JP2009032901A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数枚の基板を精度よく処理することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数枚の基板を洗浄する基板処理装置は、固定アーム１９によって水平姿勢で保持された基板Ｗの下面を覆う下部板２１と、この下部板２１に対向配置されて基板Ｗの上面を覆う上部板３１とを備えて構成される処理部３３を、上下方向に複数積層し、さらに、固定アーム１９等を縦軸芯Ｐ周りに回転させる電動モータ１１と、下部板２１に対して上部板３１を上下方向に接離させて、下部板２１と上部板３１との間隔であるギャップＧを可変する昇降機構２３と、を備えている。この基板処理装置によれば、下部板２１に対して上部板３１を上昇または下降させることで、下部板２１と上部板３１との間隔であるギャップＧを可変する。これにより、固定アーム１９に基板Ｗを保持させる動作や、
基板の処理をそれぞれ適切に行うことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用のシリコンあるいは化合物半導体、太陽電池用のガラス基板等（以下、単に「基板」と称する）に洗浄やエッチング（以下、単に「洗浄」という）をする基板処理装置に係り、特に、複数枚の基板を回転させつつ洗浄する技術に関する。

従来、この種の装置として、図７に示すものがある。図７は従来例に係る基板処理装置の要部断面図である。図示するように、チャンバ９１内には、複数枚の基板Ｗを水平姿勢で上下方向に積層して保持する固定アーム９３と、隣接する基板Ｗ間の雰囲気を遮断する遮断板９５と、これら固定アーム９３と遮断板９５が取り付けられるターンテーブル９７と、このターンテーブル９７を縦軸芯Ｐ回りに回転させる電動モータ９９とを備えている。遮断板９５の両面には、基板Ｗに処理液を吐出するための吐出口（不図示）が形成されている。

この装置では、電動モータ９９によって複数の基板Ｗを水平面内で回転させつつ、各吐出口から基板Ｗに処理液を供給する。これにより、基板Ｗを好適に処理することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−６６４７３号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、各遮断板９５の間隔ｄは、少なくとも外部の搬送機構によって固定アーム９３に基板Ｗを移載することができる程度に大きく設定されている。そして、基板Ｗを処理する際にもこの間隔ｄは変わらない。このため、当然ながら、基板Ｗに処理液を供給しているときや基板Ｗを乾燥させているときに、それぞれ基板Ｗと上下の遮断板９５との距離を最適にすることができない。このため、基板Ｗに対して行う処理の精度を高めることが困難であるという不都合がある。特に、基板Ｗを１枚ずつ処理する方式の装置（いわゆる枚葉洗浄装置）では基板Ｗの上方に遮断板を移動可能に備えるものがあるが、このような枚葉洗浄装置と同等の処理精度を得ることが困難である。

また、間隔ｄが比較的大きいため、基板Ｗの周囲を液密状態にする際は処理液供給量が多量になるという不都合がある。同様に、基板Ｗの周囲の環境（雰囲気）を管理する場合には供給する不活性ガスが多量になるという不都合がある。さらに、これら処理液や不活性ガスの供給量の増大に伴って、処理に要する時間も増大するという不都合がある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数枚の基板を精度よく処理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。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、複数枚の基板に処理液を供給して各基板を洗浄する基板処理装置において、基板を水平姿勢で保持する保持手段と、基板の一方面を覆う固定板と、この固定板に対向配置されて基板の他方面を覆う可動板とを備える処理部を、上下方向に複数積層し、さらに、各処理部の保持手段を縦軸芯周りに回転させる回転手段と、前記固定板に対して前記可動板を上下方向に接離させて、前記固定板と前記可動板との間隔であるギャップを可変する昇降手段と、各処理部の基板に処理液を供給するための処理液供給手段と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、各処理部において固定板に対して可動板を上昇または下降させることで、各処理部の固定板と可動板との間隔であるギャップを可変する。これに伴い、固定板と可動板の少なくともいずれか一方は、これらの間に保持される基板に対して接離する。このように、固定板と基板との距離または／および可動板と基板との距離を可変することができるので、処理液が多量に消費されることを抑制し、保持手段に基板を保持させる動作や、基板に洗浄液を供給して行う洗浄処理などの基板の処理をそれぞれ適切に行うことができる。

本発明において、前記保持手段と前記固定板との相対的な位置関係は一定であり、前記昇降手段による前記ギャップの可変に伴い、前記可動板と基板とが上下方向に接離することが好ましい（請求項２）。基板と可動板との距離を可変することができる。

本発明において、前記保持手段と前記可動板との相対的な位置関係は一定であり、前記昇降手段による前記ギャップの可変に伴い、前記固定板と基板とが上下方向に接離することが好ましい（請求項３）。基板と固定板との距離を可変することができる。

本発明において、前記固定板は前記保持手段と同期して回転可能であることが好ましい（請求項４）。基板が回転するときに基板の一方面を覆う固定板も基板と一体に回転するので、基板を好適に処理することができる。

また、本発明において、各処理部の固定板に連結される固定アームを備え、前記回転手段は前記固定アームを回転させることが好ましい（請求項５）。固定アームを備えることで、回転手段は各処理部の固定板をまとめて回転させることができる。

また、本発明において、前記可動板は前記保持手段と同期して回転可能に設けられていることが好ましい（請求項６）。基板が回転するときに基板の他方面を覆う可動板も基板と一体に回転するので、基板を好適に処理することができる。

また、本発明において、各処理部の可動板に連結される昇降アームを備え、前記回転手段は前記昇降アームを回転させることが好ましい（請求項７）。昇降アームを備えることで、昇降手段は各処理部の可動板を一括して回転させることができる。

また、本発明において、前記昇降手段は前記昇降アームを昇降させることが好ましい（請求項８）。昇降手段は各処理部の可動板を一括して昇降させることができる。

また、本発明において、前記可動板が基板の上方を覆い、前記固定板が基板の下方を覆うことが好ましい（請求項９）。基板の上方の空間を広狭することができるので、特に基板の上面を好適に洗浄することができる。

また、本発明において、前記可動板が基板の下方を覆い、前記固定板が基板の上方を覆うことが好ましい（請求項１０）。基板の下方の空間を広狭することができるので、特に基板の下面を好適に洗浄することができる。

また、本発明において、前記処理部を収容するチャンバを備えており、前記回転手段は前記チャンバ外に設けられていることが好ましい（請求項１１）。回転手段を処理液等から保護することができ、洗浄装置の信頼性を向上させることができる。

また、本発明において、前記昇降手段は前記チャンバ外に設けられていることが好ましい（請求項１２）。昇降手段を処理液等から保護することができる。

また、本発明において、前記回転手段と前記昇降手段と前記処理液供給手段とを制御して、複数枚の基板を回転させつつ前記ギャップを調節して基板に処理を行わせるとともに、基板に処理を行う際より前記ギャップを大きくして前記保持手段に対する基板受け渡しを許容させる制御手段を備えていることが好ましい（請求項１３）。基板受け渡しの際にギャップを大きくさせることで、装置外部の基板搬送機構が基板を保持手段に保持させる動作や保持手段から基板を受け取る動作を好適に行うことができる。また、基板の処理の際にはギャップを小さくすることで、基板を精度よく処理することができる。

また、本発明において、前記固定板には基板に処理液を吐出するための吐出口が形成されており、前記処理液供給手段は、前記固定板に形成されている吐出口に対して処理液を供給することが好ましい（請求項１４）。各処理部の基板にそれぞれ好適に処理液を供給することができる。

また、本発明において、前記可動板には貫通孔が形成されているととともに、各可動板とこれに隣接する処理部の固定板との間に設けられて、前記貫通孔に前記固定板の吐出口を連通させる伸縮可能な伸縮管を備え、前記処理液供給手段から前記固定板の吐出口に供給された処理液を、前記伸縮管を通じて前記貫通孔から吐出させて、前記可動板と対向する基板の他方面に処理液を供給することが好ましい（請求項１５）。固定板から吐出された処理液は伸縮管内を通って可動板に形成された貫通孔に導かれる。貫通孔を通じた処理液は可動板の反対側から基板の他方面に吐出される。また、各可動板がこれに隣接する処理部の固定板に対して接離しても、これに応じて伸縮管は伸縮するので、貫通孔と固定板に形成の吐出口とが連通した状態が好適に保たれる。

また、本発明において、前記可動板には基板に処理液を吐出するための吐出口が形成されており、前記処理液供給手段は、前記可動板に形成されている吐出口に対して処理液を供給することが好ましい（請求項１６）。各処理部の基板にそれぞれ好適に処理液を供給することができる。

また、本発明において、各処理部の基板に気体をそれぞれ供給する気体供給手段を備え、前記気体供給手段は前記固定板に形成されている吐出口に対して気体を供給し、前記固定板に形成されている吐出口は、基板に気体を噴射するための気体供給口を兼ねることが好ましい（請求項１７）。基板の周囲の雰囲気を管理したり、基板を好適に乾燥することができる。

また、本発明において、各処理部の基板に気体をそれぞれ供給する気体供給手段を備え、前記可動板に形成されている吐出口に対して気体を供給し、前記可動板に形成されている吐出口は、基板に気体を噴射するための気体供給口を兼ねることが好ましい（請求項１８）。基板の周囲の雰囲気を管理したり、基板を好適に乾燥することができる。

また、本発明において、前記制御手段は、さらに前記気体供給手段を制御して、複数枚の基板に対して洗浄処理と乾燥処理を行わせることが好ましい（請求項１９）。制御手段は各基板に対する処理液や気体の供給などを制御して洗浄処理および乾燥処理を基板に行わせるので、基板を好適に処理することができる。

また、本発明において、前記制御手段は、前記基板受け渡しの際には前記ギャップを第１距離に調節し、前記洗浄処理の際には前記ギャップを前記第１距離または前記第１距離より小さい第２距離に調節して複数枚の基板を回転させつつ各基板に処理液を供給させ、前記乾燥処理の際には前記ギャップを前記第２距離より小さい第３距離に調節して複数枚の基板を回転させつつ各基板に気体を供給させることが好ましい（請求項２０）。基板受け渡しの際はギャップを比較的大きい第１距離とすることで、基板受け渡しを好適に行うことができる。また、乾燥処理の際にはギャップを比較的小さい第３距離とすることで、基板の周囲を気体供給手段から供給した気体の雰囲気にすることができる。これにより、乾燥処理を好適に行うことができる。

また、本発明において、前記制御手段は、前記乾燥処理の際に前記洗浄処理に比べて低い回転数で基板を回転させることが好ましい（請求項２１）。乾燥処理では回転数を比較的低くすることで、基板に付着している液滴に作用する遠心力を抑制する。これにより、基板面に形成されたパターンが倒壊することを防止することができる。

また、本発明において、前記制御手段は、前記ギャップを前記第２距離に調節して複数枚の基板を回転させつつ各基板に気体を供給して、基板の周囲の雰囲気を前記気体供給手段によって供給させた気体に置換する粗乾燥処理を行わせることが好ましい（請求項２２）。基板を回転させることで大まかに基板上の液滴を基板外に捨てることができる。また、基板の周囲の雰囲気を気体供給手段によって供給させた気体に置換することで基板周囲の環境を整えることができる。

なお、本明細書は、次のような洗浄装置に係る発明も開示している。

（１）請求項２に記載の基板処理装置において、各処理部の固定板に連結される固定アームを備え、各処理部の保持手段は前記固定アームに設けられていることを特徴とする基板処理装置。

前記（１）に記載の発明によれば、各処理部の保持手段を固定アームにまとめて設けることができ、装置構成を簡略化できる。

（２）請求項２に記載の基板処理装置において、各処理部の保持手段は各固定板にそれぞれ設けられていることを特徴とする基板処理装置。

前記（２）に記載の発明によれば、装置構成を簡略化できる。

（３）請求項３に記載の基板処理装置において、各処理部の可動板に連結される昇降アームを備え、各処理部の保持手段は前記昇降アームに設けられていることを特徴とする基板処理装置。

前記（３）に記載の発明によれば、装置構成を簡略化できる。

（４）請求項３に記載の基板処理装置において、各処理部の保持手段は各可動板にそれぞれ設けられていることを特徴とする基板処理装置。

前記（４）に記載の発明によれば、装置構成を簡略化できる。

（５）請求項２０に記載の基板処理装置において、前記第１距離は３ｍｍから４ｍｍの範囲内であることを特徴とする基板処理装置。

前記（５）に記載の発明によれば、基板受け渡しを好適に行うことができる。

（６）請求項２０に記載の基板処理装置において、前記第２距離は２ｍｍから３ｍｍの範囲内であることを特徴とする基板処理装置。

前記（６）に記載の発明によれば、洗浄処理を好適に行うことができる。

（７）請求項２０に記載の基板処理装置において、前記第３距離は０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内であることを特徴とする基板処理装置。

前記（７）に記載の発明によれば、乾燥処理を好適に行うことができる。

（８）請求項１９から請求項２２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記制御手段は、前記洗浄処理の後に前記乾燥処理を行うことを特徴とする基板処理装置。

前記（８）に記載の発明によれば、好適に基板を処理することができる。

（９）請求項１９から請求項２２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は２以上の種類の処理液を切り替え供給可能に構成され、前記洗浄処理は、供給する処理液の種類が異なる複数の期間を有することを特徴とする基板処理装置。

前記（９）に記載の発明によれば、基板の洗浄処理を好適に行うことができる。

（１０）前記（９）に記載の基板処理装置において、前記２以上の種類の処理液には薬液と純水とが含まれることを特徴とする基板処理装置。

前記（１０）に記載の発明によれば、基板の洗浄処理を好適に行うことができる。

（１１）請求項１７から請求項２２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記気体は不活性ガスであることを特徴とする基板処理装置。

前記（１１）に記載の発明によれば、基板の周囲の雰囲気に酸素等を含まないようにすることができるので、基板を好適に乾燥することができる。

（１２）請求項１から請求項２２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段は各基板の両面に処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。

前記（１２）に記載の発明によれば、基板の両面を同時に洗浄処理することができる。

（１３）請求項１７から請求項２２のいずれかに記載の基板処理装置において、前記気体供給手段は各基板の両面に気体を供給することを特徴とする基板処理装置。

前記（１３）に記載の発明によれば、基板の両面を同時に乾燥処理することができる。

この発明に係る基板処理装置によれば、各処理部において固定板に対して可動板を上昇または下降させることで、各処理部の固定板と可動板との間隔であるギャップを可変する。これに伴い、固定板と可動板の少なくともいずれか一方は、これらの間に保持される基板に対して接離する。このように、固定板と基板との距離または／および可動板と基板との距離を可変することができるので、処理液が多量に消費されることを抑制し、保持手段に基板を保持させる動作や、基板に洗浄液を供給して行う洗浄処理などの基板の処理をそれぞれ適切に行うことができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係る基板処理装置の断面図であり、図２は実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す図であり、図３は基板処理装置の要部断面図であり、図４は基板処理装置の要部斜視図である。図３、図４において、（ａ）は後述するギャップＧが大きい状態であり、（ｂ）はギャップＧが小さい状態である。

この実施例に係る基板処理装置は、複数枚の基板Ｗを処理する装置である。基板Ｗの処理は洗浄処理と乾燥処理を含む。洗浄処理については、処理液に応じて適宜エッチング処理が含まれる。本装置は、縦置きされた略円筒形状を呈するチャンバ１を備えている。チャンバ１の側部には複数枚の基板Ｗを同時に搬送可能な大きさの搬送口３ａが形成されている。チャンバ１にはこの搬送口３ａを開閉するための開閉カバー３が取り付けられている。開閉カバー３が搬送口３ａを閉塞することで、チャンバ１は密閉される。チャンバ１の内部には不活性ガスを噴射する気体供給ノズル５が取り付けられている。不活性ガスとしては窒素ガス（Ｎ_２）が例示される。チャンバ１の底部の一側方には、処理液や気体を外部に排出するための排出口７が形成されている。

チャンバ１の外部（下方）には電動モータ１１が配置されている。電動モータ１１には縦軸芯Ｐ回りに回転駆動される駆動軸１３が連結されている。駆動軸１３はチャンバ１の底面を貫通してチャンバ１の内部に進入している。駆動軸１３の貫通部位には適宜に回転シール部１５が設けられている。回転シール部１５は、駆動軸１３の貫通部位からチャンバ１外へ処理液等が漏液することを防止する。駆動軸１３の上端はターンテーブル１７の下面中央に連結されている。

ターンテーブル１７の上面外周側には、適当な間隔をあけて３本の固定アーム１９の下端が連結されている。３本の固定アーム１９にはそれぞれ溝部１９ａが複数形成されている。この溝部１９ａに基板Ｗの周縁部を当接させることで、３本の固定アーム１９は複数枚の基板Ｗを水平姿勢で上下方向に積層して保持する。固定アーム１９には、さらに各基板Ｗの下面を覆う複数の下部板２１が取り付けられている。下部板２１は基板Ｗよりやや大きく、基板Ｗの下面に近接して基板Ｗの下方の雰囲気を遮断する。また、下部板２１の外周部には、後述する昇降アーム２９と干渉しないように切欠き部（不図示）が形成されている。電動モータ１１は、この発明における回転手段に相当する。

ターンテーブル１７の上面には、さらに昇降機構２３が埋設された状態で固定的に設置されている。昇降機構２３には、昇降機構２３を処理液から保護するシール部２５が付設されている。昇降機構２３には昇降テーブル２７が連動連結されている。そして、昇降機構２３が昇降駆動することで、昇降テーブル２７はターンテーブル１７に対して上下方向に昇降する。

昇降テーブル２７の上面外周部であって平面視で固定アーム１９から外れた位置には、４本の昇降アーム２９の下端が連結されている。また、昇降アーム２９は、固定アーム１９によって保持される基板Ｗと干渉しないように配置されている。昇降アーム２９には、各基板Ｗの上面を覆う複数の上部板３１が連結されている。上部板３１は基板Ｗを挟んで下部板２１に対向して配置される。上部板３１は基板Ｗよりやや大きく、基板Ｗの上方の雰囲気を遮断する。また、上部板３１の外周部にも、固定アーム１９と干渉しないように、切欠き部（不図示）が適宜に形成されている。そして、昇降機構２３が昇降駆動することで、上部板３１が下部板２１に対して上下方向に接離する（図４参照）。上部板３１は、この発明における可動板に相当する。下部板２１は、この発明における固定板に相当する。昇降機構２３は、この発明における昇降手段に相当する。また、固定アーム１９にはこの発明における保持手段が一体に設けられており、固定アーム１９はこの発明における固定アームと保持手段の双方に相当する。

ここで、一枚の基板Ｗに対応する溝部１９ａが形成された固定アーム１９の部位と、この基板Ｗを挟んで対向配置される下部板２１および上部板３１とは１枚の基板Ｗを処理する処理部３３を構成しており、この処理部３３が上下方向に複数積層されている。

固定アーム１９の上端位置は昇降アーム２９の上端より高くされている。固定アーム１９の上端は、天板３５の下面外周部に連結されている。天板３５は下部板２１と同形状である。天板３５の上面中央部には縦軸芯Ｐを中心とする上部回転軸３７の下端が連結されている。上部回転軸３７はチャンバ１の上部を貫通している。上部回転軸３７は、貫通部位においてベアリング３９に挿通されて、横方向に移動不能に保持されている。さらに、上部回転軸３７の貫通部位には回転シール部４１が設けられて、上部回転軸３７の貫通部位からチャンバ１外に処理液が漏れることを防止している。

本実施例では、上述した構成に処理液を流すための管路を形成している。具体的には、上部回転軸３７の側壁に注入口３７ａが管路の一端として形成されている。また、管路の他端として、各下部板２１の両面に複数個の吐出口２１ａが形成されるとともに、天板３５の下面に吐出口３５ａが形成されている。さらに、注入口３７ａと下部板２１の各吐出口２１ａおよび天板３５の吐出口３５ａとを連通する管路として、上部回転軸３７、天板３５、固定アーム１９および各下部板２１の内部にそれぞれ中空部が形成されている。図１では管路内を処理液が流れる経路を２点鎖線で模式的に示す。

上部板３１には、略中央部を上下方向に貫通する貫通孔３１ａが形成されている。上部板３１とその上方に隣接する下部板２１の間には、上部板３１の貫通孔３１ａと下部板２１の吐出口２１ａとを連通させる伸縮管４３が設置されている。なお、伸縮管４３の両端に連結される上部板３１と下部板２１はそれぞれ異なる各処理部３３を構成する。伸縮管４３は上下方向に伸縮可能であり、上部板３１が下部板２１に対して接離することによって伸縮し、貫通孔３１ａと吐出口２１ａが連通した状態を保つ（図３参照）。

一方、上部回転軸３７の注入口３７ａ付近の高さ位置には、環状の供給路を有する供給体４５が取り付けられている。上部回転軸３７と供給体４５は摺動可能に接続されている。供給体４５と上部回転軸３７との接続部位には回転シール部４７が設けられている。回転シール部４７は、上部回転軸３７および供給体４５の接続部位から外部に処理液等が漏れることを防止する。なお、回転シール部４７や上述した回転シール部１５、シール部２５としては、グランドパッキンやメカニカルシールなどの接触式シールや、磁性流体シールやラビリンシールなどの非接触式シールが例示される。

供給体４５には配管４９の一端が連結されている。配管４９は固定的に設置されており、チャンバ１を貫通してチャンバ１外部に引き出されている。配管４９の他端側は液用分岐管５１とガス用分岐管６１に分岐されている。

液用分岐管５１には開閉弁５３が設けられている。液用分岐管５１の他端はミキシングバルブ５５に連通接続されている。ミキシングバルブ５５には、液種の異なる複数の薬液供給源５７と、純水供給源５９とがそれぞれ連通接続されている。ミキシングバルブ５５と各薬液供給源５７および純水供給源５９との間にはそれぞれ図示省略の開閉弁が設けられて、各種薬液または純水を選択的にミキシングバルブ５５に供給可能に構成されている。なお、本明細書では純水と薬液を総称して「処理液」と呼ぶ。

ガス用分岐管６１には開閉弁６３が設けられている。ガス用分岐管６１の他端は不活性ガス供給源６５に連通接続されている。不活性ガス供給源６５が供給する不活性ガスとしては窒素ガス（Ｎ_２）が例示される。

そして、各開閉弁５３、６３をそれぞれ開放・閉止することで、配管４９および供給体４５に処理液および不活性ガスを選択的に供給可能である。配管４９に供給された処理液および不活性ガスは、いずれも上述した管路を通じて各吐出口２１ａと吐出口３５ａに供給される。このように、管路には処理液のみならず不活性ガスも流れる。同様に、処理液を吐出する各吐出口２１ａと吐出口３５ａは、それぞれ不活性ガスを噴射する気体供給口を兼ねている。ここで、液用分岐管５１と開閉弁５３とミキシングバルブ５５と各薬液供給源５７と純水供給源５９とは、この発明における処理液供給手段に相当する。ガス用分岐管６１と開閉弁６３と不活性ガス供給源６５とは、この発明における気体供給手段に相当する。

また、本装置は上述した各構成を制御する制御部７１を備えている。具体的には、開閉カバー３の開閉、電動モータ１１の回転駆動（回転数）、昇降機構２３の昇降駆動（昇降量）、開閉弁５１、６３の開放／閉止などを制御する。制御部７１はこれらの制御に関して予め設定される処理レシピ（処理プログラム）など各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体と、この処理レシピに基づいて各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）等によって実現されている。

次に、実施例に係る基板処理装置の動作について図５を参照して説明する。図５は基板処理装置による処理手順を示すタイミングチャートである。ここで、（ａ）は基板Ｗの回転数、（ｂ）は各処理部３３の下部板２１と上部板３１と間隔（以下「ギャップＧ」という）、（ｃ）は基板Ｗに供給される処理液の流量、（ｄ）は基板Ｗに供給される不活性ガスの流量に関するものである。なお、（ｄ）は気体供給ノズル５から供給される不活性ガスの流量を含まない。

＜搬入＞ （時刻ｔ１〜時刻ｔ２）
制御部７１は、昇降機構２３を上昇駆動させる。昇降テーブル２７、昇降アーム２９および上部板３１が一体に上昇する。上部板３１は下部板２１に対して上方に離反してギャップＧが大きくなるとともに、基板Ｗの上面と上部板３１と距離も大きくなる。なお、昇降機構２３が昇降駆動しても、基板Ｗと下部板２１との相対的な位置関係は一定である。ギャップＧが第１距離Ｇ１になると、昇降機構２３を停止させる。第１距離Ｇ１は、基板Ｗの上面と上部板３１との距離が３ｍｍから４ｍｍとなるように設定されることが好ましい。

この状態で、装置外部の搬送機構（図示省略）が複数枚の基板Ｗを保持して搬送口３ａからチャンバ１に進入する。搬送機構は基板Ｗを一括して固定アーム１９に受け渡すと、チャンバ１の外部に退避する。その後、開閉カバー３が搬送口３ａを閉塞し、チャンバ１を密閉する。そして、気体供給ノズル５から不活性ガスを供給させて、チャンバ１内を不活性ガス雰囲気にする。

＜洗浄処理＞ （時刻ｔ２〜時刻ｔ４）
制御部７１は、昇降機構２３を駆動して上部板３１を基板Ｗの上面に接近させる。そして、ギャップＧが第１距離Ｇ１より小さい第２距離Ｇ２になると昇降機構２３の駆動を停止させる。この動作に応じて、伸縮管４３がやや伸びた状態になる。制御部７１は電動モータ１１を回転駆動させる。これにより、固定アーム１９、基板Ｗ、下部板２１、昇降アーム２９、上部板３１、天板３５などが同期して縦軸芯Ｐ回りに回転する。第２距離Ｇ２としては、基板Ｗの上面と上部板３１との距離が２ｍｍから３ｍｍの範囲内となるように設定されることが好ましい。また、基板Ｗの回転数としては、１００ｒｐｍから５００ｒｐｍであることが好ましい。

また、制御部７１は薬液供給源５７からミキシングバルブ５５に所定の薬液を供給させるとともに、開閉弁５３を開放させて、配管４９に薬液を供給させる。供給された薬液は、供給体４５から上部回転軸３７に形成された注入口３７ａを通じて管路に注入される。管路に供給された薬液は、各吐出口２１ａと吐出口３５ａから吐出される。

下部板２１の上面側の吐出口２１ａから吐出された処理液は、基板Ｗの下面に直接供給される。吐出された処理液は基板Ｗと下部板２１の両方から遠心力を受けて速やかに広がる。このとき、基板Ｗと下部板２１は近接しているので、基板Ｗと下部板２１の間隙を処理液が満たした状態で広がる。よって、基板Ｗ全体に処理液が行き渡ると、基板Ｗの下面が液密状態になる。

他方、下部板２１の下面側の吐出口２１ａから吐出された処理液は、伸縮管４３と貫通孔３１ａを経由して、下側に隣接する処理部３３の基板Ｗの上面に吐出される。吐出された処理液は基板Ｗの上面に広がる。このとき、上部板３１と基板Ｗとの間隙が処理液で満たされない場合であっても、基板Ｗの上面は容易に処理液で覆われる。

このようにして、基板Ｗの上面または下面に広がった処理液は基板Ｗの周縁部から振り切られて捨てられる。捨てられた処理液はチャンバ１の内壁で受け止められて排出口７に導かれ、チャンバ１外へ排出される。

このような状態を時刻ｔ３まで継続して、基板Ｗの両面を薬液処理する。時刻ｔ３になると、制御部７１は薬液供給源５７からミキシングバルブ５５への薬液供給を停止させ、純水供給源５９からミキシングバルブ５５に純水を供給させる。これにより、引き続いて基板Ｗの両面に純水を供給して基板を純水処理する。なお、時刻ｔ２〜時刻ｔ３、及び、時刻ｔ３〜時刻ｔ４までの期間としては、それぞれ１０秒から３０秒程度が例示される。一連の薬液供給及び純水供給による処理は、この発明における洗浄処理に相当する。

＜粗乾燥処理＞ （時刻ｔ４〜時刻ｔ５）
制御部７１は開閉弁５３を閉止して開閉弁６３を開放する。これにより、処理液（純水）の供給を停止するとともに、基板Ｗの両面に不活性ガスを供給させる。なお、基板Ｗの回転数とギャップＧはそのままの状態である。これにより、基板Ｗの両面から処理液が大まかに除去される。また、基板Ｗの上方および下方の雰囲気は、速やかに不活性ガスに置換される。これにより、基板Ｗの周囲には酸素がない状態になる。粗乾燥処理の期間（時刻ｔ４〜ｔ５）としては、数秒程度が例示される。

＜乾燥処理＞ （時刻ｔ５〜時刻ｔ６）
制御部７１は、昇降機構２３を駆動して、ギャップＧを第２距離Ｇ２より小さい第３距離Ｇ３に調節する。これにより、伸縮管４３がさらに伸びた状態になる。また、電動モータ１１を制御して基板Ｗの回転数を低下させる。これにより、下部板２１、上部板３１および天板３５の回転数も基板Ｗと同期して低下する。第３距離Ｇ３としては、基板Ｗの上面と上部板３１との距離が０．５ｍｍから１ｍｍの範囲内となるように設定されることが好ましい。

これにより、基板Ｗの表面に残っている処理液に作用する遠心力は低減され、基板Ｗの表面に形成されたパターンが倒壊することが抑制される。基板Ｗの表面に残っている処理液は、基板Ｗの周囲に形成された不活性ガスの雰囲気により蒸発する。このようにして、基板Ｗを乾燥させる。乾燥処理の期間（時刻ｔ５〜ｔ６）は、例えば１０秒から３０秒である。

＜搬出＞ （時刻ｔ６〜時刻ｔ７）
所定の時間が経過すると、制御部７１は電動モータ１１の駆動を停止させ、開閉弁６３を閉止させる。これにより、基板Ｗと、下部板２１、上部板３１および天板３５などが静止する。また、基板Ｗへの不活性ガスの供給も停止する。制御部７１は、昇降機構２３を駆動して、ギャップＧを再び第１距離Ｇ１に調節する。そして、開閉カバー３を移動させて搬送口３ａを開放する。この状態で、装置外部の搬送機構（図示省略）がチャンバ１内に進入し、固定アーム１９に保持された複数枚の基板Ｗを受け取って、チャンバ１外部に搬出する。

このように、実施例に係る基板処理装置によれば、下部板２１に対して上部板３１を接離する昇降機構２３を備えていることで、上部板３１と基板Ｗとの間隔であるギャップＧを調節することができる。これにより、ギャップＧを基板Ｗの搬送や基板Ｗの処理に応じて適切に調節できる。これにより、複数枚の基板Ｗを精度よく処理することができる。

具体的には、制御部７１の制御により、外部の搬送機構が固定アーム１９に対して基板Ｗを受け渡ししたり、固定アーム１９から基板Ｗを受け取る動作（本明細書ではこれらの動作を「基板受け渡し」と総称する）を行う際には、ギャップＧを比較的大きい第１距離Ｇ１にする。これにより、外部の搬送機構が上部板３１に干渉することなく、好適に基板受け渡しを行うことができる。また、乾燥処理の際には、制御部７１はギャップＧを比較的小さい第３距離Ｇ３に調節する。これにより、基板Ｗを好適に乾燥させることができる。そのほか、洗浄処理や粗乾燥処理において、制御部７１が適切なギャップＧに調節することで、複数枚の基板Ｗに各種処理を精度よく行うことができる。

また、各下部板２１を支持するとともに溝部１９ａが形成されている固定アーム１９を備え、電動モータ１１が固定アーム１９を回転するように構成することで、複数枚の基板Ｗおよび各下部板２１を一括して回転させることができる。また、各上部板３１と連結される昇降アーム２９と、昇降アーム２９を回転する電動モータ１１とを備えているので、各上部板３１を一括して回転させることができる。また、昇降機構２３が昇降アーム２９を昇降するように構成することで、各上部板３１を一括して昇降させることができる。

また、基板Ｗと下部板２１と上部板３１とは同期して回転可能に設けられているので、基板Ｗを好適に処理できる。また、電動モータ１１はチャンバ１の外部に設けられているので、電動モータ１１を処理液等から好適に保護することができる。

また、下部板２１には基板Ｗに処理液を吐出する吐出口２１ａが形成されているので、各基板Ｗに対して処理液を好適に供給させることができる。特に、下部板２１は基板Ｗに近接して設けられているので、下部板２１に対向する基板Ｗの下面を容易に液密状態にすることができる。また、上部板３１には貫通孔３１ａが形成されるとともに、上部板３１と下部板２１との間に伸縮管４３を備えているので、基板Ｗの上面にも処理液を供給することができる。また、吐出口２１ａは不活性ガスを供給する気体供給口を兼ねているので、各基板Ｗを好適に乾燥させることができる。

制御部７１は、乾燥処理において基板Ｗを低回転数で回転させるように電動モータ１１を制御するので、基板Ｗの表面に形成されたパターンが倒壊することを好適に抑制できる。

また、ミキシングバルブ５５と液種の異なる複数の薬液供給源５７と純水供給源５９とを備えて、複数種類の処理液を基板Ｗに選択的に供給することができるので、基板Ｗに適切な洗浄を行うことができる。また、制御部７１は供給する処理液の種類が異なる複数の期間（たとえば、時刻ｔ２〜時刻ｔ３までの期間と時刻ｔ３〜時刻ｔ４までの期間）が含まれた洗浄処理を行うで、基板Ｗを好適に洗浄することができる。

また、ガス用分岐管６１と開閉弁６３と不活性ガス供給源６５とを備えて、各基板Ｗに不活性ガスを供給可能に構成しているので、基板Ｗの周囲の雰囲気から酸素を好適に除去することができる。これにより、ウォーターマークの発生や酸化を抑制することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、上部板３１が昇降する構成であったが、下部板２１を昇降する構成に変更してもよい。また、基板Ｗは昇降しない構成であったが、基板Ｗが昇降可能に保持される構成に変更してもよい。図６を参照して具体的に説明する。

図６は、変形実施例に係る基板処理装置の要部断面図である。なお、実施例と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。電動モータ１１はベルト１２を介して、中空の駆動軸７３を縦軸芯Ｐまわりに回転駆動する。駆動軸７３の中空部には、スプライン軸受け等を介して昇降軸７５が設けられている。これにより、昇降軸７５は駆動軸７３と一体に回転可能であり、かつ、駆動軸７３に対して昇降自在である。昇降軸７５の下端には、昇降機構２３が設けられている。これら駆動軸７３と昇降軸７５は、チャンバ１の底部を貫通して、チャンバ１内に進入している。

駆動軸７３の上端はターンテーブル１７に連結されている。昇降軸７５の上端は昇降テーブル２７に連結されている。ターンテーブル１７上には、固定アーム１９が立設されている。固定アーム１９には基板Ｗの上面を覆う上部板８１が設けられている。昇降テーブル２７上には昇降アーム２９が立設されている。昇降アーム２９には、基板Ｗの下面を覆う下部板８３が設けられている。この下部板８３の外周部には、基板Ｗを当接保持する保持部８５が適当な間隔をあけて配置されている。

このように構成される変形実施例では、電動モータ１１が回転駆動することにより、駆動軸７３と昇降軸７５が一体に回転する。これにより、上部板８１、下部板８３および基板Ｗが同期して回転する。また、昇降機構２３が昇降駆動することにより、昇降軸７５が駆動軸７３に対して昇降する。これにより、各処理部３３の上部板８１と下部板８３との間隔であるギャップＧが可変する。これに伴い、基板Ｗの上面と上部板８１との距離も可変する。ここで、変形実施例における上部板８１は、この発明における固定板に相当し、下部板８３は、この発明における可動板に相当する。また、下部板８３と保持部８５の相対的な位置関係は一定であるので、基板Ｗが下部板８３と一体に昇降し、上部板８１に対して接離する。このように構成される変形実施例であっても、実施例１と同様な作用・効果を奏する。

（２）また、上述した実施例や変形実施例では、ギャップＧの可変に伴い、基板Ｗと上部板３１、８１との距離が可変したが、これに限られない。たとえば、ギャップＧの可変に伴い、基板Ｗと下部板２１、８３との距離が可変するように変更してもよい。あるいは、ギャップＧの可変に伴い、基板Ｗと上部板３１、８１との距離、および、基板Ｗと下部板２１、８３との距離が可変するように変更してもよい。

具体的には、上述した実施例で、昇降アーム２９に溝部１９ａを形成して、昇降アーム２９が基板Ｗを保持するように構成してもよい。これによれば、上部板３１と基板Ｗとの相対的な位置関係が一定になるので、ギャップＧの可変により、基板Ｗと下部板２１との距離が可変する。同様に、上述した変形例において、固定アーム１９に溝部１９ａを形成するように変更してもよい。これによっても、ギャップＧの可変により、基板Ｗと下部板８３の距離が可変する。

（３）また、上述した実施例では、各処理部３３の基板Ｗ、下部板２１および上部板３１を同期して回転させる電動モータ１１を備えていたが、これに限られない。電動モータ１１が基板Ｗのみを回転させ、下部板２１または／および上部板３１は回転させないように変更してもよい。

（４）また、上述した実施例では、各処理部３３の上部板３１を一括して昇降する昇降機構２３を備えていたが、各処理部３３ごとに上部板３１を昇降させる昇降機構を備えるように変更してもよい。

（５）また、上述した実施例では、昇降機構２３がチャンバ１の内部に配置されていたが、変形実施例で説明したように、チャンバ１の外部に設けるように変更してもよい。これにより、昇降機構２３を処理液等から保護することができる。

（６）また、上述した実施例では、吐出口２１ａが下部板２１の両面に形成されていたが、これに限られない。下部板２１の一方面にのみ吐出口２１ａを形成するように変更してもよい。あるいは、昇降する上部板３１に吐出口を形成してもよい。これに伴い、上述した実施例では、同時に基板Ｗの両面を処理する構成であったが、基板Ｗの一方面のみを処理する構成に変更してもよい。

（７）また、上述した実施例では、上部回転軸３７、天板３５、下部板２１及び固定アーム１９などに処理液を流すための管路を形成していたが、これに限られない。例えば、駆動軸１３に注入口を形成して、駆動軸１３に管路を形成するように変更してもよい。また、昇降自在に設けられる昇降アーム２９と上部板３１に管路を形成するように変更してもよい。また、下部板２１や固定アーム１９とは別体に配管部材を備えるように変更してもよい。この変更に伴い、下部板２１に形成した吐出口２１ａを省略するように変更してもよい。

（８）また、上述した実施例では、吐出口２１ａが気体供給口を兼ねる構成であったが、吐出口２１ａを専ら処理液を吐出するように変更し、基板Ｗに不活性ガスを噴出させる気体供給口を別個に設けるように構成してもよい。

（９）また、上述した実施例で説明した洗浄処理や乾燥処理の条件は適宜に変更することができる。すなわち、実施例では、洗浄処理後であって乾燥処理前に粗乾燥処理を行ったが、この粗乾燥処理を省略してもよい。また、乾燥処理の際に低い回転数で基板Ｗを回転させたが、基板Ｗを高速に回転させて振り切り乾燥を行うように変更してもよい。また、洗浄処理においては、ギャップＧを第２距離Ｇ２としたが、これに限られない。基板受け渡しを行う際のギャップＧ（第１距離Ｇ１）で洗浄処理をしてもよい。あるいは、乾燥処理を行う際のギャップＧ（第３距離Ｇ３）で洗浄処理をしてもよい。

（１０）上述した実施例では、処理液として純水を例示したが、これに限られない。たとえば、種々の薬液に変更してもよい。また、基板Ｗにエッチング処理を行うように変更してもよい。

（１１）上述した実施例では、不活性ガスを供給する構成であったが、これに限られない。たとえば、ＩＰＡベーパやスチームや乾燥気体を供給するように変更してもよい。

（１２）上述した各実施例および各変形実施例の各構成を適宜に組み合わせるように変更してもよい。

実施例に係る基板処理装置の断面図である。 実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。 基板処理装置の要部断面図である。 基板処理装置の要部斜視図である。 基板処理装置による処理手順を示すタイミングチャートである。 変形実施例に係る基板処理装置の要部断面図である。 従来例に係る基板処理装置の要部断面図である。

符号の説明

１ …チャンバ
１１ …電動モータ
１９ …固定アーム
１９ａ …溝部
２１ …下部板（固定板）
２１ａ …吐出口
２３ …昇降機構
２７ …昇降テーブル
２９ …昇降アーム
３１ …上部板（可動板）
３１ａ …貫通孔
３３ …処理部
３５ …天板
３５ａ …吐出口
４３ …伸縮管
５１ …液用分岐管
５３ …開閉弁
５５ …ミキシングバルブ
５７ …薬液供給源
５９ …純水供給源
６１ …ガス用分岐管
６３ …開閉弁
６５ …不活性ガス供給源
７１ …制御部
８１ …上部板（固定板）
８３ …下部板（可動板）
８５ …保持部
Ｗ …基板
Ｐ …縦軸芯
Ｇ …ギャップ
Ｇ１ …第１距離
Ｇ２ …第２距離
Ｇ３ …第３距離

Claims (22)

1. 複数枚の基板に処理液を供給して各基板を洗浄する基板処理装置において、
   基板を水平姿勢で保持する保持手段と、基板の一方面を覆う固定板と、この固定板に対向配置されて基板の他方面を覆う可動板とを備える処理部を、上下方向に複数積層し、
   さらに、各処理部の保持手段を縦軸芯周りに回転させる回転手段と、
   前記固定板に対して前記可動板を上下方向に接離させて、前記固定板と前記可動板との間隔であるギャップを可変する昇降手段と、
   各処理部の基板に処理液を供給するための処理液供給手段と、
   を備えていることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記保持手段と前記固定板との相対的な位置関係は一定であり、
   前記昇降手段による前記ギャップの可変に伴い、前記可動板と基板とが上下方向に接離することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記保持手段と前記可動板との相対的な位置関係は一定であり、
   前記昇降手段による前記ギャップの可変に伴い、前記固定板と基板とが上下方向に接離することを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記固定板は前記保持手段と同期して回転可能であることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項４に記載の基板処理装置において、
   各処理部の固定板に連結される固定アームを備え、
   前記回転手段は前記固定アームを回転させることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記可動板は前記保持手段と同期して回転可能に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項６に記載の基板処理装置において、
   各処理部の可動板に連結される昇降アームを備え、
   前記回転手段は前記昇降アームを回転させることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７に記載の基板処理装置において、
   前記昇降手段は前記昇降アームを昇降させることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記可動板が基板の上方を覆い、前記固定板が基板の下方を覆うことを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記可動板が基板の下方を覆い、前記固定板が基板の上方を覆うことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記処理部を収容するチャンバを備えており、
    前記回転手段は前記チャンバ外に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
12. 請求項１１に記載の基板処理装置において、
    前記昇降手段は前記チャンバ外に設けられていることを特徴とする基板処理装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記回転手段と前記昇降手段と前記処理液供給手段とを制御して、複数枚の基板を回転させつつ前記ギャップを調節して基板に処理を行わせるとともに、基板に処理を行う際より前記ギャップを大きくして前記保持手段に対する基板受け渡しを許容させる制御手段
    を備えていることを特徴とする基板処理装置。
14. 請求項１３に記載の基板処理装置において、
    前記固定板には基板に処理液を吐出するための吐出口が形成されており、
    前記処理液供給手段は、前記固定板に形成されている吐出口に対して処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。
15. 請求項１４に記載の基板処理装置において、
    前記可動板には貫通孔が形成されているととともに、
    各可動板とこれに隣接する処理部の固定板との間に設けられて、前記貫通孔に前記固定板の吐出口を連通させる伸縮可能な伸縮管を備え、
    前記処理液供給手段から前記固定板の吐出口に供給された処理液を、前記伸縮管を通じて前記貫通孔から吐出させて、前記可動板と対向する基板の他方面に処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。
16. 請求項１３に記載の基板処理装置において、
    前記可動板には基板に処理液を吐出するための吐出口が形成されており、
    前記処理液供給手段は、前記可動板に形成されている吐出口に対して処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。
17. 請求項１４または請求項１５に記載の基板処理装置において、
    各処理部の基板に気体をそれぞれ供給する気体供給手段を備え、
    前記気体供給手段は前記固定板に形成されている吐出口に対して気体を供給し、
    前記固定板に形成されている吐出口は、基板に気体を噴射するための気体供給口を兼ねることを特徴とする基板処理装置。
18. 請求項１６に記載の基板処理装置において、
    各処理部の基板に気体をそれぞれ供給する気体供給手段を備え、
    前記可動板に形成されている吐出口に対して気体を供給し、
    前記可動板に形成されている吐出口は、基板に気体を噴射するための気体供給口を兼ねることを特徴とする基板処理装置。
19. 請求項１７または請求項１８に記載の基板処理装置において、
    前記制御手段は、さらに前記気体供給手段を制御して、複数枚の基板に対して洗浄処理と乾燥処理を行わせることを特徴とする基板処理装置。
20. 請求項１９に記載の基板処理装置において、
    前記制御手段は、
    前記基板受け渡しの際には前記ギャップを第１距離に調節し、
    前記洗浄処理の際には前記ギャップを前記第１距離または前記第１距離より小さい第２距離に調節して複数枚の基板を回転させつつ各基板に処理液を供給させ、
    前記乾燥処理の際には前記ギャップを前記第２距離より小さい第３距離に調節して複数枚の基板を回転させつつ各基板に気体を供給させることを特徴とする基板処理装置。
21. 請求項１９または請求項２０に記載の基板処理装置において、
    前記制御手段は、前記乾燥処理の際に前記洗浄処理に比べて低い回転数で基板を回転させることを特徴とする基板処理装置。
22. 請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の基板処理装置において、
    前記制御手段は、前記ギャップを前記第２距離に調節して複数枚の基板を回転させつつ各基板に気体を供給して、基板の周囲の雰囲気を前記気体供給手段によって供給させた気体に置換する粗乾燥処理を行わせることを特徴とする基板処理装置。

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