JP2018142593A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の周縁部を処理する際にのみ保護ディスクを基板に最接近させることにより、基板の下面が汚染されることを防止できる。【解決手段】制御部１１１は、ブラシ１０７が基板Ｗの中央領域を処理している際に保護ディスク３５を第２の位置とさせる。ブラシ１０７が基板Ｗの周縁領域を処理している際に保護ディスク３５を第２の位置より高い第３の位置とさせる。ブラシ１０７が基板Ｗの周縁領域を処理している際は基板Ｗの中央部が撓まないので、第３の位置にさせて基板Ｗの下面と保護ディスク３５の間隔をさらに近づけることができる。したがって、基板Ｗの下面と保護ディスク３５と間に供給されている気体の流速を速めることができるので、ＡＰＭやミストが基板Ｗの下面に付着することを防止できる。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用基板、プラズマディスプレイ用基板、有機ＥＬ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスプレイ用基板、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、太陽電池用基板（以下、単に基板と称する）に対して、その下面を保護しつつ上面を処理する基板処理装置及び基板処理方法に関する。

従来、この種の装置として、基板の周縁を当接して支持する複数本の支持ピンを備え、基板を水平姿勢で保持するスピンチャックと、基板の下面とスピンチャックの上面との間にて上下動可能な保護ディスクと、基板の下面と保護ディスクとの間に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と、スピンチャックを回転させる回転駆動部と、基板の上面を洗浄しつつ、ブラシを半径方向に移動させるブラシ洗浄機構と、基板の上面に処理液を供給する処理液ノズルとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

上記のように構成された装置では、洗浄処理時に、基板の下面側へ移動された保護ディスクと基板との間に所定の流量で窒素ガスを供給している。これにより、基板の上面から下面へ処理液が回り込まないように、かつ、飛散した処理液のミストが基板の下面に回り込まないようにして、基板の下面が汚染されることを防止している。

特開２０１５−２３２８号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、基板の周縁部にブラシが移動してきた際に、支持ピンで処理液の周囲への飛散の仕方が変わったり、支持ピンが風を切ることによって周囲の圧力変動が生じたりすることなどの要因で、保護ディスク及び所定流量の窒素ガスの供給だけでは基板の下面が汚染されることを防止できないことがあるという問題がある。そこで、保護ディスクを基板に対してさらに接近させて基板の下面の間隔を狭くすることでこの問題を解決することが考えられる。しかしながら、基板は周縁部だけで支持されているので、ブラシが基板の中央部に作用している際に基板が下方に撓む。そのため、保護ディスクを基板に近づけるには限界がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板の周縁部を処理する際にのみ保護ディスクを基板に最接近させることにより、基板の下面が汚染されることを防止できる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の上面を処理する基板処理装置において、鉛直軸周りに回転可能な回転台と、前記回転台を回転させる回転駆動手段と、前記回転台に立設され、基板の周縁部と当接して、基板の下面を前記回転台の上面から離間して支持する支持手段と、前記回転台と前記支持手段による基板の支持高さ位置との間で、前記回転台に対して相対的に昇降自在に配置され、前記回転台とともに前記回転駆動手段で回転される保護ディスクと、前記支持手段で支持された基板の上面に作用して処理を行う処理手段と、前記支持手段で支持された基板の中心部から周縁部にわたって前記処理手段を移動させる移動手段と、前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給する気体供給手段と、前記支持手段で支持された基板の下面と前記保護ディスクの上面との間隔を調整するため、前記回転台の上面に前記保護ディスクが最も近い第１の位置と、前記第１の位置よりも基板の下面に前記保護ディスクが接近した第２の位置と、前記第２の位置よりもさらに基板の下面に前記保護ディスクが接近した第３の位置とにわたって、前記保護ディスクと前記回転台とを相対的に移動させる位置調整手段と、前記支持手段との間で基板を受け渡しする際には、前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第１の位置とさせ、前記処理手段により回転されている基板の上面の全面にわたって処理する際には、前記気体供給手段により気体を供給させつつ、前記処理手段が基板の中央領域を処理している際に前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第２の位置とさせ、前記処理手段が基板の周縁領域を処理している際に前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第３の位置とさせる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、支持手段との間で基板を受け渡す際には、位置調整手段により保護ディスクを第１の位置とさせる。また、処理手段により基板の上面の全面にわたって処理する際には、気体供給手段により気体を供給させつつ、処理手段が基板の中央領域を処理している際に保護ディスクを第２の位置とさせる。したがって、基板の下面と保護ディスクの間隔が基板の受渡時よりも狭くされ、かつ、気体の供給もあって処理手段による処理に伴う処理液やそのミストが基板の下面に付着することを防止できる。さらに、処理手段が基板の周縁領域を処理している際に保護ディスクを第３の位置とさせる。処理手段が基板の周縁領域を処理している際は基板の中央部が撓まないので、第３の位置にさせて基板の下面と保護ディスクの間隔をさらに近づけることができる。したがって、基板の下面と保護ディスクと間に供給されている気体の流速を速めることができるので、処理液やミストが基板の下面に付着することを防止できる。

また、本発明において、前記位置調整手段は、前記第２の位置と前記第３の位置との間の移動を、前記処理手段の移動に応じて段階的に行わせることが好ましい（請求項２）。

第２の位置と第３の位置との移動を段階的に行わせるので、位置調整手段の構成や制御を簡略化することができる。なお、ここでいう段階的とは、第２の位置と第３の位置との二段階だけでなく、三段階以上も含むものとする。

また、本発明において、前記位置調整手段は、前記第２の位置と前記第３の位置との間の移動を、前記処理手段の移動に応じて直線的に行わせることが好ましい（請求項３）。

処理手段が周縁部に近づくにつれて間隔を徐々に狭くしたり、処理手段が中心部に向かうにつれて間隔を徐々に広くしたりするように、第２の位置と第３の位置とにおける保護ディスクの移動を直線的に行わせることにより、処理手段の移動に伴って変化する基板の撓みに応じて保護ディスクの位置を調整できる。したがって、処理液やミストが基板の下面に付着することを処理手段の位置に応じて効果的に防止できる。

また、本発明において、前記位置調整手段は、前記移動手段が前記処理手段を複数回にわたって移動させる場合には、前記第２の位置と前記第３の位置との間の移動を複数回行わせることが好ましい（請求項４）。

処理手段の複数回の移動に応じて第２の位置と第３の位置との間における保護ディスクの移動を複数回行わせる。したがって、処理手段による処理が行われている間、処理液やミストが基板の下面に付着することを確実に防止できる。

また、本発明において、前記位置調整手段は、前記処理手段による処理を終えた後、前記回転駆動手段により前記回転台を回転させて基板の上面を乾燥させる乾燥処理の際に、前記第３の位置に保護ディスクを移動させることが好ましい（請求項５）。

乾燥処理の際には、処理手段による基板の撓みがないので、保護ディスクを第３の位置に移動できる。したがって、乾燥処理によって飛散した液滴が基板の下面に付着することを最大限に防止できる。

また、本発明において、前記処理手段は、液体を介して基板の上面に洗浄作用を生じさせるブラシであることが好ましく（請求項６）、または、気体と処理液とを供給して基板の上面に洗浄作用を生じさせる二流体ノズルであることが好ましい（請求項７）。

ブラシや二流体ノズルを用いて基板の上面を処理する際には、処理液が飛散したりミストが生じたりするので、特に有用である。

また、請求項８に記載の発明は、基板の上面を処理する基板処理方法において、回転台に近い第１の位置に相対的に保護ディスクを位置させた状態で回転台に立設された支持手段に基板を支持させる過程と、前記回転台を基板とともに回転させ、前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給しながら、基板の上面の中央領域を処理手段で処理する過程と、前記処理手段を移動して基板の上面の周辺領域を前記処理手段で処理する過程と、を実施して基板の上面について全面を前記処理手段で処理する際に、前記中央領域では、前記第１の位置よりも基板の下面に近い第２の位置に前記保護ディスクを相対的に移動させ、前記周辺領域では、前記第２の位置よりもさらに基板の下面に近い第３の位置に前記保護ディスクを相対的に移動させることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、保護ディスクを第１の位置に位置させた状態で基板を回転台の支持手段に支持させた後、基板の上面について全面を処理手段で処理する際に、基板の中央領域では、第１の位置よりも基板の下面に近い第２の位置に保護ディスクを相対的に移動させる。したがって、基板の下面と保護ディスクの間隔が基板の受渡時よりも狭くされ、かつ、気体の供給もあって処理手段による処理に伴う処理液やそのミストが基板の下面に付着することを防止できる。基板の周辺領域では、第２の位置よりもさらに基板の下面に近い第３の位置に保護ディスクを相対的に移動させる。処理手段が基板の周縁領域を処理している際は基板の中央部が撓まないので、第３の位置にさせて基板の下面と保護ディスクの間隔をさらに近づけることができる。したがって、基板の下面と保護ディスクと間に供給されている気体の流速を速めることができるので、処理液やミストが基板の下面に付着することを防止できる。

本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、支持手段との間で基板を受け渡す際には、位置調整手段により保護ディスクを第１の位置とさせる。また、処理手段により基板の上面の全面にわたって処理する際には、気体供給手段により気体を供給させつつ、処理手段が基板の中央領域を処理している際に保護ディスクを第２の位置とさせる。したがって、基板の下面と保護ディスクの間隔が基板の受渡時よりも狭くされ、かつ、気体の供給もあって処理手段による処理に伴う処理液やそのミストが基板の下面に付着することを防止できる。さらに、処理手段が基板の周縁領域を処理している際に保護ディスクを第３の位置とさせる。処理手段が基板の周縁領域を処理している際は基板の中央部が撓まないので、第３の位置にさせて基板の下面と保護ディスクの間隔をさらに近づけることができる。したがって、基板の下面と保護ディスクと間に供給されている気体の流速を速めることができるので、処理液やミストが基板の下面に付着することを防止できる。

実施例１に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。 スピンチャックの平面図である。 保護ディスクの昇降動作の説明に供する図である。 保護ディスクの昇降動作の説明に供する図である。 位置調整機構による保護ディスクの動作説明に供する図である。 位置調整機構による保護ディスクの動作説明に供する図である。 位置調整機構による保護ディスクの動作説明に供する図である。 実施例１に係る基板処理装置による動作を示すタイムチャートである。 実施例２に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。 実施例２に係る基板処理装置による動作を示すタイムチャートである。 変形例に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。

一枚の基板Ｗを順次処理する枚葉式の基板処理装置について、以下に説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施例１について説明する。
図１は、実施例１に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図であり、図２は、スピンチャックの平面図であり、図３及び図４は、保護ディスクの昇降動作の説明に供する図である。

実施例１に係る基板処理装置１は、基板Ｗに対して洗浄処理を施す。この基板処理装置１は、支持回転機構３と、飛散防止カップ５と、処理機構７と、処理液供給機構９とを備えている。

支持回転機構３は、基板Ｗを水平姿勢で支持するとともに、基板Ｗを鉛直方向の回転軸芯Ｐ周りに回転させる。スピンチャック１１は、基板Ｗより大径のスピンベース１３と、スピンベース１３の外周側に立設された６本の支持ピン１５とを備えている。スピンベース１３は、下部に回転軸１７が連結されている。回転軸１７は、電動モータ１９によって鉛直方向の回転軸芯Ｐ周りに回転可能に構成されている。

支持ピン１５は、胴部２１と、傾斜部２３と、当接部２５とを備えている。胴部２１は、外観が円柱状を呈する。傾斜部２３は、胴部２１の上部における外観が円錐形状に形成され、スピンベース１３の回転中心側の傾斜が広くなるように、上端部に当接部２５が形成されている。当接部２５は、平面視で支持ピン１５の中心から外方へ偏芯した位置に形成されている。６個の支持ピン１５のうち、２個の隣接する支持ピン１５は、鉛直方向の回転軸芯Ｐ１周りに回転可能に構成された可動支持ピン２７である。６個の支持ピン１５は、当接部２５により基板Ｗの端縁を当接することにより、基板Ｗの下面をスピンベース１３の上面から離間させた状態で支持する。

可動支持ピン２７は、スピンベース１３を貫通して回転軸２９を備えている。回転軸２９の下端部には、磁石保持部３１が形成されている。この磁石保持部３１は、ピン駆動用永久磁石３３が埋設されている。このピン駆動用永久磁石３３は、後述する解除用永久磁石９５またはカップ側永久磁石９３の磁力により鉛直軸周りに時計方向または反時計方向に回転される。

なお、上述したスピンチャック１１が本発明における「回転台」に相当し、電動モータ１９が本発明における「回転駆動手段」に相当する。また、上述した６個の支持ピン１５が本発明における「支持手段」に相当する。

スピンベース１３の上面には、基板Ｗより大径で、ほぼスピンベース１３と同径の保護ディスク３５が載置されている。保護ディスク３５は、円板状の部材であり、スピンベース１３の上面と、支持ピン１５による基板Ｗの支持高さとの間でスピンベース１３に対して昇降自在に配置されている。保護ディスク３５は、一つの中央開口部３７と、６個の周辺開口部３９とが形成されている。中央開口部３７は、後述する噴出部４１が挿通されている。各周辺開口部３９は、支持ピン１５が挿通されている。

スピンベース１３の支持ピン１５と噴出部４１との間であって、支持ピン１５側には、６個の開口部４３が形成されている。各開口部４３は、平面視にて、スピンベース１３の中心部から外方を見た場合に、各支持ピン１５の間に位置し、かつ等角度間隔で形成されている。この開口部４３には、保護ディスク３５の下面に上端部が取り付けられた磁石保持垂下片４５が挿通されている。磁石保持垂下片４５は、磁極方向を上下方向に向けたディスク用永久磁石４７を埋設されている。

また、スピンベース１３の下面には、移動ガイド部４９が配置されている。この移動ガイド部４９は、リニア軸受け５１と、規制ピン５３とを備えている。リニア軸受け５１は、規制ピン５３の軸部を鉛直方向に昇降自在に案内する。規制ピン５３は、その軸部の上端部がスピンベース１３を貫通して保護ディスク３５の下面に連結されている。規制ピン５３の軸部の下端には、フランジ部が形成されており、保護ディスク３５が上昇した際に規制ピン５３のフランジ部によって上限が規制される。規制ピン５３は、３本配置されており、平面視で半径方向における支持ピン１５と噴出部４１との間で噴出部４１寄りに配置されている。また、規制ピン５３は、平面視で正三角形の各頂点に相当する位置に配置され、スピンベース１３の中心から外方を見た場合、３本の支持ピン１５に重なる位置に配置されている。

回転軸１７は、その上部がスピンベース１３のボス５５に連結されている。回転軸１７は、中空であり、内部に気体供給管５７が挿通されている。この気体供給管５７は、回転軸１７の内周面に当接しておらず、静止した状態を維持する。ボス５５の上部であって、中央開口部３７には、先端保持部５９が取り付けられている。先端保持部５９は、中央に開口６１を備え、軸受け部６３を介して保持筒６５が取り付けられている。この保持筒６５には、気体供給管５７の先端側が係止されている。気体供給管５７は、その先端が、先端保持部５９の上面から若干突出した状態で保持されている。この先端保持部５９は、回転する回転軸１７及びスピンベース１３などと、非回転の気体供給管５７との互いの高さ位置を保持した状態で、回転軸１７及びスピンベース１３などの鉛直軸周りの回転を許容する。また、先端保持部５９の外周面には、縦方向に複数の係止溝６６が形成されている。係止溝６６は、先端保持部５９の上面にまで貫通せず、天井面を有する。

噴出部４１は、先端保持部５９の上部に配置された昇降片６７と、昇降片６７の上面中央に形成された凹部６９と、凹部６９の中央に形成された挿通孔７１と、挿通孔７１の周囲の凹部６９に立設された脚部７３により、凹部６９から離間して設けられた整流部材７５と、昇降片６７の外周面における上下端に張り出し形成された下規制部７７及び上規制部７９と、昇降片６７の下端で内周側に張り出し形成され、各係止溝６６に係合した内周下規制部８０とを備えている。昇降片６７は、内周下規制部８０が複数個の係止溝６６に係合することにより、先端保持部５９とともに回転軸芯Ｐ周りに回転する。さらに、昇降片６７は、縦方向に形成された係止溝６６により先端保持部５９に対して鉛直方向に移動自在となっている。

噴出部４１は、気体供給管５７から供給された不活性ガスを、整流部材７５で側方へ向けるとともに、スリット状の噴射孔８１を通して基板Ｗの下面における中央領域から、基板Ｗの外周方向に向けて噴射する。このとき、保護ディスク３５が第１の位置Ｈ１に位置されている際は、保護ディスク３５が下規制部７７によってスピンベース１３から僅かな隙間だけ離間されている。これにより保護ディスク３５の第２の位置Ｈ２への昇降を容易に行うことができる。図１及び図２に示すように、保護ディスク３５が第１の位置Ｈ１に位置されている状態では、搬送アームＴＡがスピンチャック１１に進入可能であり、スピンチャック１１との間で基板Ｗの受け渡しを行える。また、図２に示すように、保護ディスク３５が第２の位置Ｈ２に位置されている際は、保護ディスク３５の内周側が昇降片６７の上規制部７９で規制された状態で、噴射孔８１から不活性ガスを噴射する。さらに、図４に示すように、保護ディスク３５が上規制部７９で昇降片６７を押し上げて第３の位置Ｈ３に位置されている際は、内周下規制部８０が係止溝６６の天井面で規制された状態で、噴射孔８１から不活性ガスを噴射する。

上述した気体供給管５７には、供給配管ＧＳ１の一端側が連通接続されている。供給配管ＧＳ１の他端側は、不活性ガス供給源ＧＳに連通接続されている。供給配管ＧＳ１には、開閉弁ＧＳ３が取り付けられている。この開閉弁ＧＳ３を開放すると、予め設定されている流量で不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ_２）ガス）が気体供給管５７へ供給される。

なお、上述した噴出部４１が本発明における「気体供給手段」に相当する。

支持回転機構３の周囲には、カップ昇降機構ＣＭにより鉛直方向に昇降可能に構成された飛散防止カップ５が配置されている。カップ昇降機構ＣＭは、基板Ｗを受け渡す際の下位置と、基板Ｗを処理する際の上位置とにわたって飛散防止カップ５を昇降させる。この飛散防止カップ５は、スピンチャック１１に支持された基板Ｗから周囲に処理液が飛散することを防止する。

具体的には、飛散防止カップ５は、円筒部８３と、下案内部８５と、上案内部８７と、上縁部８９とを備えている。上案内部８７と下案内部８５とで区切られた空間は、基板Ｗの処理時に周囲に飛散した処理液を回収する排液部９１を形成する。下案内部８５は、その内周側の先端部にカップ側永久磁石９３が埋設されている。このカップ側永久磁石９３は、平面視で環状を呈し、回転軸芯Ｐと同軸に形成されている。その半径方向の位置は、上述したディスク用永久磁石４７より外側であって、ピン駆動用永久磁石３３よりも内側である。カップ側永久磁石９３は、その磁極方向が水平方向に向くように埋設されている。但し、回転軸芯Ｐ側には磁界が生じないように磁気シールドを電動モータ１９側に配置することが好ましい。また、カップ側永久磁石９３は、可動支持ピン２７のピン駆動用永久磁石３３に近づいた際に、磁力によって可動支持ピン２７を平面視で反時計回りに回転させて保持位置へと駆動し、その状態を維持させる。

上縁部８９には、解除用永久磁石９５が埋設されている。この解除用永久磁石９５は、平面視で環状を呈し、回転軸芯Ｐと同軸に形成されている。また、その半径方向の位置は、上述したピン駆動用永久磁石３３よりも外側である。この解除用永久磁石９５の磁極方向は、水平方向に向くように埋設されている。また、解除用永久磁石９５は、回転軸芯Ｐ側の磁極がカップ側永久磁石９３の半径方向における外側と同極性とされている。解除用永久磁石９５は、ピン駆動用永久磁石３３に近づいた際に、磁力によって可動支持ピン２７を平面視で時計回りに回転させて開放位置に駆動し、その状態を維持させる。

スピンチャック１１の下方であって、飛散防止カップ５と電動モータ１９との間には、位置調整機構９７が設けられている。位置調整機構９７は、第１のエアシリンダ９９と、第２のエアシリンダ１０１と、昇降部材１０３とを備えている。第１のエアシリンダ９９と第２のエアシリンダ１０１は、ともに作動方向が鉛直向きに配置され、第１のエアシリンダの作動片が第２のエアシリンダ１０１の底部に取り付けられている。第２のエアシリンダ１０１は、その作動片に昇降部材１０３が連結されている。昇降部材１０３は、平面視で環状を呈し、同様に環状を呈する昇降用永久磁石１０５が埋設されている。昇降用永久磁石１０５は、ディスク用永久磁石４７に対して下方から対向する円環状の磁極を有する。その磁極の極性は、ディスク用永久磁石４７の下側の極性と同じである。したがって、昇降用永久磁石１０５は、ディスク用永久磁石４７に対して上向きの反発力を生じさせる。位置調整機構９７は、第１のエアシリンダ９９と第２のエアシリンダ１０１とが直列的に配置されているので、第２のエアシリンダ１０１の作動片を収縮させた状態で第１のエアシリンダ９９の作動片を伸長させると、保護ディスク３５を第１の位置Ｈ１から第２の位置Ｈ２に上昇させ、第２のエアシリンダ１０１を伸長させると、保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２から第３の位置Ｈ３に上昇させることができる。

なお、上述した位置調整機構９７が本発明における「位置調整手段」に相当する。

処理機構７は、飛散防止カップ５に付設されている。本実施例における処理機構７は、ブラシ１０７と、揺動アーム１０９と、アーム駆動機構ＡＭと、位置検出部ＰＤとを備えている。ブラシ１０７は、後述する処理液を介して基板Ｗの上面に作用を生じさせて、基板Ｗの上面をスクラブ洗浄する。揺動アーム１０９は、一端側にブラシ１０７を取り付けられ、他端側の回転軸Ｐ２周りに揺動可能に構成されている。アーム駆動機構ＡＭは、揺動アーム１０９を回転軸Ｐ２周りに揺動駆動する。その際の、ブラシ１０７の位置は、位置検出部ＰＤによって常時検出され、位置情報として出力される。

なお、上述したブラシ１０７が本発明における「処理手段」に相当し、上述した揺動アーム１０９及びアーム駆動機構ＡＭが本発明における「移動手段」に相当する。

処理液供給機構９は、処理液供給源ＴＳと、処理液配管ＴＳ１と、処理液ノズルＴＳ２と、開閉弁ＴＳ３とを備えている。処理液供給源ＴＳは、例えば、ＡＰＭ（アンモニア過酸化水素水混合溶液）を処理液として供給する。処理液配管ＴＳ１は、その一端側が処理液供給現ＴＳに連通接続され、他端側が処理液ノズルＴＳ２に連通接続されている。処理液ノズルＴＳ２は、その先端が基板Ｗの回転中心側に向けられ、開閉弁ＴＳ３が開放されると、ＡＰＭを基板Ｗの中心付近に供給する。

上述した各部は、制御部１１１によって統括的に制御される。制御部１１１は、図示しないＣＰＵやメモリなどを備えている。制御部１１１は、カップ昇降機構ＣＭを操作して、飛散防止カップ５を昇降させる。また、開閉弁ＧＳ３，ＴＳ３の開閉を操作して、窒素ガスやＡＰＭの流通を制御する。さらに、アーム駆動機構ＡＭを操作して、ブラシ１０７の揺動を制御する。このとき制御部１１１は、位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、ブラシ１０７の基板Ｗの上における位置を判断する。そして、基板Ｗの上面におけるブラシ１０７の位置に応じて位置調整機構９７を操作し、保護ディスク３５の高さ位置を後述するように制御する。

なお、上述した制御部１１１が本発明における「制御手段」に相当する。

ここで、図５〜図７を参照して、制御部１１１による保護ディスク３５の高さ位置の制御について説明する。なお、図５〜図７は、位置調整機構による保護ディスクの動作説明に供する図である。

スピンチャック１１は、処理対象である基板Ｗを既に受け取って支持しているものとする。すなわち、図１に示すように、飛散防止カップ５が下位置に下降されている状態で、搬送アームＴＡから基板Ｗを受け取る。このとき可動支持ピン２７は、解除用永久磁石９５によって開放位置とされているので、基板Ｗが６個の支持ピン１５によって緩く支持されているだけである。そして、図５に示すように、飛散防止カップ５が上位置に上昇されると、カップ側永久磁石９３によって保持位置とされているので、基板Ｗが２個の可動支持ピン１５によって回転軸芯Ｐ側へ押圧されて、基板Ｗが６個の支持ピン１５によって周縁部を挟持される。このとき、制御部１１１は、位置調整機構９７を操作していないので、保護ディスク３５は、自重によってスピンベース１３の上面にて下規制部７７の厚さだけ離間した状態で第１の位置Ｈ１に位置している。

次に、制御部１１１は、図６に示すように、位置調整機構９７の第１のエアシリンダ９９を作動させ、第１の位置Ｈ１よりも基板Ｗの下面に近い第２の位置Ｈ２に保護ディスク３５を位置させるとともに、電動モータ１９を回転させて基板Ｗを回転させる。そして、開閉弁ＴＳ３，ＧＳ３を開放させ、噴出部４１から窒素ガスを基板Ｗの下面に供給させるとともに、処理液ノズルＴＳ２からＡＰＭを基板Ｗの中心部に供給させる。さらに、アーム駆動機構ＡＭを操作して、ブラシ１０７を基板Ｗの中央部から周縁部にわたって揺動させる。このとき、ブラシ１０７が基板Ｗの中央部を処理している際は、ブラシ１０７がＡＰＭを介して基板Ｗの上面に作用している関係上、基板Ｗの中央部が僅かに下方に向かって撓むことになるが、保護ディスク３５が基板Ｗの下面から第２の位置Ｈ２にあるので、基板Ｗの下面が噴出部４１や保護ディスク３５に当接することはない。

位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、制御部１１１は、ブラシ１０７の基板Ｗの上面における位置を判断する。そして、ブラシ１０７が基板Ｗの周縁領域を処理する際には、図７に示すように、保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２よりも基板Ｗの下面に近い第３の位置Ｈ３に移動させる。これにより、基板Ｗの下面に対して保護ディスク３５及び噴出部４１をより近づけることができる。したがって、噴射部４１から噴射される窒素ガスの流量は不変であるものの、基板Ｗの下面と保護ディスク３５の上面との間隔を最も狭くできるので、窒素ガスの流速を高めることができる。その結果、基板Ｗの上面に供給されて周囲に飛散するＡＰＭが基板Ｗの下面に回り込んだり、飛散したＡＰＭのミストが基板Ｗの下面に付着したりすることを防止できる。

なお、制御部１１１は、位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３との間で保護ディスク３５を移動させるが、それを基板Ｗの周縁部からの半径方向における距離に基づいて行う。例えば、基板Ｗが３００ｍｍ径の場合には、その距離が３０ｍｍとなった場合に保護ディスク３５を移動させるようにする。

次に、図８を参照して、上述した基板処理装置による洗浄処理について説明する。なお、図８は、実施例１に係る基板処理装置による動作を示すタイムチャートである。

ｔ＝０の時点では、図１に示すように、制御部１１１は、カップ昇降機構ＣＭを操作して飛散防止カップ５を下位置に下降させている。保護ディスク３５が第１の位置Ｈ１にある状態で、搬送アームＴＡから基板Ｗをスピンチャック１１に受け渡しさせる。制御部１１１は、搬送アームＴＡが退出した後、カップ昇降機構ＣＭを操作して飛散防止カップ５を上位置に上昇させる。ｔ１時点では、位置調整機構９７を操作して、保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２に上昇させ、ｔ２時点までに基板Ｗの受渡処理を終える。

なお、上述した０〜ｔ２時点が本発明における「基板を支持させる過程」に相当する。

ｔ２時点では、ｔ３時点にて洗浄処理のための回転数Ｒ１（例えば、１０００ｒｐｍ）となるように電動モータ１９を操作して回転を開始させる。そして、ｔ３時点からアーム駆動機構ＡＭを操作して、ブラシ１０７を基板Ｗの上面で半径方向に揺動させる。この動作は、ｔ８時点までの洗浄処理の間中、繰り返し行われる。つまり、ブラシ１０７は、基板Ｗの中心と周縁部との間を往復移動する。図８においては、図示の関係上、ブラシ１０７が二往復だけするものとして記載している。

なお、アーム駆動機構ＡＭは、ブラシ１０７を中心と周縁との間を１０秒程度で移動するように動作する。

制御部１１１は、洗浄処理の間、位置検出部ＰＤからの位置情報に基づいて、基板Ｗの周縁領域にブラシ１０７が移動してきた場合に、位置調整機構９７を操作して保護ディスク３５を第３の位置Ｈ３に上昇させる。そして、ｔ４ａ時点でブラシ１０７が周縁領域から中心領域に戻る際には、再び位置調整機構９７を操作して保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２に下降させる。このような第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３との間における保護ディスク３５の移動を洗浄処理の間繰り返し行わせる。ｔ８時点で洗浄処理が終了すると、制御部１１１は、アーム駆動機構ＡＭによる揺動動作を停止させるとともに、開閉弁ＴＳ３を閉止させて処理液ノズルＴＳ２からのＡＰＭの供給を停止させる。

なお、上述したｔ２〜ｔ８時点が本発明における「処理する過程」に相当する。

次いで、制御部１１１は、乾燥処理のために、位置調整機構９７を操作して、保護ディスク３５を第３の位置Ｈ３に上昇させる。次いで、ｔ８時点では、ｔ９時点で乾燥処理のための回転数Ｒ２（例えば、２０００ｒｍｐ）に到達するように電動モータ１９を操作して回転を開始させる。この回転数Ｒ２をｔ１０時点まで維持させて、基板Ｗに付着しているＡＰＭを遠心力で振り切り乾燥させる。そして、制御部１１１は、ｔ１１時点で回転数が０となるように、ｔ１０時点で電動モータ１９の回転を減速させ始める。

制御部１１１は、ｔ１１時点において、位置調整機構９７を操作して保護ディスク３５を第１の位置Ｈ１に下降させる。そして、カップ昇降機構ＣＭを操作して、飛散防止カップ５を下位置に移動させ、支持ピン１５で緩く支持されている基板Ｗを搬送アームＴＡとの間で受け渡しさせる。上記一連の動作により、一枚の基板Ｗに対する洗浄及び乾燥を終える。

本実施例によると、制御部１１１は、スピンチャック１１との間で基板Ｗを受け渡す際には、位置調整機構９７により保護ディスク３５を第１の位置Ｈ１とさせる。また、ブラシ１０７により基板Ｗの上面の全面にわたって処理する際には、噴出部４１により窒素ガスを供給させつつ、ブラシ１０７が基板Ｗの中央領域を処理している際に保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２とさせる。したがって、基板Ｗの下面と保護ディスク３５の間隔が基板Ｗの受渡時よりも狭くされ、かつ、窒素ガスの供給もあってブラシ１０７による処理に伴うＡＰＭやそのミストが基板Ｗの下面に付着することを防止できる。さらに、ブラシ１０７が基板Ｗの周縁領域を処理している際に保護ディスク３５を第３の位置Ｈ３とさせる。ブラシ１０７が基板Ｗの周縁領域を処理している際は基板Ｗの中央部が撓まないので、第３の位置Ｈ３にさせて基板Ｗの下面と保護ディスク３５の間隔をさらに近づけることができる。したがって、基板Ｗの下面と保護ディスク３５と間に供給されている気体の流速を速めることができるので、ＡＰＭやミストが基板Ｗの下面に付着することを防止できる。

また、制御部１１１は、第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３との間における移動を二段階で行わせるので、位置調整機構９７の構成や制御部１１１による制御を簡略化することができる。

さらに、制御部１１１は、ブラシ１０７の複数回の移動に応じて第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３との間における保護ディスク３５の移動を複数回行わせる。したがって、ブラシ１０７による処理が行われている間、ＡＰＭやミストが基板Ｗの下面に付着することを確実に防止できる。

また、基板Ｗの乾燥処理の際には、ブラシ１０７が作用せず基板Ｗの撓みがないので、保護ディスク３５を第３の位置Ｈ３に移動できる。したがって、乾燥処理によって飛散した液滴が基板Ｗの下面に付着することを最大限に防止できる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２について説明する。図９は、実施例２に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。なお、上述した実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

本実施例に係る基板処理装置１Ａは、位置調整機構９７Ａが相違する。具体的には、位置調整機構９７Ａは、ステッピングモータ１１３と、ボールネジ１１５と、昇降部材１１７とを備えている。ステッピングモータ１１３は、回転軸が縦置きにされ、ボールネジ１１５が連結されている。ボールネジ１１５には、ボールナットを含む昇降部材１１７が螺合されている。昇降部材１１７は、平面視で環状を呈する昇降用永久磁石１０５が上部に埋設されている。

制御部１１１は、ステッピングモータ１１３を操作して、昇降用永久磁石１０５を昇降させることで保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３に移動させる。また、このステッピングモータ１１３を操作するので、第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３との間で保護ディスク３５を直線的に徐々に移動させることができる。

ここで、図１０を参照して、上述した基板処理装置１Ａの動作について説明する。なお、図１０は、実施例２に係る基板処理装置による動作を示すタイムチャートである。

制御部１１１は、受渡処理の際は、基板Ｗをスピンチャック１１に受け渡した後、ステッピングモータ１１３を操作して保護ディスク３５を第１の位置Ｈ１から第２の位置Ｈ２へ直線的に上昇させる。

そして、洗浄処理の際は、例えば、基板Ｗの半径の所定距離にブラシ１０７が位置したｔ３ａ時点でステッピングモータ１１３を操作して保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２へ向かって直線的に上昇させ始める。制御部１１１は、ステッピングモータ１１３を操作して、保護ディスク３５の高さを徐々に上げてゆき、ブラシ１０７が基板Ｗの周縁部に到達するｔ４ａ時点で、保護ディスク３５が第３の位置Ｈ３へ到達するようにする。次いで、制御部１１１は、例えば、基板Ｗの半径の所定距離にブラシ１０７が位置するｔ５ａ時点で保護ディスク３５が第２の位置Ｈ２となるように、徐々に昇降用永久磁石１０５を下げるようにステッピングモータ１１３を操作する。そして、洗浄処理の間は、ステッピングモータ１１３に対する操作を上記のように繰り返し行う。

本実施例によると、ブラシ１０７が基板Ｗの周縁部に近づくにつれて基板Ｗと保護ディスク３５との間隔を徐々に狭くしたり、ブラシ１０７が基板Ｗの中心部に向かうにつれて基板Ｗと保護ディスク３５との間隔を徐々に広くしたりするように、第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３とにおける保護ディスク３５の移動を直線的に行わせることにより、ブラシ１０７の移動に伴って変化する基板Ｗの撓みに応じて保護ディスク３５の位置を調整できる。したがって、ＡＰＭやミストが基板Ｗの下面に付着することをブラシ１０７の位置に応じて効果的に防止できる。

なお、上述した実施例２では、ブラシ１０７が基板Ｗの周縁部に向かって移動している際に、基板Ｗの半径の所定距離にブラシ１０７が位置した時点で保護ディスク３５を第３の位置Ｈ３に移動させ始めているが、ブラシ１０７が基板Ｗの中心から周縁部に移動し始めた時点から徐々に保護ディスクを直線的に移動させ始めるようにしてもよい。

なお、上述した実施例１，２における基板処理装置１，１Ａは、ブラシ１０７で基板Ｗを処理する構成であったが、図１１のような構成としてもよい。なお、図１１は、変形例に係る基板処理装置の全体構成を示した縦断面図である。

この変形例に係る基板処理装置１Ｂは、処理機構７Ａが相違する。この処理機構７Ａは、二流体ノズル１１９を備えている。二流体ノズル１１９は、処理液供給機構９からの処理液（例えば、ＡＰＭ）と、気体供給機構１２１からの不活性ガスとを混合して基板Ｗに対して噴射する。このときの噴射液が基板Ｗの上面に作用して、基板Ｗの上面を洗浄処理する。

気体供給機構１２１は、不活性ガス供給源ＧＲと、供給配管ＧＲ１と、開閉弁ＧＲ２とを備えている。不活性ガス供給源ＧＲは、不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給する。供給配管ＧＲ１は、その一端側が不活性ガス供給源ＧＲに連通接続され、他端側が二流体ノズル１１９に連通接続されている。供給配管ＧＲ１には開閉弁ＧＲ２が設けられており、この開閉弁ＧＲ２と開閉弁ＴＳ２とを同時に制御部１１１が操作して、二流体ノズル１１９からＡＰＭを窒素ガスとともに噴射させる。

このような構成の基板処理装置１Ｂであっても、二流体ノズル１１９からのスプレーによる処理時には、基板Ｗの中央領域を処理している際には中央部が撓むので、保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２とし、基板Ｗの周縁領域を処理している際には周縁部は撓まないので、保護ディスク３５を第２の位置Ｈ２より高い第３の位置Ｈ３とすることで、上述した実施例１，２と同様の効果を奏する。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、支持手段を６本の支持ピン１５で構成しているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、７本以上の支持ピン１５で構成してもよい。また、二本の可動支持ピン２７で基板Ｗを挟持しているが、三本以上の可動支持ピン２７で基板Ｗを挟持する構成としてもよい。

（２）上述した各実施例では、基板Ｗの中央領域から周縁領域に処理を行っているが、本発明はこのような処理に限定されず、逆に周縁領域から中央領域を処理するようにしてもよい。その場合であっても、周縁領域では保護ディスク３５を第３の位置Ｈ３に移動すればよい。また、処理を往復して行わせているが、中央から周縁への一方向だけの処理としてもよい。

（３）上述した各実施例では、永久磁石の反発力によって保護ディスク３５を移動させたが、本発明はこのような手法には限定されない。例えば、気体供給管５７の外周面を囲う第２の気体供給管を配置し、その先端部から保護ディスク３５の裏面に向けて気体を噴射できるスピンベース１３の構造を採用し、ブラシ１０７の位置に応じて噴射する気体の供給量を増減して第２の位置Ｈ２と第３の位置Ｈ３との間で移動させるようにしてもよい。

（４）上述した各実施例では、保護ディスク３５がスピンベース１３に対して昇降する構成としたが、本発明は保護ディスク３５に対してスピンベース１３が昇降する構成を採用してもよい。

（５）上述した各実施例では、処理液としてＡＰＭを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他の処理液としては、例えば、純水（ＤＩＷ）、炭酸ガス含有水、水素水、アンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ）、ＳＣ−１、クエン酸水溶液、ＦＯＭ（フッ化水素酸／オゾンの混合薬液）、ＦＰＭ（フッ化水素酸／過酸化水素水／純水の混合薬液）、ＨＦ、ＳＣ−２、ＨＣｌ、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、トリメチル−２−ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液（ＣＨＯＬＩＮＥ）などが挙げられる。また、不活性ガスとして窒素ガスを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、リウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、ホーミングガス（Ｎ_２＋Ｈ_２）が利用可能である。また、不活性ガスではないが、気体供給手段が供給する気体として空気（Ａｉｒ）も利用可能である。

Ｗ … 基板
１，１Ａ、１Ｂ … 基板処理装置
３ … 支持回転機構
５ … 飛散防止カップ
７ … 処理機構
９ … 処理液供給機構
Ｐ … 回転軸芯
１１ … スピンチャック
１３ … スピンベース
１５ … 支持ピン
１７ … 回転軸
１９ … 電動モータ
２７ … 可動支持ピン
３３ … ピン駆動用永久磁石
３５ … 保護ディスク
４１ … 噴射部
４７ … ディスク用永久磁石
５７ … 気体供給管
７５ … 整流部材
Ｈ１ … 第１の位置
Ｈ２ … 第２の位置
Ｈ３ … 第３の位置
ＴＡ … 搬送アーム
ＣＭ … カップ昇降機構
９３ … カップ側永久磁石
９５ … 解除用永久磁石
９９ … 第１のエアシリンダ
１０１ … 第２のエアシリンダ
１０５ … 昇降用永久磁石
１０７ … ブラシ
１０９ … 揺動アーム
ＡＭ … アーム駆動機構
ＰＤ … 位置検出部
ＴＳ２ … 処理液ノズル

Claims (8)

1. 基板の上面を処理する基板処理装置において、
   鉛直軸周りに回転可能な回転台と、
   前記回転台を回転させる回転駆動手段と、
   前記回転台に立設され、基板の周縁部と当接して、基板の下面を前記回転台の上面から離間して支持する支持手段と、
   前記回転台と前記支持手段による基板の支持高さ位置との間で、前記回転台に対して相対的に昇降自在に配置され、前記回転台とともに前記回転駆動手段で回転される保護ディスクと、
   前記支持手段で支持された基板の上面に作用して処理を行う処理手段と、
   前記支持手段で支持された基板の中心部から周縁部にわたって前記処理手段を移動させる移動手段と、
   前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給する気体供給手段と、
   前記支持手段で支持された基板の下面と前記保護ディスクの上面との間隔を調整するため、前記回転台の上面に前記保護ディスクが最も近い第１の位置と、前記第１の位置よりも基板の下面に前記保護ディスクが接近した第２の位置と、前記第２の位置よりもさらに基板の下面に前記保護ディスクが接近した第３の位置とにわたって、前記保護ディスクと前記回転台とを相対的に移動させる位置調整手段と、
   前記支持手段との間で基板を受け渡しする際には、前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第１の位置とさせ、前記処理手段により回転されている基板の上面の全面にわたって処理する際には、前記気体供給手段により気体を供給させつつ、前記処理手段が基板の中央領域を処理している際に前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第２の位置とさせ、前記処理手段が基板の周縁領域を処理している際に前記位置調整手段を操作して前記保護ディスクを前記第３の位置とさせる制御手段と、
   を備えてい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において、
   前記位置調整手段は、前記第２の位置と前記第３の位置との間の移動を、前記処理手段の移動に応じて段階的に行わせることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記位置調整手段は、前記第２の位置と前記第３の位置との間の移動を、前記処理手段の移動に応じて直線的に行わせることを特徴とする基板処理装置。
   を特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記位置調整手段は、前記移動手段が前記処理手段を複数回にわたって移動させる場合には、前記第２の位置と前記第３の位置との間の移動を複数回行わせることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記位置調整手段は、前記処理手段による処理を終えた後、前記回転駆動手段により前記回転台を回転させて基板の上面を乾燥させる乾燥処理の際に、前記第３の位置に保護ディスクを移動させることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記処理手段は、液体を介して基板の上面に洗浄作用を生じさせるブラシであることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置において、
   前記処理手段は、気体と処理液とを供給して基板の上面に洗浄作用を生じさせる二流体ノズルであることを特徴とする基板処理装置。
8. 基板の上面を処理する基板処理方法において、
   回転台に近い第１の位置に相対的に保護ディスクを位置させた状態で回転台に立設された支持手段に基板を支持させる過程と、
   前記回転台を基板とともに回転させ、前記保護ディスクと基板の下面との間に気体を供給しながら、基板の上面の中央領域を処理手段で処理する過程と、
   前記処理手段を移動して基板の上面の周辺領域を前記処理手段で処理する過程と、
   を実施して基板の上面について全面を前記処理手段で処理する際に、
   前記中央領域では、前記第１の位置よりも基板の下面に近い第２の位置に前記保護ディスクを相対的に移動させ、
   前記周辺領域では、前記第２の位置よりもさらに基板の下面に近い第３の位置に前記保護ディスクを相対的に移動させることを特徴とする基板処理方法。

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