JP2019169649A - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】残留している異物をガードの内壁から良好に除去することができる、基板処理方法および基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、スピンチャック８に保持されている基板ＷにＳＰＭを供給するためのＳＰＭ供給ユニット９、基板Ｗから排出されるＳＰＭを捕獲する第１のガード４３と、第１のガード４３を昇降させるガード昇降ユニットとを含む。基板処理装置１は、基板Ｗを回転させながら基板Ｗの主面にＳＰＭを供給するＳＰＭ工程中において、第１のガード４３を、それまでの上位置ＰＰから洗浄高さ位置ＷＰに下降させ、その高さ位置で保持する。【選択図】図６Ａ−６Ｂ

Description

この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。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。
下記特許文献１には、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が開示されている。基板処理装置の処理ユニットは、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて薬液を吐出する薬液ノズルと、スピンチャックを取り囲む筒状の処理カップとを含む。処理カップの内部には、基板の処理に用いられた薬液が導かれる流通空間が区画されている。
また、下記特許文献１に係る処理ユニットは、基板の処理に用いた後の薬液を回収して、その回収した薬液を以降の処理に再利用できるように構成されている。そのため、基板処理装置は、薬液ノズルに供給される薬液を貯留する薬液タンクと、流通空間から薬液タンクに薬液を導く回収配管とをさらに含む。処理カップは、基板の周辺から飛散する処理液を捕獲するための内壁を有するガードを含む。
また、下記特許文献２には、ガードの内壁を、洗浄液を用いて洗浄し、その内壁に付着している付着物を除去する技術が記載されている。より具体的には、特許文献２には、ンス処理中に基板から飛散するリンス液の飛散方向を変えることにより、リンス液（洗浄液）を用いてガードの内壁を除去することが記載されている。
特開２０１８−１４３５３号公報 特開２０１５−７００７３号公報
処理ユニットにおいて行われる基板処理は、基板から、パーティクル等の汚染や、レジスト等の除去対象物質（まとめて、「汚染物質」という）を除去する洗浄処理と、基板から膜を除去するエッチング処理とを含む。そのため、基板から排出される薬液には、これら汚染物質や膜等の異物が含まれるおそれがある。異物を含む薬液の回収の抑制または防止が求められる。
そのため、基板から排出される薬液が異物を含むような期間にガードによって捕獲した薬液は捨て、かつ基板から排出される薬液が異物を含まないような期間にガードによって捕獲した薬液を回収することも考えられる。
しかしながら、異物を含む薬液と、異物を含まない薬液とが、共通のガードによって受け止められるので、ガードの内壁を介して、異物を含まない薬液に異物が転写するおそれがある。その結果、本来、異物を含まない薬液に異物が混入するおそれがある。
したがって、処理カップにおいて、異物を含む薬液をガードの内壁からことが求められている。
また、特許文献２の洗浄処理は、薬液処理（薬液を用いた処理）の終了後に実施されるリンス処理において実行される処理である。そのため、今回のような薬液処理中における薬液の除去には適用できない。
すなわち、薬液処理中において、残留している異物をガードの内壁から除去することが望まれていた。
そこで、この発明の目的は、残留している異物をガードの内壁から良好に除去することができる、基板処理方法および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に記載の発明は、基板を水平姿勢に保持する基板保持工程と、当該基板の中央部を通る、鉛直な回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の主面に薬液を供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程に並行して、前記基板から排出される薬液を捕獲する筒状の第１のガードを、処理高さ位置に維持する処理高さ維持工程と、前記処理高さ維持工程の後、前記薬液供給工程に並行して、前記第１のガードを、前記処理高さ位置よりも下方に設定された洗浄高さ位置に維持する洗浄高さ維持工程とを含む、基板処理方法を提供する。
薬液供給工程の開始後しばらくの間は、基板から排出される薬液に異物が多く含まれる。すなわち、異物を含む薬液が、処理カップに導入される。薬液供給工程の開始からの時間の経過に伴って、基板における薬液処理が進行し、基板から排出される薬液に含まれる異物の量が減る。そして、薬液供給工程の開始後所定時間が経過すると、基板から排出される薬液に異物が含まれないようになる。「薬液に異物が含まれない」とは、薬液に異物が全く含まれないか、薬液に異物がほとんど含まれないか、あるいは薬液に含まれる異物の量が少ないことを含む趣旨である。
この方法によれば、薬液供給工程中において、第１のガードが、それまでの処理高さ位置から、処理高さ位置よりも下方に設定された洗浄高さ位置に配置変更され、その後、所定の期間、その洗浄高さ位置に維持される。
第１のガードが処理高さ位置に位置する状態および洗浄高さ位置に位置する状態の双方において、基板から排出される薬液が第１のガードの内壁によって捕獲される。第１のガードの内壁によって捕獲された薬液は、自重によって下方に向けて流れる。
第１のガードの内壁を基準に考えれば、内壁における薬液を捕獲する領域は、第１のガードが洗浄高さ位置に位置する状態より、第１のガードが処理高さ位置に位置する状態の方が高い位置にある。そのため、洗浄高さ位置に位置する第１のガードによって捕獲される薬液によって、処理高さ位置に位置していた第１のガードによって捕獲された薬液（すなわち、異物を含む薬液）を良好に洗い流すことができる。これにより、残留している異物を第１のガードの内壁から良好に除去することができる。
請求項２に記載の発明は、前記処理高さ位置が、前記基板から排出される薬液を第１の領域において捕獲することができる高さ位置であり、前記洗浄高さ位置が、前記基板から排出される薬液を、前記第１の領域において捕獲された薬液が到達可能な到達領域の上端よりも上方に設定された第２の領域において捕獲することができる高さ位置である、請求項１に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第２の領域が、処理高さ位置に位置する第１のガードの内壁が捕獲する第１の領域において捕獲された薬液が到達可能な到達領域の上端よりも上方に設定される。そのため、第１のガードの内壁に付着している、異物を含む薬液の略全てを、洗浄高さ位置に位置する第１のガードによって捕獲した薬液によって良好に洗い流すことができる。
請求項３に記載の発明は、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記第１のガードから、前記第１のガードとは別に設けられた筒状の第２のガードに切り換えるガード切り換え工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードの、第１のガードから第２のガードへの切り換えに先立って、第１のガードが、それまでの処理高さ位置から洗浄高さ位置に配置変更される。その後、所定の期間、その洗浄高さ位置に維持される。ガードの切り換えに先立って、第１のガードを洗浄高さ位置に配置して当該第１のガードの内壁を洗浄するので、第１のガードの使用終了までに第１のガードの内壁からレジストを除去できる。
請求項４に記載のように、前記ガード切り換え工程が、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記処理高さ維持工程を再度実行することなく、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記第１のガードから前記第２のガードに切り換える工程を含む、請求項３に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、第１のガードの洗浄後直ちに、ガードの切り換えを行うことができる。これにより、処理時間の短縮化を図ることができる。
請求項５に記載のように、前記基板処理方法が、前記回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板に、前記基板に供給される薬液と種類の異なる他の処理液を供給する他液供給工程と、前記他液供給工程中に、前記基板から排出される他の処理液を捕獲可能な位置に、前記第１のガードを配置する工程とをさらに含んでいてもよい。
請求項６に記載のように、前記基板の前記主面にはレジストが形成されていてもよい。また、前記薬液供給工程において前記基板の前記主面に供給される薬液が、ＳＰＭを含んでいてもよい。
薬液供給工程において、基板に形成されていたレジストがＳＰＭによって除去される。薬液供給工程の開始後には、基板から排出されるＳＰＭにレジスト残渣が多く含まれる。そのため、第１のガードの内壁によって、レジスト残渣を多く含むＳＰＭが捕獲されることにより、第１のガードの内壁にレジスト残渣が残留するおそれがある。
この方法によれば、残留しているレジスト残渣を第１のガードの内壁から良好に除去することができる。
請求項７に記載の発明は、基板を保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板を、当該基板の中央部を通る回転軸線まわりに回転させるための回転ユニットと、前記基板保持ユニットに保持されている基板に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲み、前記基板保持ユニットに保持されている基板から排出される液体を捕獲する第１のガードと、前記第１のガードを昇降させるガード昇降ユニットとを含み、前記回転ユニット、前記薬液供給ユニットおよび前記ガード昇降ユニットを制御する制御装置とを含み、前記制御装置が、前記回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板に薬液を供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程に並行して、筒状の第１のガードを処理高さ位置に保持する処理高さ維持工程と、前記処理高さ維持工程の後、前記薬液供給工程に並行して、前記第１のガードを、前記処理高さ位置よりも低い洗浄高さ位置に保持する洗浄高さ維持工程とを実行する、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、薬液供給工程中において、第１のガードが、それまでの処理高さ位置から、処理高さ位置よりも下方に設定された洗浄高さ位置に配置変更され、その後、所定の期間、その洗浄高さ位置に維持される。
薬液供給工程の開始後には、基板から排出される薬液に異物が多く含まれる。薬液供給工程の開始からの時間の経過に伴って、基板における薬液処理が進行し、基板から排出される薬液に含まれる異物の量が減る。そして、薬液供給工程の開始後所定時間が経過すると、基板から排出される薬液に含まれないようになる。
薬液供給工程の開始後には、異物を含む薬液が第１のガードによって捕獲される。また、所定時間の経過後には、第１のガードが、処理高さ位置よりも低い洗浄高さ位置に配置変更される。
第１のガードが洗浄高さ位置に位置する状態においても、基板から排出される薬液は第１のガードの内壁によって捕獲される。第１のガードの内壁を基準に考えれば、第１のガードが洗浄高さ位置に位置する場合より、第１のガードが処理高さ位置に位置する場合の方が、第１のガードの内壁のおける薬液を捕獲する領域が上方に位置する。そのため、第１のガードが洗浄高さ位置に位置する状態において、第１のガードの内壁によって捕獲された薬液は下方に向けて流れる。そして、この薬液によっては、処理高さ位置に位置していた第１のガードの内壁によって捕獲された、異物を含む薬液を洗い流すことができる。これにより、残留している異物を第１のガードの内壁から良好に除去することができる。
請求項８に記載の発明は、前記処理高さ位置が、前記基板から排出される薬液を第１の領域において捕獲することができる高さ位置であり、前記洗浄高さ位置が、前記基板から排出される薬液を、前記第１の領域において捕獲された薬液が到達可能な到達領域の上端よりも上方に設定された第２の領域において捕獲することができる高さ位置である、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、第２の領域が、処理高さ位置に位置する第１のガードの内壁が捕獲する第１の領域において捕獲された薬液が到達可能な到達領域の上端よりも上方に設定される。そのため、第１のガードの内壁に付着している、異物を含む薬液の略全てを、洗浄高さ位置に位置する第１のガードによって捕獲した薬液によって良好に洗い流すことができる。
請求項９に記載の発明は、前記第１のガードとは別に設けられて、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲み、前記基板保持ユニットに保持されている基板から排出される液体を捕獲する第２のガードをさらに含み、前記制御装置が、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記第１のガードから、前記第２のガードに切り換えるガード切り換え工程をさらに実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードの、第１のガードから第２のガードへの切り換えに先立って、第１のガードが、それまでの処理高さ位置から洗浄高さ位置に配置変更される。その後、所定の期間、その洗浄高さ位置に維持される。ガードの切り換えに先立って、第１のガードを洗浄高さ位置に配置して当該第１のガードの内壁を洗浄するので、ガードの切り換えの際には、第１のガードの洗浄は済んでおり、第１のガードの内壁に、異物を含む薬液が付着していない。
請求項１０に記載のように、前記制御装置が、前記ガード切り換え工程において、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記処理高さ維持工程を再度実行することなく、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記第１のガードから前記第２のガードに切り換える工程を実行する、請求項９に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、第１のガードの洗浄後直ちに、ガードの切り換えを行うことができる。これにより、処理時間の短縮化を図ることができる。
請求項１１に記載のように、前記基板処理装置が、前記基板保持ユニットに保持されている基板に、前記基板に供給される薬液と種類の異なる他の処理液を供給する他液供給ユニットをさらに含んでいてもよい。この場合、前記制御装置が、前記回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板に前記他の処理液を供給する他液供給工程と、前記他液供給工程中に、前記基板から排出される他の処理液を捕獲可能な位置に、前記第１のガードを配置する工程とをさらに実行させてもよい。
請求項１２に記載のように、前記基板の前記主面にはレジストが形成されていてもよい。また、前記薬液供給工程において前記基板の前記主面に供給される薬液が、ＳＰＭを含んでいてもよい。
薬液供給工程において、基板に形成されていたレジストがＳＰＭによって除去される。薬液供給工程の開始後には、基板から排出されるＳＰＭにレジスト残渣が多く含まれる。そのため、第１のガードの内壁によって、レジスト残渣を多く含むＳＰＭが捕獲されることにより、第１のガードの内壁にレジスト残渣が残留するおそれがある。
この構成によれば、残留しているレジスト残渣を第１のガードの内壁から良好に除去することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。 図２は、前記基板処理装置に備えられた処理ユニットの構成例を説明するための図解的な断面図である。 図３は、前記基板処理装置の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図４は、前記処理ユニットによる基板処理例を説明するための流れ図である。 図５は、ＳＰＭ工程における、ガードの昇降タイミングを説明するためのタイミングチャートである。 図６Ａ〜６Ｂは、ＳＰＭ工程を説明するための図解的な図である。 図６Ｃ〜６Ｄは、ＳＰＭ工程および乾燥工程を説明するための図解的な図である。
以下では、本発明の実施形態を、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の内部のレイアウトを説明するための図解的な平面図である。基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一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Ｗを収容する複数の基板収容器Ｃを保持する複数のロードポートＬＰと、複数のロードポートＬＰから搬送された基板Ｗを薬液等の処理液で処理する複数（たとえば１２台）の処理ユニット２と、複数のロードポートＬＰから複数の処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボットと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。搬送ロボットは、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間の経路上で基板Ｗを搬送するインデクサロボットＩＲと、インデクサロボットＩＲと処理ユニット２との間の経路上で基板Ｗを搬送する基板搬送ロボットＣＲとを含む。
基板処理装置１は、バルブ等を収容する複数の流体ボックス４と、硫酸を貯留する硫酸タンク２７（図２参照）等を収容する貯留ボックス６とを含む。処理ユニット２および流体ボックス４は、基板処理装置１のフレーム５の中に配置されており、基板処理装置１のフレーム５で覆われている。貯留ボックス６は、図１の例では、基板処理装置１のフレーム５の外に配置されているが、フレーム５の中に収容されていてもよい。貯留ボックス６は、複数の流体ボックス４に対応する１つのボックスであってもよいし、流体ボックス４に一対一対応で設けられた複数のボックスであってもよい。
１２台の処理ユニット２は、平面視において基板搬送ロボットＣＲを取り囲むように配置された４つの塔を形成している。各塔は、上下に積層された３台の処理ユニット２を含む。４台の貯留ボックス６は、４つの塔のそれぞれに対応している。同様に、４台の流体ボックス４は、それぞれ４つの塔に対応している。各貯留ボックス６内の硫酸タンク２７に貯留されている硫酸は、その貯留ボックス６に対応する流体ボックス４を介して、この貯留ボックス６に対応する３台の処理ユニット２に供給される。
図２は、処理ユニット２の構成例を説明するための図解的な断面図である。
処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバ７と、チャンバ７内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック（基板保持ユニット）８と、スピンチャック８に保持されている基板Ｗの上面に、薬液の一例としてのＳＰＭ（硫酸過酸化水素水混合液（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture）。Ｈ２ＳＯ４（硫酸）およびＨ２Ｏ２（過酸化水素水）を含む混合液）を供給するためのＳＰＭ供給ユニット（薬液供給ユニット）９と、スピンチャック８に保持されている基板Ｗの上面にリンス液を供給するためのリンス液供給ユニット（他液供給ユニット）１０と、スピンチャック８を取り囲む筒状の処理カップ１１とを含む。
チャンバ７は、箱状の隔壁１２と、隔壁１２の上部から隔壁１２内（チャンバ７内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１４と、隔壁１２の下部からチャンバ７内の気体を排出する排気装置（図示しない）とを含む。
図２に示すように、ＦＦＵ１４は隔壁１２の上方に配置されており、隔壁１２の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１４は、隔壁１２の天井からチャンバ７内に清浄空気を送る。排気装置（図示しない）は、処理カップ１１内に接続された排気ダクト１３を介して処理カップ１１の底部に接続されており、処理カップ１１の底部から処理カップ１１の内部を吸引する。ＦＦＵ１４および排気装置（図示しない）により、チャンバ７内にダウンフロー（下降流）が形成される。
スピンチャック８として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック８は、スピンモータ（回転ユニット）Ｍと、このスピンモータＭの駆動軸と一体化されたスピン軸１５と、スピン軸１５の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１６とを含む。
スピンベース１６は、基板Ｗの外径よりも大きな外径を有する水平な円形の上面１６ａを含む。上面１６ａには、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材１７が配置されている。複数個の挟持部材１７は、スピンベース１６の上面周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けてたとえば等間隔に配置されている。
ＳＰＭ供給ユニット９は、ＳＰＭノズル１８と、ＳＰＭノズル１８と、ＳＰＭノズル１８が先端部に取り付けられたノズルアーム１９と、ノズルアーム１９を移動させることにより、ＳＰＭノズル１８を移動させるノズル移動ユニット２０とを含む。
ＳＰＭノズル１８は、たとえば、連続流の状態でＳＰＭを吐出するストレートノズルである。ＳＰＭノズル１８は、たとえば、基板Ｗの上面に垂直な方向に処理液を吐出する垂直姿勢でノズルアーム１９に取り付けられている。ノズルアーム１９は水平方向に延びている。
ノズル移動ユニット２０は、揺動軸線まわりにノズルアーム１９を水平移動させることにより、ＳＰＭノズル１８を水平に移動させる。ノズル移動ユニット２０は、ＳＰＭノズル１８から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面に着液する処理位置と、ＳＰＭノズル１８が平面視でスピンチャック８の周囲に設定された退避位置との間で、ＳＰＭノズル１８を水平に移動させる。この実施形態では、処理位置は、たとえば、ＳＰＭノズル１８から吐出されたＳＰＭが基板Ｗの上面中央部に着液する中央位置である。
ＳＰＭ供給ユニット９は、さらに、ＳＰＭノズル１８にＨ２ＳＯ４を供給する硫酸供給ユニット２１と、ＳＰＭノズル１８にＨ２Ｏ２を供給する過酸化水素水供給ユニット２２とをさらに含む。
硫酸供給ユニット２１は、ＳＰＭノズル１８に一端が接続された硫酸配管２３と、硫酸配管２３を開閉するための硫酸バルブ２４と、硫酸配管２３の開度を調整して、硫酸配管２３を流通するＨ２ＳＯ４の流量を調整する硫酸流量調整バルブ２５と、硫酸配管２３の他端が接続された硫酸供給部２６とを含む。硫酸バルブ２４および硫酸流量調整バルブ２５は、流体ボックス４に収容されている。硫酸供給部２６は貯留ボックス６に収容されている。
硫酸流量調整バルブ２５は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。
硫酸供給部２６は、硫酸配管２３に供給すべきＨ２ＳＯ４を貯留する硫酸タンク２７と、Ｈ２ＳＯ４の新液を硫酸タンク２７に補充する硫酸補充配管２８と、回収タンク２９と、回収タンク２９に貯留されているＨ２ＳＯ４を硫酸タンク２７に送るための送液配管３０と、回収タンク２９内のＨ２ＳＯ４を送液配管３０に移動させる第１の送液装置３１と、硫酸タンク２７と硫酸配管２３とを接続する硫酸供給配管３２と、硫酸供給配管３２を流通する硫酸を加熱して温度調整する温度調整器３３と、硫酸タンク２７内のＨ２ＳＯ４を硫酸供給配管３２に移動させる第２の送液装置３４とを含む。温度調整器３３は、硫酸タンク２７のＨ２ＳＯ４内に浸漬されていてもよいし、図２に示すように硫酸供給配管３２の途中部に介装されていてもよい。また、硫酸供給部２６は、硫酸供給配管３２を流れる硫酸をろ過するフィルタ、および／または硫酸供給配管３２を流れる硫酸の温度を計測する温度計をさらに備えていてもよい。なお、この実施形態では、硫酸供給部２６が２つのタンクを有しているが、回収タンク２９の構成が省略され、処理カップ１１から回収された硫酸が直接硫酸タンク２７に供給される構成が採用されていてもよい。第１および第２の送液装置３１，３４は、たとえばポンプである。ポンプは、硫酸タンク２７内のＨ２ＳＯ４を吸い込み、その吸い込んだＨ２ＳＯ４を吐出する。
過酸化水素水供給ユニット２２は、ＳＰＭノズル１８に接続された過酸化水素水配管３５と、過酸化水素水配管３５を開閉するための過酸化水素水バルブ３６と、過酸化水素水バルブ３６の開度を調整して、過酸化水素水バルブ３６を流通するＨ２Ｏ２の流量を調整する過酸化水素水流量調整バルブ３７とを含む。過酸化水素水バルブ３６および過酸化水素水流量調整バルブ３７は、流体ボックス４に収容されている。過酸化水素水配管３５には、貯留ボックス６に収容された過酸化水素水供給源から、温度調整されていない常温（約２３℃）程度のＨ２Ｏ２が供給される。
硫酸バルブ２４および過酸化水素水バルブ３６が開かれると、硫酸配管２３からのＨ２ＳＯ４および過酸化水素水配管３５からのＨ２Ｏ２が、ＳＰＭノズル１８のケーシング（図示しない）内へと供給され、ケーシング内において十分に混合（攪拌）される。この混合によって、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とが均一に混ざり合い、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との反応によってＨ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２の混合液（ＳＰＭ）が生成される。ＳＰＭは、酸化力が強いペルオキソ一硫酸（Peroxymonosulfuric acid；Ｈ２ＳＯ５）を含み、混合前のＨ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２の温度よりも高い温度（１００℃以上。たとえば１６０〜２２０℃）まで昇温させられる。生成された高温のＳＰＭは、ＳＰＭノズル１８のケーシングの先端（たとえば下端）に開口した吐出口から吐出される。
硫酸流量調整バルブ２５および過酸化水素水流量調整バルブ３７によって、硫酸配管２３および過酸化水素水配管３５の開度を調整することにより、ＳＰＭノズル１８から吐出されるＳＰＭのＨ２ＳＯ４濃度を所定の範囲で調整することができる。ＳＰＭノズル１８から吐出されるＳＰＭのＨ２ＳＯ４濃度（混合比）は、流量比で、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝２０：１（硫酸リッチな高濃度状態）〜２：１（過酸化水素水がリッチな低濃度状態）の範囲内、より好ましくは、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝１０：１〜５：１の範囲内で調整される。
硫酸供給部２６は、処理カップ１１から回収されたＳＰＭをＨ２ＳＯ４として再利用する。処理カップ１１から回収されたＳＰＭは回収タンク２９に供給され、回収タンク２９に溜められる。経時によって、ＳＰＭに含まれるＨ２Ｏ２が分解し、回収タンク２９に溜められたＳＰＭは硫酸に変化する。但し、ＳＰＭから変化した硫酸は水を多く含んでいるため、濃度を調整する必要がある。硫酸供給部２６において、回収タンク２９内のＨ２ＳＯ４が、硫酸タンク２７に送られ、硫酸タンク２７において濃度調整される。これにより、ＳＰＭがＨ２ＳＯ４として再利用される。
リンス液供給ユニット１０は、リンス液ノズル４７を含む。リンス液ノズル４７は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック８の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル４７には、リンス液供給源からのリンス液が供給されるリンス液配管４８が接続されている。リンス液配管４８の途中部には、リンス液ノズル４７からのリンス液の供給／供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ４９が介装されている。リンス液バルブ４９が開かれると、リンス液配管４８からリンス液ノズル４７に供給されたリンス液が、リンス液ノズル４７の下端に設定された吐出口から吐出される。また、リンス液バルブ４９が閉じられると、リンス液配管４８からリンス液ノズル４７へのリンス液の供給が停止される。リンス液は、たとえば脱イオン水（ＤＩＷ）であるが、ＤＩＷに限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、アンモニア水および希釈濃度（たとえば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。また、リンス液は常温で使用してもよいし、加温して温水にして使用してもよい。
また、リンス液供給ユニット１０は、リンス液ノズル４７を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置を基板Ｗの面内で走査させるリンス液ノズル移動装置を備えていてもよい。
処理カップ１１は、スピンチャック８に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。処理カップ１１は、たとえば、絶縁材料を用いて形成されている。処理カップ１１は、スピンベース１６の側方を取り囲んでいる。スピンチャック８が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いた処理カップ１１の上端部１１ａは、スピンベース１６よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液や水などの処理液は、処理カップ１１によって受け止められる。そして、処理カップ１１に受け止められた処理液は、回収タンク２９または図示しない廃液装置に送られる。
処理カップ１１は、円筒部材４０と、円筒部材４０の内側においてスピンチャック８を２重に取り囲むように固定的に配置された複数のカップ４１，４２と、基板Ｗの周囲に飛散した処理液（薬液またはリンス）を受け止めるための複数のガード４３〜４５（第１、第２および第３のガード４３，４４，４５）と、個々のガード４３〜４５を独立して昇降させるガード昇降ユニット４６とを含む。ガード昇降ユニット４６は、たとえばボールねじ機構を含む構成である。
処理カップ１１は折り畳み可能であり、ガード昇降ユニット４６が３つのガード４３〜４５のうちの少なくとも一方を昇降させることにより、処理カップ１１の展開および折り畳みが行われる。
第１のカップ４１は、円環状をなし、スピンチャック８と円筒部材４０との間でスピンチャック８の周囲を取り囲んでいる。第１のカップ４１は、基板Ｗの回転軸線Ａ１に対してほぼ回転対称な形状を有している。第１のカップ４１は、断面Ｕ字状をなしており、基板Ｗの処理に使用された処理液を集めて排液するための第１の溝５０を区画している。第１の溝５０の底部の最も低い箇所には、排液口５１が開口しており、排液口５１には、第１の排液配管５２が接続されている。第１の排液配管５２に導入される処理液は、排液装置（図示しない。排液装置であってもよい）に送られ、当該装置で処理される。
第２のカップ４２は、円環状をなし、第１のカップ４１の周囲を取り囲んでいる。第２のカップ４２は、基板Ｗの回転軸線Ａ１に対してほぼ回転対称な形状を有している。第２のカップ４２は、断面Ｕ字状をなしており、基板Ｗの処理に使用された処理液を集めて回収するための第２の溝５３を区画している。第２の溝５３の底部の最も低い箇所には、排液／回収口５４が開口しており、排液／回収口５４には、共用配管５５が接続されている。共用配管５５には、回収配管５６および第２の排液配管５７がそれぞれ分岐接続されている。回収配管５６の他端は、硫酸供給部２６の回収タンク２９に接続されている。回収配管５６には回収バルブ５８が介装されており、第２の排液配管５７には排液バルブ５９が介装されている。排液バルブ５９を閉じながら回収バルブ５８を開くことにより、共用配管５５を通る液が回収配管５６に導かれる。また、回収バルブ５８を閉じながら排液バルブ５９を開くことにより、共用配管５５を通る液が第２の排液配管５７に導かれる。すなわち、回収バルブ５８および排液バルブ５９は、共用配管５５を通る液の流通先を、回収配管５６と第２の排液配管５７との間で切り換える切り換えユニットとして機能する。第２の排液配管５７は、第２のガード４４の内壁４４ａ、第２のカップ４２および共用配管５５を洗浄する際に、その洗浄液を捨てるために専ら用いられる。
最も内側の第１のガード４３は、スピンチャック８の周囲を取り囲み、スピンチャック８による基板Ｗの回転軸線Ａ１に対してほぼ回転対称な形状を有している。第１のガード４３は、スピンチャック８の周囲を取り囲む円筒状の下端部６３と、下端部６３の上端から外方（基板Ｗの回転軸線Ａ１から遠ざかる方向）に延びる筒状部６４と、筒状部６４の上面外周部から鉛直上方に延びる円筒状の中段部６５と、中段部６５の上端から内方（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）に向かって斜め上方に延びる円環状の上端部６６とを含む。下端部６３は、第１の溝５０上に位置し、第１のガード４３と第１のカップ４１とが最も近接した状態で、第１の溝５０の内部に収容される。上端部６６の内周端は、平面視で、スピンチャック８に保持される基板Ｗよりも大径の円形をなしている。また、上端部６６は、図２に示すようにその断面形状が直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな円弧を描きつつ延びていてもよい。
内側から２番目の第２のガード４４は、第１のガード４３の外側にいて、スピンチャック８の周囲を取り囲み、スピンチャック８による基板Ｗの回転軸線Ａ１に対してほぼ回転対称な形状を有している。第２のガード４４は、第１のガード４３と同軸の円筒部６７と、円筒部６７の上端から中心側（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）斜め上方に延びる上端部６８とを有している。上端部６８の内周端は、平面視で、スピンチャック８に保持される基板Ｗよりも大径の円形をなしている。なお、上端部６８は、図２に示すようにその断面形状が直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな円弧を描きつつ延びていてもよい。上端部６８の先端は、処理カップ１１の上端部１１ａの開口を区画している。
円筒部６７は、第２の溝５３上に位置している。また、上端部６８は、第１のガード４３の上端部６６と上下方向に重なるように設けられ、第１のガード４３と第２のガード４４とが最も近接した状態で上端部６６に対して微少な隙間を保って近接するように形成されている。
最も外側の第３のガード４５は、第２のガード４４の外側において、スピンチャック８の周囲を取り囲み、スピンチャック８による基板Ｗの回転軸線Ａ１に対してほぼ回転対称な形状を有している。第３のガード４５は、第２のガード４４と同軸の円筒部７０と、円筒部７０の上端から中心側（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）斜め上方に延びる上端部７１とを有している。上端部７１の内周端は、平面視で、スピンチャック８に保持される基板Ｗよりも大径の円形をなしている。なお、上端部７１は、図２に示すようにその断面形状が直線状であってもよいし、また、たとえば滑らかな円弧を描きつつ延びていてもよい。
この実施形態では、第１のカップ４１の第１の溝５０、第１のガード４３の内壁４３ａおよびスピンチャック８のケーシングの外周によって、基板Ｗの処理に用いられた薬液が導かれる第１の流通空間（換言すると、排液空間）１０１が区画されている。
また、第２のカップ４２の第２の溝５３、第１のガード４３の外壁４３ｂおよび第２のガード４４の内壁４４ａによって、基板Ｗの処理に用いられた薬液が導かれる第２の流通空間（換言すると、回収空間）１０２が区画されている。第１の流通空間１０１と第２の流通空間１０２とは互いに隔離されている。
ガード昇降ユニット４６は、ガードの上端部が基板Ｗより上方に位置する上位置と、ガードの上端部が基板Ｗより下方に位置する下位置との間で、各ガード４３〜４５を昇降させる。ガード昇降ユニット４６は、上位置と下位置との間の任意の位置で各ガード４３〜４５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４３〜４５が基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。
最も内側の第１のガード４３を基板Ｗの周端面に対向させる、処理カップ１１の第１のガード対向状態（図６Ａ参照）では、第１〜第３のガード４３〜４５の全てが上位置（処理高さ位置）に配置される。内側から２番目の第２のガード４４を基板Ｗの周端面に対向させる、処理カップ１１の第２のガード対向状態（図６Ｃ参照）では、第２および第３のガード４４，４５が上位置に配置され、かつ第１のガード４３が下位置に配置される。最も外側の第３のガード４５を基板Ｗの周端面に対向させる、処理カップ１１の第３のガード対向状態（図６Ｄ参照）では、第３のガード４５が上位置に配置され、かつ第１および第２のガード４３，４４が下位置に配置される。全てのガードを、基板Ｗの周端面から退避させる退避状態（図２参照）では、第１〜第３のガード４３〜４５の全てが下位置に配置される。
また、後述するように、この実施形態では、第１のガード４３が基板Ｗの周端面に対向する状態として、第１のガード対向状態の他に、第２および第３のガード４４，４５をいずれも上位置に配置しながら、第１のガード４３を上位置（処理高さ位置）ＰＰ（図６Ａ参照）よりも下方に設定された洗浄高さ位置ＷＰ（図６Ｂ参照）に配置する第１のガード洗浄状態が用意されている。
図３は、基板処理装置１の主要部の電気的構成を説明するためのブロック図である。
制御装置３は、たとえばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御装置３はＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有している。記憶ユニットは、演算ユニットが実行するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。記録媒体には、制御装置３に後述するレジスト除去処理を実行させるようにステップ群が組み込まれている。
制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータＭ、ノズル移動ユニット２０、ガード昇降ユニット４６、第１および第２の送液装置３１，３４、温度調整器３３等の動作を制御する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、硫酸バルブ２４、過酸化水素水バルブ３６、リンス液バルブ４９等の開閉動作を制御する。また、制御装置３は、予め定められたプログラムに従って、硫酸流量調整バルブ２５、過酸化水素水流量調整バルブ３７の開度を調整する。
図４は、処理ユニット２による基板処理例を説明するための流れ図である。図１〜図４を参照しながら基板処理例について説明する。
この基板処理例は、基板Ｗの上面（主面）からレジストを除去するレジスト除去処理である。レジストは、たとえば樹脂（ポリマー）等の有機物、感光剤、添加剤、溶剤を主成分としている。処理ユニット２によって基板Ｗに基板処理例が施されるときには、チャンバ７の内部に、高ドーズでのイオン注入処理後の基板Ｗが搬入される（図４のＳ１）。基板Ｗは、レジストをアッシングするための処理を受けていないものとする。
制御装置３は、ノズル等が全てスピンチャック８の上方から退避している状態で、基板Ｗを保持している基板搬送ロボットＣＲ（図１参照）のハンドをチャンバ７の内部に進入させることにより、基板Ｗがその表面（デバイス形成面）を上方に向けた状態でスピンチャック８に受け渡され、スピンチャック８に保持される（基板保持工程）。
制御装置３は、スピンモータＭによって基板Ｗの回転を開始させる（図４のＳ２。基板回転工程）。基板Ｗは予め定める液処理速度（３００〜１５００ｒｐｍの範囲内で、たとえば５００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。
基板Ｗの回転速度が液処理速度に達すると、制御装置３は、ＳＰＭ工程（薬液供給工程）Ｓ３を実行する。
具体的には、制御装置３は、ノズル移動ユニット２０を制御して、ＳＰＭノズル１８を、退避位置から処理位置に移動させる。また、制御装置３は、硫酸バルブ２４および過酸化水素水バルブ３６を同時に開く。これにより、硫酸配管２３を通ってＨ２ＳＯ４がＳＰＭノズル１８に供給されると共に、過酸化水素水配管３５を通ってＨ２Ｏ２がＳＰＭノズル１８に供給される。ＳＰＭノズル１８の内部においてＨ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２とが混合され、高温（たとえば、１６０〜２２０℃）のＳＰＭが生成される。そのＳＰＭが、ＳＰＭノズル１８の吐出口から吐出され、基板Ｗの上面中央部に着液する。この実施形態では、ＳＰＭ工程Ｓ３の全期間に亘って、ＳＰＭの濃度が一定に保たれている。
ＳＰＭノズル１８から吐出されたＳＰＭは、基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に形成される。これにより、レジストとＳＰＭとが化学反応し、基板Ｗ上のレジストがＳＰＭによって基板Ｗから除去される。基板Ｗの周縁部に移動したＳＰＭは、基板Ｗの周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散する。
また、ＳＰＭ工程Ｓ３において、制御装置３が、ノズル移動ユニット２０を制御して、ＳＰＭノズル１８を、基板Ｗの上面の周縁部に対向する周縁位置と、基板Ｗの上面の中央部に対向する中央位置との間で移動するようにしてもよい。この場合、基板Ｗの上面におけるＳＰＭの着液位置が、基板Ｗの上面の全域を走査させられる。これにより、基板Ｗの上面全域を均一に処理できる。
ＳＰＭの吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、硫酸バルブ２４および過酸化水素水バルブ３６を閉じて、ＳＰＭノズル１８からのＳＰＭの吐出を停止する。これにより、ＳＰＭ工程Ｓ３が終了する。その後、制御装置３がノズル移動ユニット２０（図２参照）を制御して、ＳＰＭノズル１８を退避位置に戻させる。
次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程（他液供給工程。図４のＳ４）が行われる。具体的には、制御装置３は、リンス液バルブ４９を開いて、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル４７からリンス液を吐出させる。リンス液ノズル４７から吐出されたリンス液は、ＳＰＭによって覆われている基板Ｗの上面中央部に着液する。基板Ｗの上面中央部に着液したリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面上を基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Ｗ上のＳＰＭが、リンス液によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。これにより、基板Ｗの上面の全域においてＳＰＭおよびレジスト（つまり、レジスト残渣）が洗い流される。レジスト残渣は、たとえば炭化物である。リンス工程Ｓ４の開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ４９を閉じて、リンス液ノズル４７からのリンス液の吐出を停止させる。
次いで、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（図４のＳ５）が行われる。
乾燥工程Ｓ５では、具体的には、制御装置３は、スピンモータＭを制御することにより、ＳＰＭ工程Ｓ３およびリンス工程Ｓ４までの回転速度よりも大きい乾燥回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで基板Ｗを加速させ、乾燥回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液に加わり、基板Ｗに付着している液が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液が除去され、基板Ｗが乾燥する。
そして、基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータＭを制御することにより、スピンチャック８による基板Ｗの回転を停止させる（図４のＳ６）。
次いで、チャンバ７内から基板Ｗが搬出される（図４のＳ７）。具体的には、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ７の内部に進入させる。そして、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドにスピンチャック８上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、基板搬送ロボットＣＲのハンドをチャンバ７内から退避させる。これにより、表面（デバイス形成面）からレジストが除去された基板Ｗがチャンバ７から搬出される。
図５は、ＳＰＭ工程Ｓ３における、ガード４３，４４の昇降タイミングを説明するためのタイミングチャートである。図６Ａ〜６Ｃは、ＳＰＭ工程Ｓ３を説明するための図解的な図である。図６Ｄは、乾燥工程Ｓ５を説明するための図解的な図である。
図２〜図５を参照しながら、図４に示す基板処理例におけるガード４３，４４の昇降（すなわち、基板Ｗの周端面に対向するガード（基板Ｗから排出される処理液を捕獲可能な位置に配置されるガード）の切り換え（ガード切り換え工程））について説明する。図６Ａ〜６Ｄは、適宜参照する。
ＳＰＭ工程Ｓ３は、処理カップ１１が第１のガード対向状態である第１の工程Ｔ１と、処理カップ１１が第１のガード洗浄状態である第２の工程Ｔ２と、処理カップ１１が第２のガード対向状態である第３の工程Ｔ３とを含む。
ＳＰＭ工程Ｓ３の開始後しばらくの間、基板Ｗの表面に多くのレジスト残渣（異物）が存在しているため、この期間に基板Ｗから飛散する（排出される）ＳＰＭには多量のレジスト残渣が含まれている。多量のレジスト残渣を含むＳＰＭは再利用に適さないため、回収せずに廃棄されるのが好ましい。その一方で、環境への配慮の観点からＳＰＭの廃棄は最小限に止めることが好ましく、基板Ｗから排出されるＳＰＭがレジスト残渣を含まないようになれば、そのＳＰＭは回収して再利用するのが好ましい。この明細書において、「レジスト残渣を含まない」とは、「レジスト残渣を全く含まない」場合、「レジスト残渣をほとんど含まない」場合、および「レジスト残渣を少量しか含まない場合」を含む趣旨である。
図４に示す基板処理例において、基板搬入Ｓ１前には、処理カップ１１が退避状態にある。ＳＰＭ工程Ｓ３において、ＳＰＭノズル１８が処理位置に配置された後、制御装置３は、ガード昇降ユニット４６を制御して、第１〜第３のガード４３〜４５を上位置に上昇させることにより、図６Ａに示すように、第１のガード４３を基板Ｗの周端面に対向させる（第１のガード対向状態を実現）。これにより、第１の工程Ｔ１が開始される。第１の工程Ｔ１においてこの状態が維持される（処理高さ維持工程）。
ＳＰＭ工程Ｓ３（第１の工程Ｔ１）において、基板Ｗの周縁部から飛散するＳＰＭが、第１のガード４３の内壁４３ａの環状の第１の領域Ｒ１に着液する。内壁４３ａに捕獲されたＳＰＭは、第１のガード４３の内壁４３ａを伝って流下し、第１のカップ４１に受けられ、第１の排液配管５２に送られる。第１の排液配管５２に送られたＳＰＭは、機外の廃棄処理設備に送られる。
前述のように、ＳＰＭ工程Ｓ３の開始後しばらくの間、基板Ｗから飛散する（排出される）ＳＰＭには多量のレジスト残渣が含まれている。第１の工程Ｔ１においては、基板Ｗから排出される、レジスト残渣を含むＳＰＭが、第１の流通空間１０１を通って排液される。すなわち、回収して再利用されることはない。
また、図６Ａ，図６Ｂに示すように、第１の工程Ｔ１においては、内壁４３ａの第１の領域Ｒ１に着液したＳＰＭは、上下方向に広がりながら第１のガード４３の内壁４３ａに付着する。第１の領域Ｒ１に着液したＳＰＭが到達する領域の上端を、到達領域上端（到達領域の上端）ＵＲとする。基板Ｗから飛散するＳＰＭにはレジスト残渣ＲＲ（図６Ａ，図６Ｂ参照）が含まれるので、第１のガード４３の内壁４３ａにおいて、環状の上端ＵＲよりも下方の領域には、レジスト残渣ＲＲが付着しているおそれがある。
ＳＰＭの吐出開始から所定の清浄期間が経過すると、第１の工程Ｔ１が終了し、次いで、第２の工程Ｔ２が開始される。清浄期間は、ＳＰＭの吐出開始から、基板Ｗから排出されるＳＰＭがレジスト残渣を含まなくなるようになった後の所定の期間をいう。清浄期間は、事前実験等によって求められ、制御装置３の記憶ユニットに記憶されている。清浄期間は、種々の条件（基板処理の対象になる基板Ｗのイオン注入処理の条件（ドーズ量）、基板Ｗに形成されているレジストの種類、第１の工程Ｔ１におけるＳＰＭの供給流量、および第１の工程Ｔ１におけるＳＰＭの供給濃度の少なくとも一つ）に基づいて異ならせていてもよい。
具体的には、制御装置３は、ガード昇降ユニット４６を制御して、第１のガード４３を、図６Ｂに示すように、それまでの上位置ＰＰ（図６Ａ参照）から洗浄高さ位置ＷＰ（図６Ｂ参照）まで下降させる（第１のガード洗浄状態を実現）。制御装置３は、その後、第１のガード４３を、その洗浄高さ位置ＷＰに維持させる（洗浄高さ維持工程）。
第２の工程Ｔ２において、ＳＰＭノズル１８から吐出されるＳＰＭの濃度、ＳＰＭの流量、基板Ｗの回転速度は、第１の工程Ｔ１の場合と同等である。第２の工程Ｔ２において、基板Ｗの周縁部から飛散するＳＰＭが、第１のガード４３の内壁４３ａの環状の第２の領域Ｒ２（洗浄高さ位置ＷＰに位置する第１のガード４３の内壁４３ａが捕獲する位置）に着液する。第１のガード４３の内壁４３ａにおいて、第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１よりも上方に位置する。より具体的には、第２の領域Ｒ２が、到達領域上端ＵＲよりも上方に設定される。そのため、内壁４３ａの環状の上端ＵＲよりも下方の領域に付着しているレジスト残渣を、洗浄高さ位置ＷＰに位置する第１のガード４３によって捕獲したＳＰＭによって良好に洗い流すことができる。この洗浄は、内壁４３ａからレジスト残渣を洗い流すことができれば足りる。そのため、処理液薬液であるＳＰＭを用いて内壁４３ａを洗浄している。
第１のガード４３の内壁４３ａを流下するＳＰＭは、第１のカップ４１および第１の排液配管５２を通って、機外の廃棄処理設備に送られる。すなわち、第２の工程Ｔ２において、基板Ｗの周縁部から飛散するＳＰＭも、第１の流通空間１０１を通って排液される。すなわち、回収して再利用されることはない。
洗浄高さ位置ＷＰへの第１のガード４３の配置から所定の洗浄期間が経過すると、第２の工程Ｔ２が終了し、次いで、第３の工程Ｔ３が開始される。
すなわち、基板Ｗの周端面に対向するガードが、第１のガード４３から第２のガード４４に切り換えられる（ガード切り換え工程）。具体的には、制御装置３は、ガード昇降ユニット４６を制御して、第１のガード４３を、図６Ｃに示すように、それまでの洗浄高さ位置ＷＰ（図６Ｂ参照）から下位置まで下降させる（第２のガード対向状態を実現）。このガード切り換え時において、ＳＰＭノズル１８から吐出されるＳＰＭの流量、基板Ｗの回転速度に変わりはない。
また、洗浄期間は、第１のガード４３の内壁４３ａから、レジスト残渣が除去されるのに十分な期間をいう。清浄期間は、事前実験等によって求められ、制御装置３の記憶ユニットに記憶されている。
第３の工程Ｔ３において、ＳＰＭノズル１８から吐出されるＳＰＭの濃度、ＳＰＭの流量、基板Ｗの回転速度は、第１の工程Ｔ１の場合と同等である。第３の工程Ｔ３において、基板Ｗの周縁部から飛散するＳＰＭが、第２のガード４４の内壁４４ａに捕獲される。そして、第２のガード４４の内壁４４ａを流下するＳＰＭは、第２のカップ４２、共用配管５５および回収配管５６を通って、硫酸供給部２６の回収タンク２９に送られる。すなわち、第３の工程Ｔ３において、基板Ｗの周縁部から飛散するＳＰＭは、第２の流通空間１０２を通って回収され、再利用に供される。
その後、ＳＰＭ工程Ｓ３の終了タイミングになると、第３の工程Ｔ３も終了する。
また、ＳＰＭ工程Ｓ３の次に実行されるリンス工程Ｓ４において、処理カップ１１は、第１のガード対向状態である。そのため、第３の工程Ｔ３の終了後、制御装置３は、ガード昇降ユニット４６を制御して、第１のガード４３を、上位置まで上昇させる（第１のガード対向状態を実現）。
また、乾燥工程Ｓ５において、処理カップ１１は、第３のガード対向状態をなしている。そのため、リンス工程Ｓ４の終了後、制御装置３は、ガード昇降ユニット４６を制御して、第１および第２のガード４３，４４を、下位置まで下降させる（第３のガード対向状態を実現）。
また、基板Ｗの搬出時（図４のＳ７）に先立って、制御装置３は、ガード昇降ユニット４６を制御して、第３のガード４５を、下位置まで下降させる。これにより、第１〜第３のガード４３〜４５の全てが下位置に配置される（退避状態を実現）。
以上により、この実施形態によれば、ＳＰＭ工程Ｓ３中に、基板Ｗから排出されるＳＰＭの流通先が、処理カップ１１の第１の流通空間１０１から第２の流通空間１０２に切り換えられる。これにより、レジスト残渣を含むＳＰＭと、レジスト残渣を含まないＳＰＭとを、処理カップ１１の互いに異なる流通空間１０１，１０２に流通させることができる。これにより、レジスト残渣を含むＳＰＭと、レジスト残渣を含まないＳＰＭとを、処理カップ１１の内部で分離して流通させることができる。
また、第１の流通空間１０１を流通するＳＰＭが第１の排液配管５２に導出され、第２の流通空間１０２を流通するＳＰＭが回収配管５６に導出される。そのため、レジスト残渣を含むＳＰＭが、第１の流通空間１０１を流通して第１の排液配管５２に導かれ、レジスト残渣を含まないＳＰＭが、第２の流通空間１０２を流通して回収配管５６に導かれる。これにより、レジスト残渣を含まないＳＰＭのみを回収することが可能である。ゆえに、回収ＳＰＭへのレジスト残渣の混入を効果的に抑制または防止できる。
また、基板Ｗの周端面に対向するガードを、第１のガード４３と第２のガード４４との間で切り換えることにより、基板Ｗから排出されるＳＰＭの流通先を第１の流通空間１０１と第２の流通空間１０２との間で切り換えることができる。これにより、基板Ｗから排出されるＳＰＭの流通先の切り換えを容易に行うことができる。
また、第１のガード４３と第２のガード４４とが互いに隣り合うガードであるので、第１のガード４３を下降させるだけで、第２のガード４４を基板Ｗの周端面に対向させることができる。これにより、基板Ｗの周端面に対向するガードの切り換えをスムーズに行うことができる。
また、ガード切り換え時において、第１のガード４３の昇降動作の全期間に亘って基板ＷへのＳＰＭの供給を続行している。この場合、第１のガード４３の昇降動作において基板ＷへのＳＰＭの供給を中断する場合と比較して、ＳＰＭ工程Ｓ３に要する期間を短くすることができ、スループットの向上を図ることができる。
また、この実施形態によれば、ＳＰＭ工程Ｓ３中において、第１のガード４３が、それまでの上位置ＰＰから、上位置ＰＰよりも下方に設定された洗浄高さ位置ＷＰに配置変更され、その後、所定の期間、その洗浄高さ位置ＷＰに維持される。
第１のガード４３が上位置ＰＰに位置する状態および洗浄高さ位置ＷＰに位置する状態の双方において、基板Ｗから排出されるＳＰＭが第１のガード４３の内壁４３ａによって捕獲される。第１のガード４３の内壁４３ａによって捕獲されたＳＰＭは、自重によって下方に向けて流れる。
また、第１のガード４３の内壁４３ａにおいて、第２の領域Ｒ２が、到達領域上端ＵＲよりも上方に設定される。そのため、内壁４３ａの環状の上端ＵＲよりも下方の領域に付着しているレジスト残渣を、洗浄高さ位置ＷＰに位置する第１のガード４３によって捕獲したＳＰＭによって良好に洗い流すことができる。
また、基板Ｗの周端面に対向するガードの、第１のガード４３から第２のガード４４への切り換えに先立って、第１のガード４３が、それまでの上位置ＰＰから洗浄高さ位置ＷＰに配置変更される、その後、所定の期間、その洗浄高さ位置ＷＰに維持される。ガード４３，４４の切り換えに先立って、第１のガード４３を洗浄高さ位置ＷＰに配置して第１のガード４３の内壁４３ａを洗浄するので、第１のガード４３の使用終了までに第１のガード４３の内壁４３ａからレジスト残渣を除去できる。
また、第１のガード４３が洗浄高さ位置に配置された後、第１のガード４３が再度処理高さ位置に配置されることなく、基板Ｗの周端面に対向するガードが、第１のガード４３から第２のガード４４に切り換えられる。これにより、第１のガード４３の洗浄後直ちに、ガード４３，４４の切り換えを行うことが可能である。これにより、ＳＰＭ工程Ｓ３の処理時間の短縮化を図ることが可能である。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、第１のガード４３の洗浄（第２の工程Ｔ２）は、ＳＰＭ工程Ｓ３において１回のみ行うとして説明したが、第１のガード４３の洗浄（第２の工程Ｔ２）をＳＰＭ工程Ｓ３において複数回繰り返してもよい。
また、第１のガード４３の洗浄（第２の工程Ｔ２）の後、直ちにガード切り換え（第３の工程Ｔ３への移行）を行うとして説明したが、第１のガード４３の洗浄（第２の工程Ｔ２）の後、第１の工程Ｔ１を実行（すなわち、処理カップ１１の第１対向状態を実現）した後に、直ちにガード切り換え（第３の工程Ｔ３への移行）を行うようにしてもよい。
また、第３の工程Ｔ３を省略してもよい。この場合、ＳＰＭ工程Ｓ３が、第１の工程Ｔ１と第２の工程Ｔ２とを含む。
また、ガードの洗浄を第１のガード４３において実行したが、ガードの洗浄を、他のガード４４，４５で行うようにしてもよい。
また、前述の実施形態に係る基板処理装置１では、回収したＳＰＭを硫酸として再利用する構成を例に挙げて説明したが、回収したＳＰＭをその基板処理装置１では再利用せず、他の装置等で利用するようにしてもよい。
また、回収配管５６が、共用配管５５を介さずに、第２のカップ４２の底部に直接接続されていてもよい。第２のカップ４２に溜められたＳＰＭは、共用配管５５を介して、硫酸供給部２６に回収される。この場合、第２の排液配管５７ならびに切り換えユニット（回収バルブ５８および排液バルブ５９）は廃止される。
また、前述の基板処理例において、ＳＰＭ工程Ｓ３に先立って、基板Ｗの上面を、第１の洗浄薬液を用いて洗浄する第１の洗浄工程が実行されてもよい。このような第１の洗浄薬液として、たとえばフッ酸（ＨＦ）を例示できる。この第１の洗浄工程は、処理カップ１１が第１のガード対向状態にある状態で実行される。第１の洗浄工程が実行される場合、その後、第１の洗浄薬液をリンス液で洗い流す第２のリンス工程が実行される。この第２のリンス工程は、処理カップ１１が第１のガード対向状態にある状態で実行される。
また、前述の基板処理例において、ＳＰＭ工程Ｓ３の後リンス工程Ｓ４に先立って、Ｈ２Ｏ２を基板Ｗの上面（表面）に供給する過酸化水素水供給工程が実行されてもよい。この場合、制御装置３は、過酸化水素水バルブ３６を開いた状態に維持しつつ硫酸バルブ２４だけを閉じる。これにより、ＳＰＭノズル１８にＨ２Ｏ２だけが供給され、ＳＰＭノズル１８の吐出口からＨ２Ｏ２が吐出される。この過酸化水素水供給工程において、処理カップ１１が第１のガード対向状態である。
また、前述の基板処理例において、リンス工程Ｓ４の後に、基板Ｗの上面を、第２の洗浄薬液を用いて洗浄する第２の洗浄工程が実行されてもよい。このような第２の洗浄薬液として、たとえばＳＣ１（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とを含む混合液）を例示できる。この第２の洗浄工程は、処理カップ１１が第１のガード対向状態にある状態で実行される。第２の洗浄工程が実行される場合、その後、第２の洗浄薬液をリンス液で洗い流す第３のリンス工程が実行される。この第３のリンス工程は、処理カップ１１が第１のガード対向状態にある状態で実行される。
また、乾燥工程Ｓ５に先立って、低表面張力を有する有機溶剤（乾燥液）を供給して、基板Ｗの上面上のリンス液を有機溶剤によって置換する有機溶剤置換工程が実行されてもよい。この有機溶剤置換工程は、処理カップ１１が第３のガード対向状態にある状態で実行される。
また、第１および第２実施形態では、ＳＰＭ供給ユニット９として、Ｈ２ＳＯ４およびＨ２Ｏ２の混合をＳＰＭノズル１８の内部で行うノズル混合タイプのものを例に挙げて説明したが、ＳＰＭノズル１８の上流側に配管を介して接続された混合部を設け、この混合部において、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２との混合が行われる配管混合タイプのものを採用することもできる。
また、図４の基板処理例では、レジスト除去処理を例に挙げたが、レジストに限られず、ＳＰＭを用いて、他の有機物の除去をする処理であってもよい。
また、基板Ｗに供給される薬液はＳＰＭに限られず、他の薬液であってもよい。たとえば、ＢＨＦ、ＤＨＦ（希フッ酸）、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、有機溶剤（たとえばＮＭＰやアセトン）、硝酸、燐酸アンモニウム、クエン酸、硫酸、希硫酸、フッ硝酸、原液 ＨＦ、王水、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液）などの有機酸およびこれら有機酸の混合液を例示できる。その他、Ｏ３水であってもよい。この場合、薬液に含まれる異物としては、金属、Ｓｉ、有機物がある。
また、処理カップ１１が３段のものを例に挙げて説明したが、処理カップ１１は、１段（単カップ）や２段であってもよいし、４段以上の多段カップであってもよい。
また、前述の実施形態において、基板処理装置１が半導体ウエハからなる基板Ｗの表面を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置が、液晶表示装置用基板、有機ＥＬ（electrolumineＳcence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel 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
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
７ ：チャンバ
８ ：スピンチャック（基板保持ユニット）
９ ：ＳＰＭ供給ユニット（薬液供給ユニット）
１１ ：処理カップ
２６ ：硫酸供給部
４３ ：第１のガード
４６ ：ガード昇降ユニット
Ａ１ ：回転軸線
Ｍ ：スピンモータ（回転ユニット）
ＰＰ ：上位置
ＲＲ ：レジスト残渣
ＵＲ ：到達領域上端（到達領域の上端）
Ｗ ：基板
ＷＰ ：洗浄高さ位置

Claims (12)

  1. 基板を水平姿勢に保持する基板保持工程と、
    当該基板の中央部を通る、鉛直な回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板の主面に薬液を供給する薬液供給工程と、
    前記薬液供給工程に並行して、前記基板から排出される薬液を捕獲する筒状の第１のガードを、処理高さ位置に維持する処理高さ維持工程と、
    前記処理高さ維持工程の後、前記薬液供給工程に並行して、前記第１のガードを、前記処理高さ位置よりも下方に設定された洗浄高さ位置に維持する洗浄高さ維持工程とを含む、基板処理方法。
  2. 前記処理高さ位置が、前記基板から排出される薬液を第１の領域において捕獲することができる高さ位置であり、
    前記洗浄高さ位置が、前記基板から排出される薬液を、前記第１の領域において捕獲された薬液が到達可能な到達領域の上端よりも上方に設定された第２の領域において捕獲することができる高さ位置である、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記第１のガードから、前記第１のガードとは別に設けられた筒状の第２のガードに切り換えるガード切り換え工程をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
  4. 前記ガード切り換え工程が、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記処理高さ維持工程を再度実行することなく、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記第１のガードから前記第２のガードに切り換える工程を含む、請求項３に記載の基板処理方法。
  5. 前記回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板に、前記基板に供給される薬液と種類の異なる他の処理液を供給する他液供給工程と、
    前記他液供給工程中に、前記基板から排出される他の処理液を捕獲可能な位置に、前記第１のガードを配置する工程とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  6. 前記基板の前記主面にはレジストが形成されており、
    前記薬液供給工程において前記基板の前記主面に供給される薬液が、ＳＰＭを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  7. 基板を保持する基板保持ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板を、当該基板の中央部を通る回転軸線まわりに回転させるための回転ユニットと、
    前記基板保持ユニットに保持されている基板に薬液を供給するための薬液供給ユニットと、
    前記基板保持ユニットの周囲を取り囲み、前記基板保持ユニットに保持されている基板から排出される液体を捕獲する第１のガードと、
    前記第１のガードを昇降させるガード昇降ユニットとを含み、
    前記回転ユニット、前記薬液供給ユニットおよび前記ガード昇降ユニットを制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置が、前記回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板に薬液を供給する薬液供給工程と、前記薬液供給工程に並行して、筒状の第１のガードを処理高さ位置に保持する処理高さ維持工程と、前記処理高さ維持工程の後、前記薬液供給工程に並行して、前記第１のガードを、前記処理高さ位置よりも低い洗浄高さ位置に保持する洗浄高さ維持工程とを実行する、基板処理装置。
  8. 前記処理高さ位置が、前記基板から排出される薬液を第１の領域において捕獲することができる高さ位置であり、
    前記洗浄高さ位置が、前記基板から排出される薬液を、前記第１の領域において捕獲された薬液が到達可能な到達領域の上端よりも上方に設定された第２の領域において捕獲することができる高さ位置である、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記第１のガードとは別に設けられて、前記基板保持ユニットの周囲を取り囲み、前記基板保持ユニットに保持されている基板から排出される液体を捕獲する第２のガードをさらに含み、
    前記制御装置が、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記第１のガードから、前記第２のガードに切り換えるガード切り換え工程をさらに実行する、請求項７または８に記載の基板処理装置。
  10. 前記制御装置が、前記ガード切り換え工程において、前記洗浄高さ維持工程の後に、前記処理高さ維持工程を再度実行することなく、前記基板から排出される薬液を捕獲可能な位置に配置されるガードを、前記第１のガードから前記第２のガードに切り換える工程を実行する、請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 前記基板保持ユニットに保持されている基板に、前記基板に供給される薬液と種類の異なる他の処理液を供給する他液供給ユニットをさらに含み、
    前記制御装置が、前記回転軸線まわりに前記基板を回転させながら、前記基板に前記他の処理液を供給する他液供給工程と、前記他液供給工程中に、前記基板から排出される他の処理液を捕獲可能な位置に、前記第１のガードを配置する工程とをさらに実行させる、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  12. 前記基板の前記主面にはレジストが形成されており、
    前記薬液供給工程において前記基板の前記主面に供給される薬液が、ＳＰＭを含む、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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