JP2007235032A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回収手段の材料にかかわらず、基板から排出された処理液を良好に回収することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板Ｓを保持するスピンチャック１がカップ２内に収容されている。回転する基板Ｓから排出されたオゾン水はセパレータ３を介してカップ２（第２の排液槽２３）の内周側底面２３１で受け止められて回収される。ＰＶＣで形成された内周側底面２３１はオゾンの侵食作用に晒されることになるが、基板Ｓにオゾン水を供給している間および基板へのオゾン水の供給停止後から所定の設定時間まで継続して内周側底面２３１に純水を供給することで内周側底面２３１の全周にわたって水膜ＷＦが形成される。これにより、内周側底面２３１全体が水膜ＷＦにより覆われ、内周側底面２３１がオゾン水から保護される。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板に処理液を供給することによって基板に所定の処理を施す基板処理装置に関する。なお、基板には半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示器用ガラス基板、プラズマ表示器用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、基板に処理液として薬液を供給することによって基板上に不所望に形成される薄膜（不要物）をエッチング除去した後に、基板に処理液として洗浄液を供給することによって基板に付着する薬液を洗い流す洗浄処理が行われることがある。このような処理を基板に施す装置として、例えば特許文献１に記載された基板処理装置が提案されている。

この基板処理装置では、回転支持部（基板保持手段）によって基板がほぼ水平な状態で保持される。回転支持部には、鉛直方向に伸びる回転軸が取り付けられており、この回転軸をモータで回転駆動することで、回転支持部が基板を保持したまま回転して基板を回転させている。また、回転している基板の上下面の中央に向けて処理液として薬液を供給する。これにより、基板の回転に伴う遠心力によって薬液が径方向外側へと広がり基板の上下面全体が薬液処理される。続いて、基板の上下面の中央に向けて処理液として洗浄液を供給することで基板に付着する薬液を洗い流す洗浄処理が実行される。ここで、回転される基板から振り切られて飛散する処理液は回転支持部の周囲に配設されたカップ（回収手段）で受け止められて回収される。そして、回収された処理液はカップ底部から排液管を介して装置外に排液される。

特開２００２−１７７８５５号公報（図１）

ところで、この種の基板処理装置においては、基板サイズは大型化の傾向にある一方で、装置のイニシャルコストやランニングコストの低減要求が厳しくなってきている。そのため、基板を保持する回転支持部の周囲に配設され、大きな容積を占有するカップ等の回収手段の材料については、装置価格の大幅な上昇を抑えるため、特にコストの低減要求に合わせて安価なものを選定しておく必要がある。

しかしながら、このような選定基準によって回収手段の材料を選定したときに、回収手段の材料によっては次のような問題を引き起こすおそれがあった。すなわち、基板処理として回収手段の材料との関係において侵食作用を有する処理液が用いられた場合には、基板の処理回数や処理時間に応じて回収手段が劣化してクラックが生じたり、さらには回収手段が割れて破損してしまうおそれがあった。

そこで、このような処理液による回収手段の劣化を防止するために、次のようなことが考えられる。例えば処理液と接液する回収手段の表面に、処理液に対して耐食性を有する材料で形成された保護材を貼り付けることが考えられる。しかしながら、このような処理液に対して耐食性を有する材料は必ずしもコストの低減要求に見合った材料であるとは限らないばかりか、次のような問題を引き起こす場合があった。すなわち、保護材で回収手段の表面を覆うために、回収手段の表面形状に合わせて複数の保護材を貼り合わせることが必要となるが、この場合には各保護材の間に否応なく隙間が形成されてしまう。その結果、このような隙間に処理液が滞留することによってバクテリアが発生し、処理不良を引き起こすことがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、回収手段の材料にかかわらず、基板から排出された処理液を良好に回収することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる基板処理装置は、処理空間で基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板に処理液を供給する処理液供給手段と、処理液の侵食作用に晒される接液面を有し、処理液供給手段より供給され基板から排出される処理液を接液面で受け止めて処理液を回収する回収手段と、接液面に対して侵食作用を有しない液体を接液面に供給して接液面上に液膜を形成する液体供給手段と、 液体供給手段を制御して、接液面上に液膜を形成させて接液面を基板より排出された処理液から保護する制御手段とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明では、処理液供給手段より供給され基板から排出される処理液は回収手段の接液面で受け止められて回収される。ここで、接液面は処理液の侵食作用に晒されることになるが、接液面に対して侵食作用を有しない液体が該接液面に供給されることで、接液面上に液膜が形成される。これにより、接液面が液膜により覆われ、接液面を処理液から保護することができる。このため、回収手段に対して保護材等を用いることなく、処理液による回収手段の劣化を防止することができる。したがって、回収手段の材料にかかわらず、基板から排出された処理液を良好に回収することができる。

また、このような接液面に対して侵食作用を有しない液体を回収手段に供給することで、該液体と回収手段に回収された処理液とが混合されることにより処理液が希釈される。つまり、処理液に含有される接液面に対して侵食作用を有する成分（以下「侵食成分」という）が混合液（処理液＋液体）中に含まれる侵食成分濃度を処理液中の侵食成分濃度よりも低下させることができ、回収手段および該回収手段に対して下流側の排液経路に対する負荷を軽減することができる。例えば処理液に対する排液処理に要する時間およびエネルギーを低減したり、配管系を簡素に構成することができる。

ここで、少なくとも処理液供給手段から基板に処理液を供給している間は液体を接液面に供給することが好ましい。このように液体供給のタイミングを制御することで、接液面に向けて基板から排出された処理液が飛来してくる間は、接液面が液膜で覆われているため、処理液による回収手段の劣化を確実に防止できる。

また、処理液供給手段から基板への処理液の供給停止後から所定の設定時間まで継続して接液面に液体を供給するようにすると、基板から排出された処理液が回収手段の外に排液されるまでに回収手段に残留している場合であっても接液面を処理液から確実に保護することができる。なお、このような処理液の供給停止後からの所定の設定時間は、例えば基板の処理内容を規定する処理レシピ等において予め、処理液中の侵食成分濃度などに応じて決めておくことができる。

さらに、液体の接液面への供給のタイミングを前記基板への処理液の供給開始と同時あるいはその直前から処理液の供給停止後の所定の設定時間までに限定することで、液体の使用量を低減することができる。

また、液体供給手段からの液体の供給量を制御する供給量制御手段をさらに備えるようにして、処理液中での侵食成分濃度に応じて液体供給手段からの液体の供給量を調整するようにしてもよい。この構成によれば、接液面に対する侵食作用の強弱に応じて液体の供給量を変更することが可能となるため、処理液から接液面を保護しながらも、液体の使用量を適正値に調整することができる。その結果、処理液による回収手段の劣化を防止しながらも、装置のランニングコストを低減することができる。

また、液体として純水を接液面に供給することが好ましい。これにより処理液濃度（処理液と純水との混合液中に含まれる侵食成分濃度）を低下させて処理液の接液面に対する侵食作用を弱めることができるとともに、処理液に対する排液処理にかかる負荷を軽減することができる。

この発明によれば、基板に供給され該基板から排出される処理液によって、回収手段の接液面は処理液の侵食作用に晒されるが、接液面に対して侵食作用を有しない液体が接液面に供給されることで接液面上に液膜が形成される。このため、接液面が液膜により保護され、保護材等を用いることなく処理液による回収手段の劣化を防止できる。したがって、回収手段の材料にかかわらず、基板から排出された処理液を良好に回収することができる。また、液体と回収手段に回収された処理液との混合により処理液が希釈されることで、混合液中に含まれる侵食成分濃度を処理液中の侵食成分濃度よりも低下させることができる。このため、回収手段に対して下流側の排液経路に対する負荷を軽減することができる。

図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。図２は、図１の基板処理装置を上方から見た平面図である。図３は、図１の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。この基板処理装置は、長方形の角型基板である液晶表示器（ＬＣＤ）用ガラス基板Ｓ（以下、単に「基板Ｓ」という）に処理液として希フッ酸等の薬液を供給して該基板Ｓの上面に不所望に形成された酸化膜等の薄膜（不要物）をエッチング除去した後にオゾン水を供給して均一な酸化膜を形成した後、基板Ｓに純水を供給して洗浄処理する装置である。このような処理を行うオゾン水には、オゾン濃度が５ｐｐｍ以上、好ましくは３０〜４０ｐｐｍが用いられる。

この装置は、図１に示すように、基板Ｓを略水平姿勢で保持して回転させるスピンチャック（基板保持部）１を有している。スピンチャック１は、回転支柱１１がモータを含むチャック回転機構１２の回転軸に連結されており、チャック回転機構１２の駆動により鉛直方向に伸びる回転軸Ｊ回りに回転可能となっている。この回転支柱１１の上端部には、基板支持板１３が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット１００（本発明の「制御手段」に相当）からの動作指令に応じてチャック回転機構１２を駆動させることにより基板支持板１３が回転軸Ｊ回りに回転する。

スピンチャック１は、基板支持板１３の上面に固着されて基板Ｓの周縁部を支持する周縁支持ピン１４と、基板支持板１３の上面に固着されて基板Ｓの下面中央部を支持する中央支持ピン１５とを備えている。また、スピンチャック１は、エッチング処理を実行することを考慮して耐薬品性樹脂で構成されている。

スピンチャック１は、本発明の「回収手段」として機能する円筒形状のカップ２内に収容されている。カップ２は、スピンチャック１の周囲を取り囲んでいて、基板Ｓに対して供給される希フッ酸等の薬液や、オゾン水または純水等の洗浄液（以下「処理液」という）が飛散することを防止する。カップ２の材料としては、装置に占める容積の大きさから装置価格を考慮して、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）が採用されている。

カップ２の底部中央領域は回転支柱１１を取り囲むようにカップ２の底部から円錐台状に上方に向けて盛り上がっており、カップ２の底部に立設された筒状の仕切部材２１と対向する内周壁を形成している。そして、この仕切部材２１とカップ２の内周壁とによって平面視でリング状の第１の排液槽２２が形成されている。また、仕切部材２１とカップ２の外周壁とによって平面視でリング状の第２の排液槽２３が形成されている。

第１の排液槽２２の底部には排液管２４に接続された第１の排液口２２ａが設けられている。同様にして、第２の排液槽２３の底部には排液管２５に接続された第２の排液口２３ａが設けられている。そして、排液管２４，２５から排液された処理液は貯留部２６に導かれる。貯留部２６としては、例えば気液分離容器等を設ければ良く、気液分離容器内に排液された処理液を気体成分と液体成分とに分離し、別々の経路を通して廃棄する。あるいは、各成分を回収（および必要により精製）して再利用してもよい。なお、気液分離容器により分離された気体成分と液体成分は、別々の経路を通して系外へ排出してもよい。

第１および第２の排液槽２２、２３の上方には、スピンチャック１に保持された基板Ｓの周囲を包囲するように回転軸Ｊに対して略回転対称な形状を有するセパレータ３がカップ２内に昇降自在に設けられている。セパレータ３は、セパレータ昇降機構３１と接続され、制御ユニット１００からの動作指令に応じてセパレータ昇降機構３１の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、セパレータ３をスピンチャック１に対して鉛直方向に昇降させることが可能となっている。なお、セパレータ３は、処理液（薬液および洗浄液）に対する十分な耐性を考慮して、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂で構成されている。

セパレータ３は、スピンチャック１に保持された基板Ｓを円環状に包囲するように筒状に配設され、基板支持板１３と同心円状に内方から外方に向かって配された２つのガード部材３２、３３からなる２段構造を備えている。これら２つのガード部材３２、３３は、内方のガード部材３２が外方のガード部材３３に対して高さが低くなるように配設されている。

径方向内側に位置するガード部材３２は、回転軸Ｊに対して回転対称な形状を有し、径方向外側に向かって斜め下方に傾斜した傾斜部３２ａが形成されるとともに傾斜部３２ａの下端部には基板支持板１３と同心円状に円筒形状に形成され鉛直方向に伸びる垂直部３２ｂ、３２ｃが連なっている。各垂直部３２ｂ、３２ｃは、その上端で傾斜部３２ａの下端部を介して連結されており、この連結部分には円周方向に垂直部３２ｂと垂直部３２ｃとの間に円環状の溝３２ｄが形成されている。この溝３２ｄが仕切部材２１に嵌入されるとともに、垂直部３２ｂが第１の排液槽２２内に、垂直部３２ｃが第２の排液槽２３内に嵌入されるように、ガード部材３２が配置されている。

一方で、径方向外側に位置するガード部材３３は、ガード部材３２の上方にガード部材３２から所定の間隔を隔てて、回転軸Ｊに対して回転対称な形状を有し、径方向外側に向かって斜め下方に傾斜した傾斜部３３ａが形成されるとともに傾斜部３３ａの下端部には基板支持板１３と同心円状に円筒形状に形成され鉛直方向に伸びる垂直部３３ｂが連なっている。

このような構成により、スピンチャック１に保持された基板Ｓの高さ位置に、ガード部材３２が位置しているとき、すなわち、セパレータ３がセパレータ昇降機構３１により上昇されたとき、回転される基板Ｓから振り切られる処理液が傾斜部３２ａで受け止められ、垂直部３２ｂに沿って第１の排液槽２２に導かれる。その一方で、スピンチャック１に保持された基板Ｓの高さ位置に、ガード部材３３が位置しているとき、すなわち、セパレータ３がセパレータ昇降機構３１により下降されたとき、回転される基板Ｓから振り切られる処理液がガード部材３２とガード部材３３との間の空間を通って傾斜部３３ａで受け止められ、垂直部３３ｂに沿って第２の排液槽２３に導かれる。

この実施形態では、基板Ｓに対して希フッ酸等の薬液を供給する際にはセパレータ３を上昇させ、基板Ｓから振り切られる薬液を第１の排液槽２２に導く一方で、基板Ｓに対してオゾン水または純水等の洗浄液を供給する際にはセパレータ３を下降させ、基板Ｓから振り切られる洗浄液を第２の排液槽２３に導くようにしている。そして、第１の排液槽２２に導かれ回収された薬液は、第１の排液槽２２から排液管２４を介して貯留部２６に排液され、再利用に供される一方、第２の排液槽２３に導かれ回収された洗浄液は、第２の排液槽２３から排液管２５を介して貯留部２６に排液され、廃水処理される。

ここで、第２の排液槽２３に導かれた洗浄液は、第２の排液槽２３の内周側底面２３１（本発明の「接液面」に相当）に受け止められて第２の排液槽２３に回収されるが、洗浄液の種類によっては次のような問題を引き起こすことがあった。すなわち、洗浄液としてオゾン水（オゾン濃度が５ｐｐｍ以上）が用いられた場合には、基板Ｓから振り切られたオゾン水はセパレータ３を経由して第２の排液槽２３の内周側底面２３１に受け止められることとなるが、このようなオゾン水はＰＶＣで構成された第２の排液槽２３に対して侵食作用を有するため、内周側底面２３１はオゾンの侵食作用に晒されることとなる。その結果、このようなオゾン水を用いた処理の回数や処理時間に応じて第２の排液槽２３（内周側底面２３１）が劣化してしまう。そこで、この実施形態にかかる基板処理装置では、次のようにして内周側底面２３１をオゾン水から保護している。

第２の排液槽２３の底部には、第２の排液槽２３の内周側底面２３１に向けて純水を供給するための液ノズル９Ａが配設されている。液ノズル９Ａは、円環状の内周側底面２３１の全周にわたって純水を供給可能となっている。液ノズル９Ａは、供給管９１を介して純水供給部と連通されている。供給管９１には、開閉弁９２と流量調整弁９３とが介装されており、開閉弁９２の開閉により液ノズル９Ａへの純水の供給／停止を制御するとともに、流量調整弁９３により液ノズル９Ａに供給する純水の供給量を制御可能となっている。これら開閉弁９２と流量調整弁９３は制御ユニット１００からの動作指令に応じて開閉制御される。

液ノズル９Ａとしては、例えば円周方向に沿って等間隔に純水を吐出可能な開口を有するノズルを複数個配置したノズル構造を採用することができる。なお、ノズル構造はこれに限定されないが、内周側底面２３１の全周にわたって純水を均等に供給する構造であることが好ましい。

液ノズル９Ａに圧送された純水は液ノズル９Ａの吐出口から内周側底面２３１の上方に供給され、内周側底面２３１全体に広がりながら流下する。これによって、内周側底面２３１上に水膜が形成される。このため、内周側底面２３１全体が水膜に覆われて、内周側底面２３１に向けて飛来してくるオゾン水から保護される。このように、この実施形態では、液ノズル９Ａが本発明の「液体供給手段」として、流量調整弁９３が本発明の「供給量調整手段」として機能している。

また、カップ２の上部中央領域には開口２ｃが形成されており、開口２ｃを介してスピンチャック１に保持された基板Ｓに対して処理液として薬液および洗浄液を供給すべく、薬液ノズル４および洗浄液ノズル５がそれぞれスピンチャック１の上方の処理空間ＰＳに配置可能とされている。これら薬液ノズル４および洗浄液ノズル５は、それぞれ薬液ノズル移動機構４１および洗浄液ノズル移動機構５１により移動可能とされている（図２）。

薬液ノズル４の胴部には支持アーム４２が取り付けられ、薬液ノズル４は支持アーム４２ごと薬液ノズル移動機構４１によって揺動および昇降される。すなわち、制御ユニット１００の動作指令に応じて薬液ノズル移動機構４１が駆動されることで、処理空間ＰＳで基板Ｓの上方から基板Ｓに薬液を供給する処理位置Ｐ４１（図１の実線で示す位置）と、処理空間ＰＳから側方に離間した待機位置Ｐ４２（図１の破線で示す位置）とを結ぶノズル移動経路に沿って薬液ノズル４が移動可能とされている。具体的には、支持アーム４２の昇降によって基板Ｓに対して薬液ノズル４が接離されるとともに、図２に示すように、旋回によって処理空間ＰＳで回動軸Ｐａ回りに揺動可能となっている。また、薬液ノズル４は、薬液供給ユニット４３と接続されており、制御ユニット１００からの動作指令に応じて薬液供給ユニット４３から薬液が圧送されると、薬液ノズル４の吐出口から薬液が吐出され、基板Ｓの上面に薬液が供給される。

一方、洗浄液ノズル５を駆動する洗浄液ノズル移動機構５１も薬液ノズル移動機構４１と同様な構成を有している。すなわち、洗浄液ノズル５の胴部には支持アーム５２が取り付けられ、制御ユニット１００の動作指令に応じて洗浄液ノズル移動機構５１が駆動されることで、支持アーム５２が回動軸Ｐｂ回りに揺動および昇降される。これにより、洗浄液ノズル５が処理空間ＰＳで基板Ｓの上方から基板Ｓに洗浄液を供給する処理位置Ｐ５１と、処理空間ＰＳから側方に離間した待機位置Ｐ５２とを結ぶノズル移動経路に沿って移動可能とされている。また、洗浄液ノズル５は、洗浄液供給ユニット５３と接続されており、制御ユニット１００からの動作指令に応じて洗浄液供給ユニット５３から洗浄液が圧送されると、洗浄液ノズル５の吐出口から洗浄液が吐出され、基板Ｓの上面に洗浄液が供給される。このように、この実施形態によれば、薬液ノズル４および洗浄液ノズル５が本発明の「処理液供給手段」として機能している。

カップ２の上部中央領域に形成された開口２ｃは、回転軸Ｊを中心に基板支持板１３の径よりも大きな略円形に開口されており、開口２ｃの周囲にはカップ２の上面より上方に立ち上がった円環部２ｄが設けられている。この円環部２ｄの内部空間を介してドラム６が上下方向に昇降自在に配設されている。ドラム６はドラム昇降機構６１と接続され、ドラム昇降機構６１の昇降駆動用アクチェータを作動させることで、ドラム６をスピンチャック１に近接させたり、逆にスピンチャック１の上方に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット１００はドラム昇降機構６１を作動させることで、下位置Ｐ６１と上位置Ｐ６２とにドラム６の高さ位置を変更可能となっている。

ドラム６は、処理空間ＰＳを取り囲むように中空の円筒状部材で構成されている。ドラム６の内径は基板Ｓの最大回転径よりも若干大きく形成されており、ドラム６が下位置Ｐ６１（図１の一点破線で示す位置）、つまりドラム６の下端部が基板Ｓの側方近傍に位置するまで下降されることで、基板Ｓの上方の処理空間ＰＳ内の雰囲気を外部雰囲気（カップ２内の外縁空間）から遮断することが可能となっている。また、ドラム６が下位置Ｐ６１より上方の上位置Ｐ６２（図１の実線で示す位置）、つまりドラム６の下端部とカップ２の上部とが略同じ高さとなる位置に移動されることで、ドラム６がスピンチャック１の上方に退避する。これにより、基板Ｓから振り切られる処理液をセパレータ３を介して第１または第２の排液槽２２、２３に回収可能となっている。

次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図４ないし図７を参照しつつ説明する。ここでは、スピンチャック１に保持された基板Ｓに対して処理液として希フッ酸を供給して基板Ｓの上面に不所望に形成された酸化膜等の薄膜をエッチング除去した後にオゾン水を供給して均一な酸化膜を形成した後、基板Ｓに純水を供給して洗浄処理する場合について説明する。

図４は、図１の基板処理装置の動作を説明するための図である。基板搬送手段（図示せず）により未処理の基板Ｓが装置内に搬入され、スピンチャック１に保持されると、セパレータ３を上昇させてスピンチャック１に保持された基板Ｓの高さ位置に、ガード部材３２を位置させる。このとき、ドラム６は上位置Ｐ６２に移動されており、基板Ｓから振り切られる処理液は第１の排液槽２２に回収可能な状態とされている。

次に、チャック回転機構１２を駆動させることで、スピンチャック１に保持された基板Ｓを回転軸Ｊ回りに回転させる。この状態で、薬液ノズル移動機構４１の駆動により薬液ノズル４を退避位置Ｐ４２から処理位置Ｐ４１に移動させる（図４（ａ））。すなわち、ノズル移動機構４１により薬液ノズル４を供給開始位置に移動し、さらに回転中心を通って供給終了位置に向かうように揺動させる。このノズル揺動に連動して薬液ノズル４から薬液（希フッ酸）を基板Ｓに供給する。これにより、基板Ｓの表面全体から薄膜がエッチング除去される。なお、回転する基板Ｓから遠心力によって振り切られた薬液はガード部材３２によって受け止められ、第１の排液槽２２に導かれる。所定時間のエッチング処理が終了した後、薬液ノズル４への薬液の圧送が停止されるとともに薬液ノズル４が処理位置Ｐ４１から待機位置Ｐ４２に移動される。

続いて、セパレータ３を下降させてスピンチャック１に保持された基板Ｓの高さ位置にガード部材３３を位置させる。これにより、基板Ｓから振り切られる処理液は第２の排液槽２３に回収可能な状態とされる。また、洗浄液ノズル移動機構５１を駆動させて洗浄液ノズル５を退避位置Ｐ５２から処理位置Ｐ５１に移動させる（図４（ｂ））。このとき、ドラム６は上位置Ｐ６２に位置したままである。この状態で基板Ｓを回転させつつ洗浄液ノズル５を揺動させながら洗浄液ノズル５からオゾン水を基板Ｓに供給する。ここで、基板Ｓへのオゾン水の供給に先立って、開閉弁９２の開閉動作を実行する。

図５は、液ノズルからの純水供給のタイミングを示すタイムチャートである。同図に示すように、基板Ｓへのオゾン水の供給に先立ってタイミングＴ１で開閉弁９２を開にする。これにより、純水供給源より液ノズル９Ａに純水が圧送される。そして、タイミングＴ２に至るまでに純水が第２の排液槽２３の内周側底面２３１に供給され、内周側底面２３１上に水膜が形成される。すなわち、開閉弁９２を開いてから内周側底面２３１上に水膜を形成するまでにタイムラグＴＬが存在するので、タイミングＴ２で基板Ｓに供給されたオゾン水が基板Ｓから排出開始されるまでに、内周側底面２３１全体が水膜で覆われる。なお、内周側底面２３１への純水の供給のタイミングは、オゾン水の供給開始と同時に限らず、タイムラグＴＬの時間の変動等の諸事情を考慮して、基板Ｓへのオゾン水の供給開始の直前（例えばオゾン水の供給開始の数秒前）からであってもよい。

ここで、純水の供給量はオゾン水による処理条件（例えばオゾン水中のオゾン濃度）に応じて決定される。すなわち、この実施形態では、図６に示すように、基板Ｓの処理内容を規定する処理レシピにおいて、(1)オゾン濃度ＯＣ（ｐｐｍ）、(2)純水の供給量ＦＶ、(3)純水の供給時間ＳＰを相互に関連付けたジョブデータ（１ラインデータ）が複数個予め制御ユニット１００のメモリ１０１（図３）に記憶されている。そして、基板処理装置の操作パネル（図示省略）を介してオペレータが処理レシピの番号を選択すると、その処理レシピで選択されたオゾン濃度に対応するように、純水の供給量および供給時間が決定される。このような純水の供給量は、オゾン濃度の高低、つまりカップ２（内周側底面２３１）に対するオゾンの侵食作用の強弱に応じて設定される。

そして、内周側底面２３１全体が水膜で覆われた状態で、洗浄液ノズル５から供給されたオゾン水によって処理され、基板Ｓの表面全体に均一に酸化膜が形成される。回転する基板Ｓから遠心力によって振り切られたオゾン水はガード部材３３によって案内され、第２の排液槽２３に導かれる。第２の排液槽２３に導かれたオゾン水は、図７に示すように、内周側底面２３１で受け止められるが、内周側底面２３１は水膜ＷＦで覆われているために、内周側底面２３１がオゾンの侵食作用に晒されることがない。これにより、内周側底面２３１がオゾン水から保護され、オゾン水によるカップ２（第２の排液槽２３）の劣化が防止される。

また、第２の排液槽２３にて回収されたオゾン水は排液管２５を介して貯留部２６に導かれるが、回収されたオゾン水は純水と混合されることで希釈されている。すなわち、混合液（基板Ｓから排出されたオゾン水＋液ノズル９Ａから供給された純水）中に含まれるオゾン濃度が、当初のオゾン水（基板から排出されたオゾン水）のオゾン濃度よりも低下している。そのため、第２の排液槽２３をオゾンの侵食作用から保護するとともに、第２の排液槽２３に対して下流側の排液管２５および貯留部２６等についてもオゾンの侵食作用から保護される。これにより、貯留部２６における気液分離部分ならびに気液分離後の廃水処理についてもその負荷を軽減することができる。

所定のオゾン水の供給時間ＯＰが経過してオゾン水による処理が終了すると、洗浄液ノズル５へのオゾン水の圧送を停止させる。これにより、基板Ｓから第２の排液槽２３へのオゾン水の排出も停止される（タイミングＴ３）。その一方で、開閉弁９２は開状態のままとされ、タイミングＴ３からタイミングＴ４に至るまで液ノズル９Ａからの純水の供給が継続される。すなわち、基板Ｓへのオゾン水の供給停止後から所定の設定時間ＳＴが経過するまで内周側底面２３１に純水が供給される。これにより、第２の排液槽２３に回収されたオゾン水が排液管２５を介して完全に排液されるまで、内周側底面２３１をオゾン水から確実に保護される。なお、このような設定時間ＳＴは、オゾン水に含有されるオゾン濃度に応じて予め決めておくことで、処理レシピにおいて設定時間ＳＴに応じて純水の供給時間ＳＰが設定される。そして、タイミングＴ４で開閉弁９２が閉じられ、内周側底面２３１への純水の供給が停止される（タイミングＴ５）。

その後、洗浄液ノズル５にオゾン水に代えて純水を圧送して、基板Ｓに純水を供給する。これにより、基板Ｓに対して純水による洗浄処理（リンス処理）が施される。なお、この実施形態では、薬液によるエッチング処理後に、基板Ｓにオゾン水を供給して基板Ｓを均一に酸化させているが、エッチング処理前にも洗浄液としてオゾン水を基板Ｓに供給して前処理を施すようにしてもよい。

所定時間の洗浄処理が終了した後、洗浄液ノズル５への純水の圧送が停止され、洗浄液ノズル５が処理位置Ｐ５１から待機位置Ｐ５２に移動される。

続いて、制御ユニット１００はチャック回転機構１２のモータの回転速度を高めて基板Ｓを高速回転させる（図４（ｃ））。これにより、基板Ｓに残留する液体成分が振り切られる。なお、振り切られた液体成分は第２の排液槽２３に回収される。この基板Ｓの乾燥処理が終了すると、制御ユニット１００は基板Ｓの回転を停止させる。その後、基板搬送手段が処理済の基板Ｓを装置から搬出して一連の基板処理が終了する。

以上のように、この実施形態によれば、基板Ｓから排出されたオゾン水をセパレータ３を介してカップ２（第２の排液槽２３）の内周側底面２３１で受け止めて回収している。このため、ＰＶＣで形成された内周側底面２３１がオゾンの侵食作用に晒されることになるが、内周側底面２３１に純水を供給することで内周側底面２３１の全周にわたって水膜ＷＦを形成している。このため、内周側底面２３１全体が水膜ＷＦにより覆われ、内周側底面２３１をオゾン水から保護することができる。したがって、カップ２の内周面に保護材等を貼り付けることなく、オゾン水によるカップ２の劣化を防止することができる。したがって、カップ２の材料にかかわらず、基板Ｓから排出されたオゾン水を良好に回収することができる。

しかも、少なくとも基板Ｓにオゾン水を供給している間は純水をカップ２の内周側底面２３１に供給しているので、内周側底面２３１に向けて基板Ｓから排出されたオゾン水が飛来してくる間は、内周側底面２３１が水膜で覆われているため、オゾン水によるカップ２の劣化を確実に防止できる。

また、内周側底面２３１に純水を供給することで、純水と第２の排液槽２３に回収されたオゾン水とを混合してオゾン水を希釈して、混合液（オゾン水＋純水）中に含まれるオゾン濃度を、オゾン水（基板から排出されたオゾン水）のオゾン濃度よりも低下させている。そのため、第２の排液槽２３をオゾン（侵食成分）の侵食作用から保護するとともに、第２の排液槽２３に対して下流側の排液経路に対する負荷を軽減することができる。具体的には、廃水処理に要する負担（時間およびエネルギー）を低減したり、排液管２５を含む配管系を簡素に構成することができる。

このように、この実施形態によれば、装置で大きな容積を占めるカップ２をオゾン水等の処理液に対する十分な耐性を有する比較的高価なＰＴＦＥ等の材料で構成することなく、比較的安価なＰＶＣで構成することができるので、装置コストを大幅に低減することができる。

また、この実施形態によれば、基板へのオゾン水の供給停止後から所定の設定時間ＳＴまで継続して内周側底面２３１に純水を供給しているので、基板Ｓから排出されたオゾン水がカップ２（第２の排液槽２３）外に排液されるまでにカップ２に残留している場合であっても内周側底面２３１をオゾン水から確実に保護することができる。

さらに、この実施形態によれば、水膜形成によりカップ２の劣化を防止しながらも、純水の供給のタイミングを基板Ｓにオゾン水を供給している間（オゾン水供給時間ＯＰ）と基板Ｓへのオゾン水の供給停止後から所定の設定時間ＳＴに限定しているので、純水の使用量を低減することができる。

また、この実施形態によれば、オゾン水に含有されるオゾン濃度、つまり内周側底面２３１に対する侵食作用の強弱に応じて液ノズル９Ａからの純水の供給量を調整しているので、オゾン水から内周側底面２３１を保護しながらも、純水の使用量を適正値に調整することができる。その結果、オゾン水によるカップ２の劣化を防止しながらも、装置のランニングコストを低減することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、侵食作用を有する処理液としてオゾン水を用いて、オゾン水から接液面を保護しているが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、接液面に対して侵食作用を有する薬剤成分を含む薬液、例えば比較的高濃度の酸を処理液として用いる場合にも適用可能である。要は、接液面で基板から排出される処理液を受け止めて回収する際に、処理液が当該接液面に対して侵食作用を有する場合に適用することができる。

また、上記実施形態では、第２の排液槽２３の内周側底面２３１を処理液の侵食作用に晒される接液面として内周側底面２３１に純水を供給して水膜を形成しているが、接液面は当該箇所に限定されない。例えばカップ２の外周壁の内面、つまり第２の排液槽２３の内周側側面２３２についても純水を供給して水膜を形成させるようにしてもよい。基板Ｓから排出された処理液は大部分がセパレータ３を介して内周側底面２３１に案内されるが、その一部が内周側側面２３２に飛散する場合がある。この場合、図８に示すように、カップ上壁の外縁部に液ノズル９Ｂを配設して液ノズル９Ｂから内周側側面２３２の全周にわたって純水を流下させればよい。これにより、内周側側面２３２の全体に水膜が形成され、水膜により処理液から内周側側面２３２が保護される。このような液ノズル９Ｂは例えば内周側側面２３２の円周方向に沿って複数の吐出口を有するノズル構造を採用することができる。

その一方で、内周側側面２３２については、次のような理由から交換可能なＰＶＣ製の板状部材を部分的に取り付けるようにしてもよい。すなわち、内周側側面２３２については、基板Ｓが割れるなどして破損した場合には、カップ２についても物理的なダメージを受けてしまう。そこで、カップ２の内周側側面２３２に交換可能なＰＶＣ製の板状部材を取り付けておくことで、内周側側面２３２を処理液から保護することができるとともに、板状部材がダメージを受けた場合には、交換することでメンテナンスの利便性を向上させることができる。なお、ＰＶＣ製の板状部材では、オゾンの侵食作用に晒されることとなるが、ダメージを受けた場合に交換することを考慮すると、ＰＴＦＥ等のオゾンに対する耐性を有するが比較的高価な材料を用いる場合に比較して、装置のランニングコストを低減することができる。

また、上記実施形態では、セパレータ３を処理液に対する十分な耐性を有するＰＴＦＥ等の材料で構成しているが、これに限定されず、セパレータ３についてもカップ２と同様に処理液の侵食作用に晒されるＰＶＣ等の材料で構成するようにしてもよい。この場合には、本発明の「回収手段」としてセパレータ３の接液面に純水を供給して水膜を接液面上に形成することにより、処理液からセパレータ３を保護すればよい。但し、セパレータ３に関しては、次のような理由から処理液に対する十分な耐性を有する材料で構成した方が有利である。すなわち、(1)セパレータ３は昇降駆動されるため、セパレータ３の接液面に純水を供給するための配管等の配設が困難となること、(2) セパレータ３の接液面には基板Ｓから遠心力によって振り切られる処理液が直接に強く衝突するため、水膜による接液面の保護が不十分となるおそれがあること、また接液面を水膜により保護するために純水の供給量が増加してしまうこととなるからである。

また、上記実施形態では、セパレータ３を設けて薬液と洗浄液とを分離回収しているが、セパレータ３の配設は必須ではなく任意である。この場合には、スピンチャック１を収容するカップのみが本発明の「回収手段」に相当し、該カップの内周面に水膜を形成して処理液から保護するようにすればよい。

また、上記実施形態では、液ノズル９Ａから上方に向けて放物線を描くようにカップ２（第２の排液槽２３）の内周側底面２３１の上方に純水を供給して内周側底面２３１上に水膜を形成しているが、内周側底面２３１への純水の供給方法はこれに限定されない。例えば図９に示すように、液ノズル９Ｃを内周側底面２３１に対して上方に配置するとともに、液ノズル９Ｃから吐出させた純水を内周側底面２３１に層状に流下させるようにして内周側底面２３１上に水膜を形成してもよい。このように層状に流下させることにより、純水の跳ね返りを防止して均一な水膜を形成することが可能となる。

また、上記実施形態では、接液面に純水を供給することにより接液面上に液膜（水膜）を形成しているが、接液面に供給する液体は純水に限定されず、接液面に対して侵食作用を有しない液体であれば、液体の種類は任意である。

また、上記実施形態では、液ノズルからの純水の供給量の制御を流量調整弁９３により行っているが、これに替えて、液体用のマスフローコントローラを用いてもよい。

また、上記実施形態では、希フッ酸等の薬液を基板Ｓに供給して基板Ｓに対してエッチング処理を施した後にオゾン水を基板Ｓに供給して均一な酸化膜を形成した後、基板Ｓに純水を供給して洗浄処理する場合について説明しているが、本発明にかかる基板処理装置は、エッチング処理、酸化膜等の被膜形成処理、洗浄処理に限らず、剥離処理、オゾン水等を用いた表面改質処理など処理液を用いた湿式処理全般に適用可能である。

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示器用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）用基板、あるいは磁気ディスク用のガラス基板やセラミック基板などを含む各種基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置に適用することができる。

この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。 図１の基板処理装置を上方から見た平面図である。 図１の基板処理装置の制御構成を示すブロック図である。 図１の基板処理装置の動作を説明するための図である。 液ノズルからの純水供給のタイミングを示すタイムチャートである。 処理レシピの一例を示す図である。 図１の基板処理装置の動作を説明するための図である。 図１の基板処理装置の変形形態を示す図である。 図１の基板処理装置の変形形態を示す図である。

符号の説明

２…カップ（回収手段）
３…セパレータ（回収手段）
４…薬液ノズル（処理液供給手段）
５…洗浄液ノズル（処理液供給手段）
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ…液ノズル（液体供給手段）
９３…流量調整弁（供給量調整手段）
１００…制御ユニット（制御手段）
２３１…内周側底面（接液面）
２３２…内周側側面（接液面）
Ｓ…基板

Claims (6)

1. 基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置において、
   前記基板に処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記処理液の侵食作用に晒される接液面を有し、前記処理液供給手段より供給され前記基板から排出される処理液を前記接液面で受け止めて前記処理液を回収する回収手段と、
   前記接液面に対して侵食作用を有しない液体を前記接液面に供給して前記接液面上に液膜を形成する液体供給手段と、
   前記液体供給手段を制御して、前記接液面上に前記液膜を形成させて前記接液面を前記基板より排出された処理液から保護する制御手段と
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記制御手段は、少なくとも前記処理液供給手段から前記基板に処理液を供給している間、前記液体供給手段により前記液体を前記接液面に供給する請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記制御手段は、前記処理液供給手段から前記基板への処理液の供給停止後から所定の設定時間まで継続して前記接液面に前記液体を供給する請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記制御手段は、前記処理液供給手段による前記基板への処理液の供給開始と同時あるいはその直前から処理液の供給停止後の所定の設定時間まで前記液体供給手段により前記接液面に前記液体を供給する請求項１記載の基板処理装置。
5. 前記液体供給手段からの前記液体の供給量を調整する供給量調整手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記供給量調整手段を制御することで、前記処理液に含有される前記接液面に対して侵食作用を有する成分の前記処理液中での濃度に応じて前記液体供給手段からの前記液体の供給量を調整する請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記液体供給手段は、前記液体として純水を前記接液面に供給する請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。
   

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