JP2004265909A - 基板の支持装置及び該装置を備えた基板の処理装置、並びに基板の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の側周面の周方向複数位置を接触支持する場合に、基板の高速回転中に、基板との間で摺動運動が生じるのを防止する。
【解決手段】軸線を中心に回転可能なスピンチャックと、基板Ａを支持するための複数の支持ピン３４とを有する。複数の支持ピン３４は、基板の側周面５２を側方から接触する支持側面を有し、支持側面の水平断面は、各支持ピン３４の軸線を中心とする円弧をなし、支持側面は自転可能である。複数の支持ピン３４を同期させながら、軸線を中心として同一方向に自転させるための自転駆動手段を有し、スピンチャックの回転中に、複数の支持ピン３４を所定角度自転させることにより、基板を支持側面に対してころがり接触の仕方でスピンチャックに対して相対回転させる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の支持装置及び該装置を備えた基板の処理装置、並びに基板の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、超ＬＳＩデバイスの高性能化及び高集積化の要請から、半導体基板は、水平方向には微細化が、一方垂直方向には配線の多層化がそれぞれ追求されている。このような半導体基板の製造工程において、基板に付着した異物、不要な膜或いは不要な処理液を薬液或いは純水によって取り除く基板の洗浄工程及び乾燥工程は、必要不可欠な工程であり、この工程をいかに効率的に行うかが、半導体基板の製造コストに多大な影響を与える。
【０００３】
より詳細には、製造工程中の特に配線工程は、従来から、成膜工程とリソグラフィ工程の繰り返しによって、１層毎に半導体基板の構造が決定され、多層配線構造が形成されるが、その手順は概略以下のようである。
【０００４】
リソグラフィ工程により、絶縁膜にコンタクトホール或いはビアホールを形成する。次いで、コンタクトホール或いはビアホール中へ配線用金属を埋め込む。次いで、リソグラフィ工程により配線金属を成膜し、それを層間絶縁膜で覆って配線層を形成する。以上により１層分の配線が完成する。
【０００５】
この場合、リソグラフィ工程において一時的に利用される不要なレジスト膜を基板から完全に取り除く必要がある。また、リソグラフィ工程において形成されるコンタクトホール或いはビアホールからはみ出した余分な金属は、エッチバック或いはＣＭＰにより除去されるが、除去した金属を基板から完全に取り除くのに基板の洗浄が必要となる。更に、層間絶縁膜を形成するのに用いた処理液を基板から完全に取り除くのに基板の洗浄が必要となる。
【０００６】
このような除去すべき異物は、基板の表面、裏面、側周面及びベベル部（側面の縁斜め部分）、つまり基板の全表面に亘り拡散して付着しており、完全に基板から除去されないと、パターニング精度或いはデバイス特性に悪影響を与えるのはもちろん、クロスコンタミネーションの原因ともなる。
【０００７】
この点に関連して、いわゆる配線遅延対策として、低抵抗の配線金属として銅が、一方低誘電率の層間絶縁膜としてｌｏｗ−ｋ材が注目を集めている。
【０００８】
しかしながら、前者の配線金属について、銅原子は、Ｓｉ結晶、ＳｉＯ_２等に高速で拡散する不純物の代表であり、デバイス特性を劣化させるとともに、装置や設備のクロスコンタミネーションを引き起こす。この点で、銅の拡散侵入を防止するために、上述の基板の洗浄工程はその重要性を増す一方である。一方、後者の層間絶縁膜について、従来のＣＶＤにより成膜するのが略不可能であることから、スピンコーティングにより成膜されている。この場合、余分な膜が基板の反対面にまで回り込んで基板の周縁部まわりに付着する。この点で、このような周縁部まわりに付着した余分な膜を効率的に除去する洗浄工程の開発が要望されている。
【０００９】
ここで、従来の基板の処理装置について説明すれば、基板の支持に起因する処理むらを防止することが可能な半導体基板の処理装置が、例えば特開平２００２−９３８９１号公報に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平２００２−９３８９１号公報
【００１１】
この従来の処理装置は、略水平面内で基板を回転させる回転手段と、基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段と、略鉛直な軸線を中心に回転可能なスピンチャックと、このスピンチャック上で、この軸線を中心とする円周上に固定配置され、略水平に基板を支持するための、複数の支持部材とを有する。
【００１２】
このような構成によれば、処理対象である基板を複数の支持部材の支持面により支持しながらスピンチャックを略鉛直な軸線を中心に回転させつつ、基板の表面に処理液を供給することにより、遠心力により処理液が基板の半径方向外方に飛散する結果、基板の表面全体を処理液により処理することが可能となる。
【００１３】
更に、基板に付着した処理液が抵抗となって、基板が支持部材の支持面に対して滑り出すことにより、支持部材が基板の同じ位置を支持し続けることができなくなり、基板の側周面のうち支持部材によって支持される部分が移動して支持部材から露出することにより、処理液による処理が可能となる結果、基板の支持に起因する基板の側周面の処理むらを防止することが可能となる。
【００１４】
このように、この処理装置によれば、基板の表面だけでなく、基板の側周面をも処理することが可能であり、それにより処理むらを防止することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような基板の処理装置には、以下のような技術的問題が存する。
【００１６】
第１に、基板の表面が支持部材の支持面に対して摺動するため、時間経過とともに、通常基板より硬度の小さい支持部材の支持面が摩耗し、摩耗粉が発生する。このような異物は、基板の表面に混入して悪影響を及ぼし、製品の品質劣化を引き起こすか、或いはクロスコンタミネーションを生じる。
【００１７】
基板の処理工程において、基板の近くで摺動部分が生じるのは極力回避することが要望されている。
【００１８】
第２に、より高速回転（例えば、２０００ないし３０００ＲＰＭ）で基板を回転することが要求される乾燥工程においては、上述のような摺動を防止するために、基板の回転中に押付部材により基板を支持部材の支持面と協働して固定している。基板のこの被押付部分（通常、基板の周縁部）は、上述の処理工程と異なり、乾燥工程中常時基板は同じ位置が押付部材により押付けられているため、この被押付部分の乾燥が略不可能であり、第１の問題点と同様に、被押付部分である基板周縁部の乾燥不完全部分が原因で製品の品質劣化を引き起こす。
【００１９】
そこで、上記課題に鑑み、本願発明の目的は、基板の側周面の周方向複数位置を接触支持する場合に、基板の高速回転中に、基板との間で摺動運動を生じさせることなく、基板を支持しつつ基板の側周面のこれらの複数の接触支持部を移動させることが可能な、基板の支持装置を提供することにある。
【００２０】
本願発明の目的は、基板を略水平面内で高速回転させながら処理流体を基板の表面に供給することにより基板の表面を処理する或いは乾燥する際、基板の劣化を生じることなしに、このような処理流体を利用して基板の側周面をも確実に処理或いは乾燥することが可能な基板の処理装置及び処理方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による基板の支持装置は、
略鉛直な軸線を中心に回転可能なスピンチャックと、
該スピンチャック上で、この軸線を中心とする円周上に固定配置され、略水平に基板を支持するための、複数の支持ピンとを有する基板の支持装置において、
前記複数の支持ピンは、夫々、基板の側周面を側方から接触支持する支持側面を有し、この支持側面の水平断面は、各支持ピンの軸線を中心とする円弧をなし、前記支持側面は、夫々、該軸線を中心として自転可能であり、
更に、前記複数の支持ピンを同期させながら、それぞれの前記軸線を中心として同一方向に自転させるための自転駆動手段を有し、
それにより、前記スピンチャックの回転中に、前記複数の支持ピンの各々を所定角度自転させることにより、基板を前記支持側面夫々に対してころがり接触の仕方で、前記スピンチャックに対して相対回転させる構成としている。
【００２２】
このような構成によれば、支持部材によって基板の側周面を側方から支持しつつ、基板を略水平面内で回転させて、回転する基板の表面に処理液を供給することにより、遠心力の作用により処理液が基板の半径方向外方に四方に飛散し、その結果基板の表面全体を処理することが可能となる。
【００２３】
その際、基板の回転中に、支持体に対して側周面の点或いは線接触位置をころがり運動の仕方で相対回転させることにより、摺動部分を生じることなしに、回転支持体から露出させ、露出させた点或いは線接触位置を処理液によって処理することにより、基板の側周面をも確実に処理して、基板の支持に起因する処理むらを防止することが可能となる。
【００２４】
また、前記複数の支持ピンは、夫々、前記軸線に対して側方に、且つ上方に抜ける切り欠き部を有するのが好ましい。
【００２５】
更に、前記自転駆動手段は、前記複数の支持ピンそれぞれの前記軸線と同心状に各支持ピンに連結され、前記軸線を中心に回転可能な、複数の第１歯車と、
各第１小歯車と噛み合い、前記スピンチャックの回転軸線と同心状に前記スピンチャックに連結され、且つ前記回転軸線を中心に前記スピンチャックと一体に回転可能な第２歯車であって、その回転接線方向に傾斜するように配置された傾斜面を備えたカムフォロワを有する第２歯車と、
前記傾斜面に点接触するような曲面状のプロファイルを有し、且つ上下方向に移動可能で、前記スピンチャックと一体に前記スピンチャックの回転軸線を中心に回転可能なカムを有し、
該カムを上下方向に移動させることにより、前記傾斜面を介して前記カムフォロワを回転方向に押し出して、前記第２歯車を前記スピンチャックに対して相対回転させるのがよい。
【００２６】
更にまた、前記傾斜面は、傾斜面の傾斜方向に対する横断面が円弧状をなし、前記カムは、円筒ローラからなり、その周側面を前記傾斜面に点接触させるような向きに配置されるのがよい。前記複数の支持ピンは、前記スピンチャックの回転軸線を中心に周方向等角度間隔で配置されるのがよい。
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明による基板の処理装置は、
水平面内で基板を回転させる回転手段と、基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段と、略鉛直な軸線を中心に回転可能なスピンチャックと、このスピンチャック上で、この軸線を中心とする円周上に配置され、略水平に基板を支持するための、複数の支持ピンとを有し、略水平面内で回転する基板の表面に処理液を供給することにより、基板を処理する、基板の処理装置において、
前記複数の支持ピンは、夫々、基板の側周面を側方から接触支持する支持側面を有し、この支持側面の水平断面は、各支持ピンの軸線を中心とする円弧をなし、前記支持側面は、夫々、該軸線を中心として自転可能であり、
更に、前記複数の支持ピンを同期させながら、それぞれの前記軸線を中心として同一方向に自転させるための自転駆動手段を有し、
それにより、前記スピンチャックの回転中に、前記複数の支持ピンの各々を所定角度自転させることにより、基板を前記支持側面夫々に対してころがり接触の仕方で、前記スピンチャックに対して相対回転させる構成としている。
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明による基板の支持方法は、
基板のまわりを支持しながら、基板を略水平面内で回転させて、回転する基板の表面に処理液を供給して処理する基板の処理方法において、
基板の側周面を側方から点或いは線接触支持する支持体を設ける段階と、
該支持体ごと一体で基板の中心を通る軸線を中心に基板を回転させる段階と、
基板の回転中に、前記支持体に対して前記側周面の点或いは線接触位置を相対移動させることにより、前記支持体から露出させる段階と、
露出させた点或いは線接触位置を処理液によって処理する段階とを有する構成としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る基板の処理ユニットを詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明による基板の処理ユニットの第１実施形態の概略縦断面図である。図２は、図１の基板の支持装置の基板支持部の平面図である。図３は、図１の基板の支持装置の支持ピンの作用を示す図である。図４は、図１の基板の支持装置の概略縦断面図である。図５は、図４の線ＶＩ−ＶＩからみた図である。図６は、図１の上面ベベル処理装置が控え位置にある図である。図７は、図６のシャッターの開閉を示す平面図である。図８は、図１の上面ベベル処理装置の構成を示す部分縦断面図である。図９は、図８のＡ部の拡大図である。図１０は、図１の下面処理装置のじゃま板まわりの構成を示す部分縦断面図である。図１１は、図１１の線Ａ−Ａからみた平面図である。図１２は、図１の処理液の分別回収装置の構成を示す部分縦断面図である。図１３は、図１の処理液の分別回収装置の別の構成を示す部分縦断面図である。図１４ないし図１６は、図１の処理液の分別回収装置の作用を示す部分縦断面図である。
【００３１】
図１に示すように、基板の処理ユニット１０は、基板の回転装置１２と、基板の支持装置１４と、基板への処理液の供給装置１６と、処理液の分別回収装置１８とから概略構成されている。
【００３２】
ここに、本明細書では、基板の処理とは、処理流体を用いた基板の洗浄処理、乾燥処理、リンス処理、及びエッチング処理を含む意味に用いる。
【００３３】
図１に示すように、基板の回転装置１２は、略鉛直な軸線Ｘを中心に回転可能なスピンチャック２０と、スピンチャック２０を回転駆動する駆動部２２とを有する。スピンチャック２０は、基板Ａの下面Ａ２に面し、軸線Ｘを中心とする円盤部２４と、円盤部２４の下側に連結されたシャフト部３０とを有する。円盤部２４は、いわゆるチャック面を形成するほぼ水平な上面２８を有し、上面２８の中心部には、基板Ａの下面Ａ１と上面２８との間の間隙３０に臨む貫通孔３２が設けられている。上面２８の大きさは、基板Ａの外径より大きく、基板Ａの外径は、例えば８インチ、或いは１２インチである。上面２８には、後述するように、基板Ａを支持する支持ピン３４が設けられ、基板Ａを支持する支持ピン３４ごと軸線Ｘを中心として回転するようにしている。
【００３４】
シャフト部２６は、円盤部２４と同心状に下方に延び、ベアリング３６を介してその側面がハウジング３８によって支持されている。シャフト部２６の径は、円盤部２４の直径よりも小さく、それにより円盤部２４の下方の環状開きスペースには、後述する支持ピン３４を相対回転させるための支持ピン駆動装置３９が設けられる。シャフト部２６の下部には、軸受４０が配置され、この軸受４０はシャフト部２６、即ちスピンチャック２０を回転軸線Ｘを中心に回転可能に支承している。
【００３５】
駆動部２２は、シャフト部２６を回転させる機構を有し、モーター４２、モーター４２に連結されたプーリ４４、シャフト部２６に連結されたプーリ４６、及び両プーリ間の回転を伝動する伝動ベルト４８とを有する。駆動部２２により、シャフト２６、円盤部２４、かくして基板Ａを支持する支持ピン３４ごと回転軸線Ｘを中心に回転するようになっている。基板Ａの回転数は、基板Ａの工程に応じて定められ、一般的に処理工程の場合、２００ないし３０００ＲＰＭ、乾燥工程の場合には、それより高速の３０００ないし５０００ＲＰＭである。
【００３６】
図２ないし図５に示すように、基板Ａの支持装置１４は、上述のように、上面２８上には、略水平に基板Ａを支持するための６本の支持ピン３４がそれぞれ、円盤部２４を貫通することにより略直立して円盤２４に対して回転可能に取り付けられ、支持ピン３４の内側には、４本の支持ピン５０がそれぞれ、略直立して円盤２４に対して固定されている。６本の支持ピン３４は、処理対象である基板Ａの大きさに応じて、軸線Ｘを中心に周方向等角度間隔で円周上に配置され、一方４本の支持ピン５０は、同様に、軸線Ｘを中心に周方向等角度間隔で円周上に固定配置される。支持ピンの数は、少なくとも３つ以上である。
【００３７】
図３に示すように、複数の支持ピン３４は、夫々、基板Ａの側周面５２を側方から接触支持する支持側面５４を有し、この支持側面５４の水平断面は、各支持ピン３４の軸線Ｙを中心とする円弧（本実施形態では、半円）をなし、支持側面５４は、夫々、軸線Ｙを中心として自転可能である。支持ピン５０は、夫々、基板Ａが支持ピン３４によって支持されないとき、基板Ａの下面Ａ２を下方から接触支持するようにしている。
【００３８】
複数の支持ピン３４は、夫々、軸線Ｙに対して側方且つ上方に抜ける切り欠き５６を有し、後述するように、各支持ピン３４を軸線Ｙを中心として自転させることによって、基板Ａの側周面５２に対して切り欠き５６を差し向けることにより、各支持ピン３４による基板Ａの支持を解除して、基板Ａの支持を支持ピン５０により行うとともに、基板Ａを例えば搬送ロボットのアームにより下方から真上に持ち上げることが可能となる。
【００３９】
支持ピン駆動装置３９について説明すれば、図４に示すように、スピンチャック２０の円盤部２４の下方には、支持ピン３４の数と同数の第１歯車５８と、第１歯車５８それぞれと噛み合う第２歯車６０とからなる歯車機構６２が設けられている。複数の第１歯車５８は、夫々、対応する支持ピン３４の下端に軸線Ｙと同心状に連結され、軸線Ｙを中心に回転可能としてある。一方、第２歯車６０は、スピンチャック２０の回転軸線Ｘと同心状にスピンチャック２０に連結され、回転軸線Ｙを中心にスピンチャック２０と一体に回転可能としてある。
【００４０】
第２歯車６０は、円筒カム６４と円筒カム６４の側周面６６に当たる傾斜面６８を有するカムフォロワ７０とからなるカム機構７２により、軸線Ｘを中心に回転し、それにより複数の第１歯車５８がそれぞれ回転し、かくして支持ピン３４それぞれがスピンチャック２０に対して相対回転するようになっている。
【００４１】
カム機構７２について説明すれば、図５に示すように、軸線Ｘを中心として回転可能な略鉛直方向に延びるシャフト７３の上端に、円筒カム６４が設けられ、一方、第２歯車６０の下面には、そこから下方に延びて、下端に第２歯車６０の回転接線方向に傾斜するように配置された傾斜面６８を備えたカムフォロワ７０が設けられる。円筒カム６４は、後に説明するように、上下方向に移動可能で、スピンチャック２０と一体に回転軸線Ｘを中心に回転可能である。
【００４２】
傾斜面６８は、傾斜面６８の傾斜方向に対する横断面が円弧状をなす曲面をなし、カムフォロワ７０の側周面６６を傾斜面６８に点接触させる向きに配置される。カムフォロワ７０及び円筒カム６４は、互いに点接触するような曲面状のプロファイルを備えるのが好ましく、点接触或いは線接触をする限り、例えば傾斜面６８を平面状にして、カムをボール状としてもよい。
【００４３】
また、第２歯車６０の下面に一端が固定され、円盤部２４の下面に他端が固定されたバネ（図示せず）を第２歯車６０の下面に付設し、第２歯車６０がスピンチャック２０に対して所定角度相対回転すると、バネの付勢力が作用して第２歯車６０を逆回転させるようにしている。
【００４４】
円筒カム６４の上下移動機構について説明すれば、スクリューシャフト７４が、カップリング７６を介してモータ７８に連結し、スクリューシャフト７４に固定ナット８０が螺合する。固定ナット８０が固定される外側環状部材８２は、ベアリング８４を介してシャフト７３の下端が固定される内側環状部材８６に連結し、シャフト７３の上端は、リニアべアリング８８により上下方向可動に支承されている。これにより、モータ７８が駆動することにより、固定ナット８０、かくして固定ナット８０にべアリング８４を介して連結するシャフト７３が上下方向に移動しながら、シャフト部２６が軸線Ｘを中心として回転することにより、部材９０を介してシャフト７３もシャフト部２６と一体に回転するようになっている。
【００４５】
以上の構成によれば、モータ７８により円筒カム６４を上下方向に移動させることにより、傾斜面６８を介してカムフォロワ７０を回転方向に押し出して、第２歯車６０をスピンチャック２０に対して相対回転させる、それにより、スピンチャック２０の回転中に、複数の支持ピン３４を同期させながら、それぞれの軸線Ｙを中心として同一方向に自転させて、基板Ａを各支持ピン３４の支持側面夫々に対してころがり接触の仕方で、スピンチャック２０に対して相対回転させることが可能となる。第２歯車６０がスピンチャック２０に対して所定角度相対回転すると、バネの付勢力が打ち勝って第２歯車６０を逆回転させる。これにより、図２に示すように、角度αの範囲で基板Ａを回転させることが可能となる。
【００４６】
次に、図６ないし図９を参照しながら、基板への処理液の供給装置１６について説明すれば、基板の処理ユニット１０は、基板Ａの上面Ａ１の上方に設置された基板の上面のベベル処理ユニット１６Ａと、基板Ａの下面Ａ２の下方に設置された基板の下面全体の処理ユニット１６Ｂとを有する。処理液は、酸、アルカリ又は有機溶媒その他の薬液、純水又は脱イオン水等であり、処理内容、例えば除去洗浄する対象が、パーティクル、ポリマー、金属等のどの異物か、或いは酸化膜、窒素化膜、ＣＭＰによって発生した変質膜等のどの膜であるのかに応じて、適宜決定すればよい。
【００４７】
まず、ベベル処理ユニット１６Ａについて説明する。
【００４８】
図６に示すように、基板Ａのベベル処理ユニット１６Ａは、水平方向に開閉可能なシャッター９２（図７参照）の上方の控え位置と、シャッター９２の下方の作動位置との間を上下方向に移動可能なように、歯車機構９４を介してモータ９６に連結されており、控え位置において処理液が垂れて基板Ａの表面に滴下しないように、シャッター９２には、処理液が垂れる位置に対応して処理液の受け溝９８が設けられている。
【００４９】
図８に示すように、ベベル処理ユニット１６Ａは、内部に処理液を基板Ａに供給する環状流路１００を形成した本体部１０２を有する。本体部１０２は、スピンチャック２０と異なり、作動位置において回転することなく静置される。作動位置における基板Ａの上面Ａ１との間隔は、０．５ｍｍないし３ｍｍである。
【００５０】
本体部１０２は、環状の平らな下面１０４を有し、下面１０４が基板Ａと略平行となるように配置され、基板Ａの上面Ａ１との間に流体が流れる間隙３１を形成する。間隙３１に臨むように、処理液の環状流出口１０６が下面１０４に設けられ、基板Ａの上面Ａ１に向かって斜め下方に、且つ半径方向外方に環状流出開口１０６まで延びるように環状流路１００を形成する。
【００５１】
環状流路１００は、環状流出開口１０６に向かって先細に形成されている。図９に示すように、環状流路１００の環状流出開口１０６まわりの傾斜角度βは、環状流出開口１０６から流出する処理液が基板Ａの外方に差し向けられるように、少なくとも鋭角であり、詳細には処理液の種類、流量、流出開口面積等に応じて定められるが、１０°ないし３０°が好ましい。環状流路１００の上流側には、処理液を一時的に溜める環状溜め部１０８が環状流路１００と流通して設けられ、環状溜め部１０８の上流側は、本体部１０２の上面１１０に周方向に複数設けられた処理液流入口１１２の夫々に連通する管路１１４が、環状溜め部１０８と流通して設けられる。各処理液流入口１１２は、薬液或いは純水の処理液供給源（図示せず）に流量計、調整弁を介して、分岐管（図示せず）を通じてそれぞれ接続される（図１参照）。
【００５２】
これにより、各処理液流入口１１２より流入した処理液は、各管路１１４を通って環状溜め部１０８に到り、そこに一旦溜められた処理液は、環状流路１００を通って環状流出開口１０６から基板Ａの外方に向かう流れをなして基板Ａに処理液を供給するようになっている。
【００５３】
環状流出開口１０６の内周縁１１６に取り囲まれた下面１０４の領域には、下面１０４から窪んだ水平断面が円形の凹部１１８が設けられ、第１不活性ガスである窒素ガスを噴射するための第１不活性ガス流出開口１２０が、間隙３１に臨むように、下面１０４の凹部１１８との境界を構成する周縁１２２により形成され、環状流出開口１０６と略同心上の円形開口の形態を有する。
【００５４】
これにより、第１不活性ガスが不活性ガス供給源（図示せず）に流量制御器、調整弁、フィルターを介して連通する流入開口１１７を通じて凹部１１８内に流入し、不活性ガス流出開口１２０を経て間隙３１を通って基板Ａの外方に放射状に流れるようにしている。
【００５５】
環状流出開口１０６の外周縁１２４と本体部１０２の外周縁１２５との間の下面１０４の領域には、第２不活性ガス流出開口１２６が形成され、本体部１０２の内部には、基板Ａの上面Ａ１に向かって斜め下方に、半径方向外方に第２不活性ガス流出開口１２６まで延びる環状流路１２８が形成される。第２不活性ガス流出開口１２６は、環状流出開口１０６と略同心状の環状流出開口の形態である。
【００５６】
図９に示すように、環状流路の第２不活性ガス流出開口１２６まわりの傾斜角度γは、第２不活性ガス流出開口１２６から流出する第２不活性ガスが基板Ａの外方に差し向けられるように、少なくとも鋭角であり、詳細にはガスの種類、流量、流出開口面積等に応じて定められるが、１０°ないし３０°が好ましい。環状流路１２８の上流側には、不活性ガスを一時的に溜める環状溜め部１２７が環状流路１２８と流通して設けられ、環状溜め部１２７の上流側は、本体部１０２の上面１１０に周方向に複数設けられた第２不活性ガス流入口１２９の夫々に連通する管路１３１が、環状溜め部１２７と流通して設けられる。
【００５７】
各第２不活性ガス流入口１２９は、不活性ガス供給源（図示せず）に流量制御器、調整弁、フィルターを介して、分岐管（図示せず）を通じてそれぞれ接続される（図１参照）。これにより、各第２不活性ガス流入口１２９より流入した第２不活性ガスは、各管路１３１を通って環状溜め部１２７に到り、そこに一旦溜められた第２不活性ガスは、環状流路１２８を通って環状流出開口１２６から基板Ａの外方に向かう流れをなして基板Ａに不活性ガスを供給するようになっている。
【００５８】
このような構成により、第１不活性ガスのみを利用する場合、環状流出開口１２６から基板Ａの上面Ａ１に向かう環状の処理液流れに対して内方から面する不活性ガス雰囲気を少なくとも負圧でない所定圧力に保持するように、第１不活性ガス流出開口１２０からの第１不活性ガスを間隙３１を通して基板Ａの外方に流すことにより、間隙３１の下面１０４から基板Ａの上面Ａ１まで、内周縁１１６の近傍に沿ってガスバリアを形成して、基板Ａの上面Ａ１への処理液の供給を基板Ａの上面の所望環状領域に制限することが可能となる。
【００５９】
また、第１不活性ガス及び第２不活性ガスの両方を利用する場合、環状流出開口１０６から供給する処理液が、第１不活性ガス流出開口１２０から噴射する第１不活性ガスによって基板Ａの外方に向かって同伴されながら、第２不活性ガス流出開口１２６から噴射する第２不活性ガスによって、基板Ａの外方に向かって引かれることにより、第１不活性ガスのみを利用する場合と同様に、基板Ａの上面Ａ１への処理液の供給を基板Ａの上面の所望環状領域に制限することが可能となる。
【００６０】
このように、いずれの場合も処理液の環状流出開口１０６の径を選択することにより、基板Ａの上面Ａ１を処理する環状領域を決定することが可能となる。
【００６１】
一方、図１０を参照しながら、基板Ａの下面の処理ユニット１６Ｂについて説明すれば、不活性ガス（窒素ガス）を供給するための外管１３０と、外管１３０内を延びる、処理液を供給するための内管１３２とを有する。外管１３０は、貫通穴３２と非接触で貫通穴３２を通ってスピンチャック２０の上面２８まで延び、内管１３２は、外管１３０の下端面１３４を貫通して、外管１３０内をスピンチャック２０の上面から突出するように延びる。内管１３２及び外管１３０は、スピンチャック２０の回転軸線Ｘまわりに同心状に配置され、内管１３２の上周縁１３６によって基板Ａの略中心に向かって、処理液を略鉛直な方向に供給する処理液供給ノズル１３８が形成され、一方外管１３０の上周縁１４０と内管１３２の外周面１４２との間に、基板Ａの下面Ａ２近傍を不活性ガス雰囲気とするように、下面Ａ２に向かって不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射ノズル１４４が形成される。不活性ガス噴射ノズル１４４は、処理液供給ノズル１３８のまわりを取り囲むように配置された環状ノズルの形態を有する。
【００６２】
基板Ａの下面Ａ２と不活性ガス噴射ノズル１４４との間には、じゃま板１４６が設けられ、不活性ガス環状ノズル１４４の上方で内管１３２の外周面１４２に固定され、環状ノズルと同心状に且つ基板Ａと略平行上に配置された円板の形態を有する。図１１に示すように、じゃま板１４６は、じゃま板１４６の円周方向に互いに等角度間隔に配置された、８個の分岐流路を構成する８個の抜け穴１４８を有し、各抜け穴１４８は、じゃま板１４６の不活性ガス噴射ノズル側のじゃま板表面１５０に形成される不活性ガス分岐流れの流入開口１５２が、不活性ガス噴射ノズル１４４より外方にオフセット配置されるとともに、じゃま板表面１５０の反対表面に形成される不活性ガス分岐流れの流出開口１５４が、流入開口１５２より内方に形成され、各々が、図１０に示すように、不活性ガス分岐流れが基板Ａの表面の手前で処理液供給ノズル１３８からの処理液流れにぶつかるような所定の傾きを備える。なお、抜け穴１４８の数、開口面積は、不活性ガス噴射ノズル１４４からの不活性ガスの流量等に応じて選択すればよい。
【００６３】
じゃま板１４６は、複数の分岐流路の流入開口１５２より外方領域に、基板Ａの外方に向かう偏向流れが、上面２８との間で絞られるように、じゃま板１４６表面から不活性ガス噴射ノズル１４４に向かって突出する突出リング部１５６を有する。これにより、じゃま板１４６により流れが偏向された不活性ガス流れが、一部分岐した基板Ａに向かう不活性ガス流れを引くようなディフューザ効果が生じないようにしている。
【００６４】
このような構成によれば、図１０に示すように、じゃま板１４６が不活性ガス噴射ノズル１４４から噴射する不活性ガス流れを受けて、基板Ａの外方に向かう流れに偏向するとともに、抜け穴１４８により基板Ａの外方に向かう偏向された流れが一部分岐され、不活性ガス噴射ノズル１４４の噴流による基板Ａへの直撃が回避されて、基板Ａへの悪影響が防止されるとともに、基板Ａの下面Ａ２、特に処理液が最初に供給される中心部を不活性ガス雰囲気に維持しながら、処理液による基板Ａの一様な処理が確保することが可能となる。
【００６５】
次に、図１２を参照しながら、処理液の分別回収装置１８について説明すれば、基板Ａの周囲を取り囲むように配置された、内方に臨む環状開口１５８を有するポット１６０が設けられる。ポット１６０は、内方に向かって斜め上方に延びる環状上壁１６２と、略平らな底面１６４を有する環状下壁１６６と、環状上壁１６２と環状下壁１６６との間の外周壁１６８及び内周壁１７０とを有し、環状上壁１６２の上周縁１７２から所定長さの環状ひさし１７４が略鉛直方向に垂下しており、環状ひさし１７４の下周縁１７６と内周壁１７０の上周縁１７８とが環状開口１５８を形成する。ポット１６０の内部には、夫々ポット１６０の底面１６４を環状に仕切るように、底面１６４から上方且つ内方に環状開口１５８に向かって延び、ポット１６０内で離間して配置された３枚の環状仕切１８０Ａ，Ｂ，Ｃが入れ子式に設けられる。環状仕切１８０Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれは、後に説明するように、上下駆動機構１８２により互いに独立に上下方向に移動可能にしてある。
【００６６】
環状開口１５８から流入する処理液を受け入れ可能なように、隣り合う環状仕切１８０それぞれの内周縁１８３を環状開口１５８に位置決めすることにより、外側の環状仕切１８０の内周面１８４と内側の環状仕切１８０の外周面１８６とで、底面１６４に通じる環状流路１８８を形成する。
【００６７】
また、１つの環状仕切からみれば、環状仕切１８０を環状開口１５８の上レベル、すなわち基板Ａからの処理液が外方に飛散するレベルより上に位置決めすることにより、環状仕切１８０の内周面１８３が、基板Ａからの処理液を環状開口１５８からポット１６０の底面１６４まで案内する案内面を形成し、環状仕切１８０を環状開口１５８の下レベル、すなわち基板Ａからの処理液が外方に飛散するレベルより下に位置決めすることにより、環状仕切１８０の外周面１８６が、基板Ａからの処理液を環状開口１５８からポット１６０の底面１６４まで案内する、別の案内面を形成することになる。隣り合う環状仕切１８０それぞれの内周縁１８３を環状開口１５８に位置決めする際、それ以外の隣り合う環状仕切１８０を上下方向に近接して位置決めすることにより、処理液の飛散から生じるミストがそれ以外の隣り合う環状仕切１８０それぞれの内周縁１８３間の間隙から環状流路内に流入するのを防止できる。
【００６８】
環状ひさし１７４の上下方向長さは、３枚の環状仕切１８０Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれを上下駆動機構１８２によりポット１６０内で最も上方位置に位置決めしたとき、３枚の環状仕切１８０の上周縁１８３がすべて環状ひさし１７４によって隠されるような長さであるのが好ましい。これにより、隣合う環状仕切１８０の内周縁１８３の間から基板Ａからの処理液或いはそこから発生するミストが混入することを防止することが可能となる。
【００６９】
複数の環状仕切１８０それぞれは、環状開口１５８に向かって内方上向きに傾斜する傘部１８８と、上周端が傘部１８８に連結され、ポット１６０の底部から上方に延出する円筒部１９０とを有する。傘部１８８の傾きは、ポット１６０の上周壁１６２と略平行である。円筒部１９０の外周面を取り囲むように、固定円筒部１９２が底面１６４から上方に延びる。円筒部１９０の外周面と固定円筒部１９２の内周面とは、所定クリアランス、例えば０．５ｍｍを有し、固定円筒部１９２は、傘部１８８が最も上方位置に達したときにも円筒部１９０と固定円筒部１９２とが重なり合うような高さを有する。
【００７０】
傘部１８８は、夫々、円筒部１９０との連結部から外方に向かって延びる環状張り出し部１９４を有し、この環状張り出し部１９４の下方で円筒部１９０を取り囲むように、ポット１６０の底面１６４から上方に延びる環状隔壁部１９６が設けられ、それにより、環状流路１８８は、隣り合う環状仕切１８０の傘部１８８同士によって形成される斜め流路１９８と、外側の環状仕切１８０の円筒部１９０の内周面と環状隔壁１９６の外周面とによって形成される外流路２０４と、環状隔壁１９６の内周面と外側の環状仕切１８０の円筒部１９０の外周面とによって形成される内流路２１０とから構成され、外流路２０４と内流路２１０とは、逆Ｕ字形流路を形成する。
【００７１】
外流路２０４は、その最下端で処理液流出口（図示せず）と連通し、内流路２１０は、その最下端でミスト流出口（図示せず）と連通し、ミスト流出口を通じて排気装置（図示せず）により環状流路内が引かれている。
【００７２】
複数の環状仕切１８０のうち最も外側に位置する環状仕切１８０Ａは、その外周面とポット１６０の外周壁１６８の内周面２１２との間に環状流路を形成し、一方複数の環状仕切１８０のうち最も内側に位置する環状仕切１８０Ｃは、その内周面とポット１６０の内周壁１７０の内周面２１４との間に環状流路を形成する。最も内側の環状流路内には、スピンチャック２０の外周縁の略真下に、パドリング用の処理液を受けるための環状受け２１８が設けられ、これによりパドリング処理のような低速回転（例えば、数ないし数十ＲＰＭ）のために処理液が環状開口２０６に流入できない場合でも、処理液を確実に分別回収し、特に最も内側の環状流路内に分別回収される処理液との混合を防止することができる。
【００７３】
環状隔壁１９６の上周縁と内側に隣り合う固定円筒部１９２の内周面とにより形成されるミスト流入開口部には、周方向に分散配置された複数の貫通穴２２４を備えた環状のコンダクタンス調整板２２６が設けられ、これらの複数の貫通穴２２４それぞれの大きさを、ミスト流出口に近いほど小さくしてある。これにより、ミストの回収の周方向の偏りを防止することが可能となる。
【００７４】
次に、環状仕切１８０の上下駆動機構１８２について説明すれば、環状仕切１８０の内周面には、シャフト連結部材２２８が付設され、シャフト連結部材２２８の上端部は内周面１８４に固定され、下端部は開口して、中空部が下方に臨む。中空円筒部材２２８の真下には、底面１６４から上方に延びる中空円筒部材２３０が設けられ、中空円筒部材２３０はシャフト連結部材２２８の中空部に収まるような径を有する。下壁１６６及び中空円筒部材２３０を貫通して、上方に延びるシャフト２３２が、中空部内を通り、シャフト２３２の上端がシャフト連結部材２２８の上端部と連結する。
【００７５】
シャフト２３２の下端は、カップリング２３４を介してシャフト２３６に連結し、シャフト２３６の下端は、ナット２３８に螺合し、ナット２３８は一対の歯車２４０の一方に固定され、他方の歯車はモータ２４２に連結されている。このような構成により、モータ２４２の回転により一対の歯車２４０を介してナット２３８に螺合するシャフト２３６が回転することにより上下移動し、シャフト２３２、かくしてシャフト連結部材２２８を介して環状仕切１８０が上下方向に移動可能となるようになっている。
【００７６】
図１３に示すように、上述の上下駆動機構の変形例として、カム機構を利用してもよい。カム機構２５０は、モータ２５１により回転可能なシャフト２５２に固定され、互いに略平行な３枚の平板カム２５４と、平板カム２５４それぞれのプロファイルに追従するように、各環状仕切１８０に連結した上下方向に延びるシャフト２５６の下端に固定された円筒カムフォロワ２５８とを有する。これによれば、単一のモータにより異なるカムプロファイルを通じて、各環状仕切１８０が所定の相対位置関係をなして、上下方向に移動することが可能となる。
【００７７】
なお、処理ユニット１０のうち処理液に接する部材の材質は、使用する処理液に応じてテフロン（登録商標）、ポリプロピレン、ＰＶＤＦ或いは塩化ビニル等の合成樹脂から選択するのがよい。
【００７８】
以上のような構成を有する基板の処理ユニットの動作を、基板Ａの搬入工程、基板Ａの処理工程、基板Ａのリンス工程、基板Ａの乾燥工程、及び処理工程、リンス工程、乾燥工程に付随して行われる処理液、リンス液、乾燥用ガスの回収工程に区切って説明する。以下では、基板Ａの素子を形成した表面を上面に、素子の形成されていない裏面を下面となるように基板Ａを配置して、上面の素子の形成されていないベベル部を含む外周縁部と、下面全体並びに側周面とを併行して処理する場合を例に説明する。
【００７９】
（１）基板Ａの搬入工程について
基板Ａを搬入する前に、上面ベベル処理ユニット１６Ａを控え位置に位置決めしておく。次いで、処理すべき基板Ａを搬送ロボット（図示せず）によりスピンチャック２０の上面まで搬送する。この際、図３（Ｂ）に示すように、各支持ピン３４を自転させて、切り欠き５６を基板Ａの中心に向かう内方に向けて置く。次いで、基板Ａを搬送ロボット（図示せず）によって各支持ピン５０により下方から支持して、各支持ピン３４を自転させて円弧側周面５４を基板Ａの周縁５２に当てて、図３（Ａ）に示すように、基板Ａを略水平支持する。次いで、シャッター９２を開いて、上面ベベル処理ユニット１６Ａを控え位置から作動位置まで下方に移動させる。以上で、上面ベベル処理ユニットの作動位置への位置決め、及び基板Ａの搬入工程が完了する。
【００８０】
（２）基板Ａの処理工程について
モータ４２によりスピンチャック２０を回転させて、基板Ａを軸線Ｘを中心として、所定回転数で回転させる。これにより、基板Ａは支持ピン３４によって接触支持されながら、鉛直軸線Ｘを中心として所定回転数で回転する。次いで、基板Ａの上面のベベル処理を行いつつ、下面全体並びに側周面の処理を併行して行う。
【００８１】
まず、図１０を参照しながら下面Ａ２の処理について説明する。基板Ａの下面Ａ２の略中心に向けて、処理液供給ノズル１３８から処理液を供給するとともに、不活性ガス供給ノズル１４４から窒素ガスを供給する。その際、不活性ガス供給ノズル１４４から基板Ａの下面Ａ２に向けて噴射される窒素ガスは、じゃま板１４６によって受けられ、流れを半径方向外方に偏向されるとともに、窒素ガスの流れが一部抜け穴１４８を通って基板Ａの下面Ａ２に向かい、その途中で処理液の流れにぶつかり、処理液の流れのまわりを覆うようにしながら、処理液の流れとともに基板Ａの下面Ａ２において下面Ａ２に沿って流れる。
【００８２】
これにより、窒素ガスの基板Ａの下面Ａ２への直撃を防止することにより、基板Ａへの悪影響を回避しつつ、基板Ａの中心近傍を不活性ガス雰囲気に維持することにより、下面Ａ２にウオータマークが発生するのを防止することが可能となる。じゃま板１４６によって偏向された窒素ガス流れは、流れが突出リング１５６と上面２８との間で絞られることにより、ディフューザ効果を防止して、抜け穴１４８から逆に流れを引き込むことなしに、上面２８に略平行に基板Ａの外方に流れ、基板Ａの下面Ａ２にぶつかって下面Ａ２によって偏向された不活性ガス流れと合流する。これにより、不活性ガスの噴流の基板Ａの直撃を回避しつつ、基板Ａの中心部まわりを不活性ガス雰囲気に維持するとともに、基板Ａ上の処理液が、不活性ガスの噴流により邪魔されることなしに、遠心力により基板Ａの半径方向外方に流れ、その結果基板Ａの表面全体を一様に処理することが可能となる。
【００８３】
一方、図８及び図９を参照しながら基板Ａの上面Ａ１のベベル処理について説明すれば、第１不活性ガスのみを流す場合には、環状流出開口１０６からの処理液は、基板Ａの上面Ａ１に向かう環状流れを形成するとともに、第１不活性ガス流出開口１２０からの窒素ガスは、環状流出開口１０６の内側から間隙３１を通って外方に流れる。このとき、間隙３１の下面１０４から基板Ａの上面Ａ１まで、内周縁１１６の近傍に沿ってガスバリアを形成するように、基板Ａの上面Ａ１に向かう環状の処理液流れに内方から面する不活性ガス雰囲気を少なくとも負圧でない所定圧力に保持することにより、基板Ａの上面Ａ１への処理液の供給を基板Ａの上面Ａ１の所望環状領域に制限することが可能となる。
【００８４】
第１不活性ガス及び第２不活性ガスの両方を流す場合には、環状流出開口１０６から供給される処理液は、第１不活性ガス流出開口１２０から噴射する第１不活性ガスによって基板Ａの外方に向かって同伴されながら、第２不活性ガス流出開口１２６から噴射する第２不活性ガスによって、基板Ａの外方に向かって引かれることにより、第１不活性ガスのみを流す場合と同様に、基板Ａの上面Ａ１への処理液の供給を基板Ａの上面Ａ１の所望環状領域に制限することが可能となる。
【００８５】
第１不活性ガスのみを流す場合と第１不活性ガス及び第２不活性ガスの両方を流す場合との使い分けについては、回転速度、ガス流量、処理液流量、環状開口の位置、開口の半径方向幅、処理液吐出角度等の条件に応じて、基板Ａの外周縁近傍の所望環状領域を精密に処理する観点から、適宜選択すればよい。
【００８６】
いずれの場合でも、本体部１０２はスピンチャック２０と異なり、基板Ａの処理の際、回転させずに静置しているので、処理液及び不活性ガスを処理液及び不活性ガスの各供給源から分岐管を介して本体部１０２の内部に設けられた各環状流路１００、１２８へ簡便に供給することが可能である。
【００８７】
以上のようにして、基板Ａの上面の所望環状領域のみを周方向に均一に、且つ精確に処理することが可能となる。
【００８８】
最後に、基板Ａの側周面の処理に関し、図４に示すように、基板Ａを高速回転中に、モータ７８により円筒カム６４を上方に移動させることにより、カムフォロワ７０が基板Ａの回転方向に押し出されて、第２歯車６０、それに噛み合う各第１歯車５８、かくして各支持ピン３４がスピンチャック２０と一体で高速回転しながら、スピンチャック２０に対して所定角度相対回転して、図２に示すように、各支持ピン３４により側方から支持されていた基板Ａの側周面の接触支持部が各支持ピンから露出する。バネの付勢力により基板Ａを角度範囲αの範囲で回転移動させることが可能となる。
【００８９】
その結果、露出した接触支持部を上面処理の処理液或いは下面処理の処理液により処理することが可能となるとともに、支持ピン３４の側周面５４の基板Ａを支持していた部分を洗浄することも可能となる。これにより、基板Ａの側周面の処理むらを防止するとともに、支持ピン３４に起因するクロスコンタミネーションを抑制することが可能となる。その際、基板Ａは、支持ピン３４の側周面５４に対して摺動することなく、ころがり接触の仕方で移動するので、従来技術のように、摺動に伴う磨耗粉の発生を回避することが可能となる。
【００９０】
次に処理液の回収工程を説明する。
【００９１】
図１４に示すように、環状仕切１８０Ａ，Ｂ，Ｃすべてを最上方位置に位置決めし、それにより環状仕切１８０Ｃの内周面とポット１６０の内周壁とで環状流路を形成しておく。基板Ａの上下面を処理した処理液及び不活性ガスは、基板Ａの半径方向外方に飛散して、環状開口１５８からポット１６０の内部に流入する。流入した処理液は、まず外側の環状仕切り１８０Ｃの傘部１８８Ｃの内周面によって受けられ、はね返って環状開口１５８から基板Ａの方に戻されることなしに、そこからポット１６０の内部に案内されて斜め流路を経て、環状仕切１８０の壁にぶつかるたびにミストを発生させながら、環状張り出し部１９４Ｃ及び環状隔壁１９６Ｃにより内流路２１０への短絡が防止されることにより、まず外流路２０４を流れ、処理流出口から処理液が分別回収される。
【００９２】
次いで、ミストは、ミスト流出口を介して吸引装置により引かれながら、内流路２１０を流れ、ポット１６０のコンダクタンス調整板２２６の各貫通穴２２４を通って、周方向のミスト流れの偏りを防止しつつ、最終的にミスト流出口から回収される。この際、他の環状仕切１８０Ａ，Ｂは互いに近接した位置に位置決めしておくことにより、処理液およびそこから生じるミストが、他の環状流路内に流入するのを防止することができる。このように、内流路２１０と外流路２０４とを逆Ｕ字形の流路として、処理液の流れから発生するミストをミストとして回収するより液体として回収することを優先させることにより、処理液の回収歩留まりを向上させることが可能となる。
【００９３】
以上のように、処理液の種類に応じて、使用する環状流路を選択することにより、他の処理液と混合することなく分別回収を行うことが可能となるので、回収した処理液は、適切な処理、例えば、処理液中の異物の除去処理を行った後、基板Ａの処理ユニットの処理液供給源に戻して、適宜再利用することが可能となる。
【００９４】
（２）基板Ａのリンス工程及び乾燥工程について
基板Ａのリンス工程及び乾燥工程については、第１に、リンス工程では純水、乾燥工程では不活性ガスが利用される点で、薬液を利用する処理工程とは、処理流体が異なること、第２に、乾燥工程では高速回転が要求される点で、処理工程とは基板Ａの回転数が異なること以外は、前述の基板Ａの処理工程と略同様であるので、以下では、リンス工程及び乾燥工程夫々について、処理液の回収工程を説明する。
【００９５】
まず、図１５に示すように、図１４の環状仕切１８０の位置から、環状仕切１８０Ｃを上面２８のレベルまで下方に移動させる一方で、環状仕切１８０Ｂを環状ひさし１７４の下端レベルまで移動させる。これにより、環状仕切１８０Ｂの内周面１８４と環状仕切１８０Ｃの外周面１８６とでリンス液の環状流路が形成される。
【００９６】
この状態で、基板Ａの上面Ａ１をリンス液によりリンスを行えば、基板Ａの処理工程における処理液の回収と同様に、基板Ａの上面Ａ１から四方に飛散するリンス液は、環状開口１５８を通して環状流路１８８に流入する。より詳細には、まずリンス液は外側の環状仕切１８０Ｂ，Ｃの傘部１８８Ｂ，Ｃの内周面によって受けられ、斜め流路１９８内を流れて、外流路２０４に至る。このとき、環状張り出し部１９４Ｃにより、斜め流路１９８内を流れるリンス液が、直接流出開口まで短絡することが防止される。リンス液が流路の内壁にぶつかるたびに、ミストが生じるが、生じたミストは、排気装置により、内流路２１０のミスト排出口まで引かれる。次いで、リンス液は、流出開口を通して回収され、再使用される。
【００９７】
このように、本実施形態による処理流体の回収工程によれば、スペース、特に上下方向のスペースを大きく占有することなしに、使用する処理液に応じて独立に処理液を回収することが可能であり、当業者に周知な適切な処理のもとで処理液を再使用することができる。
【００９８】
乾燥工程においては、図１６に示すように、図１５の環状仕切１８０の配置から、環状仕切１８０Ｂを上面２８のレベルまで下方に移動させる一方で、環状仕切１８０Ａを若干下方に移動させる。これにより、環状仕切１８０Ａの内周面１８３と環状仕切１８０Ｂの外周面１８６とで、環状流路が形成される。このあとは、処理工程あるいはリンス工程の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００９９】
なお、図１４ないし図１６に示すように、いずれの環状流路１８８を利用する場合でも、環状仕切１８０の内周縁１８３を環状ひさし１７４の下周縁１７６、或いはスピンチャック２０の上周縁に位置決めすることにより、回収していない環状流路１８８に処理液或いはミストが混入するのを防止することが可能となる。
【０１００】
（３）基板Ａの搬出工程
基本的には、基板Ａの搬入工程と逆の工程を行う。まず、処理液および不活性ガスの供給を停止後、上面ベベル処理ユニット１６Ａを作動位置から控え位置まで上方に移動させる。次いで、各支持ピン３４を所定角度自転させて、基板Ａを支持する円筒側周面５４を外方に向けて、基板Ａの支持を解除する。これにより、基板Ａは、各支持ピン５０より下方から接触支持される。この状態で、搬送ロボット（図示せず）のフォークを基板Ａの下方に延ばして、フォークを上方に移動させることにより、基板Ａを支持ピン３４から持ち上げ、搬出することが可能となる。以上で、基板Ａの搬出工程を終了する。このようにして、基板Ａの枚葉処理が終了する。
【０１０１】
本実施形態に係る処理液の分別回収装置は、３枚の環状仕切をそれぞれ独立にポット１６０に対して上下方向に相対移動可能とするとともに、これらの環状仕切１８０によりポット１６０内を仕切っているが、分別回収した処理液に摩耗粉等の異物が混入しないようにするために、３枚の環状仕切を含め、ポット１６０内部のすべての構成部材について、部材間に間隔を確保して、摺動部分が生じないようにしている。なお、３枚の環状仕切りにより仕切られた各環状流路内は、前述のように、外部から吸引しているので、部材間の間隙は、処理液或いはミストを分別回収する限りにおいて支障のない大きさとすればよい。
【０１０２】
以上説明したような基板の処理ユニット１０は、特に以下の工程に対して有効である。
【０１０３】
第１に、銅配線を行う基板Ａの処理工程に特に有効である。すなわち、Ｓｉ結晶、ＳｉＯ_２に高速で拡散する銅によるクロスコンタミネーションを防止しつつ、処理液を分別回収して再利用しながら、基板Ａの上面の精確且つ確実なベベル処理、基板Ａの側周面の処理、及び下面全体の一様な処理を一度に行うことが可能となり、それにより処理効率を飛躍的に向上させることができる。
【０１０４】
第２に、いわゆるｌｏｗ−ｋ材或いはｈｉｇｈ−ｋ材により層間絶縁膜を形成する場合のスピンコート成膜工程に有効である。すなわち、スピンコートにより余分な膜が基板の裏面にまで回り込んで形成されるので、このような基板の周縁部まわりに付着した余分な膜を除去するのに、層間絶縁膜が形成された表面を上面として、所望周縁部だけを処理すると同時に、素子の形成されていない裏面は全体を処理することにより、効率的な処理が可能となる。
【０１０５】
次に、図１７を参照して、本発明による基板処理ユニットの第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一符号を付すことにより、それらの説明は省略し、以下に特徴部分について説明する。
【０１０６】
図１７は、本発明による基板処理ユニットの第２実施形態の概略縦断面図である。基板処理ユニット３００の特徴は、図１の上面ベベル処理ユニット１６Ａの代わりに、基板Ａの下面Ａ２に対する処理ユニット１６Ｂと同様な処理ユニットを基板Ａの上面Ａ１に対しても採用した点にある。この上面処理ユニットは、第１実施形態における処理ユニットとその構成は全く同様である。
【０１０７】
このような構成によれば、基板Ａの上下面に対して同時に同じ処理液を供給することにより、上下面全体を併行して処理することが可能となるので、特に成膜工程前後或いはＣＭＰ工程後において、基板の両面全体に付着したパーティクル或いは不純物を効率的に除去するのに有効である。
【０１０８】
基板Ａの上面Ａ１の処理については、第１実施形態における下面Ａ２の処理と同様に、高速回転する基板Ａの上面Ａ１に対して、基板Ａの略中心に処理液を供給するとともに、そのまわりを覆うように不活性ガスを噴射することにより、処理液は遠心力により基板Ａの半径方向外方に飛ばされ、それにより、基板Ａの中心から基板Ａの周縁まで上面全体を処理液で処理することが可能となる。その際、上面に向かって噴射する不活性ガスをじゃま板１４６´で一旦受けて、基板Ａの外方に向かう流れに偏向するとともに、このような偏向流れの一部を分岐させて、上面Ａ１に向けて流すことにより、上面Ａ１が一様に処理されると同時に、不活性ガスの噴流が基板Ａの上面Ａ１を直撃することを回避しつつ、なお上面Ａ１の中心部まわりを不活性ガス雰囲気として、上面Ａ１にウオータマークが発生するのを防止することが可能となる。また、第１実施形態と同様な仕方で、基板Ａの上下を処理した処理液を一度に分別回収することが可能となる。
【０１０９】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更、修正が可能である。例えば、上記実施形態では、上下面を併行して一度に処理したが、それに限定されることなく、当業者なら本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。
【０１１０】
例えば、上下面のいずれかについて、処理液を供給することなく、不活性ガスのみを基板Ａに向けて供給するのでもよい。それにより、処理液の反対面への回り込みを防止することが可能となる。
【０１１１】
また、基板Ａの支持装置において、下方から支持する支持ピンを採用することなしに、ベルヌーイチャック或いはエアベアリングにより基板Ａの下方から非接触の仕方で基板を支持しつつ側方から保持することも可能である。
更に、処理液の分別回収装置において、環状仕切の数は使用する薬液等の種類に応じて決めればよく、例えば１枚の環状仕切によりポットを２つに仕切ってもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明による基板の支持装置によれば、基板の側周面の周方向複数位置を接触支持する場合に、基板の高速回転中に、基板との間で摺動運動を生じさせることなく、基板を支持しつつ基板の側周面のこれらの複数の接触支持部を移動させることが可能である。
【０１１３】
本発明による基板の処理装置及び処理方法によれば、基板を略水平面内で高速回転させながら処理流体を基板の表面に供給することにより基板の表面を処理する或いは乾燥する際、基板の劣化を生じることなしに、このような処理流体を利用して基板の側周面をも確実に処理或いは乾燥することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板処理ユニットの第１実施形態の概略縦断面図である。
【図２】図１の基板の支持装置の基板支持部の平面図である。
【図３】図１の基板の支持装置の支持ピンの作用を示す図である。
【図４】図１の基板の支持装置の概略縦断面図である。
【図５】図４の線ＶＩ−ＶＩからみた図である。
【図６】図１の上面ベベル処理装置が控え位置にある図である。
【図７】図６のシャッターの開閉を示す平面図である。
【図８】図１の上面ベベル処理装置の構成を示す部分縦断面図である。
【図９】図８のＡ部の拡大図である。
【図１０】図１の下面処理装置のじゃま板まわりの構成を示す部分縦断面図である。
【図１１】図１０の線Ａ−Ａからみた平面図である。
【図１２】図１の処理液の分別回収装置の構成を示す部分縦断面図である。
【図１３】図１の処理液の分別回収装置の別の構成を示す部分縦断面図である。
【図１４】図１の処理液の分別回収装置の作用を示す部分縦断面図である。
【図１５】図１の処理液の分別回収装置の作用を示す部分縦断面図である。
【図１６】図１の処理液の分別回収装置の作用を示す部分縦断面図である。
【図１７】本発明による基板処理ユニットの第２実施形態の概略縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ 基板Ａ
Ａ１ 下面
Ａ２ 上面
１０ 基板の処理ユニット
１２ 基板の回転装置
１４ 基板の支持装置
１６ 基板への処理液の供給装置
１８ 処理液の分別回収装置
２０ スピンチャック
２２ 駆動部
２４ 円盤部
２６ シャフト部
２８ 上面
３０ 間隙
３１ 間隙
３２ 貫通孔
３４ 支持ピン
５２ 側周面
５４ 支持側面
５６ 切り欠き
５８ 第１歯車
６０ 第２歯車
６４ 円筒カム
７０ カムフォロワ

Claims (7)

1. 略鉛直な軸線を中心に回転可能なスピンチャックと、
   該スピンチャック上で、この軸線を中心とする円周上に固定配置され、略水平に基板を支持するための、複数の支持ピンとを有する基板の支持装置において、
   前記複数の支持ピンは、夫々、基板の側周面を側方から接触支持する支持側面を有し、この支持側面の水平断面は、各支持ピンの軸線を中心とする円弧をなし、前記支持側面は、夫々、該軸線を中心として自転可能であり、
   更に、前記複数の支持ピンを同期させながら、それぞれの前記軸線を中心として同一方向に自転させるための自転駆動手段を有し、
   それにより、前記スピンチャックの回転中に、前記複数の支持ピンの各々を所定角度自転させることにより、基板を前記支持側面夫々に対してころがり接触の仕方で、前記スピンチャックに対して相対回転させることを特徴とする基板の支持装置。
2. 前記複数の支持ピンは、夫々、前記軸線に対して側方に、且つ上方に抜ける切り欠き部を有する、請求項１に記載の支持装置。
3. 前記自転駆動手段は、前記複数の支持ピンそれぞれの前記軸線と同心状に各支持ピンに連結され、前記軸線を中心に回転可能な、複数の第１歯車と、
   各第１小歯車と噛み合い、前記スピンチャックの回転軸線と同心状に前記スピンチャックに連結され、且つ前記回転軸線を中心に前記スピンチャックと一体に回転可能な第２歯車であって、その回転接線方向に傾斜するように配置された傾斜面を備えたカムフォロワを有する第２歯車と、
   前記傾斜面に点接触するような曲面状のプロファイルを有し、且つ上下方向に移動可能で、前記スピンチャックと一体に前記スピンチャックの回転軸線を中心に回転可能なカムを有し、
   該カムを上下方向に移動させることにより、前記傾斜面を介して前記カムフォロワを回転方向に押し出して、前記第２歯車を前記スピンチャックに対して相対回転させる、請求項１または請求項２に記載の支持装置。
4. 前記傾斜面は、傾斜面の傾斜方向に対する横断面が円弧状をなし、前記カムは、円筒ローラからなり、その周側面を前記傾斜面に点接触させるような向きに配置される、請求項３に記載の支持装置。
5. 前記複数の支持ピンは、前記スピンチャックの回転軸線を中心に周方向等角度間隔で配置される、請求項１に記載の支持装置。
6. 水平面内で基板を回転させる回転手段と、基板の表面に処理液を供給する処理液供給手段と、略鉛直な軸線を中心に回転可能なスピンチャックと、このスピンチャック上で、この軸線を中心とする円周上に配置され、略水平に基板を支持するための、複数の支持ピンとを有し、略水平面内で回転する基板の表面に処理液を供給することにより、基板を処理する、基板の処理装置において、
   前記複数の支持ピンは、夫々、基板の側周面を側方から接触支持する支持側面を有し、この支持側面の水平断面は、各支持ピンの軸線を中心とする円弧をなし、前記支持側面は、夫々、該軸線を中心として自転可能であり、
   更に、前記複数の支持ピンを同期させながら、それぞれの前記軸線を中心として同一方向に自転させるための自転駆動手段を有し、
   それにより、前記スピンチャックの回転中に、前記複数の支持ピンの各々を所定角度自転させることにより、基板を前記支持側面夫々に対してころがり接触の仕方で、前記スピンチャックに対して相対回転させることを特徴とする基板の処理装置。
7. 基板のまわりを支持しながら、基板を略水平面内で回転させて、回転する基板の表面に処理液を供給して処理する基板の処理方法において、
   基板の側周面を側方から点或いは線接触支持する支持体を設ける段階と、
   該支持体ごと一体で基板の中心を通る軸線を中心に基板を回転させる段階と、
   基板の回転中に、前記支持体に対して前記側周面の点或いは線接触位置を相対移動させることにより、前記支持体から露出させる段階と、
   露出させた点或いは線接触位置を処理液によって処理する段階とを有する基板の処理方法。

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