に記
    載の基板処理方法。
14. 【請求項１４】 処理中に，基板の裏面に下面部材を近
    接させることを特徴とする，請求項１１，１２又は１３
    に記載の基板処理方法。