JP2017168774A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】カップ部よりも上側に処理液が飛散することを抑制しつつ、複数種類の処理液を複数のカップにより分別して受ける。【解決手段】基板処理装置では、第２カップ庇部４２２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向する。これにより、処理液がカップ部４よりも上側に飛散することを抑制することができる。また、対向部材側壁部５１２の外周面と第２カップ庇部４２２の内周縁との間の径方向の距離である第２カップギャップ距離Ｄ２は、対向部材側壁部５１２の内周面と基板保持部３１の外周面との間の径方向の距離である保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きい。これにより、基板９から飛散する第２処理液を第２カップ４２にて受ける際に、第２処理液が下向きの気流により下方に向かって押し流されることを防止または抑制することができる。その結果、複数種類の処理液を複数のカップにより分別して受けることができる。【選択図】図８

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、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上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薬液処理が行われる。また、薬液処理の終了後、基板上に洗浄液が供給されて洗浄処理が行われ、その後、基板の乾燥処理が行われる。
例えば、特許文献１では、酸素濃度が低い雰囲気中で基板を処理する基板処理装置が提案されている。当該基板処理装置は、基板を保持して回転させるスピンチャックと、基板の上方に配置される遮断部材と、スピンチャックのスピンベースを取り囲むカップとを含む。遮断部材は、基板の上方に配置される対向面と、基板を取り囲む内周面とを含む。遮断部材の内周面の下端は、スピンベースの周囲に配置される。
そして、基板の上面と遮断部材の対向面との間の空間が、遮断部材の吐出口から吐出された不活性ガスで満たされる。これにより、基板の上面および外周面に接する雰囲気中の酸素濃度が低減される。基板と遮断部材との間の不活性ガスは、カップ底部に設けられた排気ユニットによりカップを介して吸引され、遮蔽部材の内周面の下端とスピンベースの外周面との間からカップ内へと流入し、カップの外部へと排気される。
特許文献１の基板処理装置では、カップ上端部と遮蔽部材との間の径方向の距離が、遮蔽部材の内周面の下端とスピンベースの外周面との間の径方向の距離よりも小さい。このように、カップ上端部と遮蔽部材との間の環状の隙間が小さくされることにより、基板の回転中に基板からカップへと飛散する処理液が、当該隙間からカップの上方の空間へと飛散することが抑制される。
特開２０１５−１５３９４７号公報
ところで、基板処理装置では、複数種類の処理液を基板に順次供給して基板の処理を行う際に、処理液を種類毎に分別して回収または廃棄する場合がある。この場合、基板の周囲において複数のカップを径方向に重ねて配置し、一部のカップを上下方向に移動することにより、基板から飛散する処理液を受けるカップを切り替えることが行われる。例えば、径方向外側のカップにて処理液を受ける場合、径方向内側のカップが下方へと移動し、径方向外側のカップが基板の周囲に配置される。
仮に、特許文献１の基板処理装置に複数のカップを設け、上述の複数種類の処理液の分別を行おうとすると、径方向外側のカップにて処理液を受ける際に、当該カップ上端部と遮蔽部材との間の隙間が小さいため、カップの上方の空間から当該隙間を通過してカップ内へと流入する下向きの気体の流速が大きくなり、基板からカップへと飛散する処理液が、当該下向きの気流により下方へと流される可能性がある。その結果、径方向外側のカップにて受けるはずの処理液が、当該カップの下方に位置する径方向内側のカップに流入する可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、カップ部よりも上側に処理液が飛散することを抑制しつつ、複数種類の処理液を複数のカップにより分別して受け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、基板よりも外径が大きい円板状であり、前記基板の下方に配置されて水平状態で前記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保持部を回転する基板回転機構と、前記基板の上面に対向する対向部材と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスを供給するガス供給部と、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの前記処理液を受けるカップ部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記カップ部外へと排出するガス排出部とを備え、前記処理液供給部が、前記基板に第１処理液を供給する第１処理液供給部と、前記基板に第２処理液を供給する第２処理液供給部とを備え、前記対向部材が、前記基板の前記上面に対向する対向部材天蓋部と、前記対向部材天蓋部の外周部から下方に広がり、内周面が前記基板保持部の外周面と径方向に対向し、かつ、外周面が円筒状の対向部材側壁部とを備え、前記カップ部が、円筒状の第１カップ側壁部と、前記第１カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がる円環板状の第１カップ庇部とを有し、前記基板からの前記第１処理液を受ける第１カップと、円筒状の第２カップ側壁部と、前記第２カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記対向部材側壁部の前記外周面と径方向に対向する円環板状の第２カップ庇部とを有し、前記第１カップの径方向外側に配置されて前記基板からの前記第２処理液を受ける第２カップと、前記第１カップを前記基板保持部に対して上下方向に相対移動するカップ移動機構とを備え、前記第１カップ庇部の内周縁が前記対向部材側壁部の前記外周面と径方向に対向する第１処理位置に前記第１カップが配置された状態で、回転中の前記基板の前記上面上に供給された前記第１処理液が前記第１カップにより受けられ、前記第１カップ庇部の前記内周縁が前記対向部材側壁部の下端よりも下方に位置する第２処理位置に前記第１カップが配置された状態で、回転中の前記基板の前記上面上に供給された前記第２処理液が前記第２カップにより受けられ、前記対向部材側壁部の前記外周面と前記第２カップ庇部の前記内周縁との間の径方向の距離である第２カップギャップ距離が、前記対向部材側壁部の前記内周面と前記基板保持部の前記外周面との間の径方向の距離である保持部ギャップ距離よりも大きい。
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、前記第２カップ庇部の下面が、前記第２カップ庇部の前記内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含む。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記対向部材天蓋部の中央部に対向部材開口が設けられ、前記処理液供給部からの前記第１処理液および前記第２処理液が、前記対向部材開口を介して前記基板の前記上面に供給され、前記対向部材側壁部の前記外周面と前記第１カップ庇部の前記内周縁との間の径方向の距離である第１カップギャップ距離が、前記保持部ギャップ距離よりも大きい。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第１カップ庇部の下面が、前記第１カップ庇部の前記内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含む。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板保持部が回転する際に、前記対向部材も前記中心軸を中心として回転する。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記対向部材が、前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転される。
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、前記対向部材側壁部の前記下端が、前記基板保持部の前記外周面の上端よりも下方に位置する。
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、前記第１処理液または前記第２処理液が、常温よりも高い処理温度にて前記基板の前記上面上に供給されて前記基板に対する洗浄処理を行う洗浄液であり、前記洗浄処理の終了後に、前記基板回転機構による前記基板の回転により前記基板上から液体を除去する乾燥処理が行われ、前記洗浄処理と前記乾燥処理との間に、前記処理温度よりも低温の処理液が前記基板の前記上面上に供給されることにより前記基板が冷却される。
本発明では、カップ部よりも上側に処理液が飛散することを抑制しつつ、複数種類の処理液を複数のカップにより分別して受けることができる。
一の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の断面図である。 気液供給部を示すブロック図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板の処理の流れの一部を示す図である。 基板処理装置の一部の拡大断面図である。 基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の一部の拡大断面図である。
図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す断面図である。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）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、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部４と、トッププレート５と、対向部材移動機構６と、処理液ノズル７１とを備える。基板処理装置１の各構成は、ハウジング１１の内部に収容される。また、基板処理装置１は、基板回転機構３３等の各構成を制御する制御部１２をさらに備える。なお、図２以降の図面では、制御部１２の図示を省略する。
基板保持部３１は、水平状態で基板９を保持する。基板保持部３１は、保持ベース部３１１と、複数のチャック３１２と、複数の係合部３１３と、ベース支持部３１４とを備える。保持ベース部３１１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。保持ベース部３１１は、例えば、比較的高い耐薬品性を有するフッ素樹脂により形成される。基板９は、保持ベース部３１１の上方に保持ベース部３１１から離間して配置される。換言すれば、基板保持部３１の保持ベース部３１１は、基板９の下方に配置される。基板保持部３１の外径は、基板９の外径よりも大きい。保持ベース部３１１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の全周に亘って、基板９よりも径方向外方に広がる。
ベース支持部３１４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。保持ベース部３１１は、ベース支持部３１４の上方に配置され、ベース支持部３１４により下方から支持される。保持ベース部３１１の外径は、ベース支持部３１４の外径よりも大きい。保持ベース部３１１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の全周に亘って、ベース支持部３１４よりも径方向外方に広がる。
複数のチャック３１２は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、保持ベース部３１１の上面の外周部に周方向に配置される。基板保持部３１では、複数のチャック３１２により、基板９の外縁部が支持される。複数の係合部３１３は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、保持ベース部３１１の上面の外周部に周方向に配置される。複数の係合部３１３は、複数のチャック３１２よりも径方向外側に配置される。
基板回転機構３３は、回転機構収容部３４の内部に収容される。基板回転機構３３および回転機構収容部３４は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部３１と共に回転する。
カップ部４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状の部材であり、基板９および基板保持部３１の径方向外側に配置される。カップ部４は、基板９および基板保持部３１の周囲の全周に亘って配置され、基板９から周囲に向かって飛散する処理液等を受ける。カップ部４は、第１カップ４１と、第２カップ４２と、カップ移動機構４３と、第１排出ポート４４と、第２排出ポート４５とを備える。第２カップ４２は、第１カップ４１の径方向外側に配置される。
第１カップ４１は、第１カップ側壁部４１１と、第１カップ庇部４１２とを有する。第１カップ側壁部４１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１カップ庇部４１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、第１カップ側壁部４１１の上端部から径方向内方に広がる。第２カップ４２は、第２カップ側壁部４２１と、第２カップ庇部４２２とを有する。第２カップ側壁部４２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、第１カップ側壁部４１１よりも径方向外側に位置する。第２カップ庇部４２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、第１カップ庇部４１２よりも上方にて第２カップ側壁部４２１の上端部から径方向内方に広がる。
第１カップ庇部４１２の内径および第２カップ庇部４２２の内径は、基板保持部３１の保持ベース部３１１の外径およびトッププレート５の外径よりも僅かに大きい。第１カップ庇部４１２の下面は、第１カップ庇部４１２の内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含む。また、第２カップ庇部４２２の下面も、第２カップ庇部４２２の内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含む。図１に示す例では、第１カップ庇部４１２の下面は、略全面に亘って、内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面である。また、第２カップ庇部４２２の下面も、略全面に亘って、内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面である。第１カップ庇部４１２の上面、および、第２カップ庇部４２２の上面も同様に、内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面である。
カップ移動機構４３は、第１カップ４１を上下方向に移動することにより、基板９からの処理液等の液体を受けるカップを第１カップ４１と第２カップ４２との間で切り替える。換言すれば、カップ移動機構４３は、第１カップ４１を基板保持部３１および第２カップ４２に対して上下方向に相対移動することにより、基板９からの処理液等を受けるカップを切り替えるカップ切替機構である。カップ部４では、例えば、基板保持部３１および第２カップ４２が上下方向において固定されており、処理液等を受けるカップを切り替える際には、第１カップ４１が第２カップ４２に対して上下方向に移動する。
第１カップ４１にて受けられた処理液等の液体は、第１カップ４１の底部に設けられた第１排出ポート４４を介してハウジング１１の外部へと排出される。第１カップ４１内のガスも、第１排出ポート４４を介してハウジング１１外へと排出される。第２カップ４２にて受けられた処理液等の液体は、第２カップ４２の底部に設けられた第２排出ポート４５を介してハウジング１１の外部へと排出される。第２カップ４２内のガスも、第２排出ポート４５を介してハウジング１１外へと排出される。
トッププレート５は、平面視において略円形の部材である。トッププレート５は、基板９の上面９１に対向する対向部材であり、基板９の上方を遮蔽する遮蔽板である。トッププレート５の外径は、基板９の外径、および、保持ベース部３１１の外径よりも大きい。トッププレート５は、対向部材本体５１と、被保持部５２と、複数の係合部５３とを備える。対向部材本体５１は、例えば、比較的高い耐薬品性を有するフッ素樹脂により形成される。対向部材本体５１は、対向部材天蓋部５１１と、対向部材側壁部５１２とを備える。対向部材天蓋部５１１は、基板９の上面９１に対向する。対向部材天蓋部５１１は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状の部材である。対向部材天蓋部５１１の下面は、基板９の上面９１に対向する平面である。
図１に示す例では、対向部材天蓋部５１１の径方向中央部（以下、単に「中央部」ともいう。）には、対向部材開口５４が設けられる。対向部材開口５４は、例えば、平面視において略円形である。対向部材開口５４の直径は、基板９の直径に比べて十分に小さい。対向部材天蓋部５１１は、中央部に対向部材開口５４を有する略円環板状である。対向部材側壁部５１２は、対向部材天蓋部５１１の外周部から下方に広がる。対向部材側壁部５１２は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。対向部材側壁部５１２の外周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の面である。
複数の係合部５３は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、対向部材天蓋部５１１の下面の外周部に周方向に配置される。複数の係合部５３は、対向部材側壁部５１２の径方向内側に配置される。
被保持部５２は、対向部材本体５１の上面に接続される。被保持部５２は、対向部材筒部５２１と、対向部材フランジ部５２２とを備える。対向部材筒部５２１は、対向部材本体５１の対向部材開口５４の周囲から上方に突出する略筒状の部位である。対向部材筒部５２１は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。対向部材フランジ部５２２は、対向部材筒部５２１の上端部から径方向外方に環状に広がる。対向部材フランジ部５２２は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。
対向部材移動機構６は、対向部材保持部６１と、対向部材昇降機構６２とを備える。対向部材保持部６１は、トッププレート５の被保持部５２を保持する。対向部材保持部６１は、保持部本体６１１と、本体支持部６１２と、フランジ支持部６１３と、支持部接続部６１４とを備える。保持部本体６１１は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状である。保持部本体６１１は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の上方を覆う。本体支持部６１２は、略水平に延びる棒状のアームである。本体支持部６１２の一方の端部は保持部本体６１１に接続され、他方の端部は対向部材昇降機構６２に接続される。
保持部本体６１１の中央部からは処理液ノズル７１が下方に突出する。処理液ノズル７１は、対向部材筒部５２１に非接触状態で挿入される。以下の説明では、処理液ノズル７１と対向部材筒部５２１との間の空間を「ノズル間隙５６」と呼ぶ。
フランジ支持部６１３は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。フランジ支持部６１３は、対向部材フランジ部５２２の下方に位置する。フランジ支持部６１３の内径は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の外径よりも小さい。フランジ支持部６１３の外径は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の外径よりも大きい。支持部接続部６１４は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。支持部接続部６１４は、フランジ支持部６１３と保持部本体６１１とを対向部材フランジ部５２２の周囲にて接続する。対向部材保持部６１では、保持部本体６１１は対向部材フランジ部５２２の上面と上下方向に対向する保持部上部であり、フランジ支持部６１３は対向部材フランジ部５２２の下面と上下方向に対向する保持部下部である。
図１に示す位置にトッププレート５が位置する状態では、フランジ支持部６１３は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の外周部に下側から接して支持する。換言すれば、対向部材フランジ部５２２が、対向部材移動機構６の対向部材保持部６１により保持される。これにより、トッププレート５が、基板９および基板保持部３１の上方にて、対向部材保持部６１により吊り下げられる。以下の説明では、図１に示すトッププレート５の上下方向の位置を「第１の位置」という。トッププレート５は、第１の位置にて、対向部材移動機構６により保持されて基板保持部３１から上方に離間する。
フランジ支持部６１３には、トッププレート５の位置ずれ（すなわち、トッププレート５の移動および回転）を制限する移動制限部６１６が設けられる。図１に示す例では、移動制限部６１６は、フランジ支持部６１３の上面から上方に突出する突起部である。移動制限部６１６が、対向部材フランジ部５２２に設けられた孔部に挿入されることにより、トッププレート５の位置ずれが制限される。
対向部材昇降機構６２は、トッププレート５を対向部材保持部６１と共に上下方向に移動させる。図２は、トッププレート５が図１に示す第１の位置から下降した状態を示す断面図である。以下の説明では、図２に示すトッププレート５の上下方向の位置を「第２の位置」という。すなわち、対向部材昇降機構６２は、トッププレート５を第１の位置と第２の位置との間で基板保持部３１に対して上下方向に相対移動する。第２の位置は、第１の位置よりも下方の位置である。換言すれば、第２の位置は、トッププレート５が第１の位置よりも上下方向において基板保持部３１に近接する位置である。
トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、トッププレート５の複数の係合部５３がそれぞれ、基板保持部３１の複数の係合部３１３と係合する。複数の係合部５３は、複数の係合部３１３により下方から支持される。換言すれば、複数の係合部３１３はトッププレート５を支持する対向部材支持部である。例えば、係合部３１３は、上下方向に略平行なピンであり、係合部３１３の上端部が、係合部５３の下端部に上向きに形成された凹部に嵌合する。また、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２は、対向部材保持部６１のフランジ支持部６１３から上方に離間する。これにより、トッププレート５は、第２の位置にて、基板保持部３１により保持されて対向部材移動機構６から離間する（すなわち、対向部材移動機構６と非接触状態となる。）。
トッププレート５が基板保持部３１により保持された状態では、トッププレート５の対向部材側壁部５１２の下端が、基板保持部３１の保持ベース部３１１の上面よりも下方に位置する。このため、対向部材側壁部５１２の内周面は、基板保持部３１の外周面（すなわち、保持ベース部３１１の外周面）と径方向に対向する。このとき、トッププレート５と基板保持部３１との間には、ほぼ密閉状態の処理空間９０が形成される。後述するように基板９を回転させて処理液により処理する際には、基板９から飛散した処理液は、対向部材側壁部５１２の内周面と基板保持部３１の外周面との隙間から、処理空間９０の外部へと流出し、主として対向部材側壁部５１２の下端から外方に飛散する。当該飛散した処理液は、第１カップ４１または第２カップ４２により受け止められる。図２に示す例では、対向部材側壁部５１２の下端は、保持ベース部３１１の外周面の上端よりも下方に位置し、保持ベース部３１１の外周面の下端よりも上方に位置する。
基板保持部３１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間の径方向の距離は、周方向のいずれの位置においてもおよそ同じである。以下の説明では、基板保持部３１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間の径方向の距離を「保持ギャップ距離Ｄ０」という。保持ギャップ距離Ｄ０は、例えば、対向部材側壁部５１２の下端における基板保持部３１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間の径方向の距離である。基板保持部３１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間の径方向の距離が上下方向において一定ではない場合、保持ギャップ距離Ｄ０は、例えば、当該距離の最小値であってもよい。保持ギャップ距離Ｄ０は、例えば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
トッププレート５が第２の位置に位置する状態で基板回転機構３３が駆動されると、基板保持部３１が基板９と共に回転し、トッププレート５も、基板９および基板保持部３１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。換言すれば、トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、トッププレート５は、基板回転機構３３により基板保持部３１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転可能となる。
図３は、基板処理装置１におけるガスおよび処理液の供給および排出に係る気液供給部７および気液排出部８を示すブロック図である。気液供給部７は、上述の処理液ノズル７１と、処理液供給部７２と、ガス供給部７３とを備える。処理液供給部７２は、基板９の上面９１に処理液を供給する。
処理液供給部７２は、薬液供給部７２１と、洗浄液供給部７２２と、置換液供給部７２３と、温度制御部７２４とを備える。薬液供給部７２１、洗浄液供給部７２２および置換液供給部７２３はそれぞれ、処理液ノズル７１に接続される。薬液供給部７２１は、処理液ノズル７１を介して基板９に薬液（例えば、ポリマー除去液、または、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）を供給する。洗浄液供給部７２２は、処理液ノズル７１を介して基板９に洗浄液（例えば、純水（ＤＩＷ：deionized water）または炭酸水）を供給する。温度制御部７２４は、洗浄液供給部７２２と処理液ノズル７１との間の流路上に設けられ、処理液ノズル７１に供給される洗浄液の温度を制御する。置換液供給部７２３は、処理液ノズル７１を介して基板９に置換液（例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ））を供給する。
上述の薬液、洗浄液および置換液は、処理液ノズル７１の下端面に設けられた吐出口から、基板９の上面９１の径方向中央部に向けて吐出される。処理液ノズル７１の下端面には、例えば、薬液、洗浄液および置換液にそれぞれ対応する３つの吐出口が設けられてもよく、薬液、洗浄液および置換液を順次吐出する１つの吐出口が設けられてもよい。以下の説明では、上述の薬液、洗浄液および置換液をまとめて、あるいは、薬液、洗浄液および置換液のうちいずれかを、単に処理液とも呼ぶ。
ガス供給部７３は、処理液ノズル７１に接続され、処理液ノズル７１を介してトッププレート５の下面と基板９の上面９１との間の空間である処理空間９０にガスを供給する。具体的には、ガス供給部７３からのガスは、処理液ノズル７１の下端面に設けられた噴射口から処理空間９０に供給される。また、処理液ノズル７１の側面にも噴射口が設けられ、ガス供給部７３からのガスは、当該噴射口からもノズル間隙５６を介して処理空間９０に供給される。ガス供給部７３から供給されるガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスである。基板処理装置１では、基板９の処理は、好ましくは処理空間９０に処理液ノズル７１から不活性ガスが供給されて処理空間９０が不活性ガス雰囲気となっている状態で行われる。換言すれば、ガス供給部７３から処理空間９０に供給されるガスは、処理雰囲気用ガスである。ガス供給部７３からは、不活性ガス以外の様々なガスが処理雰囲気用ガスとして供給されてもよい。
気液排出部８は、上述の第１排出ポート４４および第２排出ポート４５と、第１吸引部８１と、第２吸引部８２とを備える。第１吸引部８１は、第１カップ４１の底部に配置された第１排出ポート４４に接続される。第１吸引部８１は、第１排出ポート４４を介して第１カップ４１内のガスおよび処理液を吸引する。第１吸引部８１により吸引されたガスおよび処理液は、図示省略の気液分離部にて分離される。当該気液分離部にて分離された処理液は、廃棄または回収される。第２吸引部８２は、第２排出ポート４５を介して第２カップ４２内のガスおよび処理液を吸引する。第２吸引部８２により吸引されたガスおよび処理液は、図示省略の気液分離部にて分離される。当該気液分離部にて分離された処理液は、廃棄または回収される。第１吸引部８１および第２吸引部８２は、カップ部４に接続され、カップ部４内のガスを吸引してカップ部４外へと排出するガス排出部である。
次に、基板処理装置１における基板９の処理の流れの一例について、図４および図５を参照しつつ説明する。まず、トッププレート５が図１に示す第１の位置に位置する状態で、基板９がハウジング１１内に搬入され、基板保持部３１により保持される（ステップＳ１１）。このとき、トッププレート５は対向部材移動機構６の対向部材保持部６１により保持されている。
続いて、対向部材昇降機構６２により対向部材保持部６１が下方へと移動される。これにより、トッププレート５が第１の位置から第２の位置へと下方に移動し、図２に示すように、トッププレート５が基板保持部３１により保持される（ステップＳ１２）。そして、ガス供給部７３（図３参照）から処理液ノズル７１を介して、ノズル間隙５６および処理空間９０に不活性ガス（すなわち、処理雰囲気用ガス）の供給が開始される。
次に、基板回転機構３３が制御部１２（図１参照）により制御されることにより、基板保持部３１、基板９およびトッププレート５の回転が開始される（ステップＳ１３）。処理液ノズル７１からの不活性ガスの供給は、ステップＳ１３以降も継続される。そして、処理液供給部７２の薬液供給部７２１が制御部１２により制御されることにより、薬液供給部７２１から処理液ノズル７１へと薬液が供給され、第２の位置に位置するトッププレート５の対向部材開口５４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１４）。
処理液ノズル７１から基板９の中央部に供給された薬液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと拡がり、基板９の上面９１全体に付与される。薬液は、遠心力により基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、保持ベース部３１１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間を通過して処理空間９０から排出される。基板処理装置１では、基板保持部３１が回転する際に、トッププレート５も中心軸Ｊ１を中心として回転する。このため、トッププレート５の下面に薬液が付着した場合であっても、当該薬液も遠心力により処理空間９０から排出される。
図６は、基板処理装置１の一部の拡大断面図である。図６に示すカップ部４では、第１カップ４１および第２カップ４２が、基板保持部３１およびトッププレート５の周囲に配置されている。第１カップ４１の第１カップ庇部４１２は、僅かな間隙を介して第２カップ４２の第２カップ庇部４２２の下面に近接している。第１カップ庇部４１２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の下端よりも上方に位置する。第１カップ庇部４１２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向する。第１カップ庇部４１２の内周縁と対向部材側壁部５１２の外周面との間の径方向の距離は、周方向のいずれの位置においてもおよそ同じである。
以下の説明では、第１カップ庇部４１２の内周縁と対向部材側壁部５１２の外周面との間の径方向の距離を「第１カップギャップ距離Ｄ１」という。第１カップギャップ距離Ｄ１は、上述の保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きい。第１カップギャップ距離Ｄ１は、例えば、３ｍｍ以上６ｍｍ以下である。また、以下の説明では、図２に示す第１カップ４１の位置を、「第１処理位置」という。第１カップ４１が第１処理位置に位置する状態では、対向部材側壁部５１２の外周面の下部は、第１カップ側壁部４１１の内周面と径方向に対向する。また、保持ベース部３１１の外周面の下部も、第１カップ側壁部４１１の内周面と径方向に対向する。
ステップＳ１４では、第１カップ４１が第１処理位置に配置された状態で、回転中の基板９の上面９１上に供給された薬液が、上述のように処理空間９０から排出され、カップ部４の第１カップ４１により受けられる。第１カップ４１により受けられた薬液は、第１カップ４１の底部に設けられた第１排出ポート４４を介してハウジング１１の外部へと排出される。基板処理装置１では、薬液が基板９に対して所定時間付与されることにより、薬液による基板９の処理（すなわち、薬液処理）が終了する。なお、薬液の供給（ステップＳ１４）は、基板９の回転開始（ステップＳ１３）よりも前に行われてもよい。この場合、静止状態の基板９の上面９１全体に薬液がパドル（液盛り）され、薬液によるパドル処理が行われる。
基板９の薬液処理が終了すると、処理液ノズル７１からの薬液の供給が停止される。続いて、洗浄液供給部７２２（図３参照）が制御部１２により制御されることにより、洗浄液供給部７２２から処理液ノズル７１へと洗浄液が供給され、第２の位置に位置するトッププレート５の対向部材開口５４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１５）。
処理液ノズル７１から基板９の中央部に供給された洗浄液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと拡がり、基板９の上面９１全体に付与される。基板９の上面９１上に残留している薬液は、洗浄液により洗い流され、基板９上から除去される。洗浄液および洗い流された薬液は、遠心力により基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、保持ベース部３１１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間を通過して処理空間９０から排出される。また、トッププレート５の下面に洗浄液等が付着した場合、当該洗浄液等も遠心力により処理空間９０から排出される。
ステップＳ１５では、第１カップ４１が第１処理位置に配置された状態で、回転中の基板９の上面９１上に供給された洗浄液が、上述のように処理空間９０から排出され、カップ部４の第１カップ４１により受けられる。第１カップ４１により受けられた洗浄液は、第１カップ４１の底部に設けられた第１排出ポート４４を介してハウジング１１の外部へと排出される。基板処理装置１では、洗浄液が基板９に対して所定時間付与されることにより、洗浄液による基板９の処理（すなわち、洗浄処理）が終了する。
図５は、ステップＳ１５における洗浄処理の詳細な流れを示す図である。図５に示すように、基板処理装置１においてステップＳ１４の薬液処理が終了すると、処理液ノズル７１から基板９上に所定の前処理温度に調節された洗浄液が供給される（ステップＳ１５１）。基板９に供給される洗浄液の温度は、上述の温度制御部７２４により制御される。前処理温度は、例えば、常温（すなわち、室温に略等しい温度）である。
前処理温度の洗浄液が所定時間供給されると、処理液ノズル７１から供給される洗浄液の温度が、温度制御部７２４により所定の処理温度に変更される。処理温度は、前処理温度よりも高い温度であり、かつ、常温よりも高い温度である。基板処理装置１では、処理温度（例えば、約８０℃）の洗浄液が基板９の上面９１上に所定時間供給されることにより、基板９に対する洗浄処理が行われる（ステップＳ１５２）。基板９の上面９１の温度は、処理温度の洗浄液との接触により、常温よりも高い温度まで上昇する。
処理温度の洗浄液による基板９の洗浄処理が終了すると、処理液ノズル７１から供給される洗浄液の温度が、温度制御部７２４により所定の後処理温度に変更される。後処理温度は、処理温度よりも低温である。後処理温度は、例えば、常温である。後処理温度は、前処理温度と同じでもよく、異なっていてもよい。そして、後処理温度の洗浄液が基板９の上面９１上に所定時間供給されることにより、基板９が冷却される（ステップＳ１５３）。ステップＳ１５１〜Ｓ１５３が行われることにより、前処理温度、処理温度および後処理温度の洗浄液による基板９の洗浄処理が終了する。
洗浄液による基板９の処理が終了すると、処理液ノズル７１からの洗浄液の供給が停止される。このとき、基板９の上面９１上には、洗浄液の薄い液膜が存在している。そして、カップ移動機構４３により第１カップ４１が下方に移動され、図７に示すように、図２に示す第１処理位置よりも下方の第２処理位置に位置する。第１カップ４１が第２処理位置に位置する状態では、第１カップ庇部４１２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の下端よりも下方に位置する。これにより、第２カップ４２が、基板保持部３１およびトッププレート５と径方向に対向し、基板９からの処理液を受けるカップが、第１カップ４１から第２カップ４２へと切り替えられる（ステップＳ１６）。
図８は、基板処理装置１の一部の拡大断面図である。図８に示すカップ部４では、第２カップ４２が、基板保持部３１およびトッププレート５の周囲に配置されている。第２カップ庇部４２２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の下端よりも上方に位置する。第２カップ庇部４２２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向する。第２カップ庇部４２２の内周縁と対向部材側壁部５１２の外周面との間の径方向の距離は、周方向のいずれの位置においてもおよそ同じである。
以下の説明では、第２カップ庇部４２２の内周縁と対向部材側壁部５１２の外周面との間の径方向の距離を「第２カップギャップ距離Ｄ２」という。第２カップギャップ距離Ｄ２は上述の保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きい。第２カップギャップ距離Ｄ２は、例えば、３ｍｍ以上６ｍｍ以下である。第２カップギャップ距離Ｄ２は、第１カップギャップ距離Ｄ１（図６参照）と同じであってもよく、異なっていてもよい。対向部材側壁部５１２の外周面の下部は、第２カップ側壁部４２１の内周面と径方向に対向する。また、保持ベース部３１１の外周面の下部も、第２カップ側壁部４２１の内周面と径方向に対向する。
上述のように、第１カップ４１が第２処理位置へと移動されると、置換液供給部７２３（図３参照）が制御部１２により制御されることにより、置換液供給部７２３から処理液ノズル７１へと置換液が供給され、第２の位置に位置するトッププレート５の対向部材開口５４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１７）。
処理液ノズル７１から基板９の中央部に供給された置換液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと拡がり、基板９の上面９１全体に付与される。基板９の上面９１上に残留している洗浄液は、置換液により径方向外方へと押し出されて基板９上から除去される。これにより、基板９上の洗浄液が置換液に置換される。置換液としてＩＰＡが使用される場合、ステップＳ１７においてＩＰＡ置換処理が行われる。置換液は、遠心力により基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、保持ベース部３１１の外周面と対向部材側壁部５１２の内周面との間を通過して処理空間９０から排出される。また、トッププレート５の下面に置換液等が付着した場合、当該置換液等も遠心力により処理空間９０から排出される。
ステップＳ１７では、第１カップ４１が図７に示す第２処理位置に配置された状態で、回転中の基板９の上面９１上に供給された置換液が、上述のように処理空間９０から排出され、カップ部４の第２カップ４２により受けられる。第２カップ４２により受けられた置換液は、第２カップ４２の底部に設けられた第２排出ポート４５を介してハウジング１１の外部へと排出される。基板処理装置１では、置換液が基板９に対して所定時間付与されることにより、置換液による基板９の処理（すなわち、置換処理）が終了する。
置換液による基板９の処理が終了すると、処理液ノズル７１からの置換液の供給が停止される。そして、ガス供給部７３（図３参照）により処理液ノズル７１の側面からノズル間隙５６に向けて噴射される不活性ガスの流量が増大する。また、処理液ノズル７１の下端面から処理空間９０に向けて噴射される不活性ガスの流量も増大する。さらに、基板回転機構３３が制御部１２（図１参照）により制御されることにより、基板保持部３１、基板９およびトッププレート５の回転速度が増大する。これにより、基板９の上面９１上に残留している置換液が径方向外方へと移動して基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、保持ベース部３１１と対向部材側壁部５１２との間を通過して処理空間９０から排出される。処理空間９０から排出された第２処理液等は、カップ部４の第２カップ４２により受けられる。基板９の回転が所定の時間だけ継続されることにより、基板９の上面９１上から置換液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１８）。
基板９の乾燥処理が終了すると、基板回転機構３３による基板保持部３１、基板９およびトッププレート５の回転が停止される（ステップＳ１９）。また、ガス供給部７３からノズル間隙５６および処理空間９０への不活性ガスの供給が停止される。次に、対向部材昇降機構６２により対向部材保持部６１が上方に移動することにより、トッププレート５が、第２の位置から図１に示す第１の位置へと上方に移動する（ステップＳ２０）。トッププレート５は、基板保持部３１から上方に離間して対向部材保持部６１により保持される。その後、基板９がハウジング１１から搬出される（ステップＳ２１）。基板処理装置１では、複数の基板９に対して、上述のステップＳ１１〜Ｓ２１が順次行われ、複数の基板９が順次処理される。
以上に説明したように、基板処理装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部４と、トッププレート５と、処理液供給部７２と、ガス供給部７３と、ガス排出部（すなわち、第１吸引部８１および第２吸引部８２）とを備える。基板保持部３１は、基板９よりも外径が大きい円板状である。基板保持部３１は、基板９の下方に配置されて水平状態で基板９を保持する。基板回転機構３３は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心として基板保持部３１を回転する。トッププレート５は、基板９の上面９１に対向する対向部材である。処理液供給部７２は、基板９の上面９１に処理液を供給する。ガス供給部７３は、トッププレート５の下面と基板９の上面９１との間の空間である処理空間９０に処理雰囲気用ガスを供給する。カップ部４は、基板保持部３１の周囲に配置されて基板９からの処理液を受ける。ガス排出部は、カップ部４内のガスを吸引してカップ部４外へと排出する。
トッププレート５は、対向部材天蓋部５１１と、対向部材側壁部５１２とを備える。対向部材天蓋部５１１は、基板９の上面９１に対向する。対向部材側壁部５１２は、対向部材天蓋部５１１の外周部から下方に広がる。対向部材側壁部５１２の外周面は、円筒状である。対向部材側壁部５１２の内周面は、基板保持部３１の外周面と径方向に対向する。
カップ部４は、第１カップ４１と、第２カップ４２と、カップ移動機構４３とを備える。第１カップ４１は、円筒状の第１カップ側壁部４１１と、円環板状の第１カップ庇部４１２とを備える。第１カップ庇部４１２は、第１カップ側壁部４１１の上端部から径方向内方に広がる。第２カップ４２は、第１カップ４１の径方向外側に配置される。第２カップ４２は、円筒状の第２カップ側壁部４２１と、円環板状の第２カップ庇部４２２とを備える。第２カップ庇部４２２は、第２カップ側壁部４２１の上端部から径方向内方に広がる。カップ移動機構４３は、第１カップ４１を基板保持部３１に対して上下方向に相対移動する。
第１カップ４１が第１処理位置に配置された状態では、第１カップ庇部４１２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向する。第１カップ４１が第２処理位置に配置された状態では、第１カップ庇部４１２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の下端よりも下方に位置する。
ここで、上述の薬液および洗浄液を「第１処理液」と呼び、置換液を「第２処理液」と呼ぶと、薬液供給部７２１および洗浄液供給部７２２は、基板９に第１処理液を供給する第１処理液供給部である。また、置換液供給部７２３は、基板９に第２処理液を供給する第２処理液供給部である。基板処理装置１では、第１カップ４１が上述の第１処理位置に配置された状態で、基板９からの第１処理液（すなわち、回転中の基板９の上面９１上に供給された第１処理液）が、第１カップ４１により受けられる。また、第１カップ４１が上述の第２処理位置に配置された状態で、基板９からの第２処理液（すなわち、回転中の基板９の上面９１上に供給された第２処理位置）が、第２カップ４２により受けられる。
基板処理装置１では、第２カップ庇部４２２の内周縁は、対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向する。これにより、第１カップ４１により受けられた第１処理液、および、第２カップ４２により受けられた第２処理液が、第２カップ庇部４２２の内周縁よりも径方向内側から第２カップ庇部４２２よりも上側へと飛散すること（すなわち、第１処理液および第２処理液がカップ部４よりも上側に飛散すること）を抑制することができる。
基板処理装置１では、ハウジング１１内のカップ部４よりも上側の空間において、ハウジング１１の上部から下方へと向かう気流（いわゆる、ダウンフロー）が形成されている。当該気流は、トッププレート５の対向部材側壁部５１２と第２カップ４２の第２カップ庇部４２２の内周縁との間からカップ部４内へと流入し、ガス排出部によりカップ部４の底部から吸引されてカップ部４外へと排出される。ここで、仮に、対向部材側壁部５１２の外周面と第２カップ庇部４２２の内周縁との間隙が過剰に狭いとすると、当該間隙からカップ部４内へと流入する気流の流速が過剰に大きくなる可能性がある。この状態で、基板９から飛散する第２処理液を第２カップ４２にて受けようとすると、第２処理液が当該気流により下方に向かって押し流され、第２カップ４２の下方の第２処理位置に位置する第１カップ４１内に流入するおそれがある。
これに対し、図８に示す基板処理装置１では、対向部材側壁部５１２の外周面と第２カップ庇部４２２の内周縁との間の径方向の距離である第２カップギャップ距離Ｄ２は、対向部材側壁部５１２の内周面と基板保持部３１の外周面との間の径方向の距離である保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きい。このように、対向部材側壁部５１２の外周面と第２カップ庇部４２２の内周縁との間隙が過剰に狭くなることを防止することにより、当該間隙からカップ部４内へと流入する気流の流速が過剰に大きくなることを防止することができる。その結果、基板９から飛散する第２処理液を第２カップ４２にて受ける際に、第２処理液が当該気流により下方に向かって押し流されることを防止または抑制することができ、第２処理位置に位置する第１カップ４１内に第２処理液が流入することを防止または抑制することができる。換言すれば、基板処理装置１では、第１処理液および第２処理液を、第１カップ４１および第２カップ４２により分別して受けることができる。さらに換言すれば、基板処理装置１では、複数種類の処理液を複数のカップにより分別して受けることができる。
また、基板処理装置１では、第２カップ庇部４２２の下面が、第２カップ庇部４２２の内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含む。これにより、基板９から飛散して第２カップ４２の内面に衝突した第２処理液が、上方へと飛散することが抑制され、第２カップ４２内において下方へと導かれる。その結果、第２カップ４２により受けられた第２処理液がカップ部４よりも上側に飛散することを、より一層抑制することができる。
上述のように、基板処理装置１では、対向部材天蓋部５１１の中央部に対向部材開口５４が設けられ、処理液供給部７２からの第１処理液（すなわち、薬液および洗浄液）と第２処理液（すなわち、置換液）とが、対向部材開口５４を介して基板９の上面９１に供給される。ここで、仮に、対向部材側壁部５１２の外周面と第１カップ庇部４１２の内周縁との間隙が過剰に狭いと、第１カップ４１を第１処理位置から第２処理位置へと下降させる際に、対向部材側壁部５１２の外周面近傍において比較的大きな圧力低下が生じる可能性がある。そして、当該圧力低下により処理空間９０の圧力も低下するため、処理空間９０の外部の雰囲気が、例えばノズル間隙５６および対向部材開口５４を介して処理空間９０に流入し、処理空間９０の雰囲気が所望の状態から変化する可能性がある。
これに対し、図６に示す基板処理装置１では、対向部材側壁部５１２の外周面と第１カップ庇部４１２の内周縁との間の径方向の距離である第１カップギャップ距離Ｄ１が、上述の保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きい。このように、対向部材側壁部５１２の外周面と第１カップ庇部４１２の内周縁との間隙が過剰に狭くなることを防止することにより、第１カップ４１の上下方向の移動による対向部材側壁部５１２の外周面近傍における圧力低下、および、処理空間９０の圧力低下を防止または抑制することができる。その結果、外部の雰囲気が処理空間９０に流入することを防止または抑制し、処理空間９０の雰囲気の意図しない変化を防止または抑制することができる。また、第２カップ４２と同様に、第１カップ４１よりも上側に第１処理液が飛散することを防止または抑制しつつ、対向部材側壁部５１２の外周面と第１カップ庇部４１２の内周縁との間隙から第１カップ４１内へと流入する気流の流速が過剰に大きくなることを防止することができる。
さらに、基板処理装置１では、第１カップ庇部４１２の下面が、第１カップ庇部４１２の内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含む。これにより、基板９から飛散して第１カップ４１の内面に衝突した第１処理液が、上方へと飛散することが抑制され、第１カップ４１内において下方へと導かれる。その結果、第１カップ４１により受けられた第１処理液が第１カップ４１よりも上側に飛散することを、より一層抑制することができる。
上述のように、基板処理装置１では、基板保持部３１が回転する際に、トッププレート５も中心軸Ｊ１を中心として回転する。これにより、トッププレート５の下面に付着した処理液を、遠心力により径方向外方へと移動して当該下面から除去することができる。換言すれば、トッププレート５への処理液の付着を防止することができる。また、処理空間９０に供給された処理雰囲気用ガスを、トッププレート５および基板９の回転により径方向外方へと迅速に拡散させることができる。その結果、処理空間９０全体に処理雰囲気用ガスを効率良く拡散し、処理雰囲気用ガスの使用量を低減することができる。
さらに、トッププレート５は、基板保持部３１により保持され、基板回転機構３３により基板保持部３１と共に回転される。これにより、トッププレート５を回転するための機構を基板回転機構３３とは別に設ける必要がないため、装置構造を簡素化することができる。
上述の例では、洗浄液は、第１カップ４１により受けられる第１処理液である。基板９に対する洗浄処理が行われる際には、当該洗浄液は、常温よりも高い処理温度にて基板９の上面９１上に供給される。これにより、基板９の洗浄処理を効率良く行うことができ、基板９の洗浄処理に要する時間を短縮することができる。
また、基板処理装置１では、当該洗浄処理の終了後に、基板回転機構３３による基板９の回転により基板９上から液体を除去する乾燥処理が行われ、洗浄処理と乾燥処理との間に、上述の処理温度よりも低温の処理液が基板９の上面９１上に供給されることにより、基板９が冷却される。このように、常温よりも高い処理温度の洗浄液による洗浄処理により昇温した基板９を、乾燥処理よりも前に冷却することにより、処理空間９０に残留している可能性がある僅かなイオン性物質が、乾燥処理の際に基板９上のデバイス等に悪影響を与えることを防止または抑制することができる。なお、ステップＳ１５３において基板９に供給される処理液は、処理温度での洗浄処理（ステップＳ１５２）に利用される洗浄液と同じ処理液であってもよく、異なる処理液であってもよい。
さらに、基板処理装置１では、常温よりも高い処理温度の洗浄液による洗浄処理（ステップＳ１５２）よりも前に、当該処理温度よりも低温の処理液が基板９上に供給される（ステップＳ１５１）。これにより、基板９上に残留している薬液を昇温することなく基板９上から洗い流す（すなわち、除去する）ことができる。その結果、基板９上に残留している薬液の反応性が増大することを抑制し、基板９上から薬液を洗い流す際に、薬液の意図しない反応等が生じることを防止または抑制することができる。なお、ステップＳ１５１において基板９に供給される処理液は、処理温度での洗浄処理（ステップＳ１５２）に利用される洗浄液と同じ処理液であってもよく、異なる処理液であってもよい。
上述の基板処理装置１では、様々な変更が可能である。
基板処理装置１では、基板９の薬液処理、洗浄処理および乾燥処理が行われる際に、トッププレート５は必ずしも基板保持部３１に保持される必要はない。例えば、トッププレート５は、基板保持部３１から離間して基板９の上方に配置され、基板回転機構３３とは独立して設けられた他の回転機構により回転されてもよい。また、基板９の薬液処理、洗浄処理および乾燥処理が行われる際に、トッププレート５は必ずしも回転されなくてもよい。
基板処理装置１では、基板９の洗浄処理（ステップＳ１５）において、基板９に供給される処理液の温度変更は必ずしも行われなくてもよい。例えば、洗浄液は、基板９への供給開始から供給停止まで略同じ温度であってもよい。この場合、基板９に供給される洗浄液の温度は、常温よりも高くてもよく、常温以下であってもよい。
上述の例では、薬液および洗浄液が第１カップ４１により受けられる第１処理液であり、置換液が第２カップ４２により受けられる第２処理液であるが、第１処理液および第２処理液は様々に変更されてよい。また、第１処理液の基板９への供給は、第２処理液の基板９への供給よりも後に行われてもよい。
例えば、基板処理装置１において基板９に供給される処理液が薬液および洗浄液であり、第１カップ４１が第１処理位置に位置する状態で基板９の薬液処理が行われた後、第１カップ４１を第２処理位置へと移動して洗浄処理が行われてもよい。この場合、薬液は第１カップ４１により受けられる第１処理液であり、洗浄液は第２カップ４２により受けられる第２処理液である。あるいは、第１カップ４１が第２処理位置に位置する状態で基板９の薬液処理が行われた後、第１カップ４１を第１処理位置へと移動して洗浄処理が行われてもよい。この場合、薬液は第２カップ４２により受けられる第２処理液であり、洗浄液は第１カップ４１により受けられる第１処理液である。いずれの場合であっても、上述と同様に、第２カップ庇部４２２の内周縁が対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向し、第２カップギャップ距離Ｄ２が保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きいことにより、第１処理液および第２処理液がカップ部４よりも上側に飛散することを抑制することができるとともに、複数種類の処理液を複数のカップにより分別して受けることができる。
カップ部４は、第１カップ４１および第２カップ４２に加えて、第１カップ４１および第２カップ４２と径方向に並ぶ他のカップを備えていてもよい。換言すれば、カップ部４は３以上のカップを備えていてもよい。この場合、上述の第１処理液を受ける第１カップ４１は、当該３以上のカップのうち、径方向の最も外側に位置するカップ以外の一のカップであり、第２処理液を受ける第２カップ４２は、当該３以上のカップのうち、第１カップよりも径方向外側に位置する一のカップである。
第１カップ庇部４１２の内周縁と対向部材側壁部５１２の外周面との間の径方向の距離である第１カップギャップ距離Ｄ１は、必ずしも保持ギャップ距離Ｄ０よりも大きい必要はなく、保持ギャップ距離Ｄ０以下であってもよい。
カップ部４の第１カップ庇部４１２の下面は、必ずしも上述の傾斜面を含む必要はなく、例えば、略全面に亘って上下方向に略垂直な平面であってもよい。第２カップ庇部４２２の下面も同様に、必ずしも上述の傾斜面を含む必要はなく、例えば、略全面に亘って上下方向に略垂直な平面であってもよい。
基板処理装置１では、トッププレート５が基板保持部３１により保持され、トッププレート５と基板保持部３１との間に処理空間９０が形成された状態では、トッププレート５の対向部材側壁部５１２の下端が、基板保持部３１の保持ベース部３１１の上面よりも下方（すなわち、保持ベース部３１１の外周面の上端よりも下方）に位置する。このため、第１カップ庇部４１２および第２カップ庇部４２２の内周縁を、トッププレート５の対向部材側壁部５１２の下端よりも上方に位置させることで、対向部材側壁部５１２の下端から飛散する処理液を受けることができる。したがって、第１カップ庇部４１２および第２カップ庇部４２２を基板９よりも低い位置に位置させた状態で、対向部材側壁部５１２の下端から飛散する処理液を受けることができる。その結果、第２カップ４２を基板保持部３１に対して移動させることなく、基板９を搬出入する機構と基板保持部３１との間で基板９の受け渡しを容易に行うことができる。
なお、基板処理装置１では、第２カップ４２を基板保持部３１に対して上下方向に相対移動する第２カップ移動機構が設けられてもよい。この場合、基板９の受け渡し、すなわち、基板保持部３１への基板９の搬入および搬出の際には、第１カップ４１および第２カップ４２を図１および図６に示す位置よりも下方に移動させることもできる。これにより、基板９の受け渡しをさらに容易に行うことができる。その結果、基板処理装置１の運用上の自由度を向上することができる。
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 基板処理装置
４ カップ部
５ トッププレート
９ 基板
３１ 基板保持部
３３ 基板回転機構
４１ 第１カップ
４２ 第２カップ
４３ カップ移動機構
５４ 対向部材開口
７１ 処理液ノズル
７２ 処理液供給部
７３ ガス供給部
８１ 第１吸引部
８２ 第２吸引部
９０ 処理空間
９１ （基板の）上面
４１１ 第１カップ側壁部
４１２ 第１カップ庇部
４２１ 第２カップ側壁部
４２２ 第２カップ庇部
５１１ 対向部材天蓋部
５１２ 対向部材側壁部
７２１ 薬液供給部
７２２ 洗浄液供給部
７２３ 置換液供給部
７２４ 温度制御部
Ｄ０ 保持ギャップ距離
Ｄ１ カップギャップ距離
Ｄ２ カップギャップ距離
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ２１ ステップ

Claims (8)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    基板よりも外径が大きい円板状であり、前記基板の下方に配置されて水平状態で前記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保持部を回転する基板回転機構と、
    前記基板の上面に対向する対向部材と、
    前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスを供給するガス供給部と、
    前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの前記処理液を受けるカップ部と、
    前記カップ部内のガスを吸引して前記カップ部外へと排出するガス排出部と、
    を備え、
    前記処理液供給部が、
    前記基板に第１処理液を供給する第１処理液供給部と、
    前記基板に第２処理液を供給する第２処理液供給部と、
    を備え、
    前記対向部材が、
    前記基板の前記上面に対向する対向部材天蓋部と、
    前記対向部材天蓋部の外周部から下方に広がり、内周面が前記基板保持部の外周面と径方向に対向し、かつ、外周面が円筒状の対向部材側壁部と、
    を備え、
    前記カップ部が、
    円筒状の第１カップ側壁部と、前記第１カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がる円環板状の第１カップ庇部とを有し、前記基板からの前記第１処理液を受ける第１カップと、
    円筒状の第２カップ側壁部と、前記第２カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記対向部材側壁部の前記外周面と径方向に対向する円環板状の第２カップ庇部とを有し、前記第１カップの径方向外側に配置されて前記基板からの前記第２処理液を受ける第２カップと、
    前記第１カップを前記基板保持部に対して上下方向に相対移動するカップ移動機構と、
    を備え、
    前記第１カップ庇部の内周縁が前記対向部材側壁部の前記外周面と径方向に対向する第１処理位置に前記第１カップが配置された状態で、回転中の前記基板の前記上面上に供給された前記第１処理液が前記第１カップにより受けられ、
    前記第１カップ庇部の前記内周縁が前記対向部材側壁部の下端よりも下方に位置する第２処理位置に前記第１カップが配置された状態で、回転中の前記基板の前記上面上に供給された前記第２処理液が前記第２カップにより受けられ、
    前記対向部材側壁部の前記外周面と前記第２カップ庇部の前記内周縁との間の径方向の距離である第２カップギャップ距離が、前記対向部材側壁部の前記内周面と前記基板保持部の前記外周面との間の径方向の距離である保持部ギャップ距離よりも大きい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、
    前記第２カップ庇部の下面が、前記第２カップ庇部の前記内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含むことを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
    前記対向部材天蓋部の中央部に対向部材開口が設けられ、
    前記処理液供給部からの前記第１処理液および前記第２処理液が、前記対向部材開口を介して前記基板の前記上面に供給され、
    前記対向部材側壁部の前記外周面と前記第１カップ庇部の前記内周縁との間の径方向の距離である第１カップギャップ距離が、前記保持部ギャップ距離よりも大きいことを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記第１カップ庇部の下面が、前記第１カップ庇部の前記内周縁から径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面を含むことを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記基板保持部が回転する際に、前記対向部材も前記中心軸を中心として回転することを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
    前記対向部材が、前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転され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、
    前記対向部材側壁部の前記下端が、前記基板保持部の前記外周面の上端よりも下方に位置す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、
    前記第１処理液または前記第２処理液が、常温よりも高い処理温度にて前記基板の前記上面上に供給されて前記基板に対する洗浄処理を行う洗浄液であり、
    前記洗浄処理の終了後に、前記基板回転機構による前記基板の回転により前記基板上から液体を除去する乾燥処理が行われ、
    前記洗浄処理と前記乾燥処理との間に、前記処理温度よりも低温の処理液が前記基板の前記上面上に供給されることにより前記基板が冷却されることを特徴とする基板処理装置。
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