JP2007258565A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルからの薬液吐出により薬液処理を行った後に同ノズルからのリンス液吐出によりリンス処理を行う際に、薬液やリンス液の逆流が生じるのを未然に防止するとともに、処理に要する時間を短縮する。
【解決手段】洗浄動作が完了すると、時刻ｔ２に薬液用開閉バルブが閉じられて薬液の供給が停止されるとともに、経過時間のカウントが開始される。そして、待機時間Ｔ２が経過すると、時刻ｔ３にリンス液用開閉バルブが開かれて、ノズルへのリンス液の供給が開始され、これによってリンス処理工程が実行されるとともに、経過時間のカウントが開始される。そして、待機時間Ｔ３が経過すると、時刻ｔ４に薬液用サックバックバルブがオフにされ、これによって、薬液用サックバックバルブによる薬液の吸い込み、すなわちサックバック工程が開始される。
【選択図】図９

Description

この発明は、半導体基板、液晶表示装置用基板等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板に対して、エッチング液などの薬液を用いて所定の薬液処理を施すとともに、その後、純水などのリンス液を用いて所定のリンス処理を施す基板処理技術に関するものである。

たとえば、半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」という。）の表面に薄膜の微細パターンを形成する工程が繰り返し行われる。このような半導体装置の製造工程においては、必要に応じて、ウエハ自体またはウエハの表面に形成された薄膜の表面（以下、「ウエハの表面」などと総称する。）から汚染物質を除去するための洗浄処理が行われる。従来、このような洗浄処理を行う基板洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された装置は、シリコンウエハを水平に保持して回転するスピンチャックと、このスピンチャックに保持されて回転されているウエハの表面に洗浄用エッチング液（ふっ酸など）および純水を吐出するノズルとを備えている。この構成により、ノズルに供給されたエッチング液をノズルからウエハの表面に吐出することによってエッチング作用を利用した薬液洗浄処理が行われ、ノズルに供給された純水をノズルからウエハの表面に吐出することによってウエハ上のエッチング液を洗い流すリンス処理が行われる。

この特許文献１に記載の装置では、ノズルにエッチング液を供給する工程とノズルに純水を供給する工程との間には、エッチング液および純水の両方をノズルに供給するオーバーラップ工程が設けられており、これによって、薬液洗浄処理によって活性化したウエハ表面が大気にさらされることを確実に防止している。その結果、活性化されたシリコンと大気中のエアロゾルとの反応に起因して生じるコロイダルシリカ（パーティクル）がウエハ上に残留するのを防止することが可能になっている。また、エッチング液を配管から一定量だけ吸い込むサックバックバルブが設けられており、これによって、エッチング液の供給停止後に配管から一定量のエッチング液をサックバックバルブ内に吸い込むようにしている。その結果、その吸い込み後にリンス液が配管に供給されると、エッチング液がウエハに供給されるリンス液に殆ど混入しないようになっている。

また、ノズルから薬液を吐出した後にサックバックバルブを用いてサックバック動作を実行するものとして、例えば特許文献２に記載されたものがある。

特開平１１−３３００４１号公報（００２８、図２） 特開平９−２９９８６２号公報（図３）

最近の基板洗浄装置などの基板処理装置では、例えばノズルからの薬液やリンス液の吐出領域を高精度で制御するために、ノズル径を微小な寸法（例えば１ｍｍ未満）に設定する場合がある。このような装置では、薬液やリンス液の貯留源からノズルに至る配管内の圧力損失が大きくなり、上記従来の特許文献１に記載の装置のようにオーバーラップ工程を設けてノズルに薬液および純水を同時に供給すると、次のような問題が発生することがあった。すなわち、同時供給される薬液とリンス液との間において、供給圧力の差が大きくなるタイミングがあるため、該タイミングで供給圧力の大きい側から小さい側に向かって液が逆流してしまうことがある。また、例えばリンス液の供給源として、工場に設置されている純水供給ラインを用いると、純水の供給圧力が１日のうちでも変動することがよくあるが、この変動によって上記逆流が生じたり逆流量が変動することがある。このように液の逆流が生じると、基板への液の吐出量が変動するため、処理時間の制御が非常に困難になる。さらに、このように配管内の圧力損失が大きい装置では、薬液やリンス液の流量を小さい値に設定する必要があるため、流量の大きい場合に比べて処理に要する時間が長くなってしまう。したがって、薬液やリンス液のノズルへの供給を効率良く行って処理に要する時間を短縮することが望まれる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ノズルからの薬液吐出により薬液処理を行った後に同ノズルからのリンス液吐出によりリンス処理を行う際に、薬液やリンス液の逆流が生じるのを未然に防止するとともに、処理に要する時間を短縮することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、薬液供給手段によりノズルに薬液を供給し、該ノズルから薬液を基板に向けて吐出して基板に所定の薬液処理を施す薬液処理工程と、ノズルへの薬液供給の停止と同時または該停止から所定時間経過後にリンス液供給手段によりノズルにリンス液の供給を開始し、ノズルからリンス液を基板に向けて吐出して基板に所定のリンス処理を施すリンス処理工程と、ノズルへのリンス液の供給開始後にサックバック手段によりノズル側から薬液供給手段側に所定量の薬液を吸い込むサックバック工程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、同一ノズルから薬液およびリンス液がそれぞれ基板に向けて吐出されて薬液処理およびリンス処理が実行される。すなわち、薬液供給手段によりノズルに薬液が供給され、ノズルから基板に向けて薬液が吐出されて基板に所定の薬液処理が施される。そして、ノズルへの薬液供給の停止と同時または該停止から所定時間経過後に、リンス液供給手段によりノズルへのリンス液の供給が開始され、ノズルから基板に向けてリンス液が吐出されて基板に所定のリンス処理が施される。このように、ノズルへの薬液の供給とリンス液の供給とがオーバーラップすることがないため、例えばノズル径が微小であるため薬液供給手段やリンス液供給手段からノズルに至る配管内の圧力損失が大きい場合であっても、薬液やリンス液の逆流が生じるのを未然に防止することができる。また、ノズルへのリンス液の供給開始後に、サックバック手段によりノズル側から薬液供給手段側に所定量の薬液が吸い込まれるため、リンス液と薬液との界面がリンス液の供給路から薬液供給手段側に引き込まれることになる。したがってノズルに供給されるリンス液への薬液の混入を確実に防止することができ、これによってリンス処理に要する時間を短縮することができる。

ところで、ノズルへの薬液供給が停止しても、薬液供給手段とノズルとの間に残存している供給圧力によってノズルから基板への薬液の吐出が継続している。そして、その供給圧力が所定レベル以下に低下すると、ノズルから基板への薬液の吐出が終了し、薬液はノズルから液垂れして基板に害を及ぼすこととなる。そこで、薬液供給の停止から所定時間が経過した時点よりリンス液供給を開始するように構成するとともに、所定時間は、ゼロよりも長く、薬液供給の停止からノズルからの薬液の吐出が終了するまでに要する応答時間よりも短い時間に設定されているとするのが好ましい。このように構成すると、薬液のノズルからの液垂れを未然に防止することができる。

また、サックバック工程では、ノズルに連通する配管内に残留する薬液がリンス液にほぼ置換し終わった後にサックバック手段の動作が開始されるようにすると、薬液の吸い込み量が必要最小限の量で、リンス液と薬液との界面をリンス液の供給路から薬液供給手段側に引き込むことが可能になる。

また、この発明は、基板に対して薬液による薬液処理およびリンス液によるリンス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、基板の表面に対向して配置されたノズルと、ノズルに連通する第１配管を介してノズルにリンス液を供給するリンス液供給手段と、第１配管から分岐した第２配管に接続され、第２配管および第１配管を介してノズルに薬液を供給する薬液供給手段と、第２配管に設けられ、第１配管側から所定量の薬液を吸い込むサックバック手段と、ノズルへの薬液供給を開始し、薬液処理が終了すると薬液供給を停止する薬液制御手段と、薬液供給手段によるノズルへの薬液供給の停止時点からの経過時間を計時する第１計時手段と、第１計時手段が予め設定された第１時間を計時するとノズルへのリンス液の供給を開始するリンス制御手段と、リンス液供給手段によるノズルへのリンス液供給の開始時点からの経過時間を計時する第２計時手段と、第２計時手段が予め設定された第２時間を計時するとサックバック手段を動作させるサックバック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、薬液供給手段により、基板の表面に対向して配置されたノズルに連通する第１配管および第１配管から分岐した第２配管を介してノズルに薬液が供給され、ノズルから基板に向けて薬液が吐出されて基板に対して薬液処理が施される。そして、ノズルへの薬液供給の停止時点から第１時間が経過すると、リンス液供給手段により、ノズルへのリンス液の供給が開始され、ノズルから基板に向けてリンス液が吐出されて、基板に対してリンス処理が施される。このように、ノズルへの薬液の供給とリンス液の供給とがオーバーラップすることがないため、例えばノズル径が微小であるため薬液供給手段やリンス液供給手段からノズルに至る配管内の圧力損失が大きい場合であっても、薬液やリンス液の逆流が生じるのを未然に防止することができる。また、ノズルへのリンス液供給の開始時点から第２時間が経過すると、第２配管に設けられたサックバック手段により第１配管側から所定量の薬液が吸い込まれるため、リンス液と薬液との界面が第１配管から第２配管側に引き込まれることになる。したがってノズルに供給されるリンス液への薬液の混入を確実に防止することができ、これによってリンス処理に要する時間を短縮することができる。なお、第１計時手段と第２計時手段とは、１つの計時手段で構成するようにしてもよい。すなわち、薬液供給手段によるノズルへの薬液供給の停止時点からの経過時間を計時するとともに、リンス液供給手段によるノズルへのリンス液供給の開始時点からの経過時間を計時する計時手段を備えるようにしてもよい。

この発明によれば、ノズルへの薬液の供給とリンス液の供給とがオーバーラップすることがないように構成している。このため、例えばノズル径が微小であるため薬液供給手段やリンス液供給手段からノズルに至る配管内の圧力損失が大きい場合であっても、薬液やリンス液の逆流が生じるのを未然に防止することができる。また、ノズルへのリンス液の供給開始後に、サックバック手段により所定量の薬液を吸い込むように構成している。このため、リンス液と薬液との界面が薬液供給手段側に引き込まれることになる。したがってノズルに供給されるリンス液への薬液の混入を確実に防止することができ、これによってリンス処理に要する時間を短縮することができる。

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。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆの周縁部からメタル層やフォトレジスト層などの薄膜をエッチング除去する装置である。具体的には、その表面Ｗｆ（デバイス形成面）に薄膜が形成された基板Ｗの周縁部ＴＲに対して化学薬品または有機溶剤等の薬液や純水またはＤＩＷ等のリンス液を供給することで該表面周縁部ＴＲから薄膜をエッチング除去するとともに、基板裏面Ｗｂに薬液およびリンス液を供給して裏面Ｗｂ全体を洗浄する装置である。以下、薬液およびリンス液を総称する場合は「処理液」という。

この基板処理装置は、基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けた状態で水平に保持して回転させるスピンチャック１と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）の中央部に向けて処理液を供給する下面処理ノズル２と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面（表面Ｗｆ）の中央部に向けて処理液を供給する上面処理ノズル３と、ＣＰＵやメモリを備え装置各部を制御する制御ユニット４と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に対向配置される遮断板５と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面周縁部ＴＲに処理液を供給する周縁処理ノズル７とを備えている。

スピンチャック１は、中空の回転支軸１１がモータを含むチャック回転駆動機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転駆動機構１３の駆動により鉛直方向に延びる回転軸Ｊ回りに回転可能となっている。この回転支軸１１の上端部には、スピンベース１５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、制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転駆動機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。

中空の回転支軸１１には、処理液供給管２１が挿通されており、その上端に下面処理ノズル２が結合されている。処理液供給管２１は薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、薬液またはリンス液が選択的に供給される。また、回転支軸１１の内壁面と処理液供給管２１の外壁面の隙間は、環状のガス供給路２４を形成している。このガス供給路２４はガス供給ユニット２５と接続されており、基板Ｗの下面とスピンベース１５の対向面との間に形成される空間に窒素ガスを供給することができる。なお、この実施形態では、ガス供給ユニット２５から窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを吐出するように構成してもよい。

図２はスピンベース１５を上方から見た平面図である。スピンベース１５には、その中心部に開口が設けられるとともに、その周縁部付近には複数個（この実施形態では２４個）の支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２が鉛直方向に昇降自在に設けられている。ここで、基板Ｗを水平支持するためには、支持ピンの個数は少なくとも３個以上であればよいが、支持ピンが基板Ｗの下面に当接する部分を処理するためには、支持ピンを基板Ｗの下面に対して離当接自在に構成するとともに、処理中に少なくとも１回以上、支持ピンを基板Ｗの下面から離間させるのが望ましい。そのため、支持ピンが基板Ｗの下面に当接する部分をも含めて基板Ｗの下面を処理するためには少なくとも４個以上の支持ピンが必要とされ、実施形態である２４個とすることより安定して基板Ｗを支持することができる。

これら支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２は、回転軸Ｊを中心として放射状に略等角度間隔でスピンベース１５から上方に向けて突出して設けられている。支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２の各々は、基板裏面Ｗｂと当接することによって、スピンベース１５から所定距離だけ上方に離間させた状態で基板Ｗを水平に支持可能となっている。これらのうち、周方向に沿って１つ置きに配置された１２個の支持ピンＦ１〜Ｆ１２は、第１支持ピン群を構成していて、これらは連動して基板Ｗを支持し、または基板Ｗの裏面から離間してその支持を解除するように動作する。一方で、残る１２個の支持ピンＳ１〜Ｓ１２は、第２支持ピン群を構成しており、これらは連動して基板Ｗを支持し、または基板Ｗの裏面から離間してその支持を解除するように動作する。

図３は支持ピンの構成を示す部分拡大図である。なお、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２の各々はいずれも同一構成を有しているため、ここでは１つの支持ピンＦ１の構成についてのみ図面を参照しつつ説明する。支持ピンＦ１は、基板Ｗの下面に離当接可能な当接部６１と、当接部６１を上下方向へ移動可能に支持する可動ロッド６２と、この可動ロッド６２を上下動させるモータ等を含む昇降駆動部６３と、可動ロッド６２を取り囲むように設けられ可動ロッド６２と昇降駆動部６３とを外部雰囲気から遮断するベローズ６４とを有している。ベローズ６４は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）より形成され、薬液等により基板Ｗを処理する際に、ステンレス鋼（ＳＵＳ）またはアルミニウム等から形成される可動ロッド６２を保護する。また、当接部６１は耐薬性を考慮して、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）で形成されるのが好ましい。ベローズ６４の上端部は当接部６１の下面側に固着される一方、ベローズ６４の下端部はスピンベース１５の上面側に固着されている。なお、昇降駆動部６３はモータに限らず、エアシリンダー等のアクチュエータ全般を用いてもよい。

上記した構成を有する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２では、昇降駆動部６３が制御ユニット４からの駆動信号に基づき図示省略する駆動連結部を介して可動ロッド６２を１〜数ｍｍのストロークで駆動させることにより、次のように基板Ｗを支持する。すなわち、昇降駆動部６３を駆動させない状態では、所定の高さ位置（基板処理位置）で基板Ｗを支持するように支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２の各々はコイルばね等の付勢手段（図示せず）によって上向きに付勢されており、基板Ｗは支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群と、支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群との両方の支持ピン群により支持される。一方で、支持ピンＳ１〜Ｓ１２を付勢力に抗して下降駆動させると、支持ピンＳ１〜Ｓ１２の当接部６１は基板Ｗの下面から離間して基板Ｗは支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群のみにより支持される。また、支持ピンＦ１〜Ｆ１２を付勢力に抗して下降駆動させると、支持ピンＦ１〜Ｆ１２の当接部６１は基板Ｗの下面から離間して基板Ｗは支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群のみにより支持される。

図１に戻って説明を続ける。スピンチャック１の上方には、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に支持された基板Ｗに対向する円盤状の遮断板５が水平に配設されている。この遮断板５は、スピンチャック１の回転支軸１１と同軸上に配置された回転支軸５１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。この回転支軸５１には、遮断板回転駆動機構５２が連結されており、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断板回転駆動機構５２のモータを駆動させることにより遮断板５を回転軸Ｊ回りに回転させる。制御ユニット４は、遮断板回転駆動機構５２をチャック回転駆動機構１３と同期するように制御することで、スピンチャック１と同じ回転方向および同じ回転速度で遮断板５を回転駆動させることができる。

また、遮断板５は、遮断板昇降駆動機構５３と接続され、遮断板昇降駆動機構５３の昇降駆動用アクチュエータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、遮断板５をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆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４は遮断板昇降駆動機構５３を駆動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗが搬入出される際には、スピンチャック１の上方の退避位置に遮断板５を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対してエッチングなどの所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定され、該基板表面Ｗｆと対向する対向位置まで遮断板５を下降させる。これにより、遮断板５の下面（対向面５０１）と基板表面Ｗｆとが近接した状態で離間して対向配置される。

遮断板５の中心の開口および回転支軸５１の中空部には、処理液供給管３１が挿通されており、その下端に上面処理ノズル３が結合されている。処理液供給管３１は薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に薬液またはリンス液が選択的に供給される。また、回転支軸５１の内壁面と処理液供給管３１の外壁面の隙間は、環状のガス供給路３２を形成している。このガス供給路３２はガス供給ユニット２５と接続されており、基板Ｗの上面（表面Ｗｆ）と遮断板５の対向面５０１との間に形成される空間ＳＰに窒素ガスを供給することができる。

図４は遮断板５の底面図である。この遮断板５の基板表面Ｗｆと対向する対向面５０１の平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されており、その中心部に開口を有している。このため遮断板５が対向位置に配置されると基板Ｗの表面全体を覆って基板表面Ｗｆ上の雰囲気を外部雰囲気から遮断することが可能となっている。また、遮断板５の周縁部には遮断板５を上下方向（鉛直軸方向）に貫通する、略円筒状の内部空間を有する貫通孔５０２が形成されており、後述する周縁処理ノズル７が挿入可能となっている。この貫通孔５０２はスピンチャック１に保持される基板Ｗの表面周縁部ＴＲに対向する位置に形成されているため、周縁処理ノズル７を貫通孔５０２に挿入させることで周縁処理ノズル７を表面周縁部ＴＲに対向して配置させることができる。

また、対向面５０１には複数のガス噴出口５０６が開口している。複数のガス噴出口５０６はスピンチャック１に保持される基板Ｗの表面中央部の非処理領域ＮＴＲに対向する位置に、回転軸Ｊを中心とする円周に沿って等角度間隔に形成されている。これらのガス噴出口５０６は、遮断板５の内部のガス流通空間５０５に連通しており、ガス流通空間５０５に窒素ガスが供給されると、ガス噴出口５０６を介して窒素ガスが空間ＳＰに供給される。なお、ガス噴出口は複数の開口に限らず、単一の開口、例えば、回転軸Ｊを中心として全周にわたってリング状に開口したものであってもよい。但し、複数のガス噴出口とした方が、ガス噴出圧の均一性を得る点で有利である。

そして、この空間ＳＰに窒素ガスが供給されることで空間ＳＰの内部圧力を高めて基板Ｗをその下面に当接する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧させることができる。これによって、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧された基板Ｗは、チャック回転駆動機構１３がスピンベース１５を回転させることで基板Ｗの下面と支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２との間に発生する摩擦力によって支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に支持されながらスピンベース１５とともに回転する。なお、供給された窒素ガスは空間ＳＰを基板Ｗの中心付近から径方向外側へと流れていく。

図１に戻って説明を続ける。周縁処理ノズル７は、ノズルアーム７１の一方端に固着されている。ノズルアーム７１の他方端はアーム軸７２により軸支され、アーム軸７２が回動することで周縁処理ノズル７がアーム軸７２を中心として所定の角度範囲で揺動可能となっている。また、アーム軸７２には、ノズルアーム７１と該ノズルアーム７１に固着された周縁処理ノズル７とを一体的に駆動させる駆動機構７３が連結されている。この駆動機構７３は、周縁処理ノズル７とノズルアーム７１とを揺動させるモータ等の揺動駆動源７３１と、周縁処理ノズル７とノズルアーム７１とを上下方向に昇降させるシリンダ等の昇降駆動源７３２とを備えている。これらの構成により、周縁処理ノズル７を、揺動駆動源７３１により基板表面Ｗｆに平行に水平移動させるとともに、昇降駆動源７３２により上下移動させることが可能となっている。このため、制御ユニット４からの動作指令に応じて駆動機構７３が駆動されることで、周縁処理ノズル７とノズルアーム７１とを表面周縁部ＴＲから離間した離間位置Ｐ１（図１の破線で示す位置）と、遮断板５の貫通孔５０２に挿入され表面周縁部ＴＲに処理液を供給可能な処理位置Ｐ２（図１の実線で示す位置）とに移動させることができる。

図５は周縁処理ノズル７および遮断板５に形成された貫通孔５０２の構成を示すとともに、周縁処理ノズル７への処理液供給系の構成を示す図である。周縁処理ノズル７は、遮断板５の貫通孔５０２の形状に合わせて略円筒状に形成され、貫通孔５０２に挿入されることで、周縁処理ノズル７の先端面７ａが表面周縁部ＴＲ（図１）に対向して配置されるようになっている。

この周縁処理ノズル７は、略円筒状に形成されたノズル胴部の断面積がノズル先端側と後端側で異なるように構成されている。具体的には、ノズル先端側の胴部７０３の断面積がノズル後端側の胴部７０４の断面積より小さくなるように構成されており、ノズル先端側の胴部７０３とノズル後端側の胴部７０４との間に段差面７ｂが形成されている。すなわち、ノズル先端側の胴部７０３の外周面（側面）とノズル後端側の胴部７０４の外周面（側面）とは、段差面７ｂを介して結合されている。段差面７ｂは、胴部７０３，７０４の結合部分において、ノズル先端側の胴部７０３を取り囲む環状に形成されており、スピンチャック１に保持された基板表面Ｗｆに略平行になっている。

一方で、遮断板５に形成されている貫通孔５０２は、周縁処理ノズル７の胴部７０３，７０４に対応して、下端側に上端側より小径に形成された小径部５０３を備えており、貫通孔５０２の大径部と小径部５０３との間に、周縁処理ノズル７の段差面７ｂに対応する環状の当接面５ａが形成されている。そして、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２に挿入されると、段差面７ｂと当接面５ａとが当接することで、周縁処理ノズル７が処理位置Ｐ２に位置決めされることとなる。この周縁処理ノズル７が処理位置Ｐ２に位置決めされた状態で、周縁処理ノズル７の先端面７ａは遮断板５の対向面５０１と面一になっている。

当接面５ａは、遮断板５の対向面５０１と略平行に、つまり基板表面Ｗｆと略平行に形成されており、周縁処理ノズル７の段差面７ｂと面接触するようになっている。このため、段差面７ｂおよび当接面５ａを基板表面Ｗｆに平行に形成しない場合に比べて、周縁処理ノズル７の外形部分および貫通孔５０２の内壁の加工を容易として、周縁処理ノズル７を処理位置Ｐ２に位置決めする際に、基板Ｗに対するノズルの位置精度を高めることができる。さらに、周縁処理ノズル７を処理位置Ｐ２に位置決めする際に、周縁処理ノズル７の段差面７ｂが遮断板５の当接面５ａに押し付けられることにより、周縁処理ノズル７が遮断板５に当接固定され、処理位置Ｐ２に安定して位置決めすることができる。

周縁処理ノズル７の直径（ノズルの外径）、すなわち胴部７０４の直径は、遮断板５の貫通孔５０２に挿入させる関係上、必要以上に貫通孔５０２の孔径を大きくすることのないように、例えばφ５〜６ｍｍ程度に構成される。

なお、周縁処理ノズル７およびノズルアーム７１は耐薬性を考慮して樹脂材料により形成されている。具体的には、周縁処理ノズル７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で形成され、ノズルアーム７１はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）で形成されている。周縁処理ノズル７の段差面７ｂは、例えば上記樹脂材料で形成された円筒状のノズルの先端側を切削加工することにより形成することができる。

周縁処理ノズル７の内部には、処理液供給路７０１が形成されており、この処理液供給路７０１の吐出口７０１ａが周縁処理ノズル７の先端面７ａに形成されている。この吐出口７０１ａは、基板Ｗの径方向外側に向けて開口しており、吐出口７０１ａから薬液およびリンス液を表面周縁部ＴＲに選択的に供給可能になっている。この処理液供給路７０１は、ノズル後端部において第１配管８１に連通しており、この第１配管８１はリンス液供給ユニット２３に接続されている。第１配管８１には、分岐点８３で分岐した第２配管８５が接続されており、この第２配管８５は薬液供給ユニット２２に接続されている。第１配管８１および第２配管８５は、例えば軟質合成樹脂製のチューブで構成されている。

第１配管８１のリンス液供給ユニット２３近傍には、リンス液用開閉バルブ８７およびリンス液用サックバックバルブ８９が設けられており、制御ユニット４からの動作指令に応じてリンス液用開閉バルブ８７が開かれると、リンス液が第１配管８１を介して周縁処理ノズル７に圧送され、周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａからリンス液が吐出されて、表面周縁部ＴＲに供給されるとともに、基板Ｗの径方向外側に向かって流れ、基板外に排出される。

また、第２配管８５の薬液供給ユニット２２近傍には、薬液用開閉バルブ９１および薬液用サックバックバルブ９３が設けられており、制御ユニット４からの動作指令に応じて薬液用開閉バルブ９１が開かれると、薬液が第２配管８５および第１配管８１を介して周縁処理ノズル７に圧送され、周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａから薬液が吐出されて、表面周縁部ＴＲに供給されるとともに、基板Ｗの径方向外側に向かって流れ、基板外に排出される。したがって、薬液の供給位置よりも基板内周側の非処理領域ＮＴＲには薬液は供給されず、その結果、基板表面Ｗｆの周縁部は基板Ｗの端面から内側に向かって一定の周縁エッチング幅で薄膜がエッチング除去される。

サックバックバルブ８９，９３は、配管８１，８５から一定量だけ液を吸い込む機能を有するバルブである。このサックバックバルブ８９，９３は、それぞれ、例えばダイアフラムを内蔵しており、空気圧が印加された状態のダイアフラムが、その空気圧印加を停止すると揺動し、その揺動分に相当する量の液を配管８１，８５から吸い込むように構成されている。このように、この実施形態では、リンス液供給ユニット２３およびリンス液用開閉バルブ８７が、本発明の「リンス液供給手段」を構成し、薬液供給ユニット２２および薬液用開閉バルブ９１が、本発明の「薬液供給手段」を構成している。また、周縁処理ノズル７が、本発明の「ノズル」に相当し、薬液用サックバックバルブ９３が、本発明の「サックバック手段」に相当する。

ここで、周縁処理ノズル７、吐出口７０１ａおよび第１、第２配管８１，８５の寸法について説明する。この実施形態の基板処理装置では、周縁処理ノズル７からの薬液およびリンス液の吐出領域を高精度で制御するために、吐出口７０１ａの内径は１ｍｍ未満の微小寸法（この実施形態では例えば０．２ｍｍ）に設定されている。また、周縁処理ノズル７および第１、第２配管８１，８５の内径は、吐出口７０１ａの内径より多少大きい寸法（この実施形態では例えば２ｍｍ）に設定されている。したがって、開閉バルブ８７，９１から吐出口７０１ａに至る第１、第２配管８１，８５および周縁処理ノズル７内の圧力損失が大きいため、薬液およびリンス液の流量は小さい値（この実施形態では例えば１０ｍｌ／分）に設定されている。なお、この実施形態では例えば、吐出口７０１ａから分岐点８３までの距離は約２０ｃｍに設定されている。また、分岐点８３からリンス液用サックバックバルブ８９までの距離は約５ｃｍに設定され、リンス液用サックバックバルブ８９とリンス液用開閉バルブ８７とは互いに隣接して配置されている。また、分岐点８３から薬液用サックバックバルブ９３までの距離は約５ｃｍに設定され、薬液用サックバックバルブ９３と薬液用開閉バルブ９１とは互いに隣接して配置されている。

図６は周縁処理ノズル７の外径と貫通孔５０２の孔径との関係を説明するための断面図である。貫通孔５０２の孔径は周縁処理ノズル７の外径よりも大きく形成されており、貫通孔５０２の内部にて、周縁処理ノズル７を水平方向に移動可能となっている。具体的には、駆動機構７３の揺動駆動源７３１を駆動することで、処理位置Ｐ２として水平方向における位置が互いに異なる２つの位置、つまり、薬液を基板Ｗの表面周縁部ＴＲに供給するエッチング位置Ｐ２１（図６（ａ））と、リンス液を基板Ｗの表面周縁部ＴＲに供給する位置であってエッチング位置Ｐ２１より基板Ｗの径方向内側に位置するリンス位置Ｐ２２（図６（ｂ））とに周縁処理ノズル７を位置決めすることが可能となっている。なお、揺動駆動源７３１による揺動に代えて周縁処理ノズル７を水平方向に直線的に動かしてエッチング位置Ｐ２１とリンス位置Ｐ２２とに位置決めするようにしてもよい。

エッチング位置Ｐ２１は貫通孔５０２の内部空間において基板Ｗの径方向外寄り（同図の右方向）に位置する一方、リンス位置Ｐ２２は貫通孔５０２の内部空間において基板Ｗの径方向内寄り（同図の左方向）に位置する。このような貫通孔５０２の孔径としては、周縁処理ノズル７の外径に対して１〜２ｍｍ程度大きく形成することが好ましく、リンス位置Ｐ２２はエッチング位置Ｐ２１に対して、例えば０．２〜０．５ｍｍだけ基板Ｗの径方向内側に位置するように設定される。

また、ノズル先端側の胴部７０３の外径Ｌ１と貫通孔５０２の小径部５０３の孔径Ｌ２との差（Ｌ２−Ｌ１）は、ノズル後端側の胴部７０４の外径Ｂ１と貫通孔５０２の孔径Ｂ２との差（Ｂ２−Ｂ１）に比べて大きくなるように貫通孔５０２が形成されている。このため、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁とが摺動する場合であっても、その摺動はノズル後端側の胴部７０４と貫通孔５０２の内壁との間で行われることとなり、ノズル先端側の胴部７０３と貫通孔５０２の小径部５０３の内壁との間で行われることはない。したがって、摺動によりパーティクルが発生したとしても、基板Ｗから比較的遠く離れた位置で発生することになるため、基板Ｗ近くでパーティクルが発生する場合と比較して、摺動によって発生したパーティクルがプロセスに与える影響を小さくすることができる。なお、この場合、ノズル後端側の胴部７０４の径と貫通孔５０２の孔径Ｌ２との差分（Ｂ２−Ｂ１）の間で周縁処理ノズル７の吐出位置をエッチング位置Ｐ２１とリンス位置Ｐ２２とに変更することができる。

ここで、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２との摺動を避ける観点からは周縁処理ノズル７の外径に対して貫通孔５０２の孔径は大きいほど良いが、孔径の増大は遮断板５の対向面５０１の面積を減少させ、雰囲気遮断効果を減退させるとともに、貫通孔５０２に起因する処理液の跳ね返り等の不具合が発生する危険性を増大させる。したがって、上記のように周縁処理ノズル７の胴部径と貫通孔５０２の孔径とを設定することで、パーティクルによるプロセスへの悪影響を防止しながら貫通孔５０２に起因する不具合を抑制することができる。

また、遮断板５の貫通孔５０２の内壁には、ガス導入部５０４が開口されており、このガス導入部５０４は遮断板５の内部に形成されたガス流通空間５０５を介してガス供給ユニット２５に連通している。これによって、ガス導入部５０４から貫通孔５０２の内部空間に窒素ガスを供給することが可能となっている。したがって、制御ユニット４からの動作指令に応じてガス供給ユニット２５から窒素ガスが圧送されると、貫通孔５０２の内部空間に窒素ガスが供給され、周縁処理ノズル７が離間位置Ｐ１（図１の破線で示す位置）に移動された状態、すなわち、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２に挿入されていない状態では、貫通孔５０２の上下双方の開口から窒素ガスが噴出される。

ガス導入部５０４は、貫通孔５０２の内壁に形成された当接面５ａより上方、つまり当接面５ａを中心として基板Ｗが位置する方向と反対の基板Ｗから離間する方向に開口されている。このため、周縁処理ノズル７が処理位置Ｐ２に位置決めされた際に、周縁処理ノズル７の段差面７ｂと当接面５ａとが当接することにより基板Ｗ側へのガス流路が塞がれ、窒素ガスが当接部分を越えて貫通孔５０２から基板表面Ｗｆと対向面５０１とで挟まれた空間ＳＰに噴出するのが防止される。なお、ガス導入部５０４を介して貫通孔５０２に導入された窒素ガスは、貫通孔５０２の上方、つまり基板Ｗと反対方向に排出されることとなる。

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説明する。図７は制御ユニット４による基板処理装置の動作のメインルーチンを示すフローチャート、図８は図７のステップ＃５のサブルーチンを示すフローチャート、図９は各バルブの動作などを示すタイミングチャートである。また、図１０は基板処理装置の動作を模式的に示す図である。

この装置では、基板Ｗの表面Ｗfにメタル層などの薄膜ＴＦが形成された基板Ｗが薄膜形成面を上方に向けた状態で搬入されスピンベース１５上に載置されると、制御ユニット４が装置各部を以下のように制御して基板Ｗに対してベベルエッチング処理（エッチング工程＋リンス工程＋乾燥工程）を実行する。なお、基板Ｗの搬送を行う際には、遮断板５はスピンチャック１の上方の退避位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。また、搬入される基板Ｗはすべての支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２にて支持するようにしてもよいし、支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群のみにより支持するようにしてもよく、あるいは支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群のみにより支持するようにしてもよい。

未処理の基板Ｗが支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に載置されると、制御ユニット４は遮断板５を対向位置まで降下させて基板Ｗに近接して対向配置させる（ステップ＃１）。そして、ガス噴出口５０６から窒素ガスを吐出させるとともに、ガス供給路３２から基板表面Ｗｆの中央部に向けて窒素ガスを供給する（ステップ＃２）。これによって、遮断板５の対向面５０１と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間ＳＰの内部圧力が高められ、基板Ｗはその下面（裏面Ｗｂ）に当接する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧されてスピンベース１５に保持される。また、基板表面Ｗｆは遮断板５の対向面５０１にごく近接した状態で覆われることによって、基板Ｗの周辺の外部雰囲気から確実に遮断される。

次に、制御ユニット４は駆動機構７３を作動させることで周縁処理ノズル７を離間位置Ｐ１から処理位置Ｐ２に移動させる。ここでは、先ず処理位置Ｐ２として周縁処理ノズル７をエッチング位置Ｐ２１に位置決めする（ステップ＃３）。具体的には、揺動駆動源７３１の作動により周縁処理ノズル７が水平方向に沿って遮断板５の貫通孔５０２の上方位置に移動するとともに、昇降駆動源７３２の作動により周縁処理ノズル７が降下してノズル先端面７ａが遮断板５の対向面５０１と面一となる位置まで貫通孔５０２に挿入される。貫通孔５０２は周縁処理ノズル７の外径よりも大きく形成されているため、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁とが摺動してパーティクルが発生するのが防止される。また、貫通孔５０２に周縁処理ノズル７が挿入されると、周縁処理ノズル７の外形部分に形成された段差面７ｂと、貫通孔５０２の内壁に形成された当接面５ａとが当接して、周縁処理ノズル７が遮断板５（段差部５０３）に基板Ｗに向かって、つまり鉛直方向下向きに押し付けられる。これによって、周縁処理ノズル７が遮断板５に当接固定され、処理位置Ｐ２（エッチング位置Ｐ２１）に安定して位置決めされる。

それに続いて、制御ユニット４は遮断板５を停止させた状態で、チャック回転駆動機構１３を制御してスピンベース１５を回転させることにより、基板Ｗを回転させる（ステップ＃４）。このとき、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧された基板Ｗは支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２と基板Ｗの下面との間に発生する摩擦力でスピンベース１５に保持されながら、スピンベース１５とともに回転することとなる。

基板表面Ｗｆと対向面５０１とで挟まれた空間ＳＰに供給されたガスは、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転軸Ｊを中心として径方向外側に均等に流れ、基板外に排出されていく。ここで、ガス導入部５０４を介して貫通孔５０２にも窒素ガスが流れ込むが、基板Ｗ側への流路は周縁処理ノズル７の段差面７ｂと貫通孔５０２の内壁に形成された当接面５ａとの当接により塞がれており、貫通孔５０２から窒素ガスが空間ＳＰに入り込むことがなく、貫通孔５０２の内壁と周縁処理ノズル７（ノズル後端側の胴部７０４）の隙間から遮断板５の上方から抜けていく。このため、遮断板５の周縁部に形成された１つの貫通孔５０２から空間ＳＰに回転軸Ｊに対して不均一に窒素ガスが入り込み、回転軸Ｊを中心として径方向外側に均等に流れていく気流を乱すのを防止することができる。

そして、スピンベース１５の回転速度が所定速度に達すると、処理液供給サブルーチンが実行される（ステップ＃５）。すなわち、時刻ｔ１に薬液用開閉バルブ９１が開かれて、周縁処理ノズル７への薬液の供給が開始され、これによって薬液処理工程が実行される（ステップ＃５１）。また、同時に薬液用サックバックバルブ９３がオンにされ、これによって、内蔵するダイアフラムに空気圧が印加された状態となり、薬液の吸い込み準備が完了する。

この薬液処理工程では、薬液供給ユニット２２からエッチング処理に適した薬液が周縁処理ノズル７に圧送されて、表面周縁部ＴＲに処理液として供給される。図１０（ａ）に示すように、基板Ｗの径方向外側に向けて吐出された薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁に向かって流れ、基板Ｗの端面を伝って流下する。これにより、表面周縁部ＴＲの全体に薬液が供給されてエッチング処理される。このとき、周縁処理ノズル７は遮断板５の段差部５０３に押し当てられた状態で処理位置Ｐ２（エッチング位置Ｐ２１）に位置決めされているので、遮断板５に対して周縁処理ノズル７が固定され、ノズル位置、特に上下方向（高さ方向）の位置が正確に定まる。このため、基板Ｗの回転に伴う気流や振動等の影響により周縁処理ノズル７からの吐出位置が不安定になるのを防止できる。すなわち、樹脂等の剛性が比較的低い材質で形成されたノズルアーム７１およびこれに固着された小径の周縁処理ノズル７は気流や振動等の影響を受け易いが、これらに比べて物理的（体積および質量、配置条件等）に振動等の影響を受けにくい遮断板５に周縁処理ノズル７が押し付けられることで、吐出位置が変動するのが防止される。

特に、この実施形態では、薬液を鉛直方向ではなく、基板Ｗの径方向外側に向けて斜めに吐出させているので、基板Ｗと周縁処理ノズル７との間の距離が一定とされることで、周縁エッチング幅ＥＨが変動するのを防止することができる。また、ノズル先端面７ａが対向面５０１よりも上方に位置ずれした際に、周縁処理ノズル７から吐出された薬液が貫通孔５０２の内壁に当たって跳ね返りが発生するのを防止することができる。その結果、表面周縁部ＴＲ以外の非処理領域ＮＴＲがエッチングされてしまうのを回避することができる。

また、この実施形態では、基板Ｗの外周端部に接触して基板Ｗを保持するチャックピン等の保持部材が設けられていない。したがって、保持部材により保持している部分と保持していない部分とで薬液の回り込み量が異なるという事態を招くことはなく、基板表面Ｗｆの周縁部へ薬液を均一に回り込ませることができる。また、上記保持部材は基板Ｗの外周端部付近の気流を乱す要因となり得るが、この要因が存在しないことからミスト状の薬液の基板表面Ｗｆ側への巻き込みが軽減される。さらに、ガス供給路３２およびガス噴出口５０６から供給される窒素ガスにより基板表面Ｗｆの中央部への薬液の入り込みが防止される。したがって、表面周縁部ＴＲから一定の周縁エッチング幅ＥＨで全周にわたって均一に不要物がエッチング除去される。

さらに、周縁処理ノズル７は遮断板５の貫通孔５０２に挿入されるため、薬液が飛散して周縁処理ノズル７に向けて跳ね返ってくるような場合でも薬液は遮断板５の対向面５０１に遮られ、周縁処理ノズル７の周囲（側面）に薬液が付着するようなことがない。このため、ノズル移動時において周縁処理ノズル７から薬液が落ちて基板Ｗあるいは基板周辺部材に付着して悪影響を及ぼすことが防止される。したがって、周縁処理ノズル７の洗浄も不要となり、装置のスループットの向上を図ることができる。

そして、例えば予め設定された薬液処理時間Ｔ１が経過して、表面周縁部ＴＲに対するエッチング処理が完了すると（ステップ＃５２でＹＥＳ）、時刻ｔ２に薬液用開閉バルブ９１が閉じられて薬液の供給が停止されるとともに、経過時間のカウントが開始される（ステップ＃５３）。また、周縁処理ノズル７がエッチング位置Ｐ２１からリンス位置Ｐ２２に移動する（ステップ＃５４）。このとき、周縁処理ノズル７を水平方向にそのまま移動させてしまうと、互いに当接している周縁処理ノズル７の段差面７ｂと遮断板の当接面５ａとの間で摺動によるパーティクルが発生するおそれがあることから、周縁処理ノズル７を少し上昇させて段差面７ｂと当接面５ａとを互いに離間させた後で水平方向に移動させてリンス位置Ｐ２２に位置決めするのが望ましい。

そして、予め設定された待機時間Ｔ２が経過すると（ステップ＃５５でＹＥＳ）、時刻ｔ３にリンス液用開閉バルブ８７が開かれて、周縁処理ノズル７へのリンス液の供給が開始され、これによってリンス処理工程が実行されるとともに、経過時間のカウントが開始される（ステップ＃５６）。また、同時にリンス液用サックバックバルブ８９がオンにされ、これによって、内蔵するダイアフラムに空気圧が印加された状態となり、リンス液の吸い込み準備が完了する。

このリンス処理工程では、リンス液供給ユニット２３からリンス液が周縁処理ノズル７に圧送されて、表面周縁部ＴＲに処理液として供給される。ここで、図１０（ｂ）に示すように、周縁処理ノズル７から吐出されたリンス液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力を受けて基板Ｗの径方向外向きに流れ基板外に排出される。したがって、周縁処理ノズル７がエッチング位置Ｐ２１に対して基板Ｗの径方向内側に位置するリンス位置Ｐ２２に位置決めされることで、薬液供給範囲を含み、しかも薬液供給範囲よりも広い範囲にリンス液を供給することができる。このため、表面周縁部ＴＲ（処理領域）と表面中央部の非処理領域ＮＴＲとの界面に付着する薬液をリンス液によって確実に洗い流すことができる。

そして、予め設定された待機時間Ｔ３が経過すると（ステップ＃５７でＹＥＳ）、時刻ｔ４に薬液用サックバックバルブ９３がオフにされ、これによって、薬液用サックバックバルブ９３による薬液の吸い込み（サックバック工程）が開始される（ステップ＃５８）。なお、薬液の吸い込みが完了するまでには所定時間Ｔ４を要する。

ここで、待機時間Ｔ２の設定値について説明する。図９の最下段に示す管内圧力は、時刻ｔ２に薬液用開閉バルブ９１が閉じられた後、リンス液用開閉バルブ８７を閉じた状態のままとしたときの周縁処理ノズル７および第１、第２配管８１，８５内の圧力Ｐの推移を示したものである。なお、薬液用開閉バルブ９１を開いて薬液供給ユニット２２から周縁処理ノズル７に薬液を供給しているときの周縁処理ノズル７内の圧力Ｐは、図９に示すようにＰ＝Ｐ１に保たれている。

上述したように、この実施形態では、吐出口７０１ａの内径は、１ｍｍ未満の微小寸法（この実施形態では例えば０．２ｍｍ）に設定されており、周縁処理ノズル７および第１、第２配管８１，８５の内径は、吐出口７０１ａの内径より多少大きい寸法（この実施形態では例えば２ｍｍ）に設定されている。このため、吐出口７０１ａでの圧力損失は比較的大きい値になっている。

その結果、時刻ｔ２に薬液用開閉バルブ９１が閉じられても、圧力Ｐは、図９に示すように緩やかに低下して、所定の遅延時間Ｔ１０が経過した時刻ｔ１０に、圧力Ｐ２に到達する。ここで、圧力Ｐ２は、Ｐ≧Ｐ２のときは吐出口７０１ａから薬液の正常な吐出が行われ、Ｐ＜Ｐ２になると吐出口７０１ａから薬液の正常な吐出が行われない（例えば液滴が落下する）ような値である。なお、遅延時間Ｔ１０は、吐出口７０１ａの内径、周縁処理ノズル７および第１、第２配管８１，８５の内径や、薬液用開閉バルブ９１から吐出口７０１ａまでの距離などによって決まる。

したがって、吐出口７０１ａからの薬液の吐出は時刻ｔ２で停止せず、所定時間だけ正常に行われることとなる。そこで、この実施形態では、待機時間Ｔ２を０＜Ｔ２＜Ｔ１０に設定している。このように、Ｔ２＜Ｔ１０に設定して吐出口７０１ａから薬液の正常な吐出が行われなくなる前にリンス液の吐出を開始することによって、吐出口７０１ａから液滴が落下して基板Ｗに害を及ぼすような事態を未然に防止することができる。

また、薬液の供給停止と同時にリンス液の供給を開始する（すなわちＴ２＝０）のではなく、０＜Ｔ２に設定することによって、吐出口７０１ａから正常に吐出している薬液を有効利用することができる。また、薬液の供給停止と同時にリンス液の供給を開始する（Ｔ２＝０）と、吐出口７０１ａから薬液とリンス液との混合液が吐出されることになるため、リンス液が無駄に消費されることになるが、０＜Ｔ２に設定することによって、リンス液の無駄な消費を防止してリンス液の有効利用を図ることができ、リンス液の消費量を低減することができる。

また、薬液の供給停止と同時にリンス液の供給を開始した場合（Ｔ２＝０）において、リンス液側の供給圧力が変動して圧力Ｐ１より低くなっていた場合には、第１配管８１内の薬液がリンス液側に逆流するような事態も考えられる。しかしながら、０＜Ｔ２に設定して周縁処理ノズル７内の圧力Ｐがある程度低下した後にリンス液の供給を開始することによって、そのような逆流を確実に防止することができる。このように、この実施形態では、待機時間Ｔ２が本発明の「所定時間」および「第１時間」に相当し、遅延時間Ｔ１０が本発明の「応答時間」に相当する。

次に、待機時間Ｔ３の設定値について説明する。この待機時間Ｔ３は、時刻ｔ３にリンス液の供給が開始されてから、第１配管８１および周縁処理ノズル７内に残留する薬液がリンス液にほぼ置換し終わるのに要する時間に設定されている。これによって、第１配管８１との分岐点８３から第２配管８５側に薬液用サックバックバルブ９３により薬液を吸い込んだときに、薬液の全く混入していないリンス液が第２配管８５側に引き込まれることとなる。したがって、必要最小限の吸い込み量の薬液を吸い込むことによって、リンス液と薬液との界面を第２配管８５側に引き込むことができる。これによって、リンス液への薬液の混入を確実に防止することができる。このように、この実施形態では、待機時間Ｔ３が本発明の「第２時間」に相当する。

図８に戻って説明を続ける。時刻ｔ３から例えば予め設定されたリンス処理時間Ｔ５が経過してリンス動作が完了すると（ステップ＃５９でＹＥＳ）、時刻ｔ５にリンス液用開閉バルブ８７が閉じられてリンス液の供給が停止されるとともに、経過時間のカウントが開始される（ステップ＃６０）。そして、予め設定された待機時間Ｔ６が経過すると（ステップ＃６１でＹＥＳ）、時刻ｔ６にリンス液用サックバックバルブ８９がオフにされ、これによって、リンス液用サックバックバルブ８９によるリンス液の吸い込みが開始されて（ステップ＃６２）、図８のサブルーチンを終了して図７のメインルーチンに戻る。なお、リンス液の吸い込みが完了するまでには所定時間Ｔ７を要する。このリンス液の吸い込みによって、吐出口７０１ａからのリンス液の液垂れを確実に防止することができる。

次いで、制御ユニット４は周縁処理ノズル７を貫通孔５０２から抜き出して表面周縁部ＴＲから離間した離間位置Ｐ１に移動させる（ステップ＃６）。このとき、図１０（ｃ）に示すように、ガス導入部５０４から貫通孔５０２に導入される窒素ガスが遮断板５の上下の開口から貫通孔５０２の上下方向に噴出する。このため、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２から抜き出された状態であっても、処理液が貫通孔５０２に入り込み基板表面Ｗｆに向けて跳ね返るのが抑制される。

続いて、制御ユニット４は遮断板回転駆動機構５２を制御してスピンベース１５の回転数とほぼ同一の回転数で同一方向に遮断板５を回転させる（ステップ＃７）。その後、下面処理ノズル２からスピンベース１５とともに回転される基板Ｗの裏面Ｗbに処理液が供給され、基板Ｗの裏面（非デバイス形成面）Ｗbに対して裏面洗浄処理が実行される（ステップ＃８）。具体的には、下面処理ノズル２から基板裏面Ｗｂの中央部に向けて処理液として薬液とリンス液とが順次供給されることにより、裏面全体と裏面Ｗｂに連なる基板端面部分が洗浄される。このように基板Ｗとともに遮断板５を回転させることで、遮断板５に付着する処理液がプロセスに悪影響を及ぼすのを防止するとともに、基板Ｗと遮断板５との間に回転に伴う余分な気流が発生するのを抑制して基板表面Ｗｆへの処理液の巻き込みを防止することができる。

ここで、洗浄処理中に支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２を基板裏面Ｗｂから少なくとも１回以上、離間させることで支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２と基板裏面Ｗｂの当接部分にも処理液を回り込ませて当該部分を洗浄することができる。例えば、洗浄処理途中に、支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群と支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群との両方の支持ピン群により基板Ｗを支持した状態から第１支持ピン群のみにより基板Ｗを支持した状態に切り換え、基板Ｗと第２支持ピン群との間の当接部分に処理液を回り込ませる。その後、両方の支持ピン群により基板Ｗを支持した状態に移行させた後に、第２支持ピン群のみにより基板Ｗを支持した状態に切り換え、基板Ｗと第１支持ピン群との間の当接部分に処理液を回り込ませる。これにより、基板Ｗと支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２との間の当接部分のすべてに処理液を回り込ませて裏面全体の洗浄処理を行うことができる。

こうして、裏面洗浄処理が完了すると、制御ユニット４はチャック回転駆動機構１３および遮断板回転駆動機構５２のモータの回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断板５を高速回転させて、基板Ｗの乾燥を実行する（ステップ＃９）。このとき、上記した基板表面Ｗｆへの窒素ガス供給と併せて、ガス供給路２４からも窒素ガスを供給することで、基板Ｗの表裏面に窒素ガスを供給させる。これにより、基板Ｗの表裏面の乾燥処理が促進される。

基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４は遮断板回転駆動機構５２を制御して遮断板５の回転を停止させるとともに（ステップ＃１０）、チャック回転駆動機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップ＃１１）。そして、ガス供給路３２およびガス噴出口５０６からの窒素ガスの供給を停止することで、基板Ｗの支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２への押圧保持を解除する（ステップ＃１２）。その後、遮断板５が上昇され、処理済の基板Ｗが装置から搬出される（ステップ＃１３）。

なお、上記時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７は、予め設定されたものであり、制御ユニット４内の記憶手段としてのメモリに予め格納しておけばよい。このように、この実施形態では、制御ユニット４が、本発明の「薬液制御手段」、「リンス制御手段」、「サックバック制御手段」、「第１計時手段」、「第２計時手段」に相当する。

以上説明したように、この実施形態によれば、周縁処理ノズル７への薬液供給の停止から待機時間Ｔ２の経過後に、周縁処理ノズル７へのリンス液の供給を開始しており、周縁処理ノズル７への薬液の供給とリンス液の供給とがオーバーラップすることがない。このため、周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａの内径が１ｍｍ未満の微小寸法であり、開閉バルブ８７，９１から吐出口７０１ａに至る第１、第２配管８１，８５および周縁処理ノズル７内の圧力損失が大きいにも拘らず、薬液やリンス液の逆流が生じるのを未然に防止することができる。

また、この実施形態によれば、周縁処理ノズル７へのリンス液の供給開始後に、薬液用サックバックバルブ９３により周縁処理ノズル７側から薬液供給ユニット２２側（すなわち第１配管８１側から第２配管８５側）に向けて所定量の薬液を吸い込んでいるため、リンス液と薬液との界面がリンス液の供給路である第１配管８１から薬液供給ユニット２２側に引き込まれることになる。したがって周縁処理ノズル７に供給されるリンス液への薬液の混入を確実に防止することができ、これによってリンス処理に要する時間Ｔ５を短縮することができる。ここで、上述したように、開閉バルブ８７，９１から吐出口７０１ａに至る第１、第２配管８１，８５および周縁処理ノズル７内の圧力損失が大きいため、薬液やリンス液の流量を小さくせざるを得ないことから、リンス時間Ｔ５の短縮効果は大きい。

なお、本発明は上記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、０＜Ｔ２に設定して薬液の供給停止から待機時間Ｔ２後にリンス液の供給を開始しているが、本発明はこれに限られず、Ｔ２＝０、すなわち、薬液の供給停止と同時にリンス液の供給を開始するようにしても、薬液供給とリンス液供給とをオーバーラップさせるのでなければ構わない。ただし、上述したように０＜Ｔ２の方が好ましい。

また、上記実施形態では、図８に示すように、ステップ＃５３，＃５６，＃６０でタイマカウントを開始し、それぞれステップ＃５５，＃５７，＃６１で待機時間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ６が経過したか否かを判定しているが、タイマカウントの手順はこれに限られない。例えば、時刻ｔ１から経過時間のカウントを継続しておいてもよい。すなわち、（Ｔ１＋Ｔ２）の経過で時刻ｔ３と判定し、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ４）の経過で時刻ｔ４と判定し、（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ５＋Ｔ６）の経過で時刻ｔ６と判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、基板Ｗをエッチング処理する装置としているが、この発明は、例えば洗浄装置のように、基板に対して薬液およびリンス液を同一ノズルから供給してそれぞれ所定の処理を施す他の基板処理装置に対しても適用可能である。また、基板の種類もウエハに限らず、液晶表示装置用ガラス基板などの他の種類の基板であってもよい。また、上記実施形態では、基板を１枚ずつ処理する枚葉方式の処理装置としているが、本発明はこれに限られず、複数枚の基板を同時に処理する、いわゆるバッチ方式の処理装置に対しても本発明を適用することができる。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む各種基板に対して、エッチング液などの薬液を用いる薬液処理と、純水などのリンス液を用いるリンス処理とを施す基板処理方法および基板処理装置に適用される。

本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。 スピンベースを上方から見た平面図である。 支持ピンの構成を示す部分拡大図である。 遮断板の底面図である。 周縁処理ノズルおよび遮断板に形成された貫通孔の構成を示すとともに、周縁処理ノズルへの処理液供給系の構成を示す図である。 周縁処理ノズルの外径と貫通孔の孔径との関係を説明するための断面図である。 制御ユニットによる基板処理装置の動作のメインルーチンを示すフローチャートである。 図７のステップ＃５のサブルーチンを示すフローチャートである。 各バルブの動作などを示すタイミングチャートである。 基板処理装置の動作を模式的に示す図である。

符号の説明

４…制御ユニット（薬液制御手段、リンス制御手段、サックバック制御手段、第１計時手段、第２計時手段）、７…周縁処理ノズル（ノズル）、７０１ａ…吐出口、２２…薬液供給ユニット（薬液供給手段）、２３…リンス液供給ユニット（リンス液供給手段）、８１…第１配管、８５…第２配管、８７…リンス液用開閉バルブ（リンス液供給手段）、９１…薬液用開閉バルブ（薬液供給手段）、９３…薬液用サックバックバルブ（サックバック手段）、Ｔ２…待機時間（所定時間、第１時間）、Ｔ３…待機時間（第２時間）、Ｔ１０…遅延時間（応答時間）、Ｗ…基板

Claims (4)

1. 薬液供給手段によりノズルに薬液を供給し、該ノズルから薬液を基板に向けて吐出して前記基板に所定の薬液処理を施す薬液処理工程と、
   前記ノズルへの前記薬液供給の停止と同時または該停止から所定時間経過後にリンス液供給手段により前記ノズルにリンス液の供給を開始し、前記ノズルからリンス液を前記基板に向けて吐出して前記基板に所定のリンス処理を施すリンス処理工程と、
   前記ノズルへの前記リンス液の供給開始後にサックバック手段により前記ノズル側から前記薬液供給手段側に所定量の前記薬液を吸い込むサックバック工程と
   を備えたことを特徴とする基板処理方法。
2. 前記薬液供給の停止から前記所定時間が経過した時点より前記リンス液供給を開始する請求項１記載の基板処理方法であって、
   前記所定時間は、ゼロよりも長く、前記薬液供給の停止から前記ノズルからの前記薬液の吐出が終了するまでに要する応答時間よりも短い時間に設定されている基板処理方法。
3. 前記サックバック工程では、前記ノズルに連通する配管内に残留する前記薬液が前記リンス液にほぼ置換し終わった後に前記サックバック手段の動作が開始される請求項１または２記載の基板処理方法。
4. 基板に対して薬液による薬液処理およびリンス液によるリンス処理を施す基板処理装置において、
   前記基板の表面に対向して配置されたノズルと、
   前記ノズルに連通する第１配管を介して前記ノズルに前記リンス液を供給するリンス液供給手段と、
   前記第１配管から分岐した第２配管に接続され、前記第２配管および前記第１配管を介して前記ノズルに前記薬液を供給する薬液供給手段と、
   前記第２配管に設けられ、前記第１配管側から所定量の前記薬液を吸い込むサックバック手段と、
   前記ノズルへの前記薬液供給を開始し、前記薬液処理が終了すると前記薬液供給を停止する薬液制御手段と、
   前記薬液供給手段による前記ノズルへの前記薬液供給の停止時点からの経過時間を計時する第１計時手段と、
   前記第１計時手段が予め設定された第１時間を計時すると前記ノズルへの前記リンス液の供給を開始するリンス制御手段と、
   前記リンス液供給手段による前記ノズルへの前記リンス液供給の開始時点からの経過時間を計時する第２計時手段と、
   前記第２計時手段が予め設定された第２時間を計時すると前記サックバック手段を動作させるサックバック制御手段と
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。

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