JP2009105145A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面の全域に、処理液を用いた処理を均一に施すことができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】下プレート部４に保持されたウエハＷに対して、上プレート２の基板上対向面１９を対向させる。基板上対向面１９には、ウエハＷの中心に対向する位置に頂点を有する円錐状の凹部１８が形成されている。
ウエハＷの上面と上プレート２の基板上対向面１９とで挟まれた上処理空間４１に処理液が供給されて、上処理空間４１が処理液により液密状態にされる。上処理空間４１が、ウエハＷの中心から周縁部に向かうにつれて徐々に狭くなっているので、ウエハＷの上面の全域において、処理液の速度がほぼ等しい。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、ＦＥＤ（Filed Emission Display）用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板などの基板に対して処理液を用いた処理を施す基板処理装置に関する。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に処理液による処理を施すために、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。
この枚葉式の基板処理装置は、たとえば、複数本のチャックピンで基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、ほぼ平坦な水平面からなる基板対向面を、スピンチャックによって回転される基板の表面に所定の微小間隔を隔てて対向配置されるプレート（遮断板）と、遮断板の基板対向面に、基板の表面の中心に対向するように形成されて、処理液を吐出するための吐出口とを備えている。吐出口から基板の表面の中心に向けて吐出された処理液は、吐出口を中心して、基板の表面上を放射状に拡がる。遮断板の基板対向面と基板の表面との間隔が微小であるため、基板の表面と遮断板との間の空間が処理液により液密状態にされる。これにより、基板の表面の全域に処理液が接液されて、処理液による処理が基板の表面に施される。
特開平８−７８３６８号公報

しかしながら、処理液が吐出口を中心として放射状に流れるため、吐出口からの処理液は、基板の中心部から周縁部に向かうにつれて流速が低下する。そのため、基板の周縁では、基板の中心よりも基板の表面と接触する機会が増加する。したがって、基板の周縁部では、中心部よりも処理が進み、処理液による処理が基板の面内で不均一となるおそれがある。

そこで、この発明の目的は、基板の表面の全域に、処理液を用いた処理を均一に施すことができる基板処理装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、水平に配置された基板（Ｗ）の一方面に間隔を隔てて対向する第１の対向面（１９，１９Ａ，１９Ｂ）を有し、処理液を吐出するための第１の吐出口（２８）が、前記第１の対向面における基板の中心に対向する位置に形成された第１のプレート（２，２Ａ，２Ｂ）と、前記第１の吐出口に処理液を供給して、当該第１の吐出口からの処理液によって、基板の一方面と前記第１のプレートとの間の空間（４１）を液密状態にする第１の処理液供給手段（２７，２８，３３，３４）とを備え、前記第１の対向面の形状が、基板の周縁部における前記第１のプレートと前記一方面との間隔が、基板の中心における前記プレートと前記一方面との間隔よりも小さくなるようにされている、基板処理装置である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、基板の一方面と第１プレートとの間の空間が処理液により液密状態にされることにより、基板の一方面の全域に処理液が接液される。これにより、基板の一方面に処理液による処理が施される。

第１の吐出口から吐出された処理液は、基板の一方面と第１プレートの対向面との間の空間を、第１の吐出口を中心として放射状に拡がる。基板の中央部では処理液の流路が拡げられているとともに、基板の周縁部では処理液の流路が絞られている。このため、基板の周縁部における処理液の流れを速めることができる。これにより、処理液による処理の基板面内での均一性を向上させることができる。

請求項２記載の発明は、前記第１の対向面には、基板の中心に対向する位置を含む領域に、第１の凹部（１８，５１）が形成されている、請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第１プレートの対向面に第１の凹部が形成されているから、基板の一方面と第１プレートの対向面との間の空間は、基板の中心部で比較的広く、基板の周縁部で比較的狭くなっている。

基板の周縁部において処理液の流路が絞られているので、液密状態で処理液の流れが比較的遅いとされる基板の周縁部において、処理液の流れを速めることができる。これにより、処理液による処理の基板面内での均一性を向上させることができる。
請求項３記載の発明は、前記第１の凹部（１８）は、基板の中心に対向する位置に頂点を有する円錐状のものである、請求項２記載の基板処理装置である。

この構成によれば、処理液の流路が基板の中心から周縁部に向かうにつれて徐々に絞られている。このため、基板の一方面の中心以外の領域における処理液の流れを、基板の一方面の中心における処理液の流れと同等まで速めることができる。これにより、基板の一方面の全域において、処理液の速度をほぼ等しくすることができる。ゆえに、処理液による処理の基板面内での均一性をより一層向上させることができる。

しかも、対向面に形成された凹部が円錐状であるので、基板の一方面の中心に供給された処理液を、基板の周縁部までスムーズに案内することができる。
請求項４記載の発明は、前記基板の他方面に間隔を隔てて対向する第２の対向面（９Ｃ）を有し、処理液を吐出するための第２の吐出口（１７）が、前記第２の対向面（９Ｃ）における基板の中心に対向する位置に形成された第２のプレート（４Ｃ）と、前記第２の吐出口に処理液を供給して、当該第２の吐出口からの処理液によって、基板の他方面と前記第２のプレートとの間の空間（４２）を液密状態にする第２の処理液供給手段（２７，２８，３３，３４）とをさらに備え、前記第２の対向面には、基板の中心に対向する位置を含む領域に、第２の凹部（５４）が形成されている、請求項２または３記載の基板処理装置である。

この発明によれば、基板の一方面だけでなく他方面においても、基板の周縁部における処理液の速度と、基板の中心における処理液の速度とをほぼ等しくすることができる。これにより、基板の両面において、基板面内での処理の均一性を向上させることができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。
この基板処理装置は、基板の一例である半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの表面および裏面の双方に対して処理液による処理を施すための枚葉型の装置であり、ウエハＷを保持する有底略円筒形状の基板下保持部材１と、基板下保持部材１の上方で、基板下保持部材１と対向する円板状の上プレート２とを備えている。ウエハＷの表面および裏面に処理を施すための処理液として、薬液およびＤＩＷ（脱イオン化された純水）が用いられる。

薬液として、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）およびポリマ除去液などを例示することができる。薬液として、たとえばフッ酸が用いられる場合には、基板処理装置によって、ウエハＷの表面に対し、酸化膜を除去するための酸化膜エッチング処理を施すことができる。

図２Ａは、基板下保持部材１の斜視図であり、図２Ｂは、基板下保持部材１の構成を図解的に示す平面図である。図２Ａには、基板下保持部材１上にウエハＷを保持させた状態を示している。
図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、基板下保持部材１は、ウエハＷよりもやや大径の円板状に形成された下プレート部４と、下プレート部４と隣接し、下プレート部４の周囲を取り囲む略円筒形に形成された内側環状部５と、内側環状部５を取り囲む略円筒形に形成された外側環状部６と、内側環状部５の下部と外側環状部６の下部とを接続する円環状の連結部７とを備えている。

下プレート部４は、この下プレート部４に保持されたウエハＷの下面と対向する基板対向面９を上方に向けて配置されている。基板対向面９は、略平坦な水平面である。基板下対向面９の周縁部には、ウエハＷを挟持するための複数（たとえば、３つ）の支持ピン８がほぼ等間隔で配置されている。基板対向面９は、複数の支持ピン８で支持されたウエハＷの下面と所定の間隔Ｐ１（たとえば、２．０ｍｍ〜０．３ｍｍ）を隔てて対向するようになっている。下プレート部４は、石英によって形成されている。

内側環状部５は、後述する回転軸１０の中心軸線を中心とする略円筒状に形成されており、その上面が、下プレート部４に保持された状態のウエハＷとほぼ同じ高さにされている。
外側環状部６は、後述する回転軸１０の中心軸線を中心とする略円筒状に形成されており、その内周面の上端部には、上プレート２の周縁を受け止めるための環状段部１１が、内外の環状部５，６間に形成されている。すなわち、上プレート２と環状段部１１とが嵌り合うことで、上プレート２が後述する処理位置に位置決めされる。環状段部１１の下面は、内側環状部５の上面よりも高くされている。

連結部７の上方には、薬液およびＤＩＷを廃液するための廃液溝１４が形成されている。廃液溝１４は、内側環状部５の外周面、外側環状部６の内周面および連結部７の上面により区画されており、ウエハＷの回転軸線（後述する回転軸１０の中心軸線）を中心とする円環状の溝である。連結部７には、その上下面を貫通する複数（たとえば、６つ）の廃液孔１２が、回転軸１０の中心軸線を中心とする円周上にほぼ等間隔で配置されている。各廃液孔１２には、図外の廃液処理設備へと導くための廃液路１３が接続されている。内側環状部５、外側環状部６および連結部７は、たとえばポリ塩化ビニル（poly-vinyl chloride）により一体に形成されている。

下プレート部４の下面には、鉛直方向に延びる回転軸１０が結合されている。この回転軸１０には、モータ１５から回転力が入力されるようになっている。
また、回転軸１０は中空軸となっていて、回転軸１０の内部には、下面処理流体供給管１６が挿通されている。下面処理流体供給管１６は、下プレート部４の基板下対向面９まで延びており、基板下対向面９の中央部に開口された下側吐出口１７と連通している。下面処理流体供給管１６は、回転軸１０の回転に伴って回転されるようになっている。下面処理流体供給管１６には、図示しないロータリージョイントを介して、静止状態にある下供給管４４が接続されている。下供給管４４には、薬液下供給管２０、ＤＩＷ下供給管２１およびＩＰＡ蒸気下供給管２２が接続されている。

薬液下供給管２０には薬液供給源からの薬液が供給されるようになっている。薬液下供給管２０の途中部には、薬液の供給／停止を切り換えるための薬液下バルブ２３が介装されている。
ＤＩＷ下供給管２１には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるようになっている。ＤＩＷ下供給管２１の途中部には、ＤＩＷの供給／停止を切り換えるためのＤＩＷ下バルブ２４が介装されている。

ＩＰＡ蒸気下供給管２２には、ＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が供給されるようになっている。ＩＰＡ蒸気下供給管２２の途中部には、ＩＰＡ蒸気の供給／停止を切り換えるためのＩＰＡ蒸気下バルブ２５が介装されている。
ＤＩＷ下バルブ２４およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５が閉じられた状態で、薬液下バルブ２３が開かれると、薬液供給源からの薬液が、薬液下供給管２０、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。また、薬液下バルブ２３およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５が閉じられた状態で、ＤＩＷ下バルブ２４が開かれると、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが、ＤＩＷ下供給管２１、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。さらに、薬液下バルブ２３およびＤＩＷ下バルブ２４が閉じられた状態でＩＰＡ蒸気下バルブ２５が開かれると、ＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が、ＩＰＡ蒸気下供給管２２、下供給管４４および下面処理流体供給管１６を通じて下側吐出口１７に供給される。

上プレート２は、ウエハＷよりも大径の円板状のものであり、石英によって形成されている。この上プレート２は、水平に配置されており、下プレート部４に保持されるウエハＷに対向する基板上対向面１９を下方に向けて配置されている。基板上対向面１９には、円錐状の凹部１８が形成されている。この凹部１８は、基板上対向面１９のうち、下プレート部４に保持されるウエハＷに対向する領域に形成されている。凹部１８は、ウエハＷの中心に対向する位置に頂点を有する円錐状に形成されている。このため、ウエハＷの上面と上プレート２の基板上対向面１９とで挟まれる後述の上処理空間４１は、ウエハＷの中心から周縁部に向かうにつれて徐々に狭くなっている。なお、基板上対向面１９のうち、ウエハＷに対向しない周縁部は、平坦な水平面である。

上プレート２の上面には、回転軸１０と共通の軸線に沿う回転軸２６が固定されている。この回転軸２６は中空に形成されていて、その内部には、上面処理流体供給管２７が挿通されている。上面処理流体供給管２７は、上プレート２の基板上対向面１９まで延びており、基板上対向面１９の中央部に開口された上側吐出口２８と連通している。
上面処理流体供給管２７は、回転軸２６の回転に伴って回転されるようになっている。上面処理流体供給管２７には、図示しないロータリージョイントを介して、静止状態にある上供給管４３が接続されている。上供給管４３には、薬液上供給管３０、ＤＩＷ上供給管３１およびＩＰＡ蒸気上供給管３２が接続されている。

薬液上供給管３０には、薬液供給源からの薬液が供給される。薬液上供給管３０の途中部には、薬液の供給／停止を切り換えるための薬液上バルブ３３が介装されている。
ＤＩＷ上供給管３１には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給される。ＤＩＷ上供給管３１の途中部には、ＤＩＷの供給／停止を切り換えるためのＤＩＷ上バルブ３４が介装されている。

ＩＰＡ蒸気上供給管３１には、図示しないＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が供給される。ＩＰＡ蒸気上供給管３１の途中部には、ＩＰＡ蒸気の供給／停止を切り換えるためのＩＰＡ蒸気上バルブ３５が介装されている。
ＤＩＷ上バルブ３４およびＩＰＡ蒸気上バルブ３５が閉じられた状態で、薬液上バルブ３３が開かれると、薬液供給源からの薬液が、薬液上供給管３０、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。また、薬液上バルブ３３およびＩＰＡ蒸気上バルブ３５が閉じられた状態で、ＤＩＷ上バルブ３４が開かれると、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが、ＤＩＷ上供給管３１、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。さらに、薬液上バルブ３３およびＤＩＷ上バルブ３４が閉じられた状態で、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５が開かれると、ＩＰＡ蒸気供給源からのＩＰＡ蒸気が、ＩＰＡ蒸気供給管３２、上供給管４３および上面処理流体供給管２７を通じて上側吐出口２８に供給される。

回転軸２６は、昇降可能な昇降部材３６によって上方から支持されている。回転軸２６の外周面には、その上端部に径方向外方に向けて突出する円環状のフランジ部３７が形成されている。昇降部材３６は、フランジ部３７よりも下方において回転軸２６の外周面を取り囲む円環状の支持板３８を備えている。支持板３８の内周縁は、フランジ部３７の外周縁よりも小径とされている。支持板３８の上面とフランジ部３７の下面とが係合することにより、回転軸２６が昇降部材３６に支持される。

昇降部材３６には、昇降部材３６を昇降させるための昇降駆動機構４０が結合されている。昇降駆動機構４０が駆動されることにより、回転軸２６に固定された上プレート２が、下プレート部４に保持されたウエハＷの上面に近接する処理位置（図１に実線にて図示。）と下プレート部４の上方に大きく退避した退避位置（図１に二点鎖線にて図示。）との間で昇降されるようになっている。

上プレート２を処理位置まで下降させて、ウエハＷに処理液を用いた処理が施される。処理位置において、上プレート２は、下プレート部４に保持されたウエハＷの上面に近接しつつ対向する。このとき、下プレート部４の中心とウエハＷの上面の中心との間隔Ｐ２はたとえば１．０ｍｍであり、下プレート部４の周縁部とウエハＷの上面の周縁部の間隔Ｐ３はたとえば０．７ｍｍである。

昇降駆動機構４０が駆動されて、上プレート２が退避位置から処理位置まで下降されると、上プレート２の周縁部が、外側環状部６の環状段部１１に受け止められる。そして、昇降部材３６がさらに下降されると、支持部材３８とフランジ部３７との係合が解除されて、回転軸２６および上プレート２は、昇降部材３６から離脱して、基板下保持部材１に支持される。そのため、処理位置においては、上プレート２が、基板下保持部材１と一体的に回転されるようになっている。したがって、ウエハＷを下プレート部４に保持した状態で回転軸２６０にモータ１５から回転駆動力を入力することにより、上プレート２、下プレート部４およびウエハＷを、鉛直軸線周りに回転させることができる。

図３は、基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置５０を備えている。
この制御装置５０には、モータ１５、昇降駆動機構４０、薬液上バルブ３３、ＤＩＷ上バルブ３４、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５、薬液下バルブ２３、ＤＩＷ下バルブ２４およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５などが制御対象として接続されている。

図４は、基板処理装置で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。図５は、基板処理装置で行われる処理例を説明するための図である。
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置内に搬入されて、その表面を上方に向けた状態で基板下保持部材１の下プレート部４に保持される。なお、このウエハＷの搬入時においては、上プレート２は退避位置にある。

下プレート部４にウエハＷが保持されると、制御装置５０は昇降駆動機構４０を駆動して、上プレート２を処理位置まで下降させて、その基板上対向面１９を、ウエハＷの上面に対向配置させる（ステップＳ２）。
上プレート２が処理位置まで下降すると、制御装置５０はＤＩＷ上バルブ３４を開き、上側吐出口２８からＤＩＷを吐出する。上側吐出口２８からのＤＩＷは、ウエハＷの上面と上プレート２の基板上対向面１９とで挟まれた上処理空間４１を、上側吐出口２８を中心として放射状に拡がる。また、制御装置５０はＤＩＷ下バルブ２４を開き、下側吐出口１７からＤＩＷを吐出する。下側吐出口１７からのＤＩＷは、ウエハＷの下面と下プレート部４の基板下対向面９とで挟まれた下処理空間４２を、下側吐出口１７を中心として放射状に拡がる。さらに、制御装置５０は、モータ１５を制御して、基板下保持部材１の回転を開始させる。基板下保持部材１の回転に伴って、ウエハＷおよび上プレート２が回転する（ステップＳ３）。基板下保持部材１、ウエハＷおよび上プレート２は、予め定められる回転速度（たとえば、２００ｒｐｍ程度。）で回転される（図５（ａ）参照）。

上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＤＩＷの吐出が続行されて、上プレート２と下プレート部４とで挟まれた空間にＤＩＷが充填される。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２がＤＩＷにより液密状態にされる（図５（ｂ）参照）。上処理空間４１または下処理空間４２から溢れるＤＩＷは、上プレート２の基板上対向面１９と内側環状部５の上面との間、廃液溝１４、廃液孔１２および廃液路１３を流通し、図外の廃液処理設備へ導かれる。

上処理空間４１および下処理空間４２がＤＩＷにより液密状態にされてから予め定める時間（たとえば、１０秒間）が経過した後、制御装置５０は、ＤＩＷ上バルブ３４およびＤＩＷ下バルブ２４を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＤＩＷの供給を停止する（ステップＳ５）。
次に、基板下保持部材１、ウエハＷおよび上プレート２の回転を続行させつつ、制御装置５０は、薬液上バルブ３３および薬液下バルブ２３を開き、上側吐出口２８および下側吐出口１７から薬液を吐出する（ステップＳ６、図５（ｃ）参照）。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２に液密状態が保たれたまま、上処理空間４１および下処理空間４２のＤＩＷが薬液に順次に置換されていき、やがて、上処理空間４１および下処理空間４２が薬液により液密状態にされる。

その後、上側吐出口２８および下側吐出口１７からの薬液の吐出が続行されて、処理空間４１および下処理空間４２は、薬液により液密状態に保たれる。これにより、ウエハＷの上面および下面に薬液を接液させることができ、ウエハＷの上面および下面を薬液により洗浄することができる（図５（ｄ）参照）。上処理空間４１は、ウエハＷの中心から周縁部に向かうにつれて徐々に狭くなってので、ウエハＷの上面の中心以外の領域における薬液の流れを、ウエハＷの上面における薬液の流れと同等まで速めることができる。これにより、ウエハＷの上面の全域において、薬液の速度がほぼ等しくなっている。

なお、上処理空間４１および下処理空間４２から溢れる薬液は、上プレート２の基板上対向面１９と内側環状部５の上面との間、廃液溝１４、廃液孔１２および廃液路１３を順に通って図外の廃液処理設備へと導かれる。
また、上処理空間４１および下処理空間４２は比較的狭くされているために、その上処理空間４１および下処理空間４２を、少量の薬液で液密状態にすることができる。これにより、薬液の消費量を低減させることができる。

予め定める薬液処理時間（たとえば、３０秒間）が経過すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御装置５０は薬液上バルブ３３および薬液下バルブ２３を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からの薬液の吐出を停止する（ステップＳ８）。
次に、基板下保持部材１、ウエハＷおよび上プレート２の回転を続行させつつ、制御装置５０は、ＤＩＷ上バルブ３４およびＤＩＷ下バルブ２４を開き、上側吐出口２８および下側吐出口１７からＤＩＷを吐出する（ステップＳ９）。これにより、上処理空間４１および下処理空間４２に液密状態が保たれたまま、上処理空間４１および下処理空間４２の薬液がＤＩＷに順次に置換されていき、やがて、上処理空間４１および下処理空間４２がＤＩＷにより液密状態にされる。

その後、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＤＩＷの吐出が続行されて、処理空間４１および下処理空間４２は、ＤＩＷにより液密状態に保たれる。これにより、ウエハＷの上面および下面にＤＩＷを接液させることができ、ウエハＷの上面および下面に付着している薬液をＤＩＷによって洗い流すことができる。上処理空間４１は、ウエハＷの中心から周縁部に向かうにつれて徐々に狭くなってので、ウエハＷの上面の中心以外の領域におけるＤＩＷの流れを、ウエハＷの上面におけるＤＩＷの流れと同等まで速めることができる。これにより、ウエハＷの上面の全域において、ＤＩＷの速度がほぼ等しくなっている。

なお、上処理空間４１および下処理空間４２から溢れるＤＩＷは、上プレート２の基板上対向面１９と内側環状部５の上面との間、廃液溝１４、廃液孔１２および廃液路１３を順に通って図外の廃液処理設備へと導かれる。
予め定めるリンス処理時間（たとえば、１８０秒間）が経過すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、制御装置５０はＤＩＷ上バルブ３４およびＤＩＷ下バルブ２４を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＤＩＷの供給を停止する（ステップＳ１１）。

次に、制御装置５０は、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５を開き、上側吐出口２８および下側吐出口１７からＩＰＡ蒸気を吐出させる（ステップＳ１２）。また、制御装置５０は、モータ１５を制御して、ウエハＷを予め定める乾燥速度（たとえば、２００ｒｐｍ）で回転続行させる（ステップＳ１２）。これにより、ウエハＷの上面および下面に付着しているＤＩＷが遠心力によって振り切られてウエハＷが乾燥処理される。

この乾燥処理では、上プレート２の基板上対向面１９および下プレート部４の基板下対向面９が、それぞれウエハＷの上面および下面に近接して対向されているために、ウエハＷの上面および下面が外部雰囲気から遮断されている。そして、上処理空間４１および下処理空間４２にＩＰＡ蒸気が供給されることにより、ウエハＷの上面および下面に付着しているＤＩＷがＩＰＡに置換され、ＩＰＡ蒸気の揮発性によってウエハＷの上面および下面が乾燥されていく。このため、乾燥の過程でウエハＷの下面にＤＩＷの跡などを残すことなく、ウエハＷの上面および下面を速やかに乾燥させることができる。

所定の乾燥時間（たとえば、６０秒間）が経過すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御装置５０は、モータ１５を制御して基板下保持部材１を回転停止させるとともに、ＩＰＡ蒸気上バルブ３５およびＩＰＡ蒸気下バルブ２５を閉じて、上側吐出口２８および下側吐出口１７からのＩＰＡ蒸気の供給を停止する（ステップＳ１４）。
基板下保持部材１の停止後、制御装置５０は昇降駆動機構４０を駆動して、上プレート２を退避位置に向けて上昇させる（ステップＳ１５）その後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される（ステップＳ１６）。

以上のように、この実施形態によれば、処理液の流路である上処理空間４１が、ウエハＷの中心から周縁部に向かうにつれて徐々に絞られている。このため、ウエハＷの上面の中心以外の領域における処理液の流れを速めることができ、これにより、ウエハＷの上面の全域において、処理液の速度をほぼ等しくすることができる。ゆえに、処理液による処理のウエハＷ面内での均一性を向上させることができる。

しかも、基板上対向面１９に形成された凹部１８が円錐状であるので、ウエハＷの上面の中心に供給された処理液を、ウエハＷの周縁部までスムーズに案内することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば図６に示すように、上プレート２Ａの基板上対向面１９Ａに、円錐台形状の凹部５１が形成されていてもよい。この凹部５１は、ウエハＷの周縁部よりも内方領域に対向する基板上対向面１９Ａの領域に形成されている。凹部５１の底面５２（上面）は、平坦な水平面で形成されている。

この図６の実施形態では、上プレート２Ａの基板上対向面１９ＡとウエハＷの上面との間隔が、ウエハＷの中心よりも、周縁部において比較的狭くされている。このため、ウエハＷの上面の周縁部における処理液の速度と、ウエハＷの上面の中心における処理液の速度とをほぼ等しくすることができる。
また、たとえば図７に示すように、上プレート２Ｂの基板上対向面１９Ｂには、ウエハＷの周縁部に対向する位置（図７では、ウエハＷの周縁に対向する位置）に、回転軸２６の中心軸線を中心とする円環状の環状突起５３が形成された構成であってもよい。

さらに、前述の実施形態では、上プレート２の基板上対向面１９にのみ凹部１８を形成することとしたが、図８に示すように、下プレート部４Ｃの基板下対向面９Ｃにも、凹部５４が形成されていてもよい。この凹部５４は、基板上対向面１９に形成された凹部１８を天地反転させた円錐状に形成されている。基板下対向面９Ｃの形状は、かかる形状に限られず、たとえば、図６の凹部５１や、図７の環状突起５３を天地反転させた形状にすることもできる。

これにより、ウエハＷの上面だけでなく下面においても、ウエハＷの全域において、処理液の速度をほぼ等しくすることができる。
さらに、前記の実施形態では、上プレート２および下プレート部４を回転させつつ、ウエハＷに対して処理液による処理を施す場合を例にとって説明したが、上プレート２および下プレート部４を静止させつつウエハＷに処理液による処理を施してもよい。

また、前記の実施形態では、下プレート部４を含む基板下保持部材１から、外側環状部６が立ち上がる構成について説明したが、この外側環状部６が上プレート２の周縁部から垂れ下がって形成された構成であってもよいし、この外側環状部６を省略する構成であってもよい。これらの場合、上プレート２を回転させるための回転駆動機構を別途設ける必要がある。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。 基板下保持部材の斜視図である。 基板下保持部材の構成を図解的に示す平面図である。 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 基板処理装置で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。 基板処理装置で行われる処理例を説明するための図である。 この発明の他の実施形態に係る基板処理装置の図解的な断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の図解的な断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る基板処理装置の図解的な断面図である。

符号の説明

１ 基板下保持部材
２，２Ａ，２Ｂ 上プレート（第１のプレート）
４，４Ｃ 下プレート部（第２のプレート）
９，９Ｃ 基板下対向面（対向面）
１５ モータ
１７ 下側吐出口
１８，５１ 凹部（第１の凹部）
１９，１９Ａ，１９Ｂ 基板上対向面（対向面）
２２ ＩＰＡ蒸気下供給管
２３ 薬液下バルブ
２４ ＤＩＷ下バルブ
２８ 上側吐出口
３３ 薬液上バルブ
３４ ＤＩＷ上バルブ
４１ 上処理空間
４２ 下処理空間
５３ 環状突起
５４ 凹部（第２の凹部）
Ｐ１ 間隔
Ｐ２ 間隔
Ｐ３ 間隔
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (4)

1. 水平に配置された基板の一方面に間隔を隔てて対向する第１の対向面を有し、処理液を吐出するための第１の吐出口が、前記第１の対向面における基板の中心に対向する位置に形成された第１のプレートと、
   前記第１の吐出口に処理液を供給して、当該第１の吐出口からの処理液によって、基板の一方面と前記第１のプレートとの間の空間を液密状態にする第１の処理液供給手段とを備え、
   前記第１の対向面の形状が、基板の周縁部における前記第１のプレートと前記一方面との間隔が、基板の中心における前記プレートと前記一方面との間隔よりも小さくなるようにされている、基板処理装置。
2. 前記第１の対向面には、基板の中心に対向する位置を含む領域に、第１の凹部が形成されている、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記第１の凹部は、基板の中心に対向する位置に頂点を有する円錐状のものである、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記基板の他方面に間隔を隔てて対向する第２の対向面を有し、処理液を吐出するための第２の吐出口が、前記第２の対向面における基板の中心に対向する位置に形成された第２のプレートと、
   前記第２の吐出口に処理液を供給して、当該第２の吐出口からの処理液によって、基板の他方面と前記第２のプレートとの間の空間を液密状態にする第２の処理液供給手段とをさらに備え、
   前記第２の対向面には、基板の中心に対向する位置を含む領域に、第２の凹部が形成されている、請求項２または３記載の基板処理装置。

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