JP2014179491A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チャンバ空間を処理液供給部から隔離する。
【解決手段】基板処理装置１では、チャンバ１２の外周に側方空間１６０を形成するカップ部１６１が、チャンバ本体１２１から離間したチャンバ蓋部１２２に接することにより、拡大密閉空間１００が形成される。スキャンノズル１８８は、側方空間１６０においてカップ部１６１に取り付けられ、環状開口８１を介して基板９の上方へと移動して基板９上に薬液を供給する。基板９の洗浄処理および乾燥処理が行われる際には、スキャンノズル１８８を側方空間１６０に収容し、チャンバ蓋部１２２によりチャンバ本体１２１の上部開口を閉塞することにより、チャンバ空間１２０が側方空間１６０から隔絶して密閉される。これにより、チャンバ空間１２０をスキャンノズル１８８から隔離することができる。その結果、スキャンノズル１８８からの薬液のミスト等が基板９に付着することを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。
従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、多種類の基板処理装置を用いて基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の処理が行われる。また、エッチング処理の終了後、基板上のレジストを除去したり基板を洗浄する処理も行われる。
特許文献１では、密閉チャンバの内部空間において、ノズルから基板の主面上に処理液を吐出して基板の処理を行う装置が開示されている。ノズルは、基板の上方にてノズルアームにより支持され、ノズルアームは、密閉チャンバに形成された貫通孔を介して密閉チャンバの内外に跨がって延びる。貫通孔は、シール構造によりシールされている。基板の処理が行われる際には、回転する基板の主面に沿って、ノズルがノズルアームと共に移動する。
特開２０１１−２１６６０８号公報
ところで、特許文献１の装置では、基板に対する一連の処理の終了後に、密閉チャンバ内において基板を高速にて回転させて乾燥する工程（いわゆる、スピンドライ）が行われる。基板の乾燥処理が行われる際も、薬液吐出に利用されたノズルが密閉チャンバ内に存在する。このため、ノズルからの薬液のミスト等が基板に付着するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、密閉された空間において基板に処理液を供給する処理液供給部からチャンバ空間を隔離することを目的としている。
請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、チャンバ空間を形成するチャンバ本体およびチャンバ蓋部を有し、前記チャンバ蓋部により前記チャンバ本体の上部開口を閉塞することにより前記チャンバ空間を密閉するチャンバと、前記チャンバ蓋部を前記チャンバ本体に対して上下方向に相対的に移動するチャンバ開閉機構と、前記チャンバ空間に配置され、水平状態で基板を保持する基板保持部と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、前記チャンバの外側に全周に亘って位置し、前記チャンバの外周に側方空間を形成し、前記チャンバ蓋部が前記チャンバ本体から離間することにより前記基板の周囲に形成される環状開口を介して、回転する前記基板から飛散する処理液を受けるカップ部と、前記側方空間において前記チャンバまたは前記カップ部に取り付けられ、前記環状開口を介して前記基板の上方へと移動して前記基板上に処理液を供給する、または、前記環状開口を介して前記基板上に処理液を供給する処理液供給部とを備え、前記環状開口が形成された状態で、前記カップ部が前記チャンバ蓋部に接することにより、前記チャンバ空間および前記側方空間が１つの拡大密閉空間となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記処理液供給部が、処理液を吐出する吐出ヘッドと、水平方向に延びる部材であり、自由端部に前記吐出ヘッドが固定され、固定端部が前記側方空間において前記チャンバまたは前記カップ部に取り付けられるヘッド支持部とを備え、前記基板処理装置が、前記固定端部を中心として前記ヘッド支持部を前記吐出ヘッドと共に回転するヘッド回転機構をさらに備え、前記基板上に処理液が供給される際には、前記ヘッド回転機構により前記ヘッド支持部が回転することにより、前記吐出ヘッドが前記環状開口を介して前記基板の上方へと移動する。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理装置であって、前記ヘッド回転機構が、前記拡大密閉空間の外側に配置される。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記カップ部を、前記環状開口の外側の液受け位置と、前記液受け位置よりも下方の退避位置との間で上下方向に移動するカップ部移動機構をさらに備え、前記ヘッド回転機構が、前記カップ部の上部に固定され、前記カップ部と共に上下方向に移動する。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記ヘッド回転機構が、前記チャンバ蓋部に固定され、前記チャンバ蓋部と共に前記チャンバ本体部に対して相対的に上下方向に移動する。
請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記吐出ヘッドが、前記基板回転機構により回転する前記基板の上方にて、所定の移動経路に沿って往復移動しつつ前記基板上に処理液を供給する。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記拡大密閉空間において前記環状開口の外側に全周に亘って位置し、回転する前記基板から飛散する処理液を受ける他のカップ部と、前記他のカップ部を、前記環状開口の外側の液受け位置と、前記液受け位置よりも下方の退避位置との間で前記カップ部から独立して上下方向に移動する内側カップ部移動機構とをさらに備える。
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液供給部が前記側方空間に収容された状態で、前記処理液供給部からのプリディスペンスが行われる。
本発明では、処理液供給部からチャンバ空間を隔離することができる。
第１の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。 気液供給部および気液排出部を示すブロック図である。 基板処理装置における処理の流れを示す図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の一部を示す平面図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の他の例を示す断面図である。 基板処理装置の断面図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。 基板処理装置における処理の流れの一部を示す図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の他の例を示す断面図である。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１を示す断面図である。基板処理装置１は、略円板状の半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）に処理液を供給して基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。図１では、基板処理装置１の一部の構成の断面には、平行斜線の付与を省略している（他の断面図においても同様）。
基板処理装置１は、チャンバ１２と、トッププレート１２３と、チャンバ開閉機構１３１と、基板保持部１４と、基板回転機構１５と、液受け部１６と、カバー１７とを備える。カバー１７は、チャンバ１２の上方および側方を覆う。
チャンバ１２は、チャンバ本体１２１と、チャンバ蓋部１２２とを備える。チャンバ１２は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。チャンバ本体１２１は、チャンバ底部２１０と、チャンバ側壁部２１４とを備える。チャンバ底部２１０は、略円板状の中央部２１１と、中央部２１１の外縁部から下方へと広がる略円筒状の内側壁部２１２と、内側壁部２１２の下端から径方向外方へと広がる略円環板状の環状底部２１３と、環状底部２１３の外縁部から上方へと広がる略円筒状の外側壁部２１５と、外側壁部２１５の上端部から径方向外方へと広がる略円環板状のベース部２１６とを備える。
チャンバ側壁部２１４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。チャンバ側壁部２１４は、ベース部２１６の内縁部から上方へと突出する。チャンバ側壁部２１４を形成する部材は、後述するように、液受け部１６の一部を兼ねる。以下の説明では、チャンバ側壁部２１４と外側壁部２１５と環状底部２１３と内側壁部２１２と中央部２１１の外縁部とに囲まれた空間を下部環状空間２１７という。
基板保持部１４の基板支持部１４１（後述）に基板９が支持された場合、基板９の下面９２は、チャンバ底部２１０の中央部２１１の上面と対向する。以下の説明では、チャンバ底部２１０の中央部２１１を「下面対向部２１１」と呼び、中央部２１１の上面２１１ａを「対向面２１１ａ」という。下面対向部２１１の詳細については後述する。
チャンバ蓋部１２２は中心軸Ｊ１に垂直な略円板状であり、チャンバ１２の上部を含む。チャンバ蓋部１２２は、チャンバ本体１２１の上部開口を閉塞する。図１では、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間した状態を示す。チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１の上部開口を閉塞する際には、チャンバ蓋部１２２の外縁部がチャンバ側壁部２１４の上部と接する。
チャンバ開閉機構１３１は、チャンバ１２の可動部であるチャンバ蓋部１２２を、チャンバ１２の他の部位であるチャンバ本体１２１に対して上下方向に相対的に移動する。チャンバ開閉機構１３１は、チャンバ蓋部１２２を昇降する蓋部昇降機構である。チャンバ開閉機構１３１によりチャンバ蓋部１２２が上下方向に移動する際には、トッププレート１２３もチャンバ蓋部１２２と共に上下方向に移動する。チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１と接して上部開口を閉塞し、さらに、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１に向かって押圧されることにより、チャンバ１２内に密閉されたチャンバ空間１２０（図７参照）が形成される。換言すれば、チャンバ蓋部１２２によりチャンバ本体１２１の上部開口が閉塞されることより、チャンバ空間１２０が密閉される。
基板保持部１４は、チャンバ空間１２０に配置され、基板９を水平状態で保持する。すなわち、基板９は、上面９１を中心軸Ｊ１に垂直に上側を向く状態で基板保持部１４により保持される。基板保持部１４は、基板９の外縁部（すなわち、外周縁を含む外周縁近傍の部位）を下側から支持する上述の基板支持部１４１と、基板支持部１４１に支持された基板９の外縁部を上側から押さえる基板押さえ部１４２とを備える。基板支持部１４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状の支持部ベース４１３と、支持部ベース４１３の上面に固定される複数の第１接触部４１１とを備える。基板押さえ部１４２は、トッププレート１２３の下面に固定される複数の第２接触部４２１を備える。複数の第２接触部４２１の周方向の位置は、実際には、複数の第１接触部４１１の周方向の位置と異なる。
トッププレート１２３は、中心軸Ｊ１に垂直な略円板状である。トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２の下方、かつ、基板支持部１４１の上方に配置される。トッププレート１２３は中央に開口を有する。基板９が基板支持部１４１に支持されると、基板９の上面９１は、中心軸Ｊ１に垂直なトッププレート１２３の下面と対向する。トッププレート１２３の直径は、基板９の直径よりも大きく、トッププレート１２３の外周縁は、基板９の外周縁よりも全周に亘って径方向外側に位置する。
図１に示す状態において、トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２により吊り下げられるように支持される。チャンバ蓋部１２２は、中央部に略環状のプレート保持部２２２を有する。プレート保持部２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒部２２３と、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状のフランジ部２２４とを備える。フランジ部２２４は、筒部２２３の下端から径方向内方へと広がる。
トッププレート１２３は、環状の被保持部２３７を備える。被保持部２３７は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒部２３８と、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状のフランジ部２３９とを備える。筒部２３８は、トッププレート１２３の上面から上方に広がる。フランジ部２３９は、筒部２３８の上端から径方向外方へと広がる。筒部２３８は、プレート保持部２２２の筒部２２３の径方向内側に位置する。フランジ部２３９は、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上方に位置し、フランジ部２２４と上下方向に対向する。被保持部２３７のフランジ部２３９の下面が、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上面に接することにより、トッププレート１２３が、チャンバ蓋部１２２から吊り下がるようにチャンバ蓋部１２２に取り付けられる。
図１に示す基板回転機構１５は、いわゆる中空モータである。基板回転機構１５は、中心軸Ｊ１を中心とする環状のステータ部１５１と、環状のロータ部１５２とを備える。ロータ部１５２は、略円環状の永久磁石を含む。永久磁石の表面は、ＰＴＦＥ樹脂にてモールドされる。ロータ部１５２は、チャンバ１２のチャンバ空間１２０において下部環状空間２１７内に配置される。ロータ部１５２の上部には、接続部材を介して基板支持部１４１の支持部ベース４１３が取り付けられる。支持部ベース４１３は、ロータ部１５２の上方に配置される。
ステータ部１５１は、チャンバ１２外（すなわち、チャンバ空間１２０の外側）においてロータ部１５２の周囲、すなわち、径方向外側に配置される。本実施の形態では、ステータ部１５１は、チャンバ底部２１０の外側壁部２１５およびベース部２１６に固定され、液受け部１６の下方に位置する。ステータ部１５１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に配列された複数のコイルを含む。
ステータ部１５１に電流が供給されることにより、ステータ部１５１とロータ部１５２との間に、中心軸Ｊ１を中心とする回転力が発生する。これにより、ロータ部１５２が、中心軸Ｊ１を中心として水平状態で回転する。ステータ部１５１とロータ部１５２との間に働く磁力により、ロータ部１５２は、チャンバ１２内において直接的にも間接的にもチャンバ１２に接触することなく浮遊し、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板支持部１４１と共に浮遊状態にて回転する。
液受け部１６は、カップ部１６１と、カップ部移動機構１６２と、カップ対向部１６３とを備える。カップ部１６１は中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、チャンバ１２の径方向外側に全周に亘って位置する。カップ部移動機構１６２はカップ部１６１を上下方向に移動する。カップ部移動機構１６２は、カップ部１６１の径方向外側に配置される。カップ部移動機構１６２は、上述のチャンバ開閉機構１３１と周方向に異なる位置に配置される。カップ対向部１６３は、カップ部１６１の下方に位置し、カップ部１６１と上下方向に対向する。カップ対向部１６３は、チャンバ側壁部２１４を形成する部材の一部である。カップ対向部１６３は、チャンバ側壁部２１４の径方向外側に位置する環状の液受け凹部１６５を有する。
カップ部１６１は、側壁部６１１と、上面部６１２と、ベローズ６１７とを備える。側壁部６１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。上面部６１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、側壁部６１１の上端部から径方向内方および径方向外方へと広がる。側壁部６１１の下部は、カップ対向部１６３の液受け凹部１６５内に位置する。側壁部６１１の断面形状は、後述するスキャンノズル１８８が収容される部位（図１中の右側の部位）と、その他の部位（図１中の左側の部位）とで異なる。側壁部６１１の図１中の右側の部位は、図１中の左側の部位よりも径方向の厚さが少し薄い。
ベローズ６１７は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、上下方向に伸縮可能である。ベローズ６１７は、側壁部６１１の径方向外側において、側壁部６１１の周囲に全周に亘って設けられる。ベローズ６１７は、気体や液体を通過させない材料にて形成される。ベローズ６１７の上端部は、上面部６１２の外縁部の下面に全周に亘って接続される。換言すれば、ベローズ６１７の上端部は、上面部６１２を介して側壁部６１１に間接的に接続される。ベローズ６１７と上面部６１２との接続部はシールされており、気体や液体の通過が防止される。ベローズ６１７の下端部は、カップ対向部１６３を介してチャンバ本体１２１に間接的に接続される。ベローズ６１７の下端部とカップ対向部１６３との接続部でも、気体や液体の通過が防止される。
チャンバ蓋部１２２の中央には上部ノズル１８１が固定される。上部ノズル１８１は、トッププレート１２３の中央の開口に挿入可能である。上部ノズル１８１は中央に液吐出口を有し、その周囲に噴出口を有する。チャンバ底部２１０の下面対向部２１１の中央には、下部ノズル１８２が取り付けられる。下面対向部２１１には、複数のガス噴出ノズル１８０ａがさらに取り付けられる。複数のガス噴出ノズル１８０ａは、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔にて配置される。なお、上部ノズル１８１および下部ノズル１８２の設置位置は必ずしも中央部分に限らず、例えば基板９の外縁部に対向する位置であってもよい。
カップ部１６１の上面部６１２には、スキャンノズル１８８が取り付けられる。スキャンノズル１８８は、処理液を吐出する吐出ヘッド８８１と、ヘッド支持部８８２とを備える。ヘッド支持部８８２は、略水平方向に延びる棒状の部材である。ヘッド支持部８８２の一方の端部である固定端部は、カップ部１６１の上面部６１２の下面に取り付けられる。ヘッド支持部８８２の他方の端部である自由端部には、吐出ヘッド８８１が固定される。
カップ部１６１の上部には、ヘッド移動機構１８９が設けられる。ヘッド移動機構１８９は、ヘッド支持部８８２の固定端部の上方にて、カップ部１６１の上面部６１２の上面に固定される。ヘッド移動機構１８９は、ヘッド回転機構８９１と、ヘッド昇降機構８９２とを備える。ヘッド回転機構８９１は、カップ部１６１の上面部６１２を貫通してヘッド支持部８８２の固定端部に接続され、固定端部を中心としてヘッド支持部８８２を吐出ヘッド８８１と共に略水平方向に回転する。ヘッド回転機構８９１によるカップ部１６１の貫通部はシールされており、気体や液体の通過が防止される。ヘッド昇降機構８９２は、ヘッド支持部８８２の固定端部を上下方向に移動することにより、ヘッド支持部８８２および吐出ヘッド８８１を昇降する。ヘッド移動機構１８９は、カップ部移動機構１６２により、カップ部１６１と共に上下方向に移動する。
図２は、基板処理装置１が備える気液供給部１８および気液排出部１９を示すブロック図である。気液供給部１８は、上述のスキャンノズル１８８、ガス噴出ノズル１８０ａ、上部ノズル１８１および下部ノズル１８２に加えて、薬液供給部１８３と、純水供給部１８４と、ＩＰＡ供給部１８５と、不活性ガス供給部１８６と、加熱ガス供給部１８７とを備える。薬液供給部１８３は、弁を介してスキャンノズル１８８に接続される。純水供給部１８４およびＩＰＡ供給部１８５は、それぞれ弁を介して上部ノズル１８１に接続される。下部ノズル１８２は、弁を介して純水供給部１８４に接続される。上部ノズル１８１は、弁を介して不活性ガス供給部１８６にも接続される。上部ノズル１８１は、チャンバ１２の内部にガスを供給するガス供給部の一部である。複数のガス噴出ノズル１８０ａは、弁を介して加熱ガス供給部１８７に接続される。
液受け部１６の液受け凹部１６５に接続される第１排出路１９１は、気液分離部１９３に接続される。気液分離部１９３は、外側排気部１９４、薬液回収部１９５および排液部１９６にそれぞれ弁を介して接続される。チャンバ底部２１０に接続される第２排出路１９２は、気液分離部１９７に接続される。気液分離部１９７は、内側排気部１９８および排液部１９９にそれぞれ弁を介して接続される。気液供給部１８および気液排出部１９の各構成は、制御部１０により制御される。チャンバ開閉機構１３１、基板回転機構１５、カップ部移動機構１６２およびヘッド移動機構１８９（図１参照）も制御部１０により制御される。
薬液供給部１８３からスキャンノズル１８８を介して基板９上に供給される薬液は、例えば、フッ酸や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液である。純水供給部１８４は、上部ノズル１８１または下部ノズル１８２を介して基板９に純水（ＤＩＷ：deionized water）を供給する。ＩＰＡ供給部１８５は、上部ノズル１８１を介して基板９上にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を供給する。基板処理装置１では、上述の処理液（上記薬液、純水およびＩＰＡ）以外の処理液を供給する処理液供給部が設けられてもよい。
不活性ガス供給部１８６は、上部ノズル１８１を介してチャンバ１２内に不活性ガスを供給する。加熱ガス供給部１８７は、複数のガス噴出ノズル１８０ａを介して基板９の下面９２に加熱したガス（例えば、１６０〜２００℃に加熱した高温の不活性ガス）を供給する。本実施の形態では、不活性ガス供給部１８６および加熱ガス供給部１８７にて利用されるガスは窒素（Ｎ２）ガスであるが、窒素ガス以外であってもよい。なお、加熱ガス供給部１８７において加熱した不活性ガスを利用する場合には、基板処理装置１における防爆対策は簡素化可能または不要である。
図１に示すように、トッププレート１２３の外縁部の下面には、複数の第１係合部２４１が周方向に配列され、支持部ベース４１３の上面には、複数の第２係合部２４２が周方向に配列される。実際には、第１係合部２４１および第２係合部２４２は、基板支持部１４１の複数の第１接触部４１１、および、基板押さえ部１４２の複数の第２接触部４２１とは、周方向において異なる位置に配置される。これらの係合部は３組以上設けられることが好ましく、本実施の形態では４組設けられる。第１係合部２４１の下部には上方に向かって窪む凹部が設けられる。第２係合部２４２は支持部ベース４１３から上方に向かって突出する。
図３は、基板処理装置１における基板９の処理の流れを示す図である。基板処理装置１では、図４に示すように、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間して上方に位置し、カップ部１６１がチャンバ蓋部１２２から離間して下方に位置する状態にて、基板９が外部の搬送機構によりチャンバ１２内に搬入され、基板支持部１４１により下側から支持される（ステップＳ１１）。以下、図４に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「オープン状態」と呼ぶ。チャンバ蓋部１２２とチャンバ側壁部２１４との間の開口は、中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、以下、「環状開口８１」という。基板処理装置１では、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間することにより、基板９の周囲（すなわち、径方向外側）に環状開口８１が形成される。ステップＳ１１では、基板９は環状開口８１を介して搬入される。
基板９の搬入時には、スキャンノズル１８８は、カップ部１６１とカップ対向部１６３との間に形成される空間１６０に予め収容されている。空間１６０は、チャンバ１２の外周を全周に亘って囲む略円環状の空間である。以下の説明では、空間１６０を「側方空間１６０」という。図５は、基板処理装置１の平面図である。図５では、スキャンノズル１８８の収容状態の理解を容易にするために、チャンバ蓋部１２２やカップ部１６１等の図示を省略している。また、ベローズ６１７に平行斜線を付す。
図５に示すように、スキャンノズル１８８のヘッド支持部８８２は、平面視において、径方向外側に凸となるように湾曲している。換言すれば、スキャンノズル１８８は略円弧状である。側方空間１６０では、スキャンノズル１８８は、ヘッド支持部８８２がベローズ６１７およびカップ部１６１の側壁部６１１（図４参照）に沿うように配置される。
スキャンノズル１８８が収容される際には、カップ部１６１が図１に示す位置に位置する状態で、ヘッド回転機構８９１によりスキャンノズル１８８が回転し、環状開口８１を介してチャンバ１２の外側へと移動する。これにより、スキャンノズル１８８は、カップ部１６１とカップ対向部１６３との間の側方空間１６０に収容される。その後、カップ部移動機構１６２によりカップ部１６１が図４に示す位置まで下降する。カップ部１６１の下降に伴い、側方空間１６０は小さくなる。
基板９が搬入されると、カップ部１６１が、図４に示す位置から図６に示す位置まで上昇し、環状開口８１の径方向外側に全周に亘って位置する。以下の説明では、図６に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「第１密閉状態」という（図１の状態も同様）。また、図６に示すカップ部１６１の位置を「液受け位置」といい、図４に示すカップ部１６１の位置を「退避位置」という。カップ部移動機構１６２は、カップ部１６１を、環状開口８１の径方向外側の液受け位置と、液受け位置よりも下方の退避位置との間で上下方向に移動する。
液受け位置に位置するカップ部１６１では、側壁部６１１が、環状開口８１と径方向に対向する。また、上面部６１２の内縁部の上面が、チャンバ蓋部１２２の外縁部下端のリップシール２３２に全周に亘って接する。チャンバ蓋部１２２とカップ部１６１の上面部６１２との間には、気体や液体の通過を防止するシール部が形成される。これにより、チャンバ本体１２１、チャンバ蓋部１２２、カップ部１６１およびカップ対向部１６３により囲まれる密閉された空間（以下、「拡大密閉空間１００」という。）が形成される。拡大密閉空間１００は、チャンバ蓋部１２２とチャンバ本体１２１との間のチャンバ空間１２０と、カップ部１６１とカップ対向部１６３とに囲まれる側方空間１６０とが、環状開口８１を介して連通することにより形成された１つの空間である。
続いて、基板回転機構１５により一定の回転数（比較的低い回転数であり、以下、「定常回転数」という。）での基板９の回転が開始される。さらに、不活性ガス供給部１８６（図２参照）から拡大密閉空間１００への不活性ガス（ここでは、窒素ガス）の供給が開始されるとともに、外側排気部１９４による拡大密閉空間１００内のガスの排出が開始される。これにより、所定時間経過後に、拡大密閉空間１００が、不活性ガスが充填された不活性ガス充填状態（すなわち、酸素濃度が低い低酸素雰囲気）となる。なお、拡大密閉空間１００への不活性ガスの供給、および、拡大密閉空間１００内のガスの排出は、図４に示すオープン状態から行われていてもよい。
次に、回転する基板９の下面９２に向けて、複数のガス噴出ノズル１８０ａから、加熱したガスが噴出される。これにより、基板９が加熱される。また、制御部１０（図２参照）の制御により、側方空間１６０においてカップ部１６１に取り付けられたスキャンノズル１８８へと、薬液供給部１８３から所定量の薬液が供給される。これにより、スキャンノズル１８８が側方空間１６０に収容された状態（すなわち、スキャンノズル１８８全体が側方空間１６０内に位置する状態）で、吐出ヘッド８８１からのプリディスペンスが行われる。吐出ヘッド８８１からプリディスペンスされた薬液は、液受け凹部１６５にて受けられる。
プリディスペンスが終了すると、拡大密閉空間１００の外側に配置されたヘッド回転機構８９１によりヘッド支持部８８２が回転することにより、図１に示すように、吐出ヘッド８８１が環状開口８１を介して基板９の上方へと移動する。さらに、ヘッド回転機構８９１が制御部１０に制御され、基板９の上方における吐出ヘッド８８１の往復移動が開始される。吐出ヘッド８８１は、基板９の中心部と外縁部とを結ぶ所定の移動経路に沿って水平方向に継続的に往復移動する。
そして、薬液供給部１８３から吐出ヘッド８８１へと薬液が供給され、水平方向に揺動する吐出ヘッド８８１から基板９の上面９１へと薬液が供給される（ステップＳ１２）。吐出ヘッド８８１からの薬液は、回転する基板９の上面９１に連続的に供給される。薬液は、基板９の回転により外周部へと拡がり、上面９１全体が薬液により被覆される。スキャンノズル１８８は、回転中の基板９上へと処理液を供給する処理液供給部である。水平方向に揺動する吐出ヘッド８８１から回転中の基板９へと薬液が供給されることにより、基板９の上面９１に薬液をおよそ均一に供給することができる。また、基板９上の薬液の温度の均一性を向上することもできる。その結果、基板９に対する薬液処理の均一性を向上することができる。
スキャンノズル１８８からの処理液の供給中は、ガス噴出ノズル１８０ａからの加熱ガスの噴出も継続される。これにより、基板９をおよそ所望の温度に加熱しつつ、薬液による上面９１に対するエッチングが行われる。その結果、基板９に対する薬液処理の均一性をさらに向上することができる。
拡大密閉空間１００では、回転する基板９の上面９１から飛散する薬液が、環状開口８１を介してカップ部１６１にて受けられ、液受け凹部１６５へと導かれる。液受け凹部１６５へと導かれた薬液は、図２に示す第１排出路１９１を介して気液分離部１９３に流入する。薬液回収部１９５では、気液分離部１９３から薬液が回収され、フィルタ等を介して薬液から不純物等が除去された後、再利用される。
薬液の供給開始から所定時間（例えば、６０〜１２０秒）経過すると、スキャンノズル１８８からの薬液の供給、および、ガス噴出ノズル１８０ａからの加熱ガスの供給が停止される。続いて、基板回転機構１５により、所定時間（例えば、１〜３秒）だけ基板９の回転数が定常回転数よりも高くされ、基板９から薬液が除去される。また、ヘッド回転機構８９１により、スキャンノズル１８８が回転し、図６に示すように、チャンバ空間１２０から環状開口８１を介して側方空間１６０へと移動する。
スキャンノズル１８８が側方空間１６０へと移動すると、チャンバ蓋部１２２およびカップ部１６１が同期して下方へと移動する。そして、図７に示すように、チャンバ蓋部１２２の外縁部下端のリップシール２３１が、チャンバ側壁部２１４の上部と接することにより、環状開口８１が閉じられ、チャンバ空間１２０が、側方空間１６０と隔絶された状態で密閉される。カップ部１６１は、図４と同様に、退避位置に位置する。側方空間１６０は、チャンバ空間１２０と隔絶された状態で密閉される。以下、図７に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「第２密閉状態」という。第２密閉状態では、基板９は、チャンバ１２の内壁と直接対向し、これらの間に他の液受け部は存在しない。また、スキャンノズル１８８は、チャンバ空間１２０から隔離されて側方空間１６０内に収容される。
第２密閉状態では、基板押さえ部１４２の複数の第２接触部４２１が基板９の外縁部に接触する。トッププレート１２３の下面、および、基板支持部１４１の支持部ベース４１３上には、上下方向にて対向する複数対の磁石（図示省略）が設けられる。以下、各対の磁石を「磁石対」ともいう。基板処理装置１では、複数の磁石対が、周方向において第１接触部４１１、第２接触部４２１、第１係合部２４１および第２係合部２４２とは異なる位置に、等角度間隔にて配置される。基板押さえ部１４２が基板９に接触している状態では、磁石対の間に働く磁力（引力）により、トッププレート１２３に下向きの力が働く。これにより、基板押さえ部１４２が基板９を基板支持部１４１へと押圧する。
基板処理装置１では、基板押さえ部１４２が、トッププレート１２３の自重、および、磁石対の磁力により基板９を基板支持部１４１へと押圧することにより、基板９を基板押さえ部１４２と基板支持部１４１とで上下から挟んで強固に保持することができる。
第２密閉状態では、被保持部２３７のフランジ部２３９が、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上方に離間しており、プレート保持部２２２と被保持部２３７とは接触しない。換言すれば、プレート保持部２２２によるトッププレート１２３の保持が解除されている。このため、トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２から独立して、基板保持部１４および基板保持部１４に保持された基板９と共に、基板回転機構１５により回転する。
また、第２密閉状態では、第１係合部２４１の下部の凹部に第２係合部２４２が嵌る。これにより、トッププレート１２３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において基板支持部１４１の支持部ベース４１３と係合する。換言すれば、第１係合部２４１および第２係合部２４２は、トッププレート１２３の基板支持部１４１に対する回転方向における相対位置を規制する（すなわち、周方向における相対位置を固定する）位置規制部材である。チャンバ蓋部１２２が下降する際には、第１係合部２４１と第２係合部２４２とが嵌り合うように、基板回転機構１５により支持部ベース４１３の回転位置が制御される。
チャンバ空間１２０および側方空間１６０がそれぞれ独立して密閉されると、外側排気部１９４（図２参照）によるガスの排出が停止されるとともに、内側排気部１９８によるチャンバ空間１２０内のガスの排出が開始される。そして、リンス液または洗浄液である純水の基板９への供給が、純水供給部１８４により開始される（ステップＳ１３）。
純水供給部１８４からの純水は、上部ノズル１８１および下部ノズル１８２から吐出されて基板９の上面９１および下面９２の中央部に連続的に供給される。純水は、基板９の回転により上面９１および下面９２の外周部へと拡がり、基板９の外周縁から外側へと飛散する。基板９から飛散する純水は、チャンバ１２の内壁（すなわち、チャンバ蓋部１２２およびチャンバ側壁部２１４の内壁）にて受けられ、図２に示す第２排出路１９２、気液分離部１９７および排液部１９９を介して廃棄される（後述する基板９の乾燥処理においても同様）。これにより、基板９の上面９１のリンス処理および下面９２の洗浄処理と共に、チャンバ１２内の洗浄も実質的に行われる。
純水の供給開始から所定時間経過すると、純水供給部１８４からの純水の供給が停止される。そして、チャンバ空間１２０内において、基板９の回転数が定常回転数よりも十分に高くされる。これにより、純水が基板９上から除去され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１４）。基板９の乾燥開始から所定時間経過すると、基板９の回転が停止する。基板９の乾燥処理は、内側排気部１９８によりチャンバ空間１２０が減圧され、大気圧よりも低い減圧雰囲気にて行われてもよい。
その後、チャンバ蓋部１２２とトッププレート１２３が上昇して、図４に示すように、チャンバ１２がオープン状態となる。ステップＳ１４では、トッププレート１２３が基板支持部１４１と共に回転するため、トッププレート１２３の下面に液体はほとんど残存せず、チャンバ蓋部１２２の上昇時にトッププレート１２３から液体が基板９上に落下することはない。基板９は外部の搬送機構によりチャンバ１２から搬出される（ステップＳ１５）。なお、純水供給部１８４による純水の供給後、基板９の乾燥前に、ＩＰＡ供給部１８５から基板９上にＩＰＡを供給して基板９上において純水がＩＰＡに置換されてもよい（後述する基板処理装置１ｂにおいても同様）。
以上に説明したように、基板処理装置１では、チャンバ１２の外周に側方空間１６０を形成するカップ部１６１が設けられ、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間した状態（すなわち、環状開口８１が形成された状態）で、カップ部１６１がチャンバ蓋部１２２に接することにより、チャンバ空間１２０および側方空間１６０が１つの拡大密閉空間１００となる。また、スキャンノズル１８８が、側方空間１６０においてカップ部１６１に取り付けられ、拡大密閉空間１００において、環状開口８１を介して基板９の上方へと移動して基板９上に薬液を供給する。基板９の洗浄処理および乾燥処理が行われる際には、スキャンノズル１８８を側方空間１６０に収容し、チャンバ蓋部１２２によりチャンバ本体１２１の上部開口を閉塞することにより、チャンバ空間１２０が側方空間１６０から隔絶して密閉される。
このように、基板処理装置１では、密閉された拡大密閉空間１００において基板９に薬液を供給するスキャンノズル１８８（すなわち、吐出ヘッド８８１およびヘッド支持部８８２）から、チャンバ空間１２０を隔離することができる。これにより、基板９の洗浄処理および乾燥処理を、スキャンノズル１８８から隔離された状態で行うことができる。その結果、洗浄処理後および乾燥処理後の基板９に、スキャンノズル１８８からの薬液のミスト等が付着することを防止することができる。
基板処理装置１では、チャンバ１２およびカップ部１６１の状態を、図１に示す第１密閉状態から図７に示す第２密閉状態へと変更する際に、チャンバ蓋部１２２とカップ部１６１とが離間しないように、チャンバ蓋部１２２およびカップ部１６１が同期して下降する。これにより、基板９の処理中にチャンバ空間１２０を開放することなく、チャンバ空間１２０をスキャンノズル１８８から隔離することができる。
上述のように、基板９に対する薬液処理（ステップＳ１２）の前は、スキャンノズル１８８は液受け凹部１６５上方の側方空間１６０に収容されており、スキャンノズル１８８からプリディスペンスされた薬液は、液受け凹部１６５により受けられて回収される。このため、基板処理装置１にプリディスペンス用の液受け構造を設ける必要がなく、基板処理装置１の構造を簡素化することができる。
基板処理装置１では、ヘッド回転機構８９１が拡大密閉空間１００の外側に配置される。これにより、拡大密閉空間１００を小型化することができる。また、ヘッド回転機構８９１がカップ部１６１の上部に固定され、カップ部１６１と共に上下方向に移動する。このため、ヘッド回転機構８９１がカップ部１６１よりも径方向外側に配置される場合に比べて、基板処理装置１を小型化することができる。さらに、スキャンノズル１８８を昇降させる機構を、カップ部１６１の昇降に同期してスキャンノズル１８８が昇降するように制御する必要が無く、基板処理装置１の制御を簡素化することができる。
図８は、基板処理装置の他の例を示す断面図である。図８に示す基板処理装置１ａでは、チャンバ１２のチャンバ蓋部１２２が、周方向の一部において径方向外側に広がる突出部２２５を有する。突出部２２５は、ヘッド支持部８８２の固定端部の上方に位置し、液受け位置に位置するカップ部１６１の上面部６１２の上面と接する。突出部２２５上には、ヘッド移動機構１８９のヘッド回転機構８９１およびヘッド昇降機構８９２が固定される。ヘッド回転機構８９１およびヘッド昇降機構８９２は、チャンバ蓋部１２２と共に、チャンバ開閉機構１３１によりチャンバ本体１２１に対して相対的に上下方向に移動する。
カップ部１６１が、図８に示す液受け位置から図９に示すように退避位置へと移動し、チャンバ１２およびカップ部１６１がオープン状態となる際には、スキャンノズル１８８は、ヘッド回転機構８９１により回転して側方空間１６０に収容され、ヘッド昇降機構８９２によりカップ部１６１と同期して下降する。基板処理装置１ａのその他の動作は、図１に示す基板処理装置１と同様である。
基板処理装置１ａでは、基板処理装置１と同様に、ヘッド回転機構８９１が図８に示す拡大密閉空間１００の外側に配置される。これにより、拡大密閉空間１００を小型化することができる。また、ヘッド回転機構８９１がチャンバ蓋部１２２の上部に固定されるため、基板処理装置１ａを小型化することができる。
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置１ｂを示す断面図である。基板処理装置１ｂでは、カップ部１６１の内側に位置する他のカップ部１６１ａと、当該カップ部１６１ａをカップ部１６１から独立して上下方向に移動するカップ部移動機構１６２ａとが設けられる。基板処理装置１ｂは、また、スキャンノズル１８８とは異なる他のスキャンノズル１８８ａと、当該スキャンノズル１８８ａをスキャンノズル１８８から独立して移動するヘッド移動機構１８９ａを備える。その他の構造は、図１に示す基板処理装置１とほぼ同様であり、以下、対応する構成に同符号を付す。
以下の説明では、カップ部１６１，１６１ａをそれぞれ「外側カップ部１６１」および「内側カップ部１６１ａ」という。また、カップ部移動機構１６２，１６２ａをそれぞれ「外側カップ部移動機構１６２」および「内側カップ部移動機構１６２ａ」という。スキャンノズル１８８，１８８ａをそれぞれ「外側スキャンノズル１８８」および「内側スキャンノズル１８８ａ」といい、ヘッド移動機構１８９，１８９ａをそれぞれ「外側ヘッド移動機構１８９」および「内側ヘッド移動機構１８９ａ」という。内側スキャンノズル１８８ａは、薬液供給部１８３（図２参照）とは異なる他の薬液供給部（図示省略）に接続されており、内側スキャンノズル１８８ａには、外側スキャンノズル１８８に供給される薬液とは異なる薬液が供給される。
内側カップ部移動機構１６２ａは、チャンバ蓋部１２２を上下方向に貫通する支持部材６２１を有し、支持部材６２１の下端部は、内側カップ部１６１ａの上部に固定される。内側カップ部移動機構１６２ａにおいて支持部材６２１が上下方向に移動することにより、内側カップ部１６１ａも上下方向に移動する。内側カップ部移動機構１６２ａによるチャンバ蓋部１２２の貫通部はシールされており、気体や液体の通過が防止される。内側カップ部移動機構１６２ａは、実際には、外側カップ部移動機構１６２と周方向に異なる位置に配置される。内側カップ部移動機構１６２ａは、また、チャンバ開閉機構１３１（図１参照）とも周方向に異なる位置に配置される。
図１０に示す第１密閉状態では、外側カップ部１６１は、環状開口８１の径方向外側の液受け位置に位置する。内側カップ部１６１ａは、環状開口８１よりも下方にてチャンバ側壁部２１４の径方向外側に位置する。内側カップ部１６１ａの側壁部６１１の下端部は、カップ対向部１６３において液受け凹部１６５の内側に設けられた環状の内側液受け凹部１６５ａ内に位置する。図１０に示す内側カップ部１６１ａの位置を「退避位置」という。
外側スキャンノズル１８８は、側方空間１６０から環状開口８１を介して基板９の上方へと延びている。内側スキャンノズル１８８ａは、外側スキャンノズル１８８の上方に位置する。チャンバ蓋部１２２の底面には、略円弧状の収容凹部２２６が設けられ、外側スキャンノズル１８８と同様に略円弧状である内側スキャンノズル１８８ａが、収容凹部２２６内に収容される。収容凹部２２６も側方空間１６０の一部である。内側ヘッド移動機構１８９ａは、収容凹部２２６の上側にてチャンバ蓋部１２２の上部に固定される。内側ヘッド移動機構１８９ａは、ヘッド回転機構８９１ａと、ヘッド昇降機構８９２ａとを備える。
図１１は、基板処理装置１ｂにおける基板９の処理の流れの一部を示す図である。基板処理装置１ｂでは、図１２に示すように、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から上方に離間し、外側カップ部１６１および内側カップ部１６１ａがそれぞれの退避位置に位置するオープン状態で、基板９がチャンバ１２内に搬入される（ステップＳ２１）。続いて、外側カップ部移動機構１６２により、外側カップ部１６１がチャンバ蓋部１２２に接する液受け位置まで上昇し、図１３に示すように、拡大密閉空間１００が形成される。
図１３に示す第１密閉状態において、図７に示す基板処理装置１と同様に、基板９の定常回転数での回転が開始されるとともに、拡大密閉空間１００に不活性ガスが供給されて不活性ガス充填状態とされる。また、外側スキャンノズル１８８から液受け凹部１６５に向けて薬液のプリディスペンスが行われる。
次に、外側ヘッド移動機構１８９により外側スキャンノズル１８８が回転し、図１０に示すように、外側スキャンノズル１８８の吐出ヘッド８８１が、基板９の上方に位置する。そして、複数のガス噴出ノズル１８０ａから、基板９の下面９２に向けて加熱ガスを噴出しつつ、基板９の上方にて往復移動を繰り返す外側スキャンノズル１８８の吐出ヘッド８８１から、回転中の基板９上に薬液が供給される（ステップＳ２２）。拡大密閉空間１００では、回転する基板９の上面９１から飛散する薬液が、環状開口８１を介して外側カップ部１６１にて受けられ、液受け凹部１６５へと導かれる。
外側スキャンノズル１８８からの薬液による処理が終了すると、外側スキャンノズル１８８が回転し、図１４に示すように、チャンバ空間１２０から環状開口８１を介して側方空間１６０へと移動する。基板９上の薬液は、基板９の回転により除去される。続いて、内側ヘッド移動機構１８９ａのヘッド昇降機構８９２ａおよびヘッド回転機構８９１ａにより、内側スキャンノズル１８８ａが下降して回転する。これにより、内側スキャンノズル１８８ａの吐出ヘッド８８１ａが、側方空間１６０から環状開口８１を介してチャンバ空間１２０へと移動し、基板９の上方に位置する。
また、内側カップ部移動機構１６２ａにより内側カップ部１６１ａが待機位置から上昇し、拡大密閉空間１００において環状開口８１の径方向外側に全周に亘って位置する。図１４に示す内側カップ部１６１ａの位置を「液受け位置」という。液受け位置に位置する内側カップ部１６１ａは、内側スキャンノズル１８８ａの固定端部の下方に位置し、当該固定端部に近接する。内側カップ部移動機構１６２ａは、内側カップ部１６１ａを、環状開口８１の径方向外側の液受け位置と、当該液受け位置よりも下方の退避位置との間で上下方向に移動する。
内側カップ部１６１ａが液受け位置に位置すると、複数のガス噴出ノズル１８０ａから、基板９の下面９２に向けて必要に応じて加熱ガスを噴出しつつ、基板９の上方にて往復移動を繰り返す内側スキャンノズル１８８ａの吐出ヘッド８８１ａから、回転中の基板９上にステップＳ２２とは異なる他の薬液が供給される（ステップＳ２３）。拡大密閉空間１００では、回転する基板９の上面９１から飛散する薬液が、環状開口８１を介して内側カップ部１６１ａにて受けられ、内側液受け凹部１６５ａへと導かれる。内側液受け凹部１６５ａへと導かれた薬液は、外側スキャンノズル１８８からの薬液とは別に回収され、不純物等が除去された後、再利用される。
内側スキャンノズル１８８ａからの薬液による処理が終了すると、基板９上の他の薬液が、基板９の回転により除去される。続いて、内側カップ部１６１ａが液受け位置から下降して退避位置に位置する。また、内側スキャンノズル１８８ａが回転し、チャンバ空間１２０から環状開口８１を介して側方空間１６０へと移動する。内側スキャンノズル１８８ａは、内側ヘッド移動機構１８９ａのヘッド昇降機構８９２ａにより上昇し、図１３に示すように、収容凹部２２６に収容される。
次に、チャンバ蓋部１２２および外側カップ部１６１が同期して下方へと移動し、図１５に示すように、第２密閉状態となる。外側カップ部１６１は、退避位置に位置する。図１５では、環状開口８１が閉じられ、チャンバ空間１２０と側方空間１６０とが、互いに隔絶された状態で密閉される。
その後、上述のステップＳ１３〜Ｓ１５（図３参照）と同様に、密閉されたチャンバ空間１２０内において、回転中の基板９の上面９１および下面９２に向けて、上部ノズル１８１および下部ノズル１８２から純水が供給される（ステップＳ１３）。これにより、基板９の上面９１のリンス処理および下面９２の洗浄処理が行われる。続いて、純水の供給が停止され、基板９の回転により基板９上の純水を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１４）。その後、チャンバ蓋部１２２が上昇し、チャンバ１２が図１２に示すオープン状態とされ、基板９がチャンバ１２から搬出される（ステップＳ１５）。
以上に説明したように、基板処理装置１ｂでは、図１に示す基板処理装置１の各構成に加えて、拡大密閉空間１００において環状開口８１の径方向外側に全周に亘って位置する内側カップ部１６１ａと、内側カップ部１６１ａを液受け位置と退避位置との間で外側カップ部１６１から独立して移動する内側カップ部移動機構１６２ａが設けられる。これにより、外側スキャンノズル１８８から基板９上に供給される薬液と、内側スキャンノズル１８８ａから基板９上に供給される他の薬液とを分別回収することができる。その結果、各薬液を効率良く再利用することができる。
また、基板処理装置１ｂでは、基板処理装置１と同様に、チャンバ蓋部１２２によりチャンバ本体１２１の上部開口を閉塞することにより、チャンバ空間１２０が側方空間１６０から隔絶して密閉される。これにより、チャンバ空間１２０を外側スキャンノズル１８８および内側スキャンノズル１８８ａから隔離することができる。その結果、洗浄処理後および乾燥処理後の基板９に、外側スキャンノズル１８８および内側スキャンノズル１８８ａからの薬液のミスト等が付着することを防止することができる。
図１６は、基板処理装置の他の例を示す断面図である。図１６に示す基板処理装置１ｃでは、図１に示す基板処理装置１のスキャンノズル１８８に代えて、スキャンノズル１８８ｂが設けられる。スキャンノズル１８８ｂは、側方空間１６０においてカップ部１６１に取り付けられる。スキャンノズル１８８ｂは、略水平方向に向けて薬液を吐出する。側方空間１６０においてスキャンノズル１８８ｂから吐出された薬液は、環状開口８１を介して基板９の上面９１上に供給される。スキャンノズル１８８ｂは、固定端部を中心として所定の角度範囲にて水平方向に回動される。これにより、スキャンノズル１８８ｂからの薬液の基板９上における着液位置が移動する。基板処理装置１ｂでは、拡大密閉空間１００において、スキャンノズル１８８ｂの回動を繰り返しつつ、回転する基板９に対して薬液の供給が行われる。
薬液の供給が行われた後は、チャンバ蓋部１２２およびカップ部１６１が下降することにより、環状開口８１が閉じられ、チャンバ空間１２０と側方空間１６０とが、互いに隔絶された状態で密閉される。スキャンノズル１８８ｂは、側方空間１６０に収容される。このように、基板処理装置１ｃでは、チャンバ空間１２０をスキャンノズル１８８ｂから隔離することができる。その結果、洗浄処理後および乾燥処理後の基板９に、スキャンノズル１８８ｂからの薬液のミスト等が付着することを防止することができる。なお、スキャンノズル１８８ｂは、図８に示すスキャンノズル１８８と同様に、側方空間１６０においてチャンバ蓋部１２２に取り付けられてもよい。
上記基板処理装置１，１ａ〜１ｃでは、様々な変更が可能である。
例えば、図１に示す基板処理装置１では、カップ部１６１の上面部６１２に、上方に凸となり、下向きに開口する窪み部が設けられ、スキャンノズル１８８が基板９上から側方空間１６０へと回転移動したのち、ヘッド昇降機構８９２によりスキャンノズル１８８が上昇することにより、スキャンノズル１８８の一部または全体が、側方空間１６０の一部である当該窪み部に収容されてもよい。また、吐出ヘッド８８１からの薬液のプリディスペンスは、必ずしも拡大密閉空間１００にて行われる必要はなく、例えば、図４に示すオープン状態の基板処理装置１において、側方空間１６０内にてプリディスペンスが行われてもよい。
図１０に示す基板処理装置１ｂでは、内側スキャンノズル１８８ａおよび内側ヘッド移動機構１８９ａが省略され、複数種類の薬液のそれぞれの供給が、外側スキャンノズル１８８により順次行われてもよい。この場合であっても、第１の薬液処理の際に、基板９から飛散する第１の薬液が外側カップ部１６１により受けられ、第２の薬液処理の際に、基板９から飛散する第２の薬液が、液受け位置まで上昇した内側カップ部１６１ａにより受けられることにより、複数種類の薬液の分別回収を実現することができる。なお、第１の薬液および第２の薬液のうち一方の薬液は、上部ノズル１８１から基板９上に供給されてもよい。
基板処理装置１，１ａ〜１ｃでは、チャンバ空間１２０にガスを供給して加圧する加圧部が設けられてもよい。チャンバ空間１２０の加圧は、チャンバ１２が密閉された状態、すなわち、チャンバ空間１２０が側方空間１６０から隔離された状態で行われ、チャンバ空間１２０が大気圧よりも高い加圧雰囲気となる。なお、不活性ガス供給部１８６が加圧部を兼ねてもよい。
チャンバ開閉機構１３１は、必ずしもチャンバ蓋部１２２を上下方向に移動する必要はなく、チャンバ蓋部１２２が固定された状態で、チャンバ本体１２１を上下方向に移動してもよい。チャンバ１２は、必ずしも略円筒状には限定されず、様々な形状であってよい。
基板回転機構１５のステータ部１５１およびロータ部１５２の形状および構造は、様々に変更されてよい。ロータ部１５２は、必ずしも浮遊状態にて回転する必要はなく、チャンバ１２内にロータ部１５２を機械的に支持するガイド等の構造が設けられ、当該ガイドに沿ってロータ部１５２が回転してもよい。基板回転機構１５は、必ずしも中空モータである必要はなく、軸回転型のモータが基板回転機構として利用されてもよい。
基板処理装置１，１ａ〜１ｂでは、（外側）カップ部１６１の上面部６１２以外の部位（例えば、側壁部６１１）がチャンバ蓋部１２２に接することにより、拡大密閉空間１００が形成されてもよい。（外側）カップ部１６１および内側カップ部１６１ａの形状は、適宜変更されてよい。
上部ノズル１８１、下部ノズル１８２、（外側）スキャンノズル１８８、内側スキャンノズル１８８ａおよびスキャンノズル１８８ｂの形状は、突出する形状には限定されない。処理液を吐出する吐出口を有する部位であれば全て本実施の形態のノズルの概念に含まれる。
基板処理装置１，１ａ〜１ｃでは、半導体基板以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（field emission display）等の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。あるいは、基板処理装置１，１ａ〜１ｃは、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、セラミック基板および太陽電池用基板等の処理に利用されてもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
１，１ａ〜１ｃ 基板処理装置
９ 基板
１２ チャンバ
１４ 基板保持部
１５ 基板回転機構
８１ 環状開口
１００ 拡大密閉空間
１２０ チャンバ空間
１２１ チャンバ本体
１２２ チャンバ蓋部
１３１ チャンバ開閉機構
１６０ 側方空間
１６１ （外側）カップ部
１６１ａ 内側カップ部
１６２ （外側）カップ部移動機構
１６２ａ 内側カップ部移動機構
１８８ （外側）スキャンノズル
１８８ａ 内側スキャンノズル
１８８ｂ スキャンノズル
８８１，８８１ａ 吐出ヘッド
８８２ ヘッド支持部
８９１，８９１ａ ヘッド回転機構
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２３ ステップ

Claims (8)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    チャンバ空間を形成するチャンバ本体およびチャンバ蓋部を有し、前記チャンバ蓋部により前記チャンバ本体の上部開口を閉塞することにより前記チャンバ空間を密閉するチャンバと、
    前記チャンバ蓋部を前記チャンバ本体に対して上下方向に相対的に移動するチャンバ開閉機構と、
    前記チャンバ空間に配置され、水平状態で基板を保持する基板保持部と、
    上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、
    前記チャンバの外側に全周に亘って位置し、前記チャンバの外周に側方空間を形成し、前記チャンバ蓋部が前記チャンバ本体から離間することにより前記基板の周囲に形成される環状開口を介して、回転する前記基板から飛散する処理液を受けるカップ部と、
    前記側方空間において前記チャンバまたは前記カップ部に取り付けられ、前記環状開口を介して前記基板の上方へと移動して前記基板上に処理液を供給する、または、前記環状開口を介して前記基板上に処理液を供給する処理液供給部と、
    を備え、
    前記環状開口が形成された状態で、前記カップ部が前記チャンバ蓋部に接することにより、前記チャンバ空間および前記側方空間が１つの拡大密閉空間とな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であって、
    前記処理液供給部が、
    処理液を吐出する吐出ヘッドと、
    水平方向に延びる部材であり、自由端部に前記吐出ヘッドが固定され、固定端部が前記側方空間において前記チャンバまたは前記カップ部に取り付けられるヘッド支持部と、
    を備え、
    前記基板処理装置が、前記固定端部を中心として前記ヘッド支持部を前記吐出ヘッドと共に回転するヘッド回転機構をさらに備え、
    前記基板上に処理液が供給される際には、前記ヘッド回転機構により前記ヘッド支持部が回転することにより、前記吐出ヘッドが前記環状開口を介して前記基板の上方へと移動することを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項２に記載の基板処理装置であって、
    前記ヘッド回転機構が、前記拡大密閉空間の外側に配置されることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
    前記カップ部を、前記環状開口の外側の液受け位置と、前記液受け位置よりも下方の退避位置との間で上下方向に移動するカップ部移動機構をさらに備え、
    前記ヘッド回転機構が、前記カップ部の上部に固定され、前記カップ部と共に上下方向に移動することを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
    前記ヘッド回転機構が、前記チャンバ蓋部に固定され、前記チャンバ蓋部と共に前記チャンバ本体部に対して相対的に上下方向に移動することを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項２ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記吐出ヘッドが、前記基板回転機構により回転する前記基板の上方にて、所定の移動経路に沿って往復移動しつつ前記基板上に処理液を供給することを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記拡大密閉空間において前記環状開口の外側に全周に亘って位置し、回転する前記基板から飛散する処理液を受ける他のカップ部と、
    前記他のカップ部を、前記環状開口の外側の液受け位置と、前記液受け位置よりも下方の退避位置との間で前記カップ部から独立して上下方向に移動する内側カップ部移動機構と、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記処理液供給部が前記側方空間に収容された状態で、前記処理液供給部からのプリディスペンスが行われることを特徴とする基板処理装置。
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