JP2013157354A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染雰囲気との接触による基板の汚染を低減できる基板処理装置および基板処理方法を提供すること。
【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗを水平に保持するスピンチャック３と、基板Ｗの上面に処理液を供給するノズルと、スピンチャック３を取り囲む筒状のガード５４、５５を含む。各ガード５４、５５の内周面５９ｘには、ガード５４、５５の周方向に配列された複数の吸引口５９ａが形成されている。各ガード５４、５５は、複数の吸引口５９ａに気体を吸引して、放射状に広がる気流を基板Ｗ上に形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、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、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が知られている。
特許文献１に記載の枚葉式の基板処理装置は、処理室内に配置された基板載置プレートと、基板載置プレート上で基板の下面周縁部を支持する環状部材と、環状部材の内側で基板の下面を支持する複数の球体と、環状部材および球体に水平に支持された基板の上面に気化したＨＭＤＳを供給する供給装置とを備えている。

この基板処理装置は、さらに、気化したＨＭＤＳが基板載置プレートの上面と基板の下面との間に進入することを防止するために、基板載置プレートに設けられた貫通孔を通じて基板載置プレートと基板との間の気体を排出し、基板の下面周縁部を環状部材に密着させる第１の排気装置と、処理室の底面に設けられた排気口を通じて処理室内の気体を排出する第２の排気装置とを備えている。

特開２０１０−２１９４３５号公報

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、気化したＨＭＤＳなどの処理ガスや、薬液やリンス液などの処理液が、基板の上面に供給される。そのため、基板を汚染する汚染雰囲気（処理成分やパーティクルを含む雰囲気）が基板上に発生する場合がある。特許文献１の基板処理装置では、第２の排気装置によって処理室内が排気される。しかしながら、排気口が処理室の底面に設けられているので、第２の排気装置の吸引力を強くしたとしても、基板上の汚染雰囲気を直接吸うことができない。そのため、雰囲気の滞留域が基板上に発生し、汚染雰囲気が確実に排気されない場合がある。

そこで、本発明の目的は、汚染雰囲気との接触による基板の汚染を低減できる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を水平に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ている基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段（５〜１０）と、前記基板保持手段を取り囲んでおり、周方向に配列された複数（好ましくは、３つ以上）の吸引口（５９ａ）が内周面（５９ｘ）に形成されており、前記複数の吸引口に気体を吸引して、放射状に広がる気流を前記基板上に形成する筒状のガード（５４〜５７）とを含む、基板処理装置（１）である。

この構成によれば、基板保持手段に水平に保持された基板上の気体が、基板保持手段を取り囲む筒状のガードの内周面に形成された複数の吸引口に吸引される。複数の吸引口は、ガードの周方向に配列されている。したがって、放射状に広がる気流、すなわち、基板の中央部上から外方に広がる気流が基板上に形成され、基板上の気体が複数の吸引口に直接吸引される。そのため、処理液供給手段から基板への処理液の供給によって、基板を汚染する汚染雰囲気が、基板上に発生したとしても、この雰囲気は、基板上から確実に排出される。よって、汚染雰囲気の拡散を抑制または防止でき、汚染雰囲気との接触による基板の汚染を低減できる。これにより、基板の清浄度を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、前記複数の吸引口は、前記ガードの前記周方向に等間隔で配列されている、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、複数の吸引口が、ガードの周方向に等間隔で配列されているので、放射状に広がる均一な気流が、基板上に形成される。したがって、雰囲気の滞留域が基板上に発生することを抑制または防止できる。そのため、汚染雰囲気を確実に排出できる。

請求項３に記載の発明は、前記ガードは、前記処理液供給手段から基板への処理液の供給が開始される前に前記複数の吸引口への気体の吸引を開始し、前記処理液供給手段から基板への処理液の供給と並行して前記複数の吸引口に気体を吸引する、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液供給手段から基板への処理液の供給が開始される前に、吸引口への気体の吸引が開始されるので、吸引口が気体を吸引している状態で、処理液供給手段からの処理液が基板に供給される。そのため、汚染雰囲気を確実に排出でき、基板の汚染を低減できる。

請求項４に記載の発明は、前記ガードは、前記処理液供給手段から基板への処理液の供給が終了した後に、前記複数の吸引口への気体の吸引を終了する、請求項３に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液供給手段から基板への処理液の供給が終了した後に、吸引口への気体の吸引が終了されるので、処理液の供給終了後に汚染雰囲気が残留しているとしても、この汚染雰囲気を確実に排出できる。これにより、基板の汚染を低減できる。

請求項５に記載の発明は、前記ガードは、前記基板保持手段を取り囲む筒状の外ガード（５５〜５７）と、前記基板保持手段と前記外ガードとの間で前記基板保持手段を取り囲む筒状の内ガード（５４〜５６）とを含み、前記外ガードは、前記基板より上方に配置された筒状の上端部を含み、前記外ガードの前記上端部の内周面に前記複数の吸引口が形成されており、前記内ガードは、前記基板より下方に配置された筒状の上端部を含み、前記内ガードの前記上端部の内周面に前記複数の吸引口が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、周方向に配列された複数の吸引口が、外ガードの上端部の内周面に形成されている。同様に、周方向に配列された複数の吸引口が、内ガードの上端部の内周面に形成されている。外ガードの上端部は、基板より上方に配置されており、内ガードの上端部は、基板より下方に配置されている。したがって、基板上の気体は、外ガードの上端部に向かって斜め上に吸い寄せられると共に、内ガードの上端部に向かって斜め下に吸い寄せられる。これにより、上下方向への汚染雰囲気の拡散範囲を狭めることができる。

請求項６に記載の発明は、前記複数の吸引口のそれぞれに接続された吸引装置（６４）をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、吸引装置からの吸引力が各吸引口に伝達され、基板上の気体が各吸引口に吸引される。すなわち、各吸引口が共通の吸引装置に接続されているので、複数の吸引装置を設けなくてもよい。そのため、基板処理装置の構成の複雑化を抑制または防止できる。

請求項７に記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の上面全域に対向する対向面（４ｘ）を含む対向部材（４）をさらに含み、前記ガードは、前記基板と前記対向部材との間の気体を前記複数の吸引口に吸引する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向部材の対向面が、基板の上方に配置されているので、汚染雰囲気の拡散が、対向部材によって抑制または防止される。さらに、ガードは、基板の上面と対向部材の対向面との間の気体を複数の吸引口に吸引するので、汚染雰囲気を確実に排出できる。そのため、汚染雰囲気との接触による基板の汚染をより確実に低減できる。

請求項８に記載の発明は、前記対向部材は、前記基板の中央部に対向する前記対向面内の位置で開口しており、前記基板の上面に向けて気体を吐出する中心開口（４ｂ）をさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、対向面で開口する中心開口から気体が吐出される。中心開口は、基板の中央部に対向している。したがって、中心開口から吐出された気体は、基板と対向部材との間を放射状に広がる。そのため、基板と対向部材との間の気体は、複数の吸引口からの吸引力によって外方に引き寄せられるだけでなく、中心開口から吐出された気体によって外方に押し流される。これにより、基板と対向部材との間の気体が、基板の周囲に排出され、複数の吸引口に吸引される。したがって、汚染雰囲気を確実に排出でき、汚染雰囲気との接触による基板の汚染をより確実に低減できる。

請求項９に記載の発明は、基板保持手段によって基板を水平に保持する保持工程と、前記保持工程と並行して、前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記保持工程と並行して、前記基板保持手段を取り囲む筒状のガードの内周面に形成されており、前記ガードの周方向に配列された複数の吸引口に気体を吸引して、放射状に広がる気流を前記基板上に形成する吸引工程とを含む、基板処理方法。この方法によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

なお、この項において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置を水平な方向から見た模式図である。 スピンチャックおよびガードの一部を水平な方向から見た模式的な部分断面図である。 スピンチャックおよびカップの平面図である。 基板処理装置によって行われる基板の処理の一例について説明するための模式図である。

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、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を水平な方向から見た模式図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理室２と、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心を通る鉛直な基準線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック３（基板保持手段）と、基板Ｗの上面に対向する遮断板４（対向部材）とを含む。基板処理装置１は、さらに、液体や気体などの処理流体を基板Ｗに供給する複数本のノズル５〜１０（処理液供給手段）と、スピンチャック３を取り囲む筒状のカップ１１と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置１２とを含む。複数本のノズルは、３本のスキャンノズル５〜７と、固定ノズル８と、二流体ノズル９と、中心軸ノズル１０とを含む。

処理室２は、シャッター１３によって開閉される箱形の隔壁１４と、隔壁１４の上部から隔壁１４内（処理室２内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ１５（ファン・フィルタ・ユニット）と、隔壁１４の下部から処理室２内の気体を排出する排気装置１６とを含む。スピンチャック３、遮断板４、ノズル５〜１０、およびカップ１１は、隔壁１４内に配置されている。ＦＦＵ１５は、隔壁１４の上方に配置されており、隔壁１４の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１５は、隔壁１４の天井から処理室２内に清浄空気を送る。排気装置１６は、カップ１１の底部に接続されており、カップ１１の底部から処理室２内の気体を吸引する。ＦＦＵ１５および排気装置１６は、処理室２内にダウンフロー（下降流）を形成する。基板Ｗの処理は、処理室２内にダウンフローが形成されている状態で行われる。

スピンチャック３は、ＦＦＵ１５の下方に配置されている。スピンチャック３は、基板Ｗを水平に保持する円盤状のスピンベース１７と、スピンベース１７を基準線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ１８とを含む。スピンチャック３は、基板Ｗの上面に非接触の状態で当該基板Ｗを水平に保持する。スピンチャック３は、基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）を吸着することにより当該基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。図１では、スピンチャック３が挟持式のチャックである場合を示している。

遮断板４は、基板Ｗより直径が大きい円板状である。遮断板４は、上下方向に延びる支軸１９によって水平な姿勢で支持されている。支軸１９は、遮断板４の上方で水平に延びる支持アーム２０に支持されている。遮断板４は、支軸１９の下方に配置されている。遮断板４の中心軸線は、基準線Ａ１上に配置されている。遮断板４の下面４ｘ（対向面）は、基板Ｗの上面に対向している。遮断板４は、遮断板回転ユニット２１および遮断板昇降ユニット２２に連結されている。遮断板回転ユニット２１は、支持アーム２０に対して遮断板４を基準線Ａ１まわりに回転させる。遮断板昇降ユニット２２は、遮断板４および支軸１９と共に支持アーム２０を鉛直方向に昇降させる。

遮断板昇降ユニット２２は、遮断板４の下面４ｘがスピンチャック３に保持されている基板Ｗの上面に近接する近接位置と、近接位置の上方に設けられた退避位置との間で遮断板４を昇降させる。遮断板昇降ユニット２２は、たとえば４つの位置（近接位置、下側中間位置、上側中間位置、および退避位置）で遮断板４を保持可能である。下側中間位置は、近接位置と退避位置との間の位置であり、上側中間位置は、下側中間位置と退避位置との間の位置である。下側中間位置は、基板Ｗと遮断板４との間にスキャンノズル５〜７および二流体ノズル９が進入できない高さに設定されており、上側中間位置は、スキャンノズル５〜７および二流体ノズル９が基板Ｗと遮断板４との間に進入できる高さに設定されている。図１では、遮断板４が上側中間位置に位置している状態が示されている。

中心軸ノズル１０は、遮断板４および基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線、すなわち、基準線Ａ１に沿って上下方向に延びている。中心軸ノズル１０は、スピンチャック３の上方に配置されている。中心軸ノズル１０は、支持アーム２０によって支持されている。中心軸ノズル１０は、支持アーム２０に対して回転不能である。中心軸ノズル１０は、遮断板４、支軸１９、および支持アーム２０と共に昇降する。支軸１９は、筒状であり、その内部空間は、遮断板４の中央部を上下に貫通する貫通孔に連通している。貫通孔は、遮断板４の下面４ｘの中央部で開口している。中心軸ノズル１０は、支軸１９内に挿入されている。中心軸ノズル１０の下面は、遮断板４の下面４ｘと同じ高さまたは遮断板４の下面４ｘより上方に配置されている。中心軸ノズル１０は、中心軸ノズル１０の周囲に形成された筒状流路２３によって取り囲まれている。筒状流路２３の下端は、中心軸ノズル１０を取り囲む環状の開口を形成している。

中心軸ノズル１０は、上下方向に延びる筒状のケース２４と、ケース２４内に挿入された２本のチューブ２５、２６（液用チューブ２５および気体用チューブ２６）とを含む。各チューブ２５、２６は、上下方向に延びており、各チューブ２６、２６の下端に設けられた開口は、ケース２４の下端と同じ高さに配置されている。筒状流路２３は、ケース２４を取り囲んでいる。液用チューブ２５は、中心リンス液バルブ２７が介装された中心リンス液配管２８）に接続されており、気体用チューブ２６は、中心気体バルブ２９が介装された中心気体配管３０に接続されている。また、筒状流路２３は、周囲気体バルブ３１が介装された周囲気体配管３２に接続されている。

中心リンス液バルブ２７が開かれると、中心リンス液配管２８から中心軸ノズル１０に供給されたリンス液が、中心軸ノズル１０の下面から下方に吐出される。同様に、中心気体バルブ２９が開かれると、中心軸ノズル１０に供給された気体が、中心軸ノズル１０の下面から下方に吐出される。また、周囲気体バルブ３１が開かれると、周囲気体配管３２から筒状流路２３に供給された気体が、筒状流路２３の下端から下方に吐出される。したがって、中心リンス液バルブ２７、中心気体バルブ２９、および周囲気体バルブ３１の少なくとも一つが開かれると、リンス液および気体の少なくとも一つが、遮断板４の下面４ｘの中央部で開口する中心開口４ｂから下方に吐出される。

中心軸ノズル１０に供給されるリンス液は、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよいし、これ以外の液体であってもよい。また、中心軸ノズル１０および筒状流路２３に供給される気体は、窒素ガスなどの不活性ガスであってもよいし、清浄空気であってもよいし、その他の気体であってもよい。以下では、リンス液の一例である純水が中心軸ノズル１０に供給され、気体の一例である窒素ガスが、中心軸ノズル１０および筒状流路２３に供給される例について説明する。

第１スキャンノズル５は、第１薬液バルブ３３が介装された第１薬液配管３４に接続されている。同様に、第２スキャンノズル６は、第２薬液バルブ３５が介装された第２薬液配管３６に接続されており、第３スキャンノズル７は、第３薬液バルブ３７が介装された第３薬液配管３８に接続されている。第１薬液バルブ３３が開かれると、第１薬液配管３４から第１スキャンノズル５に供給された薬液が、第１スキャンノズル５から下方に吐出される。第２薬液バルブ３５および第３薬液バルブ３７についても同様である。

各スキャンノズル５〜７に供給される薬液は、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、および腐食防止剤のうちの少なくとも一つを含む液体であってもよいし、これ以外の液体であってもよい。たとえば、ＳＰＭ（Ｈ_２ＳＯ_４とＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）、ＳＣ１（ＮＨ_４ＯＨとＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）、ＳＣ２（ＨＣｌとＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）、ＦＰＭ（ＨＦとＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）、およびＢＨＦ（ＨＦとＮＨ_４Ｆとを含む混合液）のいずれかが、薬液として用いられてもよい。また、各スキャンノズル５〜７に供給される薬液は、同種の薬液であってもよいし、異なる種類の薬液であってもよい。以下では、ＳＰＭが第１スキャンノズル５に供給され、過酸化水素水が第２スキャンノズル６に供給され、ＳＣ１が第３スキャンノズル７に供給される例について説明する。

第１スキャンノズル５および第２スキャンノズル６は、共通のノズルアーム３９に保持されている。第３スキャンノズル７は、ノズルアーム３９とは異なるノズルアーム４０に保持されている。ノズルアーム３９は、第１＆２ノズル移動ユニット４１に接続されており、ノズルアーム４０は、第３ノズル移動ユニット４２に接続されている。第１＆２ノズル移動ユニット４１は、第１スキャンノズル５および第２スキャンノズル６と共にノズルアーム３９を移動させる。第３ノズル移動ユニット４２は、第３スキャンノズル７と共にノズルアーム４０を移動させる。

第１＆２ノズル移動ユニット４１および第３ノズル移動ユニット４２は、スキャンノズル５〜７から吐出された処理液が基板Ｗの上面中央部に着液する中心位置と、スキャンノズル５〜７から吐出された処理液が基板Ｗの上面周縁部に着液する周縁位置との間で、スキャンノズル５〜７を移動させる。たとえば、第１スキャンノズル５が処理液を吐出しており、基板Ｗが回転している状態で、第１＆２ノズル移動ユニット４１が、第１スキャンノズル５を中心位置および周縁位置の一方から他方に移動させると、処理液の着液位置が基板Ｗの上面全域を走査し、基板Ｗの上面全域に処理液が供給される。

固定ノズル８は、リンス液バルブ４３が介装されたリンス液配管４４に接続されている。リンス液バルブ４３が開かれると、リンス液配管４４から固定ノズル８に供給されたリンス液が、固定ノズル８から下方に吐出される。固定ノズル８は、所定位置に固定された状態でリンス液を吐出する。固定ノズル８がリンス液を吐出する吐出位置（図１に示す位置）は、固定ノズル８から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面中央部に着液するように設定されている。基板Ｗが回転している状態で、リンス液が固定ノズル８から吐出されると、基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液が、基板Ｗの回転による遠心力によって外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域にリンス液が供給される。以下では、リンス液の一例である炭酸水が、固定ノズル８に供給される例について説明する。

二流体ノズル９は、液体バルブ４５が介装された液体配管４６と、気体バルブ４７が介装された気体配管４８とに接続されている。液体バルブ４５が開かれると、リンス液などの液体が、液体配管４６から二流体ノズル９に供給され、気体バルブ４７が開かれると、気体が、二流体ノズル９に供給される。液体バルブ４５および気体バルブ４７の両方が開かれている状態では、液体と気体とが混合され、多数の液滴によって形成された噴流が二流体ノズル９から下方に噴射される。以下では、リンス液の一例である純水と、気体の一例である窒素ガスとが、二流体ノズル９に供給される例について説明する。

二流体ノズル９は、二流体ノズル移動ユニット４９に接続されている。二流体ノズル移動ユニット４９は、二流体ノズル９から噴射された液滴が基板Ｗの上面中央部に衝突する中心位置と、二流体ノズル９から噴射された液滴が基板Ｗの上面周縁部に衝突する周縁位置との間で二流体ノズル９を移動させる。二流体ノズル９が液滴を噴射しており、基板Ｗが回転している状態で、二流体ノズル移動ユニット４９が、二流体ノズル９を中心位置および周縁位置の一方から他方に移動させると、液滴の衝突位置が基板Ｗの上面全域を走査し、多数の液滴が基板Ｗの上面全域に衝突する。

カップ１１は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗよりも外方（基準線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ１１は、スピンチャック３を取り囲む円筒部材５０と、スピンチャック３と円筒部材５０との間に配置された複数の処理液カップ５１〜５３（第１〜第３処理液カップ５１〜５３）と、基板Ｗの周囲に飛散した処理液を受け止める複数のガード５４〜５７（第１〜第４ガード５４〜５７）と、個々のガード５４〜５７を独立して昇降させるガード昇降ユニット５８とを含む。図１では、基準線Ａ１の右側と左側とで、第３ガード５６が異なる高さに配置されている状態が示されている。

各処理液カップ５１〜５３は、円筒状であり、スピンチャック３と円筒部材５０との間でスピンチャック３を取り囲んでいる。内側から２番目の第２処理液カップ５２は、第１処理液カップ５１よりも外方に配置されており、第３処理液カップ５３は、第２処理液カップ５２よりも外方に配置されている。第３処理液カップ５３は、たとえば、第２ガード５５と一体であり、第２ガード５５と共に昇降する。各処理液カップ５１〜５３は、上向きに開いた環状の溝を形成している。各処理液カップ５１〜５３に導かれた処理液は、この溝を通じて図示しない回収ユニットまたは廃液ユニットに送られる。これにより、基板Ｗから排出された処理液が回収または廃棄される。

各ガード５４〜５７は、円筒状であり、スピンチャック３と円筒部材５０との間でスピンチャック３を取り囲んでいる。内側の３つのガード５４〜５６は、外側の３つのガード５５〜５７のうちの少なくとも一つによって取り囲まれた内ガードであり、外側の３つのガード５５〜５７は、内側の３つのガード５４〜５６のうちの少なくとも一つを取り囲む外ガードである。

各ガード５４〜５７は、基準線Ａ１に向かって斜め上に延びる円筒状の傾斜部５９と、傾斜部５９の下端から下方に延びる円筒状の案内部６０とを含む。各傾斜部５９の上端部は、ガード５４〜５７の内周部を構成しており、基板Ｗおよびスピンベース１７よりも大きな直径を有している。４つの傾斜部５９は、上下に重ねられており、４つの案内部６０は、同軸的に配置されている。最も外側の案内部６０を除く３つの案内部６０は、それぞれ、複数の処理液カップ５１〜５３内に出入り可能である。すなわち、カップ１１は、折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット５８が４つのガード５４〜５７の少なくとも一つを昇降させることにより、カップ１１の展開および折り畳みが行われる。

ガード昇降ユニット５８は、ガードの上端が基板Ｗより上方に位置する上位置と、ガードの上端が基板Ｗより下方に位置する下位置との間で、各ガード５４〜５７を昇降させる。ガード昇降ユニット５８は、上位置と下位置との間の任意の位置で各ガード５４〜５７を保持可能である。基板Ｗへの処理液の供給や基板Ｗの乾燥は、いずれかのガード５４〜５７が、基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。たとえば内側から３番目の第３ガード５６を基板Ｗの周端面に対向させる場合には、第１ガード５４および第２ガード５５が下位置（図１の左側に示す位置）に配置され、第３ガード５６および第４ガード５７が上位置（図１の左側に示す位置）に配置される。また、最も外側の第４ガード５７を基板Ｗの周端面に対向させる場合には、第４ガード５７が上位置（図１の右側に示す位置）に配置され、他の３つのガード５４〜５６が下位置（図１の右側に示す位置）に配置される。

基板Ｗへの処理液の供給は、たとえば、４つのガード５４〜５７のいずれかが、基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。したがって、基板Ｗに処理液が供給されているときに基板Ｗの周囲に飛散した処理液は、第１ガード５４、第２ガード５５、および第３ガード５６のいずれかによって、いずれかの処理液カップ５１〜５３に案内される。また、基板Ｗの乾燥は、たとえば、最も外側の第４ガード５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。したがって、基板Ｗの高速回転によって基板Ｗの周囲に飛散した処理液は、第４ガード５７によって円筒部材５０の底に案内され、円筒部材５０の底から図示しない廃液ユニットに送られる。このようにして、基板Ｗの周囲に飛散した処理液がいずれかのガード５４〜５７によって受け止められる。そのため、処理室２内での処理液の飛散範囲が狭められる。

図２は、スピンチャック３およびガード５４〜５７の一部を水平な方向から見た模式的な部分断面図である。図３は、スピンチャック３およびカップ１１の平面図である。図２では、第１ガード５３および第２ガード５５以外のガードの図示を省略している。また、図３の黒矢印は、吸引口５９ａによる気体の吸引方向を示している。図３では、理解を容易にするために、吸引口５９ａを模式的に示している。

図３に示すように、各ガード５４〜５７の上端部（傾斜部５９の上端部）は、基板Ｗと同軸であり、基板Ｗよりも大きな直径を有する円筒状の内周面５９ｘを含む。内周面５９ｘには、複数の吸引口５９ａが形成されている。各吸引口５９ａは、円形または楕円形の孔であってもよいし、周方向に長い長孔であってもよい。複数の吸引口５９ａは、ガード５４〜５７の周方向に等間隔で配列されている。図２に示すように、共通のガード５４〜５７に形成された複数の吸引口５９ａは、当該ガード５４〜５７の内部に形成された吸引路６３に接続されている。各ガード５４〜５７の吸引路６３は、吸引バルブ６５が介装された吸引配管６６を介して吸引装置６４に接続されている。したがって、吸引バルブ６５が開かれると、全てのガード５４〜５７に形成された全ての吸引口５９ａに気体が供給される。各吸引口５９ａへの気体の吸引方向は、水平方向であってもよいし、水平面に対して上または下に傾いた方向であってもよい。

図２に示すように、上下に隣接する２つのガード（たとえば、第１ガード５３と第２ガード５５）がそれぞれ下位置および上位置に配置されている状態では、基板Ｗの周囲に飛散した液滴が、２つのガードの間に排出される。この状態で制御装置１２が吸引バルブ６５を開くと、基板Ｗ上の気体が、上位置のガード５４〜５７に形成された複数の吸引口５９ａに向かって斜め上に吸い寄せられる（図２の一点鎖線の矢印参照）。それと共に、基板Ｗ上の気体が、下位置のガード５４〜５７に形成された複数の吸引口５９ａに向かって斜め下に吸い寄せられる（図２の二点鎖線の矢印参照）。そのため、図３に示すように、基準線Ａ１から放射状に広がる気流が基板Ｗ上に形成される。これにより、基板Ｗ上の気体がガード５４〜５７内に排出される。

図４は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するための模式図である。以下では、図１、図２、および図４を参照する。
基板Ｗが処理されるときには、処理室２内に基板Ｗを搬入する搬入工程（Ｓ１）が行われる。具体的には、制御装置１２は、スキャンノズル５〜７および二流体ノズル９を退避位置（基板Ｗの上方から離れた位置）に位置させる。さらに、制御装置１２は、遮断板４を退避位置に位置させ、全てのガード５４〜５７を下位置に位置させる。この状態で、制御装置１２は、図４に示す搬送ロボットＲによって処理室２内に基板Ｗを搬入させる。その後、制御装置１２は、搬送ロボットＲによってスピンチャック３上に基板Ｗを載置させる。そして、制御装置１２は、スピンチャック３によって基板Ｗを保持させる。制御装置１２は、スピンチャック３上に基板Ｗが載置された後、搬送ロボットＲを処理室２から退避させ、シャッター１３を閉じる。

次に、薬液の一例であるＳＰＭを基板Ｗに供給する第１薬液処理工程（Ｓ２）が行われる。具体的には、制御装置１２は、第１＆２ノズル移動ユニット４１によって第１スキャンノズル５および第２スキャンノズル６を退避位置から基板Ｗ上に移動させる。そして、制御装置１２は、ガード昇降ユニット５８によって少なくとも一つのガード５４〜５７を上昇させて、いずれかのガード５４〜５７を基板Ｗの周端面に対向させる。続いて、制御装置１２は、スピンチャック３および遮断板回転ユニット２１によって、基板Ｗおよび遮断板４を同じまたはほぼ同じ回転速度で同じ回転方向に回転させる。さらに、制御装置１２は、遮断板昇降ユニット２２によって遮断板４を退避位置から上側中間位置に下降させる。前述のように、上側中間位置は、スキャンノズル５〜７および二流体ノズル９が基板Ｗと遮断板４との間に進入できる高さに設定されている。したがって、制御装置１２が遮断板４を上側中間位置まで下降させても、遮断板４は、基板Ｗ上の第１スキャンノズル５および第２スキャンノズル６に衝突しない。

制御装置１２は、遮断板４を移動させた後、吸引バルブ６５を開く。これにより、基板Ｗと遮断板４との間の気体が、全てのガード５４〜５７に形成された全ての吸引口５９ａに吸引され、放射状に広がる気流が、基板Ｗと遮断板４との間に形成される。制御装置１２は、ガード５４〜５７内に気体が吸引されている状態で、第１薬液バルブ３３を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けて第１スキャンノズル５からＳＰＭを吐出させる。さらに、制御装置１２は、第１スキャンノズル５からＳＰＭを吐出させながら、第１スキャンノズル５を中心位置と周縁位置との間で移動させる。そして、第１薬液バルブ３３を開いてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、第１スキャンノズル５および第２スキャンノズル６を基板Ｗ上に位置させた状態で、ガード５４〜５７内への気体の吸引を継続させながら、第１薬液バルブ３３を閉じて、第１スキャンノズル５からのＳＰＭの吐出を停止させる。

第１スキャンノズル５から吐出されたＳＰＭは、基板Ｗの上面に着液した後、基板Ｗの回転による遠心力によって外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域にＳＰＭが供給される。さらに、第１スキャンノズル５の移動に伴って基板ＷへのＳＰＭの着液位置が移動するので、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に均一に供給される。これにより、基板Ｗの上面全域がＳＰＭによって均一に処理される。さらに、ＳＰＭの吐出と並行して、ガード５４〜５７内に気体が吸引されるので、基板ＷへのＳＰＭの供給に伴って発生した薬液雰囲気（ＳＰＭのミストやヒュームを含む汚染雰囲気）は、ガード５４〜５７内に吸引され、処理室２内から排出される。これにより、基板Ｗおよび遮断板４が、薬液雰囲気によって汚染されることが抑制または防止される。さらに、基板Ｗと遮断板４との間から薬液雰囲気が漏れて、処理室２の内壁面が汚染されることを抑制または防止できる。

次に、薬液の一例である過酸化水素水を基板Ｗに供給する第２薬液処理工程（Ｓ３）が行われる。具体的には、制御装置１２は、遮断板４が上側中間位置に位置しており、いずれかのガード５４〜５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で、第２薬液バルブ３５を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けて第２スキャンノズル６から過酸化水素水を吐出させる。さらに、制御装置１２は、第２スキャンノズル６から過酸化水素水を吐出させながら、第２スキャンノズル６を中心位置と周縁位置との間で移動させる。そして、第２薬液バルブ３５を開いてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、ガード５４〜５７内への気体の吸引を継続させながら、第２薬液バルブ３５を閉じて、第２スキャンノズル６からの過酸化水素水の吐出を停止させる。その後、制御装置１２は、第１＆２ノズル移動ユニット４１によって第１スキャンノズル５および第２スキャンノズル６を基板Ｗ上から退避させる。

ＳＰＭと同様に、第２スキャンノズル６から吐出された過酸化水素水は、基板Ｗの上面に着液した後、基板Ｗの回転による遠心力によって外方に広がる。そのため、基板Ｗ上のＳＰＭは、第２スキャンノズル６から吐出された過酸化水素水によって置換される。これにより、過酸化水素水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が過酸化水素水によって均一に処理される。さらに、過酸化水素水の吐出と並行して、ガード５４〜５７内に気体が吸引されるので、薬液雰囲気が基板Ｗと遮断板４との間に残留しているとしても、この雰囲気は、ガード５４〜５７内に吸引される。これにより、基板Ｗや遮断板４が汚染されたり、薬液雰囲気が基板Ｗと遮断板４との間から漏れることを抑制または防止できる。

次に、リンス液の一例である炭酸水を基板Ｗに供給するリンス工程（Ｓ４）が行われる。具体的には、制御装置１２は、遮断板４が上側中間位置に位置しており、いずれかのガード５４〜５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で、リンス液バルブ４３を開いて、回転状態の基板Ｗの上面中央部に向けて固定ノズル８から炭酸水を吐出させる。そして、リンス液バルブ４３を開いてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、リンス液バルブ４３を閉じて、固定ノズル８からの炭酸水の吐出を停止させる。その後、制御装置１２は、吸引バルブ６５を閉じて、ガード５４〜５７内への気体の吸引を停止させる。

固定ノズル８から吐出された炭酸水は、基板Ｗの上面中央部に着液した後、基板Ｗの回転による遠心力によって外方に広がる。そのため、基板Ｗ上の過酸化水素水は、固定ノズル８から吐出された炭酸水によって置換される。これにより、炭酸水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗ上の過酸化水素水が炭酸水によって洗い流される。さらに、炭酸水の吐出と並行して、ガード５４〜５７内に気体が吸引されるので、薬液雰囲気が基板Ｗと遮断板４との間に残留しているとしても、この雰囲気は、ガード５４〜５７内に吸引される。これにより、基板Ｗや遮断板４が汚染されたり、薬液雰囲気が基板Ｗと遮断板４との間から漏れることを抑制または防止できる。

次に、薬液の一例であるＳＣ１を基板Ｗに供給する第３薬液処理工程（Ｓ５）が行われる。具体的には、制御装置１２は、遮断板４が上側中間位置に位置しており、いずれかのガード５４〜５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で、第３ノズル移動ユニット４２によって第３スキャンノズル７を退避位置から基板Ｗ上に移動させる。その後、制御装置１２は、第３薬液バルブ３７を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けて第３スキャンノズル７からＳＣ１を吐出させる。さらに、制御装置１２は、第３スキャンノズル７からＳＣ１を吐出させながら、第３スキャンノズル７を中心位置と周縁位置との間で移動させる。これにより、基板Ｗ上の炭酸水が、ＳＣ１に置換される。第３薬液バルブ３７を開いてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、第３薬液バルブ３７を閉じて、第３スキャンノズル７からのＳＣ１の吐出を停止させる。その後、制御装置１２は、第３ノズル移動ユニット４２によって第３スキャンノズル７を基板Ｗ上から退避させる。

次に、リンス液の一例である純水（ＤＩＷ）の液滴を基板Ｗに衝突させる液滴衝突工程（Ｓ６）が行われる。具体的には、制御装置１２は、遮断板４が上側中間位置に位置しており、いずれかのガード５４〜５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で、二流体ノズル移動ユニット４９によって二流体ノズル９を退避位置から基板Ｗ上に移動させる。その後、制御装置１２は、液体バルブ４５および気体バルブ４７を開く。これにより、純水と窒素ガスとが、二流体ノズル９に供給され、多数の液滴が、回転状態の基板Ｗの上面に向けて二流体ノズル９から噴射される。制御装置１２は、二流体ノズル９から多数の液滴を噴射させながら、二流体ノズル９を中心位置と周縁位置との間で移動させる。これにより、純水の液滴が、基板Ｗの上面全域に衝突し、基板Ｗと異物との結合力が、液滴の運動エネルギーによって弱められる。さらに、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗ上のＳＣ１が純水に置換される。液体バルブ４５および気体バルブ４７を開いてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、液体バルブ４５および気体バルブ４７を閉じて、二流体ノズル９からの純水の吐出を停止させる。その後、制御装置１２は、二流体ノズル移動ユニット４９によって二流体ノズル９を基板Ｗ上から退避させる。

次に、リンス液の一例である炭酸水を基板Ｗに供給する最終リンス工程（Ｓ７）が行われる。具体的には、制御装置１２は、スキャンノズル５〜７および二流体ノズル９が基板Ｗ上から退避しており、いずれかのガード５４〜５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で、遮断板昇降ユニット２２によって遮断板４を上側中間位置から下側中間位置に下降させる。その後、制御装置１２は、中心リンス液バルブ２７を開いて、回転状態の基板Ｗの上面中央部に向けて中心軸ノズル１０から炭酸水を吐出させる。中心軸ノズル１０から吐出された炭酸水は、基板Ｗの上面中央部に着液した後、基板Ｗの回転による遠心力によって外方に広がる。これにより、基板Ｗ上の純水が、炭酸水に置換されると共に、液滴の衝突によって基板Ｗから剥がれた異物が洗い流される。中心リンス液バルブ２７を開いてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、中心リンス液バルブ２７を閉じて、中心軸ノズル１０からの炭酸水の吐出を停止させる。

次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（Ｓ８）が行われる。具体的には、制御装置１２は、いずれかのガード５４〜５７が基板Ｗの周端面に対向している状態で、遮断板昇降ユニット２２によって遮断板４を下側中間位置から近接位置まで下降させる。さらに、制御装置１２は、中心気体バルブ２９および周囲気体バルブ３１の少なくとも一つを開いて、遮断板４の下面４ｘの中央部で開口する中心開口４ｂから窒素ガスを下方に吐出させる。その後、制御装置１２は、スピンチャック３および遮断板回転ユニット２１によって基板Ｗおよび遮断板４の回転を加速させて、基板Ｗおよび遮断板４を高回転速度で回転させる。そして、基板Ｗおよび遮断板４の高速回転を開始させてから所定時間が経過すると、制御装置１２は、遮断板４からの窒素ガスの吐出を停止させると共に、基板Ｗおよび遮断板４の回転を停止させる。

遮断板４が近接位置に移動することにより、基板Ｗと遮断板４との間隔が狭まり、遮断板４の下面４ｘが基板Ｗの上面に近接する。そのため、基板Ｗと遮断板４との間の体積が減少する。また、中心開口４ｂから吐出された窒素ガスは、基板Ｗと遮断板４との間を外方に流れた後、基板Ｗと遮断板４との間の隙間から外方に排出される。そのため、基板Ｗと遮断板４との雰囲気が窒素ガスに置換される。基板Ｗ上の炭酸水は、基板Ｗの高速回転によって基板Ｗの周囲に振り切られる。したがって、基板Ｗ上の炭酸水は、窒素ガス雰囲気中で基板Ｗから除去される。そのため、基板Ｗは、窒素ガス雰囲気中で乾燥する。これにより、ウォーターマークの発生が低減される。

次に、処理室２内から基板Ｗを搬出する搬出工程（Ｓ９）が行われる。具体的には、制御装置１２は、遮断板昇降ユニット２２によって遮断板４を近接位置から退避位置まで上昇させる。さらに、制御装置１２は、ガード昇降ユニット５８によって全てのガード５４〜５７を下位置まで下降させる。この状態で、制御装置１２は、搬送ロボットＲを処理室２内に進入させる。その後、制御装置１２は、搬送ロボットＲによってスピンチャック３上の基板Ｗを保持させる。そして、制御装置１２は、搬送ロボットＲを処理室２内から退避させる。これにより、処理室２内から基板Ｗが搬出される。

以上のように本実施形態では、スピンチャック３に水平に保持された基板Ｗ上の気体が、スピンチャック３を取り囲む筒状のガード５４〜５７の内周面５９ｘに形成された複数の吸引口５９ａに吸引される。複数の吸引口５９ａは、ガード５４〜５７の周方向に配列されている。したがって、放射状に広がる気流、すなわち、基板Ｗの中央部上から外方に広がる気流が基板Ｗ上に形成され、基板Ｗ上の気体が複数の吸引口５９ａに直接吸引される。そのため、基板Ｗへの処理液の供給によって、基板Ｗを汚染する汚染雰囲気が、基板Ｗ上に発生したとしても、この雰囲気は、基板Ｗ上から確実に排出される。よって、汚染雰囲気の拡散を抑制または防止でき、汚染雰囲気との接触による基板Ｗの汚染を低減できる。これにより、基板Ｗの清浄度を高めることができる。

本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の実施形態では、全てのガードに吸引口が形成されている場合について説明したが、一部のガードだけに吸引口が形成されていてもよい。
また、前述の実施形態では、カップが、複数のガードを備えている場合について説明したが、ガードの数は、１つであってもよい。

また、前述の実施形態では、ＳＰＭの供給に伴って発生した薬液雰囲気が、吸引口を通じて排出される場合について説明したが、排出される薬液雰囲気は、ＳＰＭ以外の薬液の供給に伴って発生した薬液雰囲気であってもよい。当然、薬液以外の処理液の供給に伴って発生した雰囲気が、吸引口を通じて排出されてもよい。
また、前述の実施形態では、ガードが気体の吸引を停止している状態で、ＳＣ１が基板に供給される場合について説明したが、ガードは、ＳＣ１の供給と並行して気体を吸引してもよい。たとえば、基板が処理室に搬入されてから搬出されるまで気体の吸引が継続されてもよい。

また、前述の実施形態では、基板へのＳＰＭの供給が開始される前に、ガードが気体の吸引を開始し、基板へのＳＰＭの供給が終了した後に、ガードが気体の吸引を終了する場合について説明した。しかし、ガードは、基板へのＳＰＭの供給が開始されるのと同時または開始された後に、気体の吸引を開始してもよい。また、ガードは、基板へのＳＰＭの供給が終了するのと同時または終了する前に、気体の吸引を終了してもよい。

また、前述の実施形態では、スキャンノズルから薬液が吐出され、固定ノズルおよび中心軸ノズルからリンス液が吐出される場合について説明した。しかし、スキャンノズルからリンス液が吐出され、固定ノズルおよび中心軸ノズルから薬液が吐出されてもよい。
また、前述の実施形態では、基板処理装置が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。

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。

１ ：基板処理装置
３ ：スピンチャック（基板保持手段）
４ ：遮断板（対向部材）
４ｂ ：中心開口
４ｘ ：下面（対向面）
５ ：第１スキャンノズル（処理液供給手段）
６ ：第２スキャンノズル（処理液供給手段）
７ ：第３スキャンノズル（処理液供給手段）
８ ：固定ノズル（処理液供給手段）
９ ：二流体ノズル（処理液供給手段）
１０ ：中心軸ノズル（処理液供給手段）
５４ ：第１ガード（内ガード）
５５ ：第２ガード（内ガード、外ガード）
５６ ：第３ガード（内ガード、外ガード）
５７ ：第４ガード（外ガード）
５９ ：傾斜部
５９ａ ：吸引口
５９ｘ ：内周面
６４ ：吸引装置
Ｗ ：基板

Claims (9)

1. 基板を水平に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持されている基板の上面に処理液を供給する処理液供給手段と、
   前記基板保持手段を取り囲んでおり、周方向に配列された複数の吸引口が内周面に形成されており、前記複数の吸引口に気体を吸引して、放射状に広がる気流を前記基板上に形成する筒状のガードとを含む、基板処理装置。
2. 前記複数の吸引口は、前記ガードの前記周方向に等間隔で配列されている、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記ガードは、前記処理液供給手段から基板への処理液の供給が開始される前に前記複数の吸引口への気体の吸引を開始し、前記処理液供給手段から基板への処理液の供給と並行して前記複数の吸引口に気体を吸引する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記ガードは、前記処理液供給手段から基板への処理液の供給が終了した後に、前記複数の吸引口への気体の吸引を終了する、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記ガードは、前記基板保持手段を取り囲む筒状の外ガードと、前記基板保持手段と前記外ガードとの間で前記基板保持手段を取り囲む筒状の内ガードとを含み、
   前記外ガードは、前記基板より上方に配置された筒状の上端部を含み、前記外ガードの前記上端部の内周面に前記複数の吸引口が形成されており、
   前記内ガードは、前記基板より下方に配置された筒状の上端部を含み、前記内ガードの前記上端部の内周面に前記複数の吸引口が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記複数の吸引口のそれぞれに接続された吸引装置をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記基板保持手段に保持されている基板の上面全域に対向する対向面を含む対向部材をさらに含み、
   前記ガードは、前記基板と前記対向部材との間の気体を前記複数の吸引口に吸引する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記対向部材は、前記基板の中央部に対向する前記対向面内の位置で開口しており、前記基板の上面に向けて気体を吐出する中心開口をさらに含む、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 基板保持手段によって基板を水平に保持する保持工程と、
   前記保持工程と並行して、前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給工程と、
   前記保持工程と並行して、前記基板保持手段を取り囲む筒状のガードの内周面に形成されており、前記ガードの周方向に配列された複数の吸引口に気体を吸引して、放射状に広がる気流を前記基板上に形成する吸引工程とを含む、基板処理方法。

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