JP2009267101A

JP2009267101A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2009267101A
Application number: JP2008115287A
Authority: JP
Inventors: 弘明 ▲高▼橋; Hiroaki Takahashi
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-12

Abstract

【課題】収容部材内の薬液ミストを含む雰囲気が処理室内に拡散することを防止できる、基板処理装置を提供すること。
【解決手段】処理チャンバ２内において、ウエハＷを保持するウエハ回転機構３は、カップ８内に収容された状態で設けられている。カップ８の上端部には、カーテン形成ノズル３０が設けられている。また、処理チャンバ２内には、ウエハＷの表面にＳＰＭを供給するための移動ノズル１４が設けられている。少なくともウエハＷの表面へのＳＰＭの供給中は、カップ８の上方に水カーテンＷＣが形成され、水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とが遮断される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に対する薬液を用いた処理のための基板処理装置に関する。基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、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などが含まれる。

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に対して、たとえば、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水）を用いて基板の表面からレジスト膜を剥離（除去）するためのレジスト剥離処理、フッ化水素酸を用いて基板から金属汚染物を除去するための洗浄処理など、各種の薬液を用いた処理が行われる。

この薬液処理のために、基板に対して１枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。枚葉式の基板処理装置は、隔壁により区画された処理チャンバ内に、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャック、スピンチャックを収容する有底筒状のカップ、基板に薬液を供給するための薬液ノズルおよび基板に純水を供給するための純水ノズルなどを備えている。

薬液処理時には、スピンチャックにより基板が回転されつつ、薬液ノズルから基板の表面に薬液が供給される。基板の表面上の薬液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の表面の全域に広がる。薬液の供給停止後は、純水ノズルから基板の表面に純水が供給されて、基板に付着している薬液が純水で洗い流される。そして、純水の供給停止後、基板の高速回転により、基板に付着している純水が振り切られて除去される。これにより、基板が乾燥し、一連の薬液処理が終了する。
特開２００５−９３９２６号公報

スピンチャックがカップに収容されているので、薬液供給時に基板から流下および飛散する薬液は、カップに受け止められ、カップ外に飛散することが防止される。しかし、薬液供給時にカップ内に生じる薬液ミストを含む雰囲気は、カップの上面の開口を通して、カップ外（処理チャンバ内）に流出する。そのため、基板を乾燥させる工程で、カップ外に拡散した薬液ミストが基板の表面に付着することにより、基板の表面の汚染を生じるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、収容部材内の薬液ミストを含む雰囲気が処理室内に拡散することを防止できる、基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理室（２）と、前記処理室内に設けられ、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に薬液を供給する薬液供給手段（１４，４３，５５）と、前記基板保持手段を収容し、前記基板保持手段に保持された基板の主面と対向する位置に基板を通過可能なサイズの開口（３３）を有するカップ状の収容部材（８）と、水によるカーテン（ＷＣ）を形成し、前記収容部材の内側の空間を含む前記カーテンの内側の空間と前記カーテンの外側の空間とを遮断する遮断手段（３０；４８；１９，５２；１９，５６）とを含む、基板処理装置（１，４１，５１）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。
処理室内において、基板保持手段は、カップ状の収容部材内に収容された状態で設けられている。そのため、基板保持手段に保持された基板の主面（表面または裏面）に対して、薬液供給手段により薬液が供給されるときに、基板の主面で跳ね返った薬液や基板から飛散および／または流下する薬液を収容部材で受け止めることができ、薬液の飛沫が収容部材外に飛散することを防止できる。

収容部材には、基板保持手段に保持された基板の主面と対向する位置に、基板を通過可能なサイズの開口が形成されている。したがって、その開口を介して、収容部材内に対して基板を搬入および搬出することができる。その一方で、開口が形成されていることにより、収容部材の内側の空間と外側の空間とが開口を介して連通するので、それらの空間で相互に雰囲気の流通が可能である。

遮断手段によって、水によるカーテンが形成されると、収容部材の内側の空間を含むカーテンの内側の空間とカーテンの外側の空間とが遮断される。これにより、収容部材内の雰囲気をカーテンの内側に閉じ込めることができ、その雰囲気が処理室内（カーテンの外側の空間）に拡散することを防止できる。そのため、基板の主面への薬液の供給と並行して、カーテンが形成されることにより、このとき収容部材内に生じる薬液ミストを含む雰囲気が処理室内に拡散することを防止できる。

請求項２に記載のように、前記遮断手段は、前記収容部材の外側の空間に前記カーテンを形成することが好ましい。
この場合、カーテンを形成する水が収容部材内に入らないので、基板の主面への薬液の供給と並行してカーテンが形成されたときに、薬液が供給されている基板の主面にカーテンを形成する水がかかることを防止できる。その結果、基板の主面に供給される薬液が水で希釈されることを防止でき、薬液の希釈に起因する処理不良の発生を防止することができる。

また、請求項３に記載のように、前記遮断手段は、前記開口の一方側から前記開口に対する他方側に向けて水を吐出し、前記開口を跨ぐように前記カーテンを形成するカーテン形成ノズル（３０，４８）を備えていてもよい。
前記カーテン形成ノズルが採用される場合、請求項４に記載のように、前記基板処理装置は、前記基板保持手段に保持された基板と前記カーテンとをそれらの対向方向に相対的に移動させる移動手段（１３）をさらに含むことが好ましい。

たとえば、基板の主面への薬液の供給の終了後に、基板と水によるカーテンとが互いに近接する方向に移動されることにより、基板の主面上の雰囲気をカーテンに向けて追いやることができる。基板の主面上の雰囲気には、薬液ミストが相対的に多く含まれる。基板の主面上の雰囲気がカーテンに接触すると、その雰囲気中の薬液ミストは、カーテンを形成する水に吸収される。そのため、基板の主面上の雰囲気中の多量の薬液ミストを排除することができ、薬液ミストを含む雰囲気が処理室内に拡散することを一層防止することができる。

また、前記カーテン形成ノズルが採用される場合、請求項５に記載のように、前記薬液供給手段は、前記収容部材の外側の空間を移動可能に設けられ、前記基板保持手段に保持された基板の主面に向けて薬液を吐出する移動ノズル（１４）を備えていてもよい。なお、移動ノズルまたは移動ノズルから吐出される薬液と水によるカーテンとの干渉を防止するため、そのカーテンは、移動ノズルおよび移動ノズルから吐出される薬液を避けて形成される。

請求項６に記載のように、前記遮断手段は、前記開口に対向して配置され、前記開口との対向方向に延びる直線まわりに回転される板状の対向部材（１９）と、前記対向部材の一方面に水を供給し、前記対向部材の周囲に、前記対向部材の周縁から飛散する水による前記カーテンを形成するための水ノズル（５２，５６）とを備えていてもよい。
この場合、前記基板処理装置は、請求項７に記載のように、前記対向部材における前記開口との対向面に薬液を洗い流すためのリンス液を供給するリンス液供給手段（５６）をさらに含むことが好ましい。

基板の主面への薬液の供給時には、対向部材における収容部材の開口との対向面に、薬液および／または薬液ミストが付着する。基板の主面への薬液の供給の終了後に、対向部材における開口との対向面にリンス液が供給されることにより、その対向面から薬液および／または薬液ミストをリンス液で洗い流すことができる。
請求項８に記載のように、前記薬液供給手段は、前記収容部材内に設けられ、前記基板保持手段に保持された基板の主面に向けて薬液を吐出する固定ノズル（４３，５５）を備えていてもよい。

そして、請求項９に記載のように、前記固定ノズル（５５）は、前記基板保持手段に保持された基板に対して前記開口が設けられている側と反対側において、当該基板の中央部に対向して配置されてもよい。
固定ノズルが採用された構成では、基板の主面に対して収容部材外から薬液を供給する必要がないので、カーテン形成ノズルがさらに採用される場合、水によるカーテンは、収容部材の開口の全域を塞ぐように形成されてもよい。これにより、収容部材内の雰囲気が開口を介して流出することをより良好に防止することができる。

請求項１０に記載のように、前記基板処理装置は、前記基板保持手段に保持された基板の主面に対して間隔を空けて対向配置され、当該基板との間の空間をその周囲から遮断するための遮断板（１９）をさらに含み、前記薬液供給手段は、前記遮断板に設けられていてもよい。なお、前記遮断板は、前記対向部材と同一の部材であってもよい。
水ノズルにより遮断板の一方面に水が供給されて、遮断板の周囲に水によるカーテンが形成されつつ、遮断板に設けられた薬液供給手段から薬液が吐出されることにより、薬液と水によるカーテンとの干渉を生じることなく、基板の主面に薬液を供給することができる。

以下では、本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、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の図解的な断面図である。
基板処理装置１は、基板の一例としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ］という。）Ｗの表面からレジスト膜を剥離するレジスト剥離処理に用いられる。基板処理装置１では、ウエハＷに対して１枚ずつレジスト剥離処理が行われる。すなわち、基板処理装置１は、レジスト剥離処理のための枚葉式の装置である。

基板処理装置１は、処理チャンバ２を備えている。処理チャンバ２の天井壁には、処理チャンバ２内に清浄空気（基板処理装置１が設置されるクリーンルーム内の空気を浄化して生成される空気）を送り込むためのファンフィルタユニット（図示せず）が設けられている。一方、処理チャンバ２の底面には、排気口（図示せず）が形成されている。ファンフィルタユニットからの清浄空気の供給および排気口からの排気により、基板処理装置１の稼働中は、常時、処理チャンバ２内に清浄空気のダウンフローが形成される。

処理チャンバ２内には、ウエハＷを保持して回転させるウエハ回転機構３が設けられている。ウエハ回転機構３としては、たとえば、挟持式のものが採用されている。具体的には、ウエハ回転機構３は、モータ４と、このモータ４の駆動軸と一体化されたスピン軸５と、スピン軸５の上端にほぼ水平に取り付けられた円板状のスピンベース６と、スピンベース６の周縁部の複数箇所にほぼ等角度間隔で設けられた複数個の挟持部材７とを備えている。そして、複数個の挟持部材７により、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持することができる。この状態で、モータ４が駆動されると、その駆動力によってスピンベース６が鉛直軸線まわりに回転され、そのスピンベース６とともに、ウエハＷがほぼ水平な姿勢を保った状態で鉛直軸線まわりに回転される。

ウエハ回転機構３は、カップ８内に収容されている。カップ８は、カップ下部９と、カップ下部９の上方に昇降可能に設けられたカップ上部１０とを備えている。
カップ下部９は、中心軸線がウエハＷの回転軸線と一致する有底円筒状をなしている。カップ下部９の底面には、排気口（図示せず）が形成されており、基板処理装置１の稼働中は、常時、カップ８内の雰囲気が排気口から排気されている。

カップ上部１０は、カップ下部９と中心軸線を共通とする円筒状の円筒部１１と、この円筒部１１の上端から円筒部１１の中心軸線に近づくほど高くなるように傾斜する傾斜部１２とを一体的に備えている。カップ上部１０には、カップ上部１０を昇降（上下動）させるためのカップ昇降機構１３が結合されている。カップ昇降機構１３により、カップ上部１０は、円筒部１１がスピンベース６の側方に配置される位置と、傾斜部１２の上端がスピンベース６の下方に配置される位置とに移動される。

また、処理チャンバ２内には、ウエハＷの表面（上面）にＳＰＭを供給するための移動ノズル１４が設けられている。移動ノズル１４は、カップ８の上方でほぼ水平に延びるアーム１５の先端部に取り付けられている。アーム１５には、アーム１５を所定角度範囲内で揺動させるためのアーム揺動機構１６が結合されている。アーム１５の揺動により、移動ノズル１４は、ウエハＷの回転軸線上の位置（ウエハＷの回転中心に対向する位置）と、カップ８の側方に設定された位置（ホームポジション）とに移動される。

移動ノズル１４には、薬液供給管１７が接続されている。薬液供給管１７には、薬液バルブ１８が介装されている。薬液バルブ１８が開かれると、薬液供給管１７から移動ノズル１４にＳＰＭが供給される。そして、移動ノズル１４に供給されるＳＰＭは、移動ノズル１４から下方に吐出される。
さらに、処理チャンバ２内には、ウエハＷの表面付近の雰囲気をその周囲から遮断するための遮断板１９が設けられている。遮断板１９は、ウエハＷとほぼ同じ径またはそれ以上の径を有する円板状をなしている。そして、遮断板１９は、ウエハ回転機構３の上方に、ほぼ水平な姿勢で、その中心がウエハＷの回転軸線上に位置するように配置されている。

遮断板１９の上面には、遮断板１９の中心を通る鉛直軸線（ウエハＷの回転軸線と一致する鉛直軸線）を中心軸線とする回転軸２０が固定されている。回転軸２０は、中空に形成されている。回転軸２０の内部には、液供給管２１が挿通されている。液供給管２１の下端は、遮断板１９の下面に達し、下方に開放されている。液供給管２１には、リンス液供給管２２が接続されている。リンス液供給管２２には、リンス液バルブ２３が介装されている。リンス液バルブ２３が開かれると、リンス液供給管２２から液供給管２１にリンス液の一例としての純水が供給される。液供給管２１に供給される純水は、液供給管２１の下端から下方に吐出される。

回転軸２０の内壁面と液供給管２１との間は、気体流通路２４を形成している。気体流通路２４の下端は、遮断板１９の下面において、液供給管２１の周囲で環状に開口している。気体流通路２４には、窒素ガス供給管２５が接続されている。窒素ガス供給管２５には、窒素ガスバルブ２６が介装されている。窒素ガスバルブ２６が開かれると、窒素ガス供給管２５から気体流通路２４に窒素ガスが供給される。気体流通路２４に供給される窒素ガスは、気体流通路２４の下端の環状開口から下方に吐出される。

回転軸２０は、カップ８の上方でほぼ水平に延びるアーム２７に取り付けられ、そのアーム２７から垂下した状態に設けられている。アーム２７には、アーム２７を昇降させるためのアーム昇降機構２８が結合されている。アーム２７の昇降により、遮断板１９は、ウエハ回転機構３の上方に大きく離間した位置と、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面に微小な間隔を隔てて近接する位置との間で昇降される。また、遮断板１９には、アーム２７を介して、遮断板１９を回転させるための遮断板回転機構２９が結合されている。

そして、基板処理装置１では、カップ８の上端部に、純水によるカーテン（以下「水カーテン」という。）ＷＣを形成するためのカーテン形成ノズル３０が設けられている。カーテン形成ノズル３０には、水供給管３１が接続されている。水供給管３１には、水バルブ３２が介装されている。水バルブ３２が開かれると、水供給管３１からカーテン形成ノズル３０に純水が供給され、その純水がカーテン形成ノズル３０から吐出されて、カップ８の上方に水カーテンＷＣが形成される。水カーテンＷＣが形成されると、その水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とが遮断される。

図２は、図１に示すカップおよびカーテン形成ノズルの図解的な平面図である。
具体的には、カーテン形成ノズル３０は、カップ上部１０の傾斜部１２上に２つ設けられている。２つのカーテン形成ノズル３０は、カップ上部１０の上面の開口（傾斜部１２の上端縁に囲まれる円形状の開口）３３に対する一方側、つまり平面視で開口３３の周縁に接する１本の接線に対して開口３３と反対側において、その接線と直交する開口３３の直径に関して互いに線対称をなすように並べて配置されている。

なお、開口３３は、カップ上部１０の昇降を実現するため、スピンベース６が通過可能なサイズを有しており、当然、ウエハＷが通過可能なサイズを有している。
各カーテン形成ノズル３０は、それらの並び方向に延びる長手状に形成されており、開口３３側の側面に、多数の吐出口（図示せず）を有している。各カーテン形成ノズル３０に純水が供給されると、各吐出口から開口３３の向こう側に向けて水が勢いよく吐出される。各吐出口から吐出される純水は、開口３３を越えて、開口３３の向こう側の傾斜部１２上またはカップ８外に到達する。また、各吐出口から吐出される純水は、全体として、帯状の水膜を形成する。これにより、開口３３の上方に、２つの水膜からなる水カーテンＷＣが、カーテン形成ノズル３０の並び方向に微小な間隔を空けて、それぞれ開口３３を跨ぐように形成される。

なお、カーテン形成ノズル３０に、多数の吐出口に代えて、カーテン形成ノズル３０の長手方向に延びるスリット状の吐出口（図示せず）が形成され、このスリット状の吐出口から純水が勢いよく吐出されることにより、帯状の水膜からなる水カーテンＷＣが形成されてもよい。
図１を再び参照して、基板処理装置１におけるレジスト剥離処理について説明する。

処理対象のウエハＷは、搬送ロボット（図示せず）によって、処理チャンバ２内に搬入され、その表面を上方に向けた状態でウエハ回転機構３に受け渡される。このとき、ウエハＷの搬入の妨げにならないように、遮断板１９は、ウエハ回転機構３の上方に大きく離間した位置に退避されている。また、移動ノズル１４は、カップ８の側方のホームポジションに配置されている。さらに、カップ上部１０は、最下方の位置まで下がり、傾斜部１２の上端は、スピンベース６の下方に配置されている。

ウエハＷがウエハ回転機構３に保持されると、カップ上部１０が上昇され、円筒部１１がスピンベース６の側方に配置される。その後、各カーテン形成ノズル３０から純水が吐出され、カップ８の上方に２つの水カーテンＷＣが形成される。その一方で、ウエハ回転機構３によるウエハＷの回転が開始され、ウエハＷが所定の回転速度で回転される。また、アーム１５が旋回されて、移動ノズル１４がホームポジションからウエハＷの回転軸線上に移動される。

移動ノズル１４の移動が完了すると、移動ノズル１４からＳＰＭが吐出される。移動ノズル１４から吐出されるＳＰＭは、２つの水カーテンＷＣの間を水カーテンＷＣと干渉することなく通り、回転中のウエハＷの表面の中央部に供給される。言い換えれば、２つの水カーテンＷＣは、移動ノズル１４から吐出されるＳＰＭとの干渉を防止するため、カーテン形成ノズル３０の並び方向に微小な間隔を空けて、そのＳＰＭを避けて形成される。

ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面の全域にＳＰＭが行き渡り、ＳＰＭに含まれるカロ酸（ペルオキソ一硫酸）の強酸化力によって、ウエハＷの表面に形成されているレジストが剥離される。ウエハＷの表面から剥離したレジストは、ＳＰＭにより押し流され、ウエハＷの表面上から除去される。

移動ノズル１４からのＳＰＭの吐出開始から所定時間が経過すると、そのＳＰＭの吐出が停止される。そして、アーム１５の旋回により、移動ノズル１４がウエハＷの回転軸線上からホームポジションに戻される。次いで、遮断板１９が少し下降された後、遮断板１９に設けられた液供給管２１の下端から純水が吐出される。液供給管２１から吐出される純水は、２つの水カーテンＷＣの間を通り、回転中のウエハＷの表面の中央部に供給される。ウエハＷの表面に供給された純水は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭが純水により洗い流される。

また、ウエハＷの表面への純水の供給が開始されると、カップ上部１０がゆっくりと最下方の位置まで下降される。このとき、各カーテン形成ノズル３０からの純水の吐出が続けられ、２つの水カーテンＷＣが維持されている。したがって、カップ上部１０の下降により、ウエハＷと水カーテンＷＣとが相対的に近接し、ウエハＷの表面と水カーテンＷＣとの間の空間が小さくなっていく。そして、カップ上部１０の下降の途中で、水カーテンＷＣをウエハＷが通過し、最終的には、各カーテン形成ノズル３０から吐出される純水がウエハＷの裏面（下面）に供給される状態となる。これにより、ウエハＷの裏面に付着しているＳＰＭも純水により洗い流される。

液供給管２１からの純水の吐出が所定時間にわたって続けられると、その純水の吐出が停止されるとともに、各カーテン形成ノズル３０からの純水の吐出が停止される。その後、遮断板１９がウエハＷの表面に微小な間隔を空けて対向する位置まで下降される。そして、ウエハＷの回転速度が所定の高回転速度に上げられる。一方、遮断板１９がウエハＷと同じ方向にほぼ同じ速度で高速回転される。また、遮断板１９に形成された気体流通路２４の下端から窒素ガスが吐出される。その結果、ウエハＷと遮断板１９との間の空間に窒素ガスの安定した気流が生じ、ウエハＷの表面付近の雰囲気がその周囲から遮断される。これにより、ウエハＷの表面に乾燥跡を生じることなく、ウエハＷに付着している純水が振り切られて除去される。

そして、ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられ、ウエハＷが乾燥すると、気体流通路２４からの窒素ガスの吐出が停止され、遮断板１９がウエハ回転機構３の上方に大きく離間した位置まで上昇される。そして、ウエハＷの回転が停止される。これにより、１枚のウエハＷに対するレジスト剥離処理が終了となり、搬送ロボットによって、処理済みのウエハＷが処理チャンバ２から搬出される。

以上のように、処理チャンバ２内において、ウエハ回転機構３は、カップ８内に収容された状態で設けられている。そのため、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面にＳＰＭが供給されるときに、ウエハＷの表面で跳ね返ったＳＰＭやウエハＷから飛散および／または流下するＳＰＭをカップ８で受け止めることができ、ＳＰＭの飛沫がカップ８外に飛散することを防止できる。

ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給中は、カップ８内に、ウエハＷの表面でのＳＰＭの跳ね返りなどによるＳＰＭミストが生じる。一方、カップ８に開口３３が形成されていることにより、カップ８の内側の空間と外側の空間とにおいて、開口３３を介して、相互に雰囲気の流通が可能である。そこで、少なくともウエハＷの表面へのＳＰＭの供給中は、カップ８の上方に水カーテンＷＣが形成され、水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とが遮断される。これにより、カップ８内のＳＰＭミストを含む雰囲気を水カーテンＷＣの内側に閉じ込めることができ、その雰囲気が処理チャンバ２内（水カーテンＷＣの外側の空間）に拡散することを防止できる。

しかも、水カーテンＷＣは、カップ８の上方に形成され、水カーテンＷＣを形成する純水は、カップ８内に入らない。そのため、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給と並行して水カーテンＷＣが形成されても、ＳＰＭが供給されているウエハＷの表面に純水がかかるおそれがない。その結果、ウエハＷの表面に供給されるＳＰＭが水で希釈されることを防止でき、ＳＰＭの希釈に起因する処理不良の発生を防止することができる。

また、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給の終了後には、ウエハＷと水カーテンＷＣとが互いに近接する方向に移動される。これにより、ウエハＷの表面上の雰囲気は、水カーテンＷＣに向けて追いやられる。ウエハＷの表面上の雰囲気には、ＳＰＭミストが相対的に多く含まれる。ウエハＷの表面上の雰囲気が水カーテンＷＣに接触すると、その雰囲気中のＳＰＭミストは、水カーテンＷＣを形成する純水に吸収される。その結果、ウエハＷの表面上の雰囲気中の多量のＳＰＭミストを排除することができ、ＳＰＭの供給の終了後にＳＰＭミストを含む雰囲気が処理チャンバ２内に拡散することを防止することができる。

図３は、本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。図３において、図１に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付している。また、以下では、図３に示す構造に関して、図１に示す構造との相違点を中心に説明し、図１に示す各部に相当する部分についての説明を省略する。
図３に示す基板処理装置４１では、スピン軸５は、中空軸の構成を有している。そして、スピン軸５の中空部分には、液供給管４２が相対回転可能に挿通されている。液供給管４２の上端は、スピンベース６の上面に配置された固定ノズル４３に接続されている。液供給管４２には、薬液供給管４４およびリンス液供給管４５が接続されている。薬液供給管４４には、薬液バルブ４６が介装されている。リンス液供給管４５には、リンス液バルブ４７が介装されている。薬液バルブ４６が開かれると、薬液供給管４４から液供給管４２にＳＰＭが供給される。一方、リンス液バルブ４７が開かれると、リンス液供給管４５から液供給管４２に純水が供給される。液供給管４２に選択的に供給されるＳＰＭおよび純水は、固定ノズル４３から上方に吐出される。

また、図１に示す基板処理装置１では、２つのカーテン形成ノズル３０がカップ上部１０の傾斜部１２上に配置されているのに対し、図３に示す基板処理装置４１では、１つのカーテン形成ノズル４８がカップ上部１０の傾斜部１２上に配置されている。
そして、図１に示す基板処理装置１では、移動ノズル１４および遮断板１９が備えられているのに対し、図３に示す基板処理装置４１では、それらが不要であるため、移動ノズル１４および遮断板１９ならびにこれらに関連する機構が省略されている。

図４は、図３に示すカップおよびカーテン形成ノズルの図解的な平面図である。
カーテン形成ノズル４８は、平面視で開口３３の周縁に接する１本の接線に対して開口３３と反対側に配置され、その接線と平行な方向に延びる長手状に形成されている。カーテン形成ノズル４８の開口３３側の側面には、多数の吐出口（図示せず）が形成されている。カーテン形成ノズル４８に純水が供給されると、各吐出口から開口３３の向こう側に向けて水が勢いよく吐出される。各吐出口から吐出される純水は、開口３３を越えて、開口３３の向こう側の傾斜部１２上またはカップ８外に到達する。また、各吐出口から吐出される純水は、全体として、帯状の水膜を形成する。これにより、その水膜からなる水カーテンＷＣが、開口３３を跨いで、その開口３３の全域を上方から塞ぐように形成される。

なお、カーテン形成ノズル４８に、多数の吐出口に代えて、カーテン形成ノズル３０の長手方向に延びるスリット状の吐出口（図示せず）が形成され、このスリット状の吐出口から純水が勢いよく吐出されることにより、帯状の水膜からなる水カーテンＷＣが形成されてもよい。
図３を再び参照して、基板処理装置４１におけるレジスト剥離処理について説明する。

処理対象のウエハＷは、搬送ロボット（図示せず）によって、処理チャンバ２内に搬入され、その表面（デバイス形成面）を下方に向けたフェースダウン状態でウエハ回転機構３に受け渡される。このとき、ウエハＷの搬入の妨げにならないように、カップ上部１０は、最下方の位置まで下がり、傾斜部１２の上端は、スピンベース６の下方に配置されている。

ウエハＷがウエハ回転機構３に保持されると、カップ上部１０が上昇され、円筒部１１がスピンベース６の側方に配置される。その後、各カーテン形成ノズル４８から純水が吐出され、カップ８の上方に水カーテンＷＣが形成される。その一方で、ウエハ回転機構３によるウエハＷの回転が開始され、ウエハＷが所定の回転速度で回転される。
その後、固定ノズル４３からＳＰＭが吐出される。固定ノズル４３から吐出されるＳＰＭは、回転中のウエハＷの表面（下面）の中央部に供給される。ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面の全域にＳＰＭが行き渡り、ＳＰＭに含まれるカロ酸（ペルオキソ一硫酸）の強酸化力によって、ウエハＷの表面に形成されているレジストが剥離される。ウエハＷの表面から剥離したレジストは、ＳＰＭとともにウエハＷの表面から除去される。

固定ノズル４３からのＳＰＭの吐出開始から所定時間が経過すると、そのＳＰＭの吐出が停止される。次いで、固定ノズル４３から純水が吐出される。固定ノズル４３から吐出される純水は、回転中のウエハＷの表面の中央部に供給される。ウエハＷの表面に供給された純水は、ウエハＷの回転による遠心力を受け、ウエハＷの表面に沿って、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭが純水により洗い流される。

また、ウエハＷの表面への純水の供給が開始されると、カップ上部１０がゆっくりと最下方の位置まで下降される。このとき、各カーテン形成ノズル４８からの純水の吐出が続けられ、水カーテンＷＣが維持されている。したがって、カップ上部１０の下降により、ウエハＷと水カーテンＷＣとが相対的に近接し、ウエハＷの裏面と水カーテンＷＣとの間の空間が小さくなっていく。そして、カップ上部１０の下降の途中で、水カーテンＷＣをウエハＷが通過し、最終的には、各カーテン形成ノズル３０から吐出される純水がウエハＷの表面（下面）に供給される状態となる。これにより、ウエハＷの表面のみならず裏面に付着しているＳＰＭも純水により洗い流される。

固定ノズル４３からの純水の吐出が所定時間にわたって続けられると、その純水の吐出が停止されるとともに、カーテン形成ノズル４８からの純水の吐出が停止される。そして、ウエハＷの回転速度が所定の高回転速度に上げられる。このウエハＷの高速回転により、ウエハＷに付着している純水が振り切られて除去される。
そして、ウエハＷの高速回転が所定時間にわたって続けられ、ウエハＷが乾燥すると、ウエハＷの回転が停止される。これにより、１枚のウエハＷに対するレジスト剥離処理が終了となり、搬送ロボットによって、処理済みのウエハＷが処理チャンバ２から搬出される。

図３に示す基板処理装置４１においても、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面にＳＰＭが供給されるときに、ウエハＷの表面で跳ね返ったＳＰＭやウエハＷから飛散および／または流下するＳＰＭをカップ８で受け止めることができ、ＳＰＭの飛沫がカップ８外に飛散することを防止できる。
また、少なくともウエハＷの表面へのＳＰＭの供給中は、カップ８の上方に、水カーテンＷＣがカップ８の開口３３の全域を覆うように形成され、その水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とがより良好な状態で遮断される。これにより、カップ８内のＳＰＭミストを含む雰囲気を水カーテンＷＣの内側に閉じ込めることができ、その雰囲気が処理チャンバ２内（水カーテンＷＣの外側の空間）に拡散することをより良好に防止できる。

しかも、水カーテンＷＣは、カップ８の上方に形成され、水カーテンＷＣを形成する純水は、カップ８内に入らない。また、ウエハＷは、その表面を開口３３と反対側である下方に向けたフェースダウン状態でウエハ回転機構３に保持される。したがって、たとえ水カーテンＷＣを形成する純水がカップ８内に入っても、ＳＰＭが供給されているウエハＷの表面に純水がかかることがない。その結果、ウエハＷの表面に供給されるＳＰＭが水で希釈されることを確実に防止でき、ＳＰＭの希釈に起因する処理不良の発生を防止することができる。

図５は、本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。図５において、図１に示す各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付している。また、以下では、図５に示す構造に関して、図１に示す構造との相違点を中心に説明し、図１に示す各部に相当する部分についての説明を省略する。
図５に示す基板処理装置５１では、遮断板１９のアーム２７に、遮断板１９の上面に純水を供給するための水ノズル５２が取り付けられている。水ノズル５２は、先端が遮断板１９の上面と回転軸２０の外周面との境界部付近に位置するように斜め下方に延びている。そして、水ノズル５２には、水供給管５３が接続されている。水供給管５３には、水バルブ５４が介装されている。これにより、水バルブ５４が開かれると、水供給管５３から水ノズル５２に純水が供給され、水ノズル５２から遮断板１９の上面と回転軸２０の外周面との境界部付近に向けて純水が吐出される。

また、カップ８内に、ウエハＷの表面（上面）にＳＰＭを供給するための固定ノズル５５と、遮断板１９の下面に洗浄用の純水を供給するための洗浄用純水ノズル５６とが設けられている。
固定ノズル５５は、たとえば、カップ上部１０の傾斜部１２の内面に、その先端をウエハ回転機構３のスピンベース６に向けた状態で取り付けられている。固定ノズル５５には、薬液供給管５７が接続されている。薬液供給管５７には、薬液バルブ５８が介装されている。薬液バルブ５８が開かれると、薬液供給管５７から固定ノズル５５にＳＰＭが供給され、固定ノズル５５からＳＰＭが吐出される。

洗浄用純水ノズル５６は、たとえば、カップ上部１０の円筒部１１の内面に、その先端をカップ８の開口３３に向けた状態で取り付けられている。洗浄用純水ノズル５６には、純水供給管５９が接続されている。純水供給管５９には、洗浄用純水バルブ６０が介装されている。洗浄用純水バルブ６０が開かれると、純水供給管５９から洗浄用純水ノズル５６に純水が供給され、洗浄用純水ノズル５６から開口３３に向けて純水が吐出される。

そして、図１に示す基板処理装置１では、移動ノズル１４が備えられているのに対し、図５に示す基板処理装置５１では、それが不要であるため、移動ノズル１４およびこれに関連する機構が省略されている。
基板処理装置５１におけるレジスト剥離処理について説明する。
処理対象のウエハＷは、搬送ロボット（図示せず）によって、処理チャンバ２内に搬入され、その表面を上方に向けた状態でウエハ回転機構３に受け渡される。このとき、ウエハＷの搬入の妨げにならないように、遮断板１９は、ウエハ回転機構３の上方に大きく離間した位置に退避されている。また、カップ上部１０は、最下方の位置まで下がり、傾斜部１２の上端は、スピンベース６の下方に配置されている。

ウエハＷがウエハ回転機構３に保持されると、カップ上部１０が上昇され、円筒部１１がスピンベース６の側方に配置される。また、遮断板１９がカップ８の開口３３の少し上方の位置に配置され、その位置で遮断板１９が所定の回転速度で回転される。そして、水ノズル５２から回転中の遮断板１９の上面に純水が供給される。純水は、遮断板１９の回転による遠心力を受けて、遮断板１９の上面上を周縁に向けて流れ、遮断板１９の周縁から側方へ連続流の状態で飛散する。これにより、遮断板１９の周囲には、遮断板１９の周縁と開口３３の周縁（傾斜部１２の上端縁）との間を塞ぐように、略円環状の水膜からなる水カーテンＷＣが形成される。その結果、遮断板１９および水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とが遮断される。

その一方で、ウエハ回転機構３によるウエハＷの回転が開始され、ウエハＷが所定の回転速度で回転される。
その後、固定ノズル５５からＳＰＭが吐出される。固定ノズル５５から吐出されるＳＰＭは、回転中のウエハＷの表面の中央部に供給される。ウエハＷの表面に供給されたＳＰＭは、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面の全域にＳＰＭが行き渡り、ＳＰＭに含まれるカロ酸（ペルオキソ一硫酸）の強酸化力によって、ウエハＷの表面に形成されているレジストが剥離される。ウエハＷの表面から剥離したレジストは、ＳＰＭにより押し流され、ウエハＷの表面上から除去される。

固定ノズル５５からのＳＰＭの吐出開始から所定時間が経過すると、そのＳＰＭの吐出が停止される。次いで、遮断板１９に設けられた液供給管２１の下端から純水が吐出される。液供給管２１から吐出される純水は、回転中のウエハＷの表面の中央部に供給される。ウエハＷの表面に供給された純水は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上を周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＳＰＭが純水により洗い流される。

また、洗浄用純水ノズル５６から純水が吐出され、その純水が回転中の遮断板１９の下面に供給される。ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給時に、遮断板１９の下面には、ウエハＷの表面で跳ね返ったＳＰＭの飛沫などが付着する。遮断板１９の下面に純水が供給されることにより、その付着したＳＰＭを純水で洗い流すことができ、遮断板１９に付着したＳＰＭがウエハＷの表面上に落下することによる汚染を防止できる。

液供給管２１からの純水の吐出が所定時間にわたって続けられると、その純水の吐出が停止されるとともに、水ノズル５２および洗浄用純水ノズル５６からの純水の吐出が停止される。その後、遮断板１９がウエハＷの表面に微小な間隔を空けて対向する位置まで下降される。そして、ウエハＷの回転速度が所定の高回転速度に上げられる。一方、遮断板１９がウエハＷと同じ方向にほぼ同じ速度で高速回転される。また、遮断板１９に形成された気体流通路２４の下端から窒素ガスが吐出される。その結果、ウエハＷと遮断板１９との間の空間に窒素ガスの安定した気流が生じ、ウエハＷの表面付近の雰囲気がその周囲から遮断される。これにより、ウエハＷの表面に乾燥跡を生じることなく、ウエハＷに付着している純水が振り切られて除去される。

図５に示す基板処理装置５１においても、ウエハ回転機構３に保持されたウエハＷの表面にＳＰＭが供給されるときに、ウエハＷの表面で跳ね返ったＳＰＭやウエハＷから飛散および／または流下するＳＰＭをカップ８で受け止めることができ、ＳＰＭの飛沫がカップ８外に飛散することを防止できる。
また、少なくともウエハＷの表面へのＳＰＭの供給中は、遮断板１９の周縁と開口３３の周縁（傾斜部１２の上端縁）との間を塞ぐように水カーテンＷＣが形成される。これにより、遮断板１９および水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とがより良好な状態で遮断される。その結果、カップ８内のＳＰＭミストを含む雰囲気を水カーテンＷＣの内側に閉じ込めることができ、その雰囲気が処理チャンバ２内（水カーテンＷＣの外側の空間）に拡散することをより良好に防止できる。

以上、本発明の３つの実施形態を説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することも可能である。
図１に示す基板処理装置１では、２つのカーテン形成ノズル３０が備えられているとしたが、さらに多くのカーテン形成ノズル３０が備えられてもよい。たとえば、図６に示すように、カップ上部１０の傾斜部１２上に、４つのカーテン形成ノズル３０が設けられてもよい。この場合、２つのカーテン形成ノズル３０は、平面視で開口３３の周縁に接する１本の接線に対して開口３３と反対側において、その接線と直交する開口３３の直径に関して互いに線対称をなすように並べて配置されるとよい。また、残りの２つのカーテン形成ノズル３０は、他の２つのカーテン形成ノズル３０の並び方向と直交する方向に延び、平面視で開口３３の周縁に接する１本の接線に対して開口３３と反対側において、他の２つのカーテン形成ノズル３０よりも高い位置に、その接線と直交する開口３３の直径に関して互いに線対称をなすように並べて配置されるとよい。これにより、移動ノズル１４から吐出されるＳＰＭを避けて、そのＳＰＭの周囲に４つの水カーテンＷＣを形成することができる。その結果、ＳＰＭと水カーテンＷＣとの干渉を防止しつつ、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間との良好な遮断状態を形成することができる。

また、図５に示す基板処理装置５１において、固定ノズル５５が省略され、遮断板１９に設けられた液供給管２１に、リンス液供給管２２に加えて、ＳＰＭを供給するための薬液供給管が接続されて、液供給管２１の下端からウエハＷの表面にＳＰＭが供給されてもよい。
前述した各実施形態は、適当に組み合わされてもよい。たとえば、図３に示す実施形態（第２の実施形態）と図５に示す実施形態（第３の実施形態）とが組み合わされて、ウエハＷがフェースダウン状態でウエハ回転機構３に保持され、そのウエハＷの表面への固定ノズル４３からのＳＰＭの供給と並行して、遮断板１９および水カーテンＷＣによって、カップ８の内側の空間を含む水カーテンＷＣの内側の空間と水カーテンＷＣの外側の空間とが遮断されてもよい。この場合、図５に示す水ノズル５２が省略されて、ウエハＷの表面へのＳＰＭの供給中に、洗浄用純水ノズル５６から回転中の遮断板１９の下面に純水が供給され、その純水が遮断板１９の周縁から側方に飛散することにより、遮断板１９の周囲に水カーテンＷＣが形成されてもよい。

また、水カーテンＷＣは、必ずしも純水により形成されなくてもよく、薬液成分を含まない液体であれば、たとえば、純水よりも純度の低い水により、水カーテンＷＣが形成されてもよい。
さらには、レジスト剥離処理のための装置を取り上げたが、本発明は、薬液を用いた処理を行う装置に広く適用することができる。たとえば、薬液としてフッ化水素酸を用いて基板から金属汚染物を除去するための洗浄処理などを行う装置に本発明を適用することが可能である。

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。

図１は、本発明の第１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。図２は、図１に示すカップおよびカーテン形成ノズルの図解的な平面図である。図３は、本発明の第２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。図４は、図３に示すカップおよびカーテン形成ノズルの図解的な平面図である。図５は、本発明の第３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。４つのカーテン形成ノズルの配置例を説明するための図解的な平面図である。

符号の説明

１基板処理装置
２処理チャンバ
３ウエハ回転機構（基板保持手段）
８カップ（収容部材）
１３カップ昇降機構（移動手段）
１４移動ノズル（薬液供給手段）
１９遮断板（対向部材）
２１液供給管（薬液供給手段）
３０カーテン形成ノズル
３３開口
４１基板処理装置
４３固定ノズル（薬液供給手段）
４８カーテン形成ノズル
５１基板処理装置
５２水ノズル
５５固定ノズル（薬液供給手段）
５６洗浄用純水ノズル（リンス液供給手段）
Ｗウエハ
ＷＣ水カーテン（カーテン）

Claims

処理室と、
前記処理室内に設けられ、基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に薬液を供給する薬液供給手段と、
前記基板保持手段を収容し、前記基板保持手段に保持された基板の主面と対向する位置に基板を通過可能なサイズの開口を有するカップ状の収容部材と、
水によるカーテンを形成し、前記収容部材の内側の空間を含む前記カーテンの内側の空間と前記カーテンの外側の空間とを遮断する遮断手段とを含む、基板処理装置。
前記遮断手段は、前記収容部材の外側の空間に前記カーテンを形成する、請求項１に記載の基板処理装置。
前記遮断手段は、前記開口の一方側から前記開口に対する他方側に向けて水を吐出し、前記開口を跨ぐように前記カーテンを形成するカーテン形成ノズルを備えている、請求項１または２に記載の基板処理装置。
前記基板保持手段に保持された基板と前記カーテンとをそれらの対向方向に相対的に移動させる移動手段をさらに含む、請求項３に記載の基板処理装置。
前記薬液供給手段は、前記収容部材の外側の空間を移動可能に設けられ、前記基板保持手段に保持された基板の主面に向けて薬液を吐出する移動ノズルを備える、請求項３または４に記載の基板処理装置。
前記遮断手段は、前記開口に対向して配置され、前記開口との対向方向に延びる直線まわりに回転される板状の対向部材と、前記対向部材の一方面に水を供給し、前記対向部材の周囲に、前記対向部材の周縁から飛散する水による前記カーテンを形成するための水ノズルとを備える、請求項１または２に記載の基板処理装置。
前記対向部材における前記開口との対向面に薬液を洗い流すためのリンス液を供給するリンス液供給手段をさらに含む、請求項６に記載の基板処理装置。
前記薬液供給手段は、前記収容部材内に設けられ、前記基板保持手段に保持された基板の主面に向けて薬液を吐出する固定ノズルを備える、請求項１〜７のいずれかに記載の基板処理装置。
前記固定ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板に対して前記開口が設けられている側と反対側において、当該基板の中央部に対向して配置される、請求項８に記載の基板処理装置。
前記基板保持手段に保持された基板の主面に対して間隔を空けて対向配置され、当該基板との間の空間をその周囲から遮断するための遮断板をさらに含み、
前記薬液供給手段は、前記遮断板に設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。