JP2003324090A

JP2003324090A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2003324090A
Application number: JP2002126946A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Miya; 勝彦宮; Kazuki Kajino; 一樹梶野
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP4043019B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板を回転させながら基板の一方面に処理液を
供給して処理を行う場合に、基板の他方面への処理液ミ
ストの巻き込みを効果的に防止でき、処理液の回り込み
を確実に制御できる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板Ｗは、ベルヌーイ効果を利用すること
によって、雰囲気遮蔽部６０により、上面側から保持さ
れる。雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６１からは、この雰囲
気遮蔽部６０の回転を基板Ｗに伝達する回転伝達部材６
８Ａと、基板Ｗの水平方向への飛び出しを規制する位置
規制部材とが突出している。回転伝達部材６８および位
置規制部材は、遮蔽面６１の周縁部において、雰囲気遮
蔽部６０の回転方向に関して間隔を開けて設けられてい
る。回転伝達部材６８は、基板Ｗの上面の周縁部に対向
し、位置規制部材は基板Ｗの周端面に対向する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板を鉛直方向
に沿う軸線まわりに回転させながら、基板の表面に対す
るエッチング処理、洗浄処理または乾燥処理等の所要の
処理を施すための基板処理装置に関する。処理対象の基
板には、たとえば、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、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、およびフォトマスク用基板等が含まれる。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの処理工程や液晶表示装置
用ガラス基板の処理工程では、これらの基板を水平に保
持して鉛直軸線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基板処
理装置が用いられる場合がある。このような基板処理装
置では、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
に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。

【０００３】このような不具合を解消するために、たと
えば特開平１１−１７６７９５号公報等において、基板
の上面に近接して遮蔽板を配置し、基板の上面側の空間
を制限するとともに、この制限された空間に窒素ガス等
の不活性ガスを導入する構成が開示されている。これに
より、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理
液の回り込みの防止が図られている。このような基板処
理装置を用いて、いわゆるベベルエッチングと呼ばれる
基板処理を行うこともできる。すなわち、基板の下面に
供給された処理液は、遠心力によって中心部から周縁部
に向けて基板の下面を伝わり、基板の外周端面を回り込
んで基板の上面の周縁部へと至る。そこで、基板の回転
速度、処理液の供給量および基板と遮蔽板との間に供給
される窒素ガスの流量を適切に調整することによって、
基板上面の周縁部の所定幅（たとえば１〜７ｍｍ）の領
域を選択的にエッチング処理することができる。具体的
には、上面全体に銅メッキが施された基板の下面にエッ
チング液を供給することによって、基板下面全体、基板
の外周端面、および基板上面の周縁部の所定幅の領域に
関して、銅メッキ膜または銅イオンを除去する処理を施
すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成にお
いて、基板の上面に処理液ミストの巻き込みや、処理液
の回り込みを効果的に防止するためには、遮蔽板を基板
の上面に対して可能な限り近接させる必要がある。しか
し、遮蔽板の機械的精度から、回転中の基板に接触する
ことなく遮蔽板を基板の上面に近接させ得る距離には限
界がある。そのため、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したり、処理液の
回り込み量を精度良く制御したりすることができない。

【０００５】特に、大型の基板を処理する場合には、基
板の下面のほぼ中央に処理液を供給すると、処理液の噴
出圧で、基板の中央部位が凸状に盛り上がってしまう。
この処理中の基板の変形が、基板と遮蔽板との近接をさ
らに困難にしている。一方、基板の下面中央に向けて処
理液を供給するためには、基板を保持して回転するスピ
ンチャックには、真空吸着式のチャック（バキュームチ
ャック）を用いることはできず、いわゆるメカニカルチ
ャックを用いる必要がある。メカニカルチャックは、基
板の下方に位置する回転ベース部材上に、基板の外周端
面に沿って間隔を開けて配置した複数の保持ピンを設
け、これらの保持ピンによって基板の外周端面を挟持す
る構成となっている。

【０００６】したがって、メカニカルチャックを用いて
ベベルエッチング処理を行う場合には、保持ピンによっ
て保持されている基板の外周端面の部位には、エッチン
グ液が到達しない。したがって、基板の外周端面および
上面の周縁部に対する処理が不均一になる。回転ベース
部材に、保持ピンによる基板の挟持を一時的に解除する
解除機構を設けることによって、上記の問題は幾分緩和
される。しかし、解除機構は、基板の処理中に大量の処
理液を浴びることになるから、解除機構が早期に腐食
し、動作不良を引き起こすという問題がある。

【０００７】そこで、この発明の目的は、基板を回転さ
せながら基板の一方面に処理液を供給して処理を行う場
合に、基板の他方面への処理液ミストの巻き込みを効果
的に防止できる基板処理装置を提供することである。ま
た、この発明の他の目的は、基板を回転させながらその
一方面に処理液を供給して処理を行う場合に、基板の他
方面側への処理液の回り込みを確実に制御することがで
きる基板処理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板
（Ｗ）を回転させながら基板に処理液を供給して処理を
行う基板処理装置（１００）であって、基板に対向する
支持面（６０１）に設けられたガス噴出口（６０４）か
らガスを噴出することによってベルヌーイ効果を利用し
て基板を上記支持面へと吸引して保持する吸引保持手段
（６０，６０５〜６０７）と、この吸引保持手段を鉛直
軸線まわりに回転させる回転手段（６４）と、上記吸引
保持手段の支持面から突出して設けられ、上記ベルヌー
イ効果によって上記支持面へと吸引される基板の上記支
持面に対向する表面に当接して、上記回転手段の駆動力
を当該基板に伝達する回転伝達部材（６８Ａ）と、上記
吸引保持手段の回転方向に関して上記回転伝達部材とは
異なる位置において上記支持面から突出するとともに、
この吸引保持手段に吸引保持される基板の周端面に対向
するように配置され、当該基板の水平位置を規制する位
置規制部材（６８Ｂ）と、上記吸引保持手段に保持され
て回転されている基板に処理液を供給する処理液供給手
段（７，８，９，１０）とを含むことを特徴とする基板
処理装置である。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。

【０００９】この構成によれば、基板に吸引保持手段を
近づけ、この吸引保持手段から基板の対向面側へ向かっ
て、全周にわたって、かつ外向きに気体を噴き出させる
と、ベルヌーイの原理により、基板を支持面へと吸引す
る力が作用する。これにより、基板は、吸引保持手段に
吸い寄せられて、吸引保持手段の支持面に近接して保持
される。吸引保持手段の支持面からは、回転伝達部材が
突出していて、この回転伝達部材は、吸引保持手段の支
持面方向への基板の移動を規制するように基板の表面に
当接する。こうして、基板が吸引保持手段の支持面に近
接した状態で位置決めされ、基板の表面が遮蔽される。
気体の噴き出し量が充分に多ければ、基板は、回転伝達
部材に押し付けられることになるから、回転手段によっ
て吸引保持手段を鉛直軸線回りに回転させることによ
り、基板を鉛直軸線回りに回転させることができる。

【００１０】一方、基板の水平位置は、位置規制部材に
よって規制されるようになっているので、基板がその回
転中に回転半径方向へと飛び出してしまうことがない。
基板の回転中に、この基板に対して処理液を供給する
と、基板表面の処理を行うことができる。基板は吸引保
持手段の支持面にごく近接した状態（たとえば０．４ｍ
ｍ程度まで近接した状態）で安定に保持することができ
るので、吸引保持手段に対向する基板表面には、処理液
ミストが導かれることがない。

【００１１】また、基板に対して吸引保持手段の支持面
とは反対側の表面に処理液を供給する場合に、この処理
液が基板の支持面側の表面へと回り込むことを防止した
り、この回り込み量を高精度で制御して基板の上記支持
面側の表面における周縁部を選択的に処理したりするこ
とができる。基板には、吸引保持手段による吸引力によ
って、この吸引保持手段の支持面に向かう吸引力が作用
するから、回転伝達部材の位置においては、支持面と基
板との間の距離は、この回転伝達部材の上記支持面から
の突出量に等しくなる。一方、この回転伝達部材の配置
箇所以外の部位においては、吸引保持手段の支持面と基
板との間の距離は、回転伝達部材の上記突出量よりも短
くなる。

【００１２】この発明では、回転伝達部材と位置規制部
材とは吸引保持手段の回転方向に関して異なる位置にお
いて、上記支持面から突出している。したがって、基板
の表面を伝って回転半径方向へと向かう処理液がぶつか
って処理液ミストの発生源となる位置規制部材の近傍に
おいては、吸引保持手段の支持面と基板との間の距離が
極めて短くなっている。したがって、処理液ミストが基
板の上記支持面に対向する表面に再付着することを確実
に防止できる。それとともに、上記支持面とは反対側の
基板表面に向けて処理液を供給する場合に、基板の支持
面側表面への処理液の回り込みを確実に防止したり、ま
たこの回り込み量を高精度で制御したりすることができ
るようになる。

【００１３】さらに、回転伝達部材および位置規制部材
が別部材となっているので、これらはそれぞれ小型に構
成することができる。これによって、回転伝達部材や位
置規制部材における処理液のはね返りを抑制することが
できるから、これによっても、処理液の再付着による基
板の汚染を効果的に防止することができる。また、回転
伝達部材および位置規制部材を別部材とすることによ
り、それらの構成が簡単になるから、基板処理装置のコ
ストを低減できる。

【００１４】なお、吸引保持手段は、支持面を下方に向
けて、基板を上面側から支持するものであってもよい。
請求項２記載の発明は、上記回転伝達部材が、基板の周
縁部に当接可能な位置に配置されていることを特徴とす
る請求項１記載の基板処理装置である。この構成によれ
ば、回転伝達部材が基板の周縁部に当接可能な位置に配
置されているから、基板に対する回転の伝達を良好に行
うことができる。上記のとおり、回転伝達部材は、吸引
保持手段の回転方向に関して位置規制部材とは異なる位
置に配置されているから、回転伝達部材の近傍において
基板と支持面との間の間隔が最も大きくなるが、この部
分からの処理液ミストの侵入を確実に防止することがで
きる。

【００１５】吸引保持手段が、支持面を下方に向けて、
基板を上面側から支持するものである場合において、基
板の上面の周縁部に対して処理を施すときには、ガス噴
出口からのガスの噴出量を制御することによってベルヌ
ーイ効果による基板の吸引力を弱め、基板に対する位置
規制部材の当接位置を変化させることが好ましい。すな
わち、ガス噴出量を一時的に弱めることによって、ベル
ヌーイ効果による吸引力と基板に働く重力とを均衡させ
ると、位置規制部材上で基板が滑り出す。この状態で
は、基板の端面が位置規制部材に当たることによって、
この位置規制部材から基板に対して回転力が伝達される
ことになる。

【００１６】上記のような滑り出しが生じる状態と、ガ
ス噴出口から充分な流量のガスを吐出させて基板が吸引
保持手段の支持面に吸着保持される状態とを繰り返すこ
とによって、基板上面の周縁部に対して隈無く処理液を
供給することができるから、良好な処理を実現できる。
請求項３記載の発明は、上記回転伝達部材および上記位
置規制部材は、上記吸引保持手段の回転方向に関して交
互に配置された状態でそれぞれ複数個設けられているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置で
ある。

【００１７】この構成により、基板に対して回転力を確
実に伝達することができるとともに、基板の回転半径方
向への飛び出しを確実に防止できる。請求項４記載の発
明は、上記回転伝達部材とこれに隣接する上記位置規制
部材との間隔が３０ｍｍ以上であることを特徴とする請
求項３記載の基板処理装置である。この構成によって、
位置規制部材の近傍において基板と支持面とを充分に近
接させることができるので、位置規制部材における処理
液のはね返りに起因する処理液ミストが、回転伝達部材
の近傍から吸引保持手段の支持面と基板との間の空間に
入り込むことを確実に防止できる。

【００１８】

【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。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示す縦断
面図である。この基板処理装置１００は、処理対象の基
板Ｗ（この実施形態では半導体ウエハ等の円形基板）
に、処理液（薬液または純水）を用いた処理を行うため
の装置である。この基板処理装置１００は、基板Ｗを、
ほぼ水平な姿勢で鉛直軸線Ｊ回りに回転させながら、こ
の基板Ｗの表面に化学薬品または有機溶剤等の薬液や純
水を供給することによって、基板Ｗの表面に対する処理
を行う。この基板処理装置１００においては、基板Ｗの
下面に対して処理液を供給して、この基板Ｗの下面の処
理を行うことができ、基板Ｗの下面に処理液を供給する
ことにより、この基板Ｗの下面から基板Ｗの周端面を伝
ってその上面に処理液を回り込ませて基板Ｗの上面の周
縁部の処理（ベベル処理）を行うことができ、さらに、
基板Ｗの上面に対して処理液を供給し、この上面の処理
を行うことができる。

【００１９】この基板処理装置１００は、基板Ｗを下方
から保持して鉛直軸線回りに回転するスピンチャック１
と、このスピンチャック１に対向して配置され、基板Ｗ
の上面側の雰囲気を遮蔽するための雰囲気遮蔽部６０と
を備えている。この雰囲気遮蔽部６０は、ベルヌーイ効
果によって、基板Ｗを上面側からほぼ水平に吸引保持す
ることができ、かつこの水平に保持された基板Ｗを鉛直
軸線Ｊ回りに回転させることができるようになってい
る。

【００２０】基板Ｗの上面に対する処理を施すときに
は、基板Ｗはスピンチャック１に保持されて回転され、
一方、基板Ｗの下面の処理および／またはその上面の周
縁部に対するベベル処理を行うときには、基板Ｗは雰囲
気遮蔽部６０に保持されて鉛直軸線Ｊ回りに回転される
ことになる。図１には、基板処理装置１００が基板Ｗの
下面または上面の周縁部に対する処理を行う場合の様子
が示されていて、基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０によって上
面側から保持されている。基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０
がスピンチャック１から上方に離間した退避位置に退避
した状態で、図示しない基板搬送ロボットによってスピ
ンチャック１に受け渡される。その後、雰囲気遮蔽部６
０が、基板Ｗに近接するように下方へと移動し、それと
ともに、雰囲気遮蔽部６０から、基板Ｗの外周側に向け
て、窒素ガス等の不活性ガス（以下単に「ガス」とい
う。）が噴出される。基板Ｗは、ガスの流れにより生じ
るベルヌーイ効果によって、雰囲気遮蔽部６０にごく近
接した状態で吸引保持される。

【００２１】その後、雰囲気遮蔽部６０が微小距離だけ
上方へと移動されることによって、図１に示された状態
となる。図２に拡大して示すように、スピンチャック１
は、鉛直方向に沿って配置された回転軸２の上端に一体
回転可能に取り付けられた回転支持板としての板状のス
ピンベース３と、このスピンベース３の上面において基
板Ｗの外周端縁に対応する複数箇所（この実施形態では
３箇所）に、スピンベース３の周縁に沿って等間隔で立
設された複数本（この実施形態では３本）の保持ピン４
とを備えている。各保持ピン４は、基板Ｗの外周端縁を
下方から支持する支持部４ａと、支持部４ａに支持され
た基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗを挟持する立ち上
がり部４ｂとを備えている。

【００２２】回転軸２の下端付近には、ベルト伝動機構
５などによって、電動モータ６が連動連結されており、
この電動モータ６を駆動することによって、回転軸２お
よびスピンチャック１を鉛直軸線Ｊ回りに回転させるこ
とができる。回転軸２は、中空軸とされていて、この回
転軸２内に処理液供給管７が貫通して設けられている。
この処理液供給管７の上端部の処理液供給部７ａから、
雰囲気遮蔽部６０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することができる。

【００２３】処理液供給管７は、配管８（図１参照）に
連通接続されている。この配管８は、基端部において分
岐されており、一方の分岐配管８ａには薬液供給源９が
接続され、他方の分岐配管８ｂには純水供給源１０が接
続されている。各分岐配管８ａ，８ｂには開閉バルブ１
１ａ，１１ｂが介装されており、これらの開閉バルブ１
１ａ，１１ｂの開閉を切り換えることによって、処理液
供給部７ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて基板
Ｗの下面中央へと供給することができる。

【００２４】回転軸２の内壁面と処理液供給管７の外壁
面との間の隙間は、気体供給路１２となっている。この
気体供給路１２は、気体供給源１５から、開閉バルブ１
３および配管１４を介して清浄な空気や清浄な不活性ガ
ス（窒素ガス等）等の清浄な気体が供給されるようにな
っている。気体供給路１２の上端部１２ａは、処理液供
給部７ａの周囲において開口していて、基板Ｗの下面と
スピンベース３との間の空間に、清浄な気体を供給する
ことができるようになっている。

【００２５】回転軸２、ベルト伝動機構５および電動モ
ータ６などは、ベース部材２０上に設けられた円筒状の
ケーシング１６内に収容されている。このケーシング１
６の周囲には、受け部材２１がベース部材２０上に固定
されている。受け部材２１の内部には、円筒状の仕切り
部材２２ａ、２２ｂ，２２ｃが立設されていて、これら
の仕切り部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃとケーシング１６
の外壁面とによって、内側から順に、排気槽２３、第１
の排液槽２４ａ、第２の排液槽２４ｂが形成されてい
る。

【００２６】排気槽２３の底部には排気ダクト２５に連
通接続された排気口２６が形成されており、排気口２６
から排気槽２３内の気体が吸引されるようになってい
る。また、第１の排液槽２４ａの底部には回収ドレン管
２７に連通接続された第１の排液口２８ａが設けられて
おり、第２の排液槽２４ｂの底部には廃液ドレン管２９
に連通接続された第２の排液口２８ｂが形成されてい
る。第１および第２の排液槽２４ａ，２４ｂの上方に
は、スピンチャック１および雰囲気遮蔽部６０の周囲を
包囲するように筒状の案内部材３０が昇降自在に設けら
れている。この案内部材３０には、上方に向かうほど径
が小さくなる一対の傾斜部３１ａ，３１ｂが互いに間隔
をあけて同心状に配置されている。内側の傾斜部３１ａ
の下端部には、一対の筒状垂直部３３，３４ａが連なっ
ており、外側の傾斜部３１ｂの下端部には筒状垂直部３
４ｂが連なっている。傾斜部３１ａ，３１ｂは、垂直部
３４ａ，３４ｂを介して連結されており、この連結部分
には、排液案内流路を形成する多数の開口３５が円周方
向に沿って穿設されている。また、案内部材３０には、
垂直部３３と垂直部３４ａとの間に円環状の溝３６が形
成されている。この溝３６が、中間の仕切り部材２２ｂ
に嵌入されるとともに、垂直部３４ａ，３４ｂが第２の
排液槽２４ｂ内に嵌入されるように、案内部材３０が昇
降可能に配置されている。

【００２７】案内部材３０は、支持部材４１を介して昇
降機構４０に連結されている。この昇降機構４０は、図
示しないモータ等を含み、このモータを駆動することに
よって、支持部材４１を介して、案内部材３０を昇降さ
せる。案内部材３０を昇降させることによって、この案
内部材３０とスピンチャック１または基板Ｗとの相対位
置関係を変更することができる。処理液供給管７の上端
の処理液供給部７ａから薬液を吐出するときは、案内部
材３０は、図１に示された高さ位置に制御される。この
とき、基板Ｗの周端面は内側の傾斜部３１ａの内面に対
向している。したがって、遠心力によって基板Ｗから飛
び出した薬液は、傾斜部３１ａにぶつかってその下方の
第１の排液槽２４ａへと導かれ、排液口２８ａから回収
ドレン管２７を経て図示しない回収タンクへと導かれ
る。この回収タンクに回収された薬液は、薬液供給源９
に供給されて、再利用される。

【００２８】一方、処理液供給部７ａから純水を吐出す
るときは、案内部材３０は、雰囲気遮蔽部６０に保持さ
れた基板Ｗの周端面に外側の傾斜部３１ｂの内面が対向
する高さ（図１の状態よりも低い高さ）に制御される。
これにより、基板Ｗから遠心力を受けて回転半径方向外
方へと飛び出した純水は、傾斜部３１ｂの内面によっ
て、その下方の第２排液槽２４ｂへと導かれ、第２の排
液口２８ｂから廃液ドレン管２９を経て廃液されること
になる。

【００２９】スピンチャック１と図示しない基板搬送ロ
ボットとの間で基板の受け渡しを行うときには、案内部
材３０は、その上端がスピンチャック１の下方に退避し
た状態とされる。この状態で、スピンチャック１に対し
て基板搬送ロボットから基板が受け渡され、また、処理
後の基板Ｗがスピンチャック１から基板搬送ロボットへ
と受け渡されることになる。処理後の基板Ｗの搬出に先
立ち、雰囲気遮蔽部６０における不活性ガスの吐出が停
止され、これによって、ベルヌーイ効果による吸引力が
失われて、基板Ｗが雰囲気遮蔽部６０からスピンチャッ
ク１へと受け渡される。

【００３０】図３は、雰囲気遮蔽部６０の底面図であ
る。上述の図２には、図３の切断面線II−IIでとった切
断面が表わされている。雰囲気遮蔽部６０は、筒状の中
空回転軸６１の下端部に一体回転可能に取り付けられて
いる。雰囲気遮蔽部６０の下面には、基板Ｗの周縁部に
対応する位置に、複数の回転伝達部材６８Ａが、回転軸
線Ｊを中心に等角度間隔で設けられている。この実施形
態では、６個の回転伝達部材６８Ａが、雰囲気遮蔽部６
０の下面である遮蔽面６０１から微小距離（たとえば
０．４ｍｍ程度）だけ突出して設けられており、これら
の回転伝達部材６８Ａが等角度間隔（すなわち６０度間
隔）で回転軸線Ｊを中心に放射状に配置されている。

【００３１】雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１からは、
さらに、複数の位置規制部材６８Ｂが突出している。こ
れらの複数の位置規制部材６８Ｂは、この実施形態では
６個設けられていて、隣接する回転伝達部材６８Ａの中
間位置にそれぞれ１つずつ位置規制部材６８Ｂが設けら
れている。すなわち、６個の位置規制部材６８Ｂが回転
軸線Ｊを中心として６０度ずつの等角度間隔で放射状に
配置されている。このようにして６個ずつの回転伝達部
材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂが、遮蔽面６０１の
周方向に沿って交互に配置されている。

【００３２】回転伝達部材６８Ａは、雰囲気遮蔽部６０
の遮蔽面６０１に吸引保持される基板Ｗの周縁部におい
て、この基板Ｗの上面に当接する位置に配置されてい
る。これに対して、位置規制部材６８Ｂは、雰囲気遮蔽
部６０の遮蔽面６０１に吸引保持される基板Ｗの周端面
に対向するように配置されている。これにより、回転伝
達部材６８Ａは、雰囲気遮蔽部６０の回転を基板Ｗに伝
達し、位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗが回転半径方向外
方へと飛び出すことを防止する。

【００３３】回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６
８Ｂよりも回転半径方向内方側には、回転軸線Ｊを中心
とする円周に沿って、複数のガス噴出口６０４が等間隔
で配列されて形成されている。これらのガス噴出口６０
４は、雰囲気遮蔽部６０の内部のガス流通空間６０ａに
連通している。雰囲気遮蔽部６０は、基板Ｗの上面に対
向する支持面としての遮蔽面６０１を有する遮蔽部材６
０２と、この遮蔽部材６０２の上部を覆う蓋部材６０３
とを備えている。遮蔽部材６０２は、内方に凹所を有す
る皿形状を有していて、この遮蔽部材６０２に蓋部材６
０３を嵌め合わせることによって、雰囲気遮蔽部６０の
内部にガス流通空間６０ａが形成されている。

【００３４】このガス流通空間６０ａにガスを供給する
ために、雰囲気遮蔽部６０の上部には、流路部材６０５
およびガス供給ポート６０６が設けられている。ガス供
給ポート６０６には、ガス供給部６０７から、チューブ
６０８を介して、ガスが供給される。流路部材６０５は
回転軸６１に取り付けられていて、ガス供給ポート６０
６は流路部材６０５の外周を覆う形状となっている。流
路部材６０５とガス供給ポート６０６との間には僅かな
隙間が形成されている。

【００３５】このような構造によって、回転軸６１およ
び流路部材６０５を回転させる一方で、固定設置された
ガス供給ポート６０６から流路部材６０５内の流路に向
けてガスを連続供給することができる。このようにし
て、ガス供給手段が構成されている。遮蔽面６０１に形
成された多数のガス噴出口６０４は、雰囲気遮蔽部６０
の内部のガス流通空間６０ａから遮蔽面６０１に向かう
通路内における断面が直径０．３〜１ｍｍ程度の円形と
なるように形成されていて、遮蔽面６０１においては、
雰囲気遮蔽部６０の回転半径方向に長い楕円形状を有し
ている。ガス噴出口６０４は、遮蔽面６０１に対して角
度α（好ましくは２０度〜４０度）の角度をなして、基
板Ｗの外縁に向かってガスを噴出するように形成されて
いる。このガスの噴出によって、ベルヌーイ効果によ
り、基板Ｗが遮蔽面６０１に吸引される。よって、この
遮蔽面６０１が基板Ｗの支持面として機能する。

【００３６】このとき、基板Ｗのデバイスが形成される
上面の周縁部、すなわちデバイス形成領域以外の周縁部
において、基板Ｗの上面が回転伝達部材６８Ａに当接す
るまでこの基板Ｗが遮蔽面６０１に吸引されることにな
る。その結果、基板Ｗは遮蔽面６０１から所定の微小距
離（たとえば、０．４ｍｍ程度）離れた状態で上方から
支持されることになる。遮蔽部材６０２は、処理液に対
する耐腐食性を有する樹脂により一体成形される。好ま
しくは、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）や、硬めのフッ素樹
脂としてＰＣＴＦＥ（ポリクロロフルオロエチレン）
や、フッ素樹脂よりも機械強度が高いＰＥＥＫ（ポリエ
ーテルエーテルケトン）により一体成形される。ガス噴
出口６０４は一体成形時に形成されてもよく、遮蔽部材
６０２の原型に対してドリルを用いて形成されてもよ
い。いずれの手法を用いても精度の良いガス噴出口６０
４を有する遮蔽部材６０２を容易に作製することができ
る。

【００３７】上述の雰囲気遮蔽部６０および上記ガス供
給手段が、この発明の吸引保持手段を構成する。図１に
示すように、回転軸６１は、支持アーム６２に回転自在
に支持されている。回転軸６１には従動プーリ６３が一
体回転可能に取り付けられている。この従動プーリ６３
と、モータ６４の駆動軸に連結された主動プーリ６５と
の間に無端ベルト６６が架け渡されていて、モータ６４
を駆動することにより、回転軸６１とともに雰囲気遮蔽
部６０が鉛直軸線Ｊ回りに回転されるようになってい
る。このようにして、この発明における回転手段が構成
されている。

【００３８】さらに、支持アーム６２は、昇降駆動機構
６７によって昇降され、この支持アーム６２の昇降によ
って、スピンチャック１に対して雰囲気遮蔽部６０が接
離されるようになっている。この基板処理装置１００で
は、雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１に保持された
基板Ｗを吸引する近接位置と、雰囲気遮蔽部６０が基板
Ｗを吸引保持してスピンチャック１より上方にわずかに
離れた処理位置と、さらに雰囲気遮蔽部６０がスピンチ
ャック１の上方に大きく離れた上方位置との３段階の位
置の間で雰囲気遮蔽部６０を昇降することができる。こ
のような接離動作を実現する昇降駆動機構６７は、ボー
ルねじ機構やエアシリンダ等で構成することができる。

【００３９】雰囲気遮蔽部６０の中心の開口および回転
軸６１の中空部には、処理液供給管７０が貫通され、ス
ピンチャック１に保持された基板Ｗの上面を処理する場
合には、この下端部の処理液供給部７０ａから、基板Ｗ
の回転中心付近に処理液を供給することができる。処理
液供給管７０は、配管７１に連通接続されている。この
配管７１の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管７
１ａには薬液供給源９が連通接続され、他方の分岐配管
７１ｂには純水供給源１０が連通接続されている。各分
岐配管７１ａ，７１ｂには、開閉バルブ７２ａ，７２ｂ
が介装されていて、これらの開閉バルブ７２ａ，７２ｂ
の開閉を切り換えることによって、処理液供給部７０ａ
から、薬液と純水とを選択的に切り換えて基板Ｗの上面
に供給することができる。

【００４０】さらに、雰囲気遮蔽部６０の中心の開口の
内壁面および回転軸６１の中空部の内壁面と、処理液供
給管７０の外壁面との間の隙間は、気体供給路７３を形
成している。この気体供給路７３は、開閉バルブ７４が
設けられた配管７５を介して気体供給源１５に連通接続
されていて、気体供給路７３の下端部の気体供給部７３
ａから、雰囲気遮蔽部６０と基板Ｗの上面との間の空間
に、清浄な気体（空気または不活性ガス）を供給できる
ようになっている。

【００４１】図４(a)は、回転伝達部材６８Ａの取り付
け構造を示す部分断面図であり、図４(b)は、回転伝達
部材６８Ａの斜視図である。回転伝達部材６８Ａは、基
板Ｗの上面の周縁部に対向して当接する円柱状の基板当
接ピン６８１を下端部に有し、この基板当接ピン６８１
の上端部に結合され、基板当接ピン６８１よりも大径の
円柱状に形成されているとともに、その外表面にねじが
形成されたねじ軸部６８２とを備えている。このねじ軸
部６８２の上端面にはドライバによるトルクを受ける溝
部６８３が形成されている。

【００４２】一方、遮蔽部材６０２において、基板Ｗの
外周縁部に対向する所定位置には、回転伝達部材６８Ａ
が螺合されるねじ孔６８４が形成されている。このねじ
孔６８４に回転伝達部材６８Ａのねじ軸部６８２をねじ
込み、遮蔽部材６０２の上面側からロックナット６８５
を締め付けることによって、回転伝達部材６８Ａを遮蔽
部材６０２に固定することができる。ねじ孔６８４に対
する回転伝達部材６８Ａのねじ込み量を調整することに
よって、基板当接ピン６８１の遮蔽面６０１からの突出
量を微調整することができる。

【００４３】図５(a)は、位置規制部材６８Ｂの遮蔽部
材６０２に対する取り付け構造を示す部分拡大断面図で
あり、図５(b)は、位置規制部材６８Ｂの斜視図であ
る。位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗの周端面に対向し
て、この基板Ｗの水平移動を規制する規制面６８６を有
する基板規制部６８７と、この基板規制部６８７の上部
に結合され、遮蔽部材６０２の所定位置に形成された嵌
合凹所６８８に嵌合される取り付け部６８９とを有して
いる。取り付け部６８９は、断面形状が長円の棒状体で
あって、その長手方向に沿うねじ孔がほぼ軸心部に形成
されている。取り付け部６８９を嵌合凹所６８８に嵌合
させた状態で、ボルト６７１を、遮蔽部材６０２の上面
側から挿通孔６７２を挿通させて、ねじ孔６７０に螺着
することによって、位置規制部材６８Ｂを遮蔽部材６０
２に取り付けることができる。位置規制部材６８Ｂが遮
蔽部材６０２に取り付けられた状態では、位置規制部材
６８Ｂは、規制面６８６が回転軸線Ｊに対向した姿勢で
固定される。

【００４４】基板規制部６８７において規制面６８６の
下方側には、下方に向かうに従って回転軸線Ｊから離反
するように傾斜した案内面６７３が形成されている。こ
の案内面６７３の働きにより、スピンチャック１から雰
囲気遮蔽部６０へと基板Ｗが吸引される際に、基板Ｗ
は、規制面６８６よりも内方の領域へと案内されること
になる。基板Ｗに対する処理を行うときは、雰囲気遮蔽
部６０のガス供給部６０７から所定流量のガスを供給
し、ベルヌーイ効果によって、遮蔽面６０１に基板Ｗを
吸引させる。このとき、基板Ｗは、その周縁部の上面が
回転伝達部材６８Ａに当接するとともに、その水平方向
の移動が位置規制部材６８Ｂによって規制された状態と
なる。さらに、基板Ｗの上面は、遮蔽部材６０２によっ
て塞がれることになる。雰囲気遮蔽部６０は、スピンチ
ャック１から上方にわずかに離れた処理位置において、
モータ６４等によって回転駆動される。このとき、モー
タ６もまた付勢されて、スピンチャック１および雰囲気
遮蔽部６０は、同じ方向に同期回転させられる。雰囲気
遮蔽部６０から基板Ｗへの回転の伝達は、基板Ｗが回転
伝達部材６８Ａに当接することによって達成される。

【００４５】この状態で、開閉バルブ１１ａが開成され
ることによって、処理液供給部７ａから基板Ｗの下面に
薬液（たとえばエッチング液）が供給される。これによ
り、基板Ｗの下面の中央に向けてエッチング液が至近距
離から供給される。この供給されたエッチング液は、基
板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転半径方向外方側へ
と導かれる。これにより、基板Ｗの下面全域に対してく
まなく薬液洗浄処理を行うことができる。

【００４６】基板Ｗは、上面の有効領域（デバイス形成
領域）が、非接触状態で遮蔽されているとともに、周辺
部は位置規制部材６８Ｂによって位置決めされている。
したがって、下面から処理液を噴射しても基板Ｗが凸状
に湾曲することがなく、基板Ｗと遮蔽部材６０２との隙
間を維持することができる。なお、基板Ｗの中心部で処
理液の噴射圧力に対抗させるために、気体供給路７３か
らもガスを供給しながらベルヌーイ効果を発生させるよ
うにしてもよい。

【００４７】基板Ｗの上面の周縁部に対してベベルエッ
チング処理を行うときには、ガス供給部６０７からのガ
ス供給量が減少させられて、ガス噴出口６０４からのガ
ス噴出量が減少させられる。その結果、ベルヌーイ効果
による吸引力が弱まり、基板Ｗの上面と遮蔽面６０１と
の間隔が広くなる。これにより、基板Ｗは、回転伝達部
材６８Ａと非接触状態の近接吸着状態となる。よって、
処理液供給部７ａからのエッチング液が、回転している
基板Ｗの下面に触れることによって回転抵抗効果を生
じ、遮蔽部材６０２に吸引保持されている基板Ｗは雰囲
気遮蔽部６０の回転に対して遅れて回転することにな
る。すなわち、基板Ｗは、位置規制部材６８Ｂの作用で
飛び出しが防止されるとともに、基板Ｗの周端面がこの
位置規制部材６８Ｂに突き当たることによって、雰囲気
遮蔽部６０からの回転力が基板Ｗに伝達される。こうし
て、基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０の回転数よりも低い回
転数で回転する。

【００４８】基板Ｗと雰囲気遮蔽部６０の回転数に差が
生じると、基板Ｗが滑り出す。基板Ｗの雰囲気遮蔽部６
０に対する吸着と上述の滑り出しとを繰返すことによっ
て、基板Ｗの下面を伝って下面周縁部に向かったエッチ
ング液が基板Ｗの周端面を伝って上面にはい上がり、こ
の基板Ｗの上面の周縁部をくまなくエッチングすること
になる。このようにして、基板Ｗの周端面の保持に起因
する処理むらを防止できる。

【００４９】薬液供給源９から基板Ｗに供給されるエッ
チング液としては、たとえば、ＨＦ、ＢＨＦ（バッファ
ードフッ酸）、Ｈ₃ＰＯ₄、ＨＮＯ₃、ＨＦ＋Ｈ₂Ｏ₂（フ
ッ酸過酸化水素水混合液）、Ｈ₃ＰＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂（リン酸
過酸化水素水混合液）、Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂（硫酸過酸化
水素水混合液）、ＨＣＬ＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ（塩酸過酸化
水素水混合液）、ＮＨ₄ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ（アンモニ
ア過酸化水素水混合液）、Ｈ₃ＰＯ₄＋ＣＨ₃ＣＯＯＨ＋
ＨＮＯ₃、ヨウ素＋ヨウ化アンモニウム、しゅう酸系や
クエン酸系の有機酸、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アン
モニウム・ハイドロオキサイド）やコリンなどの有機ア
ルカリを例示することができる。

【００５０】基板Ｗの下面を伝って基板の回転半径方向
外方側へ向かった処理液は、基板Ｗの下面よりもさらに
下方に突出している位置規制部材６８Ｂにぶつかり、は
ね返りを生じる。しかし、位置規制部材６８Ｂは、基板
Ｗと遮蔽面６０１との間隔を規制する回転伝達部材６８
Ａから離れて（たとえば３０ｍｍ以上離れて）配置され
ていて、この位置規制部材６８Ｂの近傍では、基板Ｗ
は、ベルヌーイ効果による吸引作用のために、その周縁
部が遮蔽面６０１に著しく近接した状態にある。そのた
め、位置規制部材６８Ｂにおいて処理液が飛び散って
も、処理液のミストが基板Ｗと遮蔽面６０１との間の空
間に入り込んで、基板Ｗに再付着することがない。

【００５１】また、基板Ｗから回転半径方向外方に延び
出して案内部材３０にぶつかって処理液のミストが生じ
ても、基板Ｗは遮蔽面６０１に著しく近接しているか
ら、基板Ｗの上面に処理液ミストが再付着することはな
い。さらに、ベルヌーイ効果を利用することによって、
遮蔽面６０１にごく近接した位置に基板Ｗを位置させた
状態で、基板Ｗの上面の周縁部に対する処理（ベベル処
理）を行うことができるから、処理液の回り込み量を高
精度で制御することができ、良好なベベル処理を実現す
ることができる。

【００５２】予め定めた一定時間だけエッチング液が供
給された後、開閉バルブ１１ａが閉成されて薬液処理工
程が終了させられ、代わって、開閉バルブ１１ｂが開成
される。これによって、処理液供給部７ａから、リンス
液（純水、オゾン水、電解イオン水等）が、基板Ｗの下
面の中央に向けて供給されることになる。この状態で、
処理液供給部７ａからリンス液を基板Ｗの下面に供給し
て、基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とすリン
ス処理が行われる。このリンス処理の間も、基板Ｗの吸
着と滑り出しとを交互に繰り返しながら処理を行うこと
によって、薬液処理工程の後の基板Ｗの下面および基板
Ｗの上面の周縁部に存在するエッチング液を洗い流すこ
とができる。

【００５３】その後一定時間が経過すると、開閉バルブ
１１ｂが閉成されてリンス工程が終了する。次に、モー
タ６，６４が高速回転させられて、基板Ｗの回転が加速
され、その表面の液成分が遠心力によって振り切られ
る。こうして、乾燥工程が行われる。このとき、基板Ｗ
は、ガス供給部６０７のガス供給量を増加させて、基板
Ｗの周縁部を回転伝達部材６８Ａに当接させることによ
って、確実に保持される。

【００５４】この乾燥工程の後、ガス供給部６０７への
ガスの供給が停止され、これによって、基板Ｗは、雰囲
気遮蔽部６０からスピンチャック１へと受け渡される。
その後、雰囲気遮蔽部６０は、昇降駆動機構６７によっ
て上方位置に上昇させられ、その後、基板搬送ロボット
によって、処理済の基板Ｗがスピンチャック１から搬出
されることになる。以上のように、この実施形態によれ
ば、雰囲気遮蔽部６０から基板Ｗに回転力を伝達する回
転伝達部材６８Ａと、回転半径方向外方へと基板Ｗが飛
び出すことを防止する位置規制部材６８Ｂとが別部材で
構成され、これらが基板Ｗの周縁部に沿って交互に間隔
をあけて異なる位置に配置されている。これによって、
回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂをそれぞ
れ小型に構成することができるうえ、位置規制部材６８
Ｂにおいて飛び散った処理液が、回転伝達部材６８Ａの
近傍における基板Ｗと遮蔽面６０１との間から基板Ｗの
上面側の空間へと入り込むことを効果的に防止できる。
こうして、処理液の再付着を効果的に防止できるから、
基板Ｗのリンス時間を短縮することができ、生産性を向
上することができる。

【００５５】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ができる。
たとえば、上述の実施形態では、回転伝達部材６８Ａお
よび位置規制部材６８Ｂが、それぞれ６個ずつ設けられ
ている例について説明したが、回転伝達部材６８Ａおよ
び位置規制部材６８Ｂは、それぞれ少なくとも１つずつ
設けられていればよく、また、それらの数が同数である
必要もない。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】

【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構
成を示す縦断面図である。

【図２】雰囲気遮蔽部の近傍の構成を拡大して示す断面
図である。

【図３】雰囲気遮蔽部の底面図である。

【図４】(a)は回転伝達部材の取り付け構造を示す部分
断面図であり、(b)は回転伝達部材の拡大斜視図であ
る。

【図５】(a)は位置規制部材の遮蔽部材に対する取り付
け構造を示す部分断面図であり、(b)は位置規制部材の
拡大斜視図である。

【符号の説明】

７処理液供給管７ａ処理液供給部８配管８ａ分岐配管８ｂ分岐配管９薬液供給源１０純水供給源１１ａ開閉バルブ１１ｂ開閉バルブ１２気体供給路１３開閉バルブ１４配管１５気体供給源６０雰囲気遮蔽部６０ａガス流通空間６１回転軸６２支持アーム６３従動プーリ６４モータ６５主動プーリ６６無端ベルト６７昇降駆動機構６８Ａ回転伝達部材６８Ｂ位置規制部材７０処理液供給管７０ａ処理液供給部７１配管７１ａ分岐配管７１ｂ分岐配管７２ａ開閉バルブ７３気体供給路７３ａ気体供給部７４開閉バルブ７５配管１００基板処理装置６０１遮蔽面６０２遮蔽部材６０３蓋部材６０４ガス噴出口６０５流路部材６０６ガス供給ポート６０７ガス供給部６０８チューブ６７０ねじ孔６７１ボルト６７２挿通孔６７３案内面６８１基板当接ピン６８２ねじ軸部６８３溝部６８４ねじ孔６８５ロックナット６８６規制面６８７基板規制部６８８嵌合凹所６８９取り付け部Ｊ回転軸線Ｗ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梶野一樹京都府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） 5F031 CA01 CA02 CA05 CA07 HA13 HA24 HA27 HA29 HA59 HA80 LA07 LA13 MA23 MA24 NA04 NA15 NA16 5F043 EE08 EE35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を回転させながら基板に処理液を供給
して処理を行う基板処理装置であって、基板に対向する支持面に設けられたガス噴出口からガス
を噴出することによってベルヌーイ効果を利用して基板
を上記支持面へと吸引して保持する吸引保持手段と、この吸引保持手段を鉛直軸線まわりに回転させる回転手
段と、上記吸引保持手段の支持面から突出して設けられ、上記
ベルヌーイ効果によって上記支持面へと吸引される基板
の上記支持面に対向する表面に当接して、上記回転手段
の駆動力を当該基板に伝達する回転伝達部材と、上記吸引保持手段の回転方向に関して上記回転伝達部材
とは異なる位置において上記支持面から突出するととも
に、この吸引保持手段に吸引保持される基板の周端面に
対向するように配置され、当該基板の水平位置を規制す
る位置規制部材と、上記吸引保持手段に保持されて回転されている基板に処
理液を供給する処理液供給手段とを含むことを特徴とす
る基板処理装置。
【請求項２】上記回転伝達部材が、基板の周縁部に当接
可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項１
記載の基板処理装置。
【請求項３】上記回転伝達部材および上記位置規制部材
は、上記吸引保持手段の回転方向に関して交互に配置さ
れた状態でそれぞれ複数個設けられていることを特徴と
する請求項１または２記載の基板処理装置。
【請求項４】上記回転伝達部材とこれに隣接する上記位
置規制部材との間隔が３０ｍｍ以上であることを特徴と
する請求項３記載の基板処理装置。