JP2006128424A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 遮断板への洗浄流体の付着を十分に防止でき、かつ基板を十分な清浄度で洗浄できる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】 洗浄処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗを回転可能に保持するスピンチャック２１を備える。スピンチャック２１の上方には、中心部に開口を有する円板状の遮断板５０が設けられている。遮断板５０は回転支持軸５１取り付けられ、回転支持軸５１は水平方向に延びるアーム６０により保持されている。回転支持軸５１の上端部には不活性ガス供給管５２が取り付けられている。回転支持軸５１および不活性ガス供給管５２の内部空間には処理液供給管６１およびノズル７０が設けられている。アーム６０には、遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９が接続されている。遮断板昇降駆動機構３７は、遮断板５０を上下動作させる。ノズル昇降駆動機構３９は、処理液供給管６１およびノズル７０を上下動作させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられている。例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、生産効率を高めるために一連の処理の各々をユニット化し、複数の処理ユニットを統合した基板処理装置が用いられている。

基板処理装置の処理ユニットとして、基板の洗浄を行う洗浄処理部がある。洗浄処理部においては、回転する基板の表面に薬液等の洗浄液が供給され、純水等のリンス液が供給される。その後、リンス液の供給が停止され、基板が高速回転される。それにより、リンス液が遠心力により振り切られ、基板の表面が乾燥する（スピンドライ）。

上記のように洗浄処理時において、基板は高速回転されている。それにより、基板上に供給される処理液（洗浄液またはリンス液）は、その遠心力により外方に飛散する。また、基板の回転とともに基板周辺に気流が発生する。

これにより、飛散した処理液がミスト状に分散され、気流とともに基板上に再付着する。スピンドライ時にミスト状の処理液が基板の回転中心近傍に付着すると、処理液が基板上に残留して基板を汚染する。

このような基板の汚染を防止するために、遮断板を有する基板洗浄装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。遮断板について説明する。遮断板は、基板の回転中心と同軸の回転中心を有し、洗浄処理時において基板の上面に近接した位置で基板に対向するように配置される。

遮断板の中心部には、基板へ処理液を供給するノズルおよび基板の上面へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給口が設けられている。

基板の回転時において、遮断板は基板の回転速度とほぼ同じ速度で回転される。そこで、処理液がノズルから基板に供給され、不活性ガスが基板に供給される。それにより、遮断板が基板の上面を覆うとともに遮断板と基板との間が陽圧となり、ミスト状に分散された処理液が基板に再付着することが防止される。その結果、洗浄処理時における基板の汚染が防止される。
特開２００２−１７７９０９号公報

しかしながら、遮断板は基板の上面に近接した位置に配置されているので、洗浄処理時に、基板上で跳ね返った洗浄液が遮断板に付着する。遮断板に付着した洗浄液が乾燥した状態で遮断板を回転させると、パーティクルが発生し、そのパーティクルが落下することにより基板が汚染される。

本発明の目的は、遮断板への洗浄流体の付着を十分に防止でき、かつ基板を十分な清浄度で洗浄できる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

第１の発明に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持しつつ回転させる基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板の上面に処理流体を供給する流体供給手段と、基板保持手段に保持された基板の上面に対向するように設けられた遮断板と、基板保持手段に保持された基板の上方で、流体供給手段を上下方向に移動させる第１の移動手段と、基板保持手段に保持された基板の上方で、遮断板を上下方向に移動させる第２の移動手段と、第１および第２の移動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、流体供給手段と遮断板とが互いに相対的に移動するように第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御するものである。

第１の発明に係る基板処理装置においては、基板保持手段により基板が回転され、流体供給手段により基板の上面に処理流体が供給される。

基板保持手段に保持された基板の上方で、流体供給手段と遮断板とが互いに相対的に移動するように第１および第２の移動手段の少なくとも一方が制御手段により制御される。

これにより、処理流体が薬液等の洗浄流体である場合には、基板の上面に洗浄流体が供給される際に、遮断板と基板の上面との間の距離を流体供給手段と基板の上面との間の距離よりも大きくすることができる。それにより、基板の上面からの洗浄流体の跳ね返りを低減することができる。その結果、遮断板に跳ね返った洗浄流体が付着することを十分に防止することができる。

さらに、処理流体が純水等のリンス流体である場合には、基板の上面にリンス流体が供給される際および基板の上面にリンス流体が供給された後に、遮断板と基板の上面との間の距離を流体供給手段と基板の上面との間の距離にかかわらず小さくすることができる。これにより、リンス流体が飛散することにより発生するミスト状のリンス流体が基板の回転中心の近傍に再付着することが防止される。その結果、基板を十分な清浄度で洗浄することができる。

処理流体は、基板を洗浄するための洗浄流体を含み、制御手段は、流体供給手段から基板の上面に洗浄流体が供給される際に、流体供給手段と基板の上面との間の距離が第１の距離となり、遮断板と基板の上面との間の距離が第１の距離よりも大きい第２の距離となるように第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御してもよい。

この場合、基板の上面に洗浄流体が供給される際に、遮断板と基板の上面との間の距離が第１の距離よりも大きい第２の距離となるように第１および第２の移動手段の少なくとも一方が制御手段により制御される。

これにより、基板の上面に洗浄流体が供給される際に、基板の上面からの洗浄流体の跳ね返りを低減することができる。その結果、遮断板に跳ね返った洗浄流体が付着することを十分に防止することができる。

前記処理流体は、洗浄流体を洗い流すためのリンス流体をさらに含み、制御手段は、流体供給手段から基板の上面にリンス流体が供給される際に、遮断板と基板の上面との間の距離が第２の距離よりも小さい第３の距離となるように第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御してもよい。

この場合、基板の上面にリンス流体が供給される際に、遮断板と基板の上面との間の距離が第２の距離よりも小さい第３の距離となるように第１および第２の移動手段の少なくとも一方が制御手段により制御される。

これにより、遮断板と基板の上面との間の距離を小さくすることができる。それにより、リンス流体が飛散することにより発生するミスト状のリンス流体が基板の回転中心の近傍に再付着することが防止される。その結果、基板を十分な清浄度で洗浄することができる。

基板処理装置は、基板の上面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに備えてもよい。これにより、基板の上面側の空間を不活性ガス雰囲気とすることができるので、洗浄された基板の上面が清浄な状態で保たれる。

不活性ガス供給手段は、遮断板の下面に開口するガス供給口を有し、制御手段は、不活性ガス供給手段のガス供給口から基板の上面に不活性ガスが供給される際に、流体供給手段と基板の上面との間の距離が第４の距離となり、ガス供給口と基板の上面との間の距離が第４の距離よりも小さい第５の距離となるように第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御してもよい。

この場合、ガス供給口から基板の上面に不活性ガスが供給される際に、流体供給手段と基板の上面との間の距離が第４の距離となり、ガス供給口と基板の上面との間の距離が第４の距離よりも小さい第５の距離となるように第１および第２の移動手段の少なくとも一方が制御手段により制御される。

これにより、不活性ガスが流体供給手段に妨げられることなくガス供給口から基板の上面に供給される。それにより、不活性ガスを十分に基板の上面に供給することができる。

制御手段は、遮断板の上下方向の移動にかかわらず、流体供給手段が基板の上面と一定の距離を保つように第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御してもよい。この場合、流体供給手段と基板の上面との間の距離を最適な距離に保ちつつ、遮断板を流体供給手段に対して相対的に上下に移動させることができる。

第２の発明に係る基板処理方法は、基板の上面に、基板を洗浄するための洗浄流体を供給する流体供給手段と、基板の上面に対向するように設けられた遮断板とを用いて基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、基板を回転させる工程と、流体供給手段および遮断板の少なくとも一方を上下方向に移動させることにより、流体供給手段と基板の上面との間の距離を第１の距離とし、遮断板と基板の上面との間の距離を第１の距離よりも大きい第２の距離とした後、流体供給手段から回転する基板の上面に洗浄流体を供給する工程とを備えたものである。

第２の発明に係る基板処理方法においては、流体供給手段と基板の上面との間の距離が第１の距離となり、遮断板と基板の上面との間の距離を第１の距離よりも大きい第２の距離となるように流体供給手段および遮断板の少なくとも一方が上下方向に移動される。この状態で、流体供給手段から回転する基板の上面に洗浄流体が供給される。それにより、基板の上面からの洗浄流体の跳ね返りを低減することができる。その結果、遮断板に跳ね返った洗浄流体が付着することを十分に防止することができる。

流体供給手段は、洗浄流体を洗い流すためのリンス流体をさらに供給するものであり、流体供給手段から回転する基板の上面に洗浄流体を供給する工程の後に、流体供給手段から回転する基板の上面にリンス流体を供給しつつ、流体供給手段および遮断板の少なくとも一方を上下方向に移動させることにより、遮断板と基板の上面との間の距離を第２の距離よりも小さい第３の距離とする工程とを備えてもよい。

この場合、遮断板と基板の上面との間の距離が第２の距離よりも小さい第３の距離となるように流体供給手段および遮断板の少なくとも一方が上下方向に移動される。それにより、リンス流体が飛散することにより発生するミスト状のリンス流体が基板の回転中心の近傍に再付着することが防止される。その結果、基板を十分な清浄度で洗浄することができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、遮断板への洗浄流体の付着が十分に防止され、かつ基板を十分な清浄度で洗浄することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置について図１〜図６に基づき説明する。

以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等をいう。

図１は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、処理領域Ａ，Ｂを有し、処理領域Ａ，Ｂ間に搬送領域Ｃを有する。

処理領域Ａには、制御部４、流体ボックス部２ａ，２ｂおよび洗浄処理部５ａ，５ｂが配置されている。

図１の流体ボックス部２ａ，２ｂは、それぞれ洗浄処理部５ａ，５ｂへの洗浄液の供給および洗浄処理部５ａ，５ｂからの排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等の流体関連機器を収納する。流体ボックス部２ａ，２ｂおよび洗浄処理部５ａ，５ｂの具体的な構成例については後述する。

洗浄処理部５ａ，５ｂでは、洗浄液を用いた洗浄処理および乾燥処理が行われる。洗浄液としては、ＢＨＦ（バッファードフッ酸）、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸およびアンモニア等の薬液が用いられる。リンス液としては、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶剤または純水、炭酸水、水素水、電解イオン水等が用いられる。

処理領域Ｂには、流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび洗浄処理部５ｃ，５ｄが配置されている。流体ボックス部２ｃ，２ｄおよび洗浄処理部５ｃ，５ｄの各々は、上記流体ボックス部２ａ，２ｂおよび洗浄処理部５ａ，５ｂと同様の構成を有し、洗浄処理部５ｃ，５ｄは洗浄処理部５ａ，５ｂと同様の処理を行う。

以下、洗浄処理部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを処理ユニットと総称する。搬送領域Ｃには、基板搬送ロボットＣＲが設けられている。

処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサＩＤが配置されており、インデクサロボットＩＲはインデクサＩＤの内部に設けられている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納するキャリア１が載置される。本実施の形態においては、キャリア１として、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Inter Face）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）等を用いてもよい。

インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に移動し、キャリア１から基板Ｗを取り出して基板搬送ロボットＣＲに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Ｗを基板搬送ロボットＣＲから受け取ってキャリア１に戻す。

基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを指定された処理ユニットに搬送し、または、処理ユニットから受け取った基板Ｗを他の処理ユニットまたはインデクサロボットＩＲに搬送する。

本実施の形態においては、洗浄処理部５ａ〜５ｄのいずれかにおいて基板Ｗに洗浄処理および乾燥処理が行われた後に、基板搬送ロボットＣＲにより基板Ｗが洗浄処理部５ａ〜５ｄから搬出され、インデクサロボットＩＲを介してキャリア１に搬入される。

制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、処理領域Ａ，Ｂの各処理ユニットの動作、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作およびインデクサＩＤのインデクサロボットＩＲの動作を制御する。制御部４の詳細については後述する。

図２は本発明の一実施の形態に係る基板処理装置１００の洗浄処理部５ａ〜５ｄの構成を説明するための図である。

図２の洗浄処理部５ａ〜５ｄは、流体ボックス部２ａ〜２ｄより供給される洗浄液およびリンス液を用いて基板Ｗの表面に付着した不純物を洗浄処理により除去し、清浄な基板Ｗの表面を乾燥させる。

図２に示すように、洗浄処理部５ａ〜５ｄは、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック２１を備える。スピンチャック２１は、チャック回転駆動機構３６によって回転される回転軸２５の上端に固定されている。

基板Ｗは、洗浄処理および乾燥処理を行う場合に、スピンチャック２１により水平に保持された状態で回転される。

スピンチャック２１の上方には、中心部に開口部を有する円板状の遮断板５０が設けられている。遮断板５０は略円筒形状を有する回転支持軸５１の下端部に略水平に取り付けられ、回転支持軸５１は水平方向に延びるアーム６０により基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで回転可能に保持されている。これにより、遮断板５０がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの上面と対向する。

回転支持軸５１の上端部には不活性ガス供給管５２が取り付けられている。回転支持軸５１および不活性ガス供給管５２の内部空間は連通しており、その内部空間には処理液供給管６１およびノズル７０が設けられている。

アーム６０には、遮断板昇降駆動機構３７、遮断板回転駆動機構３８およびノズル昇降駆動機構３９が接続されている。遮断板昇降駆動機構３７は、遮断板５０をスピンチャック２１に保持された基板Ｗの上面に近接した位置とスピンチャック２１から上方に離れた所定位置との間で上下動作させる。

遮断板回転駆動機構３８は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの回転に応じて回転支持軸５１を基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで回転させる。これにより、遮断板５０が基板Ｗの回転速度と同じ回転速度で回転される。

ノズル昇降駆動機構３９は、回転支持軸５１および不活性ガス供給管５２の内部空間に位置する処理液供給管６１およびノズル７０をスピンチャック２１に保持された基板Ｗの上面に近接した位置とスピンチャック２１から上方に離れた所定位置との間で上下動作させる。

図２に示すように、処理液供給管６１には流体ボックス部２ａ〜２ｄから薬液等の洗浄液または純水等のリンス液が供給される。流体ボックス部２ａ〜２ｄには洗浄液制御バルブ９１およびリンス液制御バルブ９２が設けられている。これにより、所定のタイミングで洗浄液およびリンス液のいずれか一方を選択的にノズル７０から吐出させることができる。それにより、基板Ｗの上面へ洗浄液およびリンス液を供給することができる。

また、回転支持軸５１および不活性ガス供給管５２の内部空間には流体ボックス部２ａ〜２ｄからＮ₂ （窒素）ガスまたはＡｒ（アルゴン）ガス等の不活性ガスが供給される。流体ボックス部２ａ〜２ｄには不活性ガス制御バルブ９３が設けられている。これにより、所定のタイミングで回転支持軸５１および不活性ガス供給管５２の内部空間を通じて遮断板５０の開口部から不活性ガスを基板Ｗの上面へ供給することができる。

スピンチャック２１は、処理カップ２３内に収容されている。処理カップ２３の内側には、筒状の仕切壁３３が設けられている。また、スピンチャック２１の周囲を取り囲むように、基板Ｗの処理に用いられた処理液（洗浄液またはリンス液）を排液するための排液空間３１が形成されている。さらに、排液空間３１を取り囲むように、処理カップ２３と仕切壁３３の間に基板Ｗの処理に用いられた処理液を回収するための回収液空間３２が形成されている。

排液空間３１には、排液処理装置（図示せず）へ処理液を導くための排液管３４が接続され、回収液空間３２には、回収処理装置（図示せず）へ処理液を導くための回収管３５が接続されている。

処理カップ２３の上方には、基板Ｗからの処理液が外方へ飛散することを防止するためのガード２４が設けられている。このガード２４は、回転軸２５に対して回転対称な形状からなっている。ガード２４の上端部の内面には、断面く字状の排液案内溝４１が環状に形成されている。

また、ガード２４の下端部の内面には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部４２が形成されている。回収液案内部４２の上端付近には、処理カップ２３の仕切壁３３を受け入れるための仕切壁収納溝４３が形成されている。

このガード２４には、ボールねじ機構等で構成されたガード昇降駆動機構（図示せず）が設けられている。ガード昇降駆動機構は、ガード２４を、回収液案内部４２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する回収位置と、排液案内溝４１がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する排液位置との間で上下動させる。ガード２４が回収位置（図２に示すガードの位置）にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が回収液案内部４２により回収液空間３２に導かれ、回収管３５を通して回収される。一方、ガード２４が排液位置にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が排液案内溝４１により排液空間３１に導かれ、排液管３４を通して排液される。以上の構成により、処理液の排液および回収が行われる。

ここで、遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９の詳細について説明する。

図３は遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９の具体的構成例を示す断面図である。なお、図３では説明を容易にするために遮断板回転駆動機構３８を省略している。

図３に示すように、水平に延びるアーム６０の一端側では回転支持軸５１が回転可能に保持されている。一方、アーム６０の他端側には、ねじ切り加工の施された貫通孔６０Ｈが形成されている。貫通孔６０Ｈに送りねじ３７Ｎが螺合される。これにより、アーム６０が所定の高さで保持される。

送りねじ３７Ｎの下端部はモータ３７Ｍと接続されている。モータ３７Ｍにより、送りねじ３７Ｎが回転する。送りねじ３７Ｎが回転することにより、矢印Ｕ１に示すようにアーム６０が上下方向に移動される。

本実施の形態では、送りねじ３７Ｎおよびモータ３７Ｍによりノズル昇降駆動機構３９が構成されている。

図示しない遮断板回転駆動機構３８により回転支持軸５１が矢印Ｒ２に示すように回転する。この回転方向は、矢印Ｒ１で示すスピンチャック２１の回転軸２５の回転方向と同じである。なお、回転支持軸５１の回転速度も回転軸２５の回転速度とほぼ同じである。

図３の例では、アーム６０の一端側で保持された回転支持軸５１の上端部に断面がくし状のシール部５１ｋが形成されている。また、回転支持軸５１の上端部に取り付けられる不活性ガス供給管５２の下端部にも、断面がくし状のシール部５２ｋが形成されている。シール部５１ｋ，５２ｋによりラビリンス構造が実現されている。ここで、回転支持軸５１は不活性ガス供給管５２に対して回転可能である。

不活性ガス供給管５２の上端部は水平方向に延びるノズルアーム５３に接続されている。不活性ガス供給管５２はベローズ管である。これにより、不活性ガス供給管５２は上下方向に伸縮自在となっている。

ノズルアーム５３の一端側には、不活性ガス供給管５２の上端部を覆うように蓋部５３ｆが形成されている。ノズルアーム５３の他端側には、ねじ切り加工の施された貫通孔５３Ｈが形成されている。貫通孔５３Ｈに送りねじ３９Ｎが螺合される。これにより、ノズルアーム５３が所定の高さで保持される。

送りねじ３９Ｎの下端部はモータ３９Ｍと接続されている。モータ３９Ｍにより、送りねじ３９Ｎが回転する。送りねじ３９Ｎが回転することにより、矢印Ｕ２に示すようにノズルアーム５３が上下方向に移動される。

本実施の形態では、送りねじ３９Ｎおよびモータ３９Ｍによりノズル昇降駆動機構３９が構成されている。

蓋部５３ｆには、Ｎ₂ ガス等の不活性ガスを不活性ガス供給管５２内へ供給するための孔部５３ｈが形成されている。孔部５３ｈに不活性ガスが供給されることにより、不活性ガス供給管５２および回転支持軸５１の内部空間を介して遮断板５０の開口部５０Ｈから不活性ガスが基板Ｗに向かって噴出される。

また、蓋部５３ｆには、処理液供給管６１が取り付けられている。不活性ガス供給管５２および回転支持軸５１の内部空間において、処理液供給管６１は蓋部５３ｆから下方へ延びている。処理液供給管６１の下端部にはノズル７０が取り付けられている。

処理液供給管６１に洗浄液（薬液等）またはリンス液（純水等）が供給されることにより、ノズル７０から洗浄液またはリンス液が基板Ｗに向かって吐出される。

ここで、処理液供給管６１およびノズル７０はノズルアーム５３の上下動作に追従する。それにより、処理液供給管６１およびノズル７０は遮断板５０の上下動作に影響を受けることなく、上下動作可能となっている。

遮断板５０およびノズル７０の上下動作の詳細について説明する。以下の説明では、洗浄液として薬液が用いられ、リンス液として純水が用いられるものとする。また、不活性ガスとしてＮ₂ ガスが用いられるものとする。

図４および図５は基板Ｗの洗浄処理時および乾燥処理時における遮断板５０およびノズル７０の上下動作ならびに処理手順を説明するための説明図である。なお、図４および図５では、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの上面からノズル７０の先端部までの距離が符号ａ，ａ１で示され、基板Ｗの上面から遮断板５０の下面までの距離が符号ｂ，ｂ１，ｂ２で示されている。スピンチャック２１に保持された基板Ｗおよび遮断板５０は回転しているものとする。

図４（ａ）に示すように、基板Ｗの洗浄処理開始時に遮断板５０はノズル７０よりも高い位置で保持される。一方、遮断板５０から突出したノズル７０の先端部は基板Ｗの上面に近接した状態で保持される。距離ｂは距離ａよりも大きい。距離ａは例えば１０ｍｍであり、距離ｂは例えば１５０ｍｍである。

この状態で、ノズル７０から薬液が吐出される。吐出された薬液が基板Ｗ上に供給され、基板Ｗの表面が洗浄される。この場合、ノズル７０が基板Ｗに近接するので、基板Ｗ上に供給される薬液の跳ね返りが低減される。さらに、遮断板５０がノズル７０よりも高い位置で保持されるので、基板Ｗ上で跳ね返った薬液が遮断板５０の下面に付着することが防止される。薬液の基板Ｗへの供給は例えば２０秒程度である。

続いて、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗの薬液による洗浄が終了すると、ノズル７０から純水が吐出される。この工程においても、距離ｂは距離ａよりも大きい。距離ａは例えば１０ｍｍであり、距離ｂは例えば１５０ｍｍである。

吐出された純水が基板Ｗ上に供給され、基板Ｗの上面に残る薬液が除去される。この場合、ノズル７０が基板Ｗに近接しているので、純水が供給されることによる基板Ｗの上面に残る薬液の跳ね返りが低減される。さらに、遮断板５０がノズル７０よりも高い位置で保持されるので、基板Ｗ上で跳ね返った薬液が遮断板５０の下面に付着することが防止される。

図４（ｂ）の状態で基板Ｗ上に純水が供給されると、基板Ｗ上の薬液の濃度が減少される。基板Ｗ上の薬液の濃度が十分に減少され、純水に置換されると、遮断板５０が下降する。遮断板５０の下降動作は純水の供給開始から例えば１０秒程度で行われる。

また、遮断板５０の下降動作時において、ノズル７０は基板Ｗとの距離ａを常に維持している。すなわち、図２および図３のノズル昇降駆動機構３９は、遮断板昇降駆動機構３７の動作に応じて距離ａが常に一定となるようにノズル７０を遮断板５０に対して相対的に移動させる。このように、本例では、ノズル７０と基板Ｗの上面との間の距離を最適な距離に保ちつつ、遮断板５０がノズル７０に対して相対的に上下に移動される。

図４（ｃ）に示すように、下降された遮断板５０はノズル７０よりも基板Ｗに近接した状態で保持される。距離ｂ１は距離ａに略等しく、好ましくは距離ｂ１は距離ａよりもわずかに小さい。距離ａは例えば１０ｍｍであり、距離ｂ１は例えば５ｍｍである。この状態で、ノズル７０からは継続して純水が吐出される。さらに、不活性ガス供給管５２からＮ₂ ガス（不活性ガス）が供給される。

この場合、基板Ｗ上には薬液の成分が除去されているので、基板Ｗ上で純水が跳ね返っても、薬液は遮断板５０の下面に付着しない。純水が遮断板５０の下面に付着すると、純水は遮断板５０の回転とともに外方に飛散される。それにより、遮断板５０の下面に残留しないのでパーティクルが発生しない。

また、この場合遮断板５０と基板Ｗの上面との間の距離を小さくすることができるので、純水が飛散することにより発生するミスト状の純水が基板Ｗの回転中心の近傍に再付着することが防止される。その結果、基板Ｗを十分な清浄度で洗浄することができる。

さらに、この工程においては、基板Ｗ上にＮ₂ ガスが供給される。それにより、遮断板５０と基板Ｗとの間がＮ₂ ガス雰囲気となる。これにより、基板Ｗの上面側の空間を不活性ガス雰囲気とすることができるので、後工程においても洗浄された基板Ｗの上面が清浄な状態で保たれる。遮断板５０を基板Ｗ上に近接させた状態での基板Ｗへの純水の供給は例えば２０秒程度行われる。また、基板ＷへのＮ₂ ガスの供給は後工程に継続して行われる。

次に、図５（ｄ）に示すように、ノズル７０から基板Ｗへの純水の供給が停止される。この場合、Ｎ₂ ガスの供給は維持される。これにより、基板Ｗ上の純水が遠心力およびＮ₂ ガスの供給による風圧で外方へ飛散する。それにより、基板Ｗ上の純水が徐々に除去される。上述のように、乾燥処理時においては、基板Ｗ上の空間に常にＮ₂ ガスが供給されているので、純水に起因するウォーターマーク等の基板Ｗの汚染が防止される。図５（ｄ）においても、距離ｂ１は距離ａに略等しく、好ましくは距離ｂ１は距離ａよりもわずかに小さい。距離ａは例えば１０ｍｍであり、距離ｂ１は例えば５ｍｍである。

さらに、この工程においては、遮断板５０と基板Ｗの上面との間にノズル７０が位置しないので、Ｎ₂ ガスがノズル７０に妨げられることなく基板Ｗの上面に供給される。それにより、Ｎ₂ ガスを十分に基板の上面に供給することができる。

その後、図５（ｅ）に示すように、遮断板５０およびノズル７０が下降する。この場合、遮断板５０およびノズル７０の上下方向における位置関係は維持される。また、この状態においても、基板Ｗ上へのＮ₂ ガスの供給は継続される。図５（ｅ）において、距離ａ１は距離ａよりもわずかに小さく、距離ｂ２は距離ｂ１よりもわずかに小さい。距離ａ１は例えば７．５ｍｍであり、距離ｂ２は例えば２．５ｍｍである。

これにより、基板Ｗ上の空間がＮ₂ ガス雰囲気の状態で純水が振り切られ、十分に乾燥される。その結果、遮断板５０への薬液の付着が十分に防止され、かつ基板Ｗが十分な清浄度で洗浄される。

図６は図１の基板処理装置１００の制御系の構成を示すブロック図である。

制御部４は、図１のインデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲの動作を制御するとともに、洗浄処理部５ａ〜５ｄおよび流体ボックス部２ａ〜２ｄの各構成部を制御する。

特に、制御部４は、洗浄処理部５ａ〜５ｄのチャック回転駆動機構３６、遮断板昇降駆動機構３７、遮断板回転駆動機構３８およびノズル昇降駆動機構３９の動作を制御する。

例えば、制御部４はインデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲを制御して基板Ｗをスピンチャック２１上に搬送した後、チャック回転駆動機構３６を制御して基板Ｗを所定の回転速度で回転させる。

また、制御部４は基板Ｗの洗浄処理時および乾燥処理時においてノズル昇降駆動機構３９を制御し、ノズル７０を基板Ｗに対して所定の高さに移動させる。さらに、制御部４は基板Ｗの洗浄処理時および乾燥処理時において遮断板回転駆動機構３８を制御して遮断板５０を基板Ｗと同じ回転速度で回転させる。

その上、制御部４は基板Ｗの洗浄処理時および乾燥処理時において遮断板昇降駆動機構３７を制御し、遮断板５０を基板Ｗに対して所定の高さに移動させる。

上記の他、制御部４は、流体ボックス部２ａ〜２ｄの洗浄液制御バルブ９１、リンス液制御バルブ９２および不活性ガス制御バルブ９３の開閉動作を制御する。

例えば、制御部４は図４（ａ）の状態で洗浄液制御バルブ９１を開き、リンス液制御バルブ９２および不活性ガス制御バルブ９３を閉じるように制御する。また、制御部４は図４（ｂ）の状態でリンス液制御バルブ９２を開き、洗浄液制御バルブ９１および不活性ガス制御バルブ９３を閉じるように制御する。

制御部４は図４（ｃ）の状態でリンス液制御バルブ９２および不活性ガス制御バルブ９３を開き、洗浄液制御バルブ９１を閉じるように制御する。制御部４は図５（ｄ）および図５（ｅ）の状態で不活性ガス制御バルブ９３を開き、洗浄液制御バルブ９１およびリンス液制御バルブ９２を閉じるように制御する。

上記のように、本実施の形態に係る基板処理装置１００の洗浄処理部５ａ〜５ｄにおいては、スピンチャック２１により基板Ｗが回転され、ノズル７０により基板Ｗの上面に洗浄液およびリンス液が選択的に供給される。

そこで、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの上方で、ノズル７０と遮断板５０とが互いに相対的に移動するように遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９の少なくとも一方が制御部４により制御される。

これにより、基板Ｗの上面に洗浄液が供給される際に、遮断板５０と基板Ｗの上面との間の距離をノズル７０と基板Ｗの上面との間の距離よりも大きくすることができる。それにより、基板Ｗの上面からの洗浄液の跳ね返りを低減することができる。その結果、遮断板５０に跳ね返った洗浄液が付着することを十分に防止することができる。

さらに、基板Ｗの上面にリンス液が供給される際および基板Ｗの上面にリンス液が供給された後に、遮断板５０と基板Ｗの上面との間の距離をノズル７０と基板Ｗの上面との間の距離にかかわらず小さくすることができる。これにより、リンス液が飛散することにより発生するミスト状のリンス液が基板Ｗの回転中心の近傍に再付着することが防止される。その結果、基板Ｗを十分な清浄度で洗浄することができる。

（他の構成例）
図３に示すように、本実施の形態において遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９は、それぞれモータ３７Ｍおよび送りねじ３７Ｎならびにモータ３９Ｍおよび送りねじ３９Ｎにより構成されている。

しかしながら、遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９は、基板Ｗ上で遮断板５０およびノズル７０を互いに相対的に上下動作させることができるのであれば他の構成を有してもよい。例えば、遮断板昇降駆動機構３７およびノズル昇降駆動機構３９はそれぞれ油圧シリンダにより構成されてもよい。

また、上記ではノズル７０の構成について説明していないが、ノズル７０は基板Ｗに対して洗浄液およびリンス液を供給できるのであれば、液体を吐出する通常のノズルであってもよいし、液体と気体の混合流体を吐出する二流体ノズルであってもよい。

さらに、上記ではノズル７０が洗浄液およびリンス液のいずれか一方を選択的に基板の上面に供給するとしているが、ノズル７０に代えて、基板の上面に洗浄液を供給するノズルと基板の上面にリンス液を供給するノズルとを個別に設けてもよい。

以上、本実施の形態においては、基板処理装置１００が基板処理装置に相当し、スピンチャック２１および回転軸２５が基板保持手段に相当し、洗浄液および薬液が洗浄流体に相当し、リンス液および純水がリンス流体に相当し、洗浄液、薬液、リンス液、および純水が処理流体に相当する。

また、処理液供給管６１およびノズル７０が流体供給手段に相当し、遮断板５０が遮断板に相当し、ノズル昇降駆動機構３９が第１の移動手段に相当し、遮断板昇降駆動機構３７が第２の移動手段に相当し、制御部４が制御手段に相当する。距離ａが第１および第４の距離に相当し、距離ｂが第２の距離に相当し、距離ｂ１が第３および第５の距離に相当する。

さらに、孔部５３ｈならびに回転支持軸５１および不活性ガス供給管５２の内部空間が不活性ガス供給手段に相当し、遮断板５０の開口部５０Ｈがガス供給口に相当する。

本発明に係る基板処理装置および基板処理方法は、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等の基板の製造に有効に利用できる。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。 本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の洗浄処理部の構成を説明するための図である。 遮断板昇降駆動機構およびノズル昇降駆動機構の具体的構成例を示す断面図である。 基板の洗浄処理時および乾燥処理時における遮断板およびノズルの上下動作ならびに処理手順を説明するための説明図である。 基板Ｗの洗浄処理時および乾燥処理時における遮断板およびノズルの上下動作ならびに処理手順を説明するための説明図である。 図１の基板処理装置の制御系の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ 基板処理装置
４ 制御部
２１ スピンチャック
２５ 回転軸
３７ 遮断板昇降駆動機構
３９ ノズル昇降駆動機構
５０ 遮断板
５０Ｈ 開口部
５１ 回転支持軸
５２ 不活性ガス供給管
５３ｈ 孔部
６１ 処理液供給管
７０ ノズル
ａ，ｂ，ｂ１ 距離

Claims (8)

1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置であって、
   基板を保持しつつ回転させる基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の上面に処理流体を供給する流体供給手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の上面に対向するように設けられた遮断板と、
   前記基板保持手段に保持された基板の上方で、前記流体供給手段を上下方向に移動させる第１の移動手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の上方で、前記遮断板を上下方向に移動させる第２の移動手段と、
   前記第１および第２の移動手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記流体供給手段と前記遮断板とが互いに相対的に移動するように前記第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記処理流体は、基板を洗浄するための洗浄流体を含み、
   前記制御手段は、前記流体供給手段から基板の上面に前記洗浄流体が供給される際に、前記流体供給手段と基板の上面との間の距離が第１の距離となり、前記遮断板と基板の上面との間の距離が前記第１の距離よりも大きい第２の距離となるように前記第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記処理流体は、前記洗浄流体を洗い流すためのリンス流体をさらに含み、
   前記制御手段は、前記流体供給手段から基板の上面に前記リンス流体が供給される際に、前記遮断板と基板の上面との間の距離が前記第２の距離よりも小さい第３の距離となるように前記第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 基板の上面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記不活性ガス供給手段は、前記遮断板の下面に開口するガス供給口を有し、
   前記制御手段は、前記不活性ガス供給手段の前記ガス供給口から基板の上面に不活性ガスが供給される際に、前記流体供給手段と基板の上面との間の距離が第４の距離となり、前記ガス供給口と基板の上面との間の距離が前記第４の距離よりも小さい第５の距離となるように前記第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記制御手段は、前記遮断板の上下方向の移動にかかわらず、前記流体供給手段が基板の上面と一定の距離を保つように前記第１および第２の移動手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 基板の上面に、基板を洗浄するための洗浄流体を供給する流体供給手段と、基板の上面に対向するように設けられた遮断板とを用いて基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、
   基板を回転させる工程と、
   前記流体供給手段および前記遮断板の少なくとも一方を上下方向に移動させることにより、前記流体供給手段と基板の上面との間の距離を第１の距離とし、前記遮断板と基板の上面との間の距離を前記第１の距離よりも大きい第２の距離とした後、前記流体供給手段から回転する基板の上面に洗浄流体を供給する工程とを備えることを特徴とする基板処理方法。
8. 前記流体供給手段は、前記洗浄流体を洗い流すためのリンス流体をさらに供給するものであり、
   前記流体供給手段から回転する基板の上面に洗浄流体を供給する工程の後に、前記流体供給手段から回転する基板の上面に前記リンス流体を供給しつつ、前記流体供給手段および前記遮断板の少なくとも一方を上下方向に移動させることにより、前記遮断板と基板の上面との間の距離を前記第２の距離よりも小さい第３の距離とする工程をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の基板処理方法。

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