JP3837017B2 - 基板処理装置及び基板処理方法ならびに基板処理装置の洗浄方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器用のガラス基板や半導体ウェハなどの基板を保持した状態で洗浄処理や薬液処理などの所要の処理を施す基板処理装置及び処理方法ならびにこのような基板処理装置の洗浄方法に係り、特に処理液飛散防止用の基板周囲部材を備えた装置及び方法ならびにこのような装置の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、例えば特開平９−３３０９０４号公報に開示された装置を図９を参照して説明する。
この基板処理装置は、半導体ウェハなどの基板Ｗを水平面内で回転させながら、基板Ｗの表裏面に薬液処理、洗浄処理、乾燥処理をその順に施す装置である。この基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する回転支持板１を備えている。回転支持板１は平面視で円形状の平板であって、その上面に基板Ｗの外周縁に係合して基板Ｗを支持する複数個の駆動ピン２が立設されている。この駆動ピン２は、基板Ｗを支える大径の円柱状のピン下部２ａと小径のピン上部２ｂが一体に連結した段付き構造となっている。
【０００３】
回転支持板１の回転中心部に開口１ａがあり、この開口１ａに筒軸３が連結固定されている。この筒軸３はベルト機構４を介してモータ５に連結されている。筒軸３の中心に沿って液ノズル６が配設されており、この液ノズル６の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。液ノズル６は薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されるようになっている。また、筒軸３と液ノズル６との間隙は窒素ガスなどの不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００４】
基板Ｗを挟んで回転支持板１に平行に対向するように上部回転板７が配設されている。この上部回転板７も回転支持板１と同様に平面視で円形状の平板である。回転支持板１と同様に、上部回転板７の回転中心部に開口７ａがあり、この開口７ａに筒軸８が連結固定されている。この筒軸８はモータ９の出力軸に連結されている。筒軸８の中心に沿って液ノズル１０が配設されており、この液ノズル１０の先端が基板Ｗの上面中心部に臨んでいる。液ノズル６の場合と同様に、液ノズル１０も薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されており、また、筒軸８と液ノズル１０との間隙は不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００５】
そして、上下に平行に配置された回転支持板１と上部回転板７を囲むように処理室を形成するカップ１１が配設されており、このカップ１１の底部に排気管１２が連通接続されている。このカップ１１の内壁面は、処理中に、回転される基板Wから飛散される薬液および洗浄液を受け止めて排気管１２に案内する。
【０００６】
以上のように構成された基板処理装置においては、次にように基板処理が行われる。
まず、上部回転板７が上方に退避した状態で、回転支持板１に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは駆動ピン２によって支持される。続いて、上部回転板７が回転支持板１に対向する位置（図９の状態）にまで下降する。この状態でモータ５および９が始動して、回転支持板１および上部回転板７をそれぞれ同期して回転する。回転支持板１の回転に伴って、その回転力が駆動ピン２を介して基板Ｗに伝達され、基板Ｗも回転支持板１および上部回転板７と同期して回転する。基板Ｗの回転数が所定値に達すると、上下の開口１ａ、７ａから不活性ガスを導入しながら、上下の液ノズル６、１０から薬液および洗浄液をその順に供給して、基板Ｗの表裏面の処理を行う。基板Ｗの薬液処理および洗浄処理が終わると、基板Ｗを回転させながら不活性ガスだけを導入して、基板Ｗの乾燥処理を行う。
【０００７】
このように薬液処理から乾燥処理までの間、回転支持板１と上部回転板７とで区画された偏平な処理空間Ｓ内で基板Ｗが処理される。基板Ｗに供給された薬液や洗浄液は不活性ガスとともに、回転支持板１および上部回転板７の回転による遠心力によって外方に追いやられて処理空間Ｓの外周端から排出され、カップ１１の底部に連通する排気管１２から排出される。
【０００８】
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。飛散する処理液のミストの大部分は基板を取り囲むように設けられたカップ１１によって捕らえられ、装置の周囲には及ばないようになっている。さらに、処理中の基板Ｗの端縁から振り切られた液滴がカップ１１などで跳ね返えるのを少なくするために、基板Ｗからカップ１１の内壁までの距離を、飛翔する液滴が減衰して落下する大きさに形成されていた。
【０００９】
しかしながら、近年の半導体ウェハなどの基板の大径化に伴い、回転支持板１や上部回転板７が大型化している。そのため、装置全体を小型化する上でカップ１１を小さくする要求がある。一方、基板の大径化は、例えば洗浄処理後の回転乾燥処理の初期において、基板上に付着している液滴を多くすることとなった。その分、カップ１１から跳ね返る液滴が多くなり、その防止策としてカップ１１を更に大きくする必要があり、装置の小型化を阻害する要因であった。
【００１０】
更に、処理中に、回転される基板Ｗから飛散される処理液は、カップ１１の内壁面に当たり、その一部が霧状のミストとなって、処理空間Ｓ内で浮遊する。この処理液のミストは、本来、排気管１２から排気されるべきものであるが、回転支持板１の下方領域での気流の対流によって基板Ｗ側に逆流されていた。そのうち、カップ１１の外部に飛散した処理液のミストはカップ１１の外周面のみならず、カップ１１の周囲の他の機構部に付着し、パーティクル発生の原因となっていた。特にカップ１１の外周面の洗浄処理は通常行われず、しかも付着した処理液がレジストのような薬液の場合は、その粘度の高さのために容易に取り除くことが難しいために、それらに付着したパーティクルについてはほとんどを除去することができない。
【００１１】
また、薬液を使わない場合であっても、基板処理装置が配置される空間の雰囲気中の有機物がカップ１１に付着することを防止することはできず、反応生成物や高粘度の薬液以外の汚染物質もカップ１１に付着することになる。この付着物が汚染源となり、基板乾燥処理時に巻き込み基板Ｗ上のパーティクルが増加する原因となる。結果、基板Ｗを汚染して、半導体装置の歩留まりを低下させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような不具合を防止するために、従来から、処理カップ外壁面を洗浄する装置を備えることにより、処理カップの洗浄が図られている。従来のこの種の基板処理装置として、例えば特開平１１−２１９８８１号公報に開示された装置がある。この基板処理装置は、カップの外壁面に処理液供給手段により供給される処理液が付着した場合には、カップの外壁面が洗浄手段により洗浄される。したがって、カップに付着した処理液によるパーティクルの発生が防止される。
【００１３】
しかしながら、上記構成を有する従来装置で、さらに装置の小型化を図る場合に以下のような問題があった。従来装置ではカップの外周部に洗浄手段を配置するためのスペースを必要とした。また、付帯して洗浄液を供給する必要から、洗浄液の消費量が多くなり経済的でなかった。
【００１４】
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、基板を回転させながら基板に処理液を供給して処理を行う基板処理装置及び処理方法ならびにこのような基板処理装置の洗浄方法に関し、特に基板へのパーティクルの付着を抑制し、基板処理の仕上がり精度を向上させることができる基板処理装置及び処理方法、ならびに基板処理装置の洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、基板に洗浄液を供給して洗浄液による基板処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を回収する回収路と、前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から飛散される洗浄液を前記保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、前記周囲案内部材に対して基板周縁が、上方に位置するか、または下方に位置するように、前記保持手段と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を制御して、基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させ、前記洗浄液供給手段より洗浄液を基板上に供給し、基板の周縁から流出した洗浄液で周囲案内部材の外壁面を洗浄する制御手段と、を具備したことを特徴とする基板処理装置である。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、予め指定されたタイミングで昇降手段を制御して、基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させ、同時に洗浄液供給手段より洗浄液を供給するものである。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、洗浄液の供給中に、昇降手段を制御して、基板周縁の位置を前記周囲案内部材より下方の位置から上方の位置へ切替えることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記昇降手段は前記周囲案内部材を昇降させるものである。
【００１９】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置において、前記保持手段は、保持した基板を回転させる回転駆動手段、を具備し、周囲案内部材の外壁面を洗浄する時に、洗浄液が供給された基板を前記回転駆動手段により回転させ、基板から洗浄液を振り切って洗浄液の基板周縁からの流出を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に係る発明は、基板に薬液および洗浄液を順に供給して基板の処理を行う基板処理装置において、基板を保持して回転させる回転保持手段と、前記回転保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記回転保持手段に保持された基板に薬液を供給する薬液供給手段と、前記洗浄液および薬液を回収する回収路と、前記回転保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板の周縁から振り切られた洗浄液および薬液を前記回転保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、基板周縁と前記周囲部材とが対向する第一高さ位置と、基板周縁が周囲部材より上方に位置する第二高さ位置とを切替えるように、前記回転保持手段と前記周囲部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を制御して、基板上に前記洗浄液供給手段より洗浄液を供給する洗浄処理時中に、第一高さ位置と第二高さ位置とを切り替える制御手段と、を具備したことを特徴とする基板処理装置である。
【００２１】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、洗浄液処理時中に、第一高さ位置に引き続き第二高さ位置に切り替えることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に係る発明は、基板単位で行われる一連の処理を、同一の処理カップ内で連続的に行う基板処理方法であって、前記一連の処理は、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して基板に洗浄処理を行うとともに、基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材で、基板の周縁から振り切られた洗浄液の飛散を防止する洗浄処理過程、を含み、前記洗浄処理過程中に基板を周囲案内部材より上方に位置させ、基板から振り切った洗浄液を周囲案内部材の外壁面に供給させて周囲案内部材の外壁面の洗浄処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
【００２３】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の基板処理方法において、前記一連の処理は、基板を回転させながら基板に薬液を供給して基板に薬液処理を行う薬液処理過程、を含むことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、基板単位で行われる一連の処理を、同一の処理カップ内で連続的に行う基板処理方法であって、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して基板に洗浄処理を行うとともに、基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材で、基板の周縁から振り切られた洗浄液の飛散を防止する洗浄処理過程と、基板を周囲案内部材より上方に位置させ、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して、基板から振り切った洗浄液を周囲案内部材の外壁面に供給させて周囲案内部材の外壁面を洗浄する外壁面洗浄処理過程と、を具備することを特徴とする基板処理方法である。
請求項１１に係る発明は、基板に洗浄液を供給して洗浄液による基板処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を回収する回収路と、前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から飛散される洗浄液を前記保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、前記周囲案内部材に対して基板周縁が、上方に位置するか、または下方に位置するように、前記保持手段と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、前記保持手段によって保持する基板としてダミー基板を用いた状態でユーザからの所定の操作入力を受け付ける操作スイッチと、前記操作入力に応答して前記昇降手段を制御することにより前記ダミー基板の基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させるとともに、前記洗浄液供給手段より洗浄液を基板上に供給し、ダミー基板の周縁から流出した洗浄液で周囲案内部材の外壁面を洗浄する制御手段と、を具備することを特徴とする基板処理装置である。
請求項１２に係る発明は、保持手段に保持された基板に洗浄液供給手段から洗浄液を供給し、前記基板から飛散する洗浄液を、前記基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材によって前記基板の側方で受け止めて回収路に導く基板処理装置において、前記周囲案内部材の外壁面を洗浄する方法であって、ダミー基板を前記保持手段に保持させる過程と、ユーザからの所定の操作入力を受け付ける過程と、前記操作入力に応答して、前記周囲案内部材よりも上方に基板周縁が位置するようにダミー基板と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降過程と、前記洗浄液供給手段から洗浄液をダミー基板上に供給し、ダミー基板の周縁から流出した洗浄液で前記周囲案内部材の外壁面を洗浄する外壁面洗浄過程と、を具備することを特徴とする基板処理装置の洗浄方法である。
【００２４】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の基板処理装置においては、保持手段に保持されて基板が処理される。昇降手段が保持手段と周囲案内部材を相対的に昇降させる。周囲案内部材の外壁面を洗浄する時は、基板周縁を周囲案内部材よりも上方位置に上昇させ、基板上に洗浄液供給手段より洗浄液を供給する。供給された洗浄液は、基板周縁より流れ落ち周囲案内部材に降り注ぐ。その結果、周囲案内部材はその外壁面が洗浄液により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。
【００２５】
請求項２に係る発明の基板処理装置においては、昇降手段は予め指定されたタイミングで昇降される。その結果、洗浄液による周囲案内部材の外壁面の洗浄が自動的に行われる。例えば、基板処理のレシピに昇降手段の昇降タイミングを設定しておくことで、達成される。
【００２６】
請求項３に係る発明の基板処理装置においては、基板の洗浄処理中に基板周縁が周囲案内部材より上方の位置へ切り替えられる。すなわち基板の洗浄処理に使用される洗浄液をそのまま利用して、周囲案内部材の外壁面をも洗浄することで、洗浄液の別途、必要としない。また、洗浄処理中の時間を利用して周囲案内部材も洗浄するため効率的である。
【００２７】
請求項４に係る発明の基板処理装置においては、周囲案内部材が昇降することで基板周縁が周囲案内部材の上方の位置に配置される。保持手段が昇降するのに比して、周囲案内部材が昇降することで、基板上に供給された洗浄液の降り注ぎが常に安定して行われる。
【００２８】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、基板周縁からの洗浄液の流出する際に、保持手段と基板が回転される。すなわち、洗浄液は基板から遠心力で振り切って、周囲案内部材に降り注ぐ。その結果、周囲案内部材には十分に洗浄液が降り注ぎ、より十分に洗浄される。
【００２９】
請求項６に係る発明の基板処理装置においては、基板は薬液、洗浄液の順に処理される。基板はその高さ位置が、昇降手段により基板周縁が周囲案内部材と対向する第一高さ位置と、上方に位置する第二高さ位置に切り替えられる。そして、制御手段によりその切り替えは、基板を洗浄処理中に行われる。即ち、基板の洗浄処理中に周囲案内部材の上方に基板周縁を位置することで、基板に供給されその周縁より流出する洗浄液が、周囲案内部材の外壁面に降り注がれる。その結果、周囲案内部材の外壁面は洗浄液により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。また、基板の洗浄液をそそまま利用することで、別途、洗浄液を供給する必要がない。
【００３０】
請求項７に係る発明の基板処理装置においては、基板周縁と周囲案内部材の高さ位置の切り替えが、基板の洗浄処理中に行われる。そして、洗浄処理中に周囲案内部材が基板周縁に対向する状態から、上方に位置する高さの順に制御される。すなわち、基板洗浄処理の初期の汚染物をより多く含む洗浄液は周囲案内部材により飛散が防止され、それに続く基板洗浄済みの洗浄液を利用して周囲案内部材の洗浄が行われる。その結果、周囲案内部材の外壁面の洗浄が良好に行われる。
【００３１】
請求項８に係る発明の基板処理方法においては、基板は回転させながら洗浄液を供給して処理される。その際、周囲案内部材は基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から振り切られる洗浄液の飛散が防止される。この洗浄処理工程中に基板が周囲案内部材より上方に位置する。それにより、基板より振り切られる洗浄液は、周囲案内部材の外壁面に降り注ぎ、周囲案内部材の外壁面が洗浄される。その結果、周囲案内部材の外壁面の付着物によるパーティクルの発生が防止される。
【００３２】
請求項９に係る発明の基板処理方法においては、基板は薬液処理も行われる。すなわち、薬液の飛散が周囲案内部材の外壁面に付着しても、洗浄工程中に基板周囲部材の外壁面が、洗浄液により洗浄されるので、周囲案内部材の外壁面は常に清浄である。
また、請求項１１および請求項１２に係る発明においては、ダミー基板を用いることにより、操作スイッチの操作によって任意のタイミングで周囲案内部材の外壁面の洗浄を実行できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この装置は、処理対象の半導体ウエハ（基板）Ｗに薬液や純水を用いた回転処理を施すためのものである。
【００３４】
基板Ｗは、基板保持手段としてのスピンチャック１に水平姿勢で保持される。このスピンチャック１は、回転軸２の上端に一体回転可能に取り付けられた回転支持板としてのスピンベース３を有している。スピンベース３の上面には、基板Ｗの外周端縁を３箇所以上で保持する基板保持部材４が、スピンベース３の周縁に沿って等間隔で立設されている。なお、図１以下では、図面が煩雑になることを避けるために、２個の基板保持部材４のみを示している。
【００３５】
各基板保持部材４は、基板Ｗの外周端縁を下方から支持する支持面４ａと支持面４ａに支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗの移動を規制する案内立ち上がり面４ｂとを備えている。
【００３６】
回転軸２の下端付近には、ベルト伝動機構５などによって回転駆動手段としての電動モーター６が連動連結されていて、電動モーター６を駆動することによって、回転軸２、スピンチャック１とともに、スピンチャック１に保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転させる。
【００３７】
また、回転軸２は中空を有する筒状の部材で構成され、この中空部に洗浄液供給管７が貫通され、その上端部の洗浄液供給部７ａからスピンチャック１に保持された基板Ｗの下面の回転中心付近に洗浄液を供給できるように構成されている。洗浄液供給管７は配管８に連通接続されている。この配管８の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管８ａには薬液供給源９が連通接続され、他方の分岐配管８ｂには純水供給源１０が連通接続されている。各分岐配管８ａ、８ｂには開閉バルブ１１ａ、１１ｂが設けられていて、これら開閉バルブ１１ａ、１１ｂの開閉を切り換えることで、洗浄液供給部７ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できるようになっている。
【００３８】
また、回転軸２の中空部の内壁面と洗浄液供給管７の外壁面との間の隙間は、気体供給路１２となっている。この気体供給路１２は、開閉バルブ１３が設けられた配管１４を介して気体供給源１５に連通接続されていて、気体供給路１２の上端部の気体供給部１２ａからスピンベース３と基板Ｗの下面との間の空間に、清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガスなど）などの清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００３９】
回転軸２やベルト伝動機構５、電動モーター６などは、この基板処理装置の底板としてのベース部材２０上に設けられた円筒状のケーシング１６内に収容されている。
【００４０】
ベース部材２０は略円盤状で、その上面でケーシング１６の周囲には受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２２ａ、２２ｂが立設されていて、これら仕切り部材２２ａ、２２ｂとケーシング１６の外壁面とによって、各々平面視でドーナツ形状の第１の排液槽２４ａ、第２の排液槽２４ｂが形成されている。ケーシング１６の外壁面と内側の仕切り部材２２ａの内壁面との間の空間が排気を兼ねる第１の排液槽２４ａであり、内側の仕切り部材２２ａの外壁面と外側の仕切り部材２２ｂの内壁面との間の空間が第２の排液槽２４ｂである。
【００４１】
第１の排液槽２４ａの底部には回収ドレイン２７に連通接続された第１の排液口２８ａが設けらている。この第１の排液口２８ａは、排気ダクトにも連通接続され排気口としても機能し、第１の排液口２８ａから第１の排液槽２４ａ内の気体も吸引されるように構成されている。また、第２の排液槽２４ｂの底部には廃棄ドレイン２９に連通接続された第２の排液口２８ｂが設けられている。
【００４２】
なお、図１以下では、図面が煩雑になることを避けるために、各仕切り部材２２ａ、２２ｂ、及び、後述する周囲案内部材３０（スプラッシュガード）は、断面形状のみを示している。そして、このベース部材２０の構造が、この基板処理装置の処理カップに相当する。
【００４３】
第１、第２の排液槽２４ａ、２４ｂの上方には、スピンチャック１及びそれによって保持された基板Ｗの周縁の周囲を包囲するように、軸芯Ｊに対して略回転対称な形状を有する筒状の周囲案内部材３０が昇降自在に設けられている。次に図２も参照して、周囲案内部材３０について説明する。図２は、周囲案内部材３０の全体斜視図である。周囲案内部材３０は、その外壁面で支持部材４１を介して昇降機構４０に支持されている。この昇降機構４０は、図示しないモーターを駆動することにより昇降され、これに伴って周囲案内部材３０がスピンチャック１に対して昇降されるようになっている。そして、図３に示すように、この昇降制御は、制御部５０によって行われるように構成されている。
【００４４】
周囲案内部材３０は、軸芯Ｊに対して回転対称な形状を有する内壁面を有している。この内壁面には、上部の２箇所に形成された傾斜面３１ａ、３１ｂにより、断面がくの字状の回収案内部３１が形成されている。さらに、回収案内部３１の下端部には垂直部３３ａ、３３ｂが連なっている。各垂直部３３ａ、３３ｂは、その上端で連結されており、この連結部分には円周方向に、垂直部３３ａと垂直部３３ｂの間に円環状の溝３６が形成されていている。この溝３６が仕切り部材２２ａに嵌入されるとともに、垂直部３３ａが第１の排液槽２４ａ内に、垂直部３３ｂが、第２の排液槽２４ｂ内に嵌入されるように、周囲案内部材３０が配置されている。
【００４５】
この回収案内部３１は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの高さ位置（第一高さ位置ＨＷ）に、回収案内部３１が位置しているとき、回転される基板Ｗから振り切られる洗浄液が傾斜面３１ａ、３１ｂで受け止められ、回収案内部３１、垂直部３３ａに沿って第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液するための部位である。
【００４６】
この装置では、回収案内部３１、垂直部３３ａ、第１の排液槽２４ａ、第１の排液口２８ａは洗浄液の回収に用いられ、第１の排液口２８ａから回収ドレイン２７を経て図示しない回収タンクへ回収され、再利用されるようになっている。そして、この実施例では、第１の排液槽２４ａと第１の排液口２８ａが本発明の洗浄液の回収路に相当する。
【００４７】
一方、周囲案内部材３０の上方側の部位には、上方に向かうほど径が小さくなるように形成された傾斜面からなる上面３０ａが形成されており、この上面３０ａの下端側には、垂直な円筒面３０ｂが連なっている。円筒面３０ａの下端は、スピンチャック１側に傾斜する傾斜面３０ｃが形成され、その下端で垂直部３３ｂに連なっている。従って、上面３０ａ、円筒面３０ｂ、傾斜面３０ｃと垂直部３３ｂの外周面とによって、周囲案内部材３０の外壁面が形成されている。
【００４８】
そして、後述する基板Ｗの周縁が周囲案内部材３０の上方に位置する高さ位置（第二高さ位置ＬＷ）に、周囲案内部材３０が位置しているとき、回転される基板Ｗから降り注ぐ洗浄液は上面３０ａで受け止められ、円筒面３０ｂに沿い、第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液されることになる。この装置では、第２の排液口２８ｂから廃棄ドレイン２９を経て廃液が廃棄されるようになっている。
【００４９】
次に、この実施例装置においては、スピンチャック１の上下方向位置は常に一定に保たれる一方で、周囲案内部材３０が必要に応じて昇降されるようになっている。具体的には、周囲案内部材３０は、スピンチャック１に保持されて回転される基板Ｗから側方に振り切られる洗浄液を回収案内部３１で受け止める第一高さ位置（ＨＷ）と、同じくスピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁から流出して降り注ぐ洗浄液を上面３０ａで受け止める第二高さ位置（ＬＷ）との２段階の高さに選択的に昇降される。
【００５０】
周囲案内部材３０の上記昇降移動は、昇降機構４０によって行われるようになっている。昇降機構４０は、ボールネジなどの周知の１軸方向駆動機構（図示せず）を備えていて、この１軸方向駆動機構で支持部材４１を昇降させることで、周囲案内部材３０を上記第一高さ位置（ＨＷ）と第二高さ位置（ＬＷ）の間で昇降させるように構成している。また、周囲案内部材３０の各々の高さ位置に対応する昇降機構４０の高さ位置には、反射型の光センサ（いずれも図示せず）などで構成される昇降検出用のセンサが配設され、これらセンサからの検出信号に基づき、モーターが駆動制御され周囲案内部材３０が各高さ位置に位置させるように構成されている。
【００５１】
図１に戻って、スピンチャック１の上方には中心部に開口を有する雰囲気遮断部材６０が配置されている。この雰囲気遮断部材６０は、基板Ｗの径より若干大きく、かつ、周囲案内部材３０の開口３２の径Ｒよりも小さい径を有していて、中空を有する筒状の支持軸６１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。
【００５２】
支持軸６１は、支持アーム６２に回転自在に支持されている。支持軸６１には従動プーリ６３が一体回転可能に取り付けられている。その従動プーリ６３と、モーター６４の駆動軸に連結された主動プーリ６５との間に無端ベルト６６が架け渡されていて、モーター６４を駆動することにより支持軸６１とともに雰囲気遮断部材６０が鉛直方向の軸芯Ｊ周りに回転されるように構成されている。
【００５３】
また、支持アーム６２は、接離機構６７によって昇降され、この支持アーム６２の昇降によって、スピンチャック１に対して雰囲気遮断部材６０が接離されるように構成されている。この装置では、雰囲気遮断部材６０がスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に対して近接する近接位置と、雰囲気遮断部材６０がスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面から上方に離れた離間位置との間で昇降できるように構成されている。このような接離動を実現する接離機構６７は、昇降機構４０と同様に螺軸などを用いた機構や、あるいは、エアシリンダなどで構成されている。そして、図３に示すように、この接離制御も制御部５０によって行われるように構成されている。
【００５４】
図１に戻って、雰囲気遮断部材６０の中心の開口及び支持軸６１の中空部には、洗浄液供給管７０が貫通され、その下端部の洗浄液供給部７０ａからスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面の回転中心付近に洗浄液を供給できるように構成されている。洗浄液供給管７０は配管７１に連通接続されている。この配管７１の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管７１ａには薬液供給源９が連通接続され、他方の分岐配管７１ｂには純水供給源１０が連通接続されている。各分岐配管７１ａ、７１ｂには開閉バルブ７２ａ、７２ｂが設けられていて、これら開閉バルブ７２ａ、７２ｂの開閉を切り換えることで、洗浄液供給部７０ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できるようになっている。
【００５５】
また、雰囲気遮断部材６０の中心の開口の内壁面及び支持軸６１の中空部の内壁面と、洗浄液供給管７０の外壁面との間の隙間は、気体供給路７３となっている。この気体供給路７３は、開閉バルブ７４が設けられた配管７５を介して気体供給源１５に連通接続されていて、気体供給路７３の下端部の気体供給部７３ａから雰囲気遮断部材６０と基板Ｗの上面との間の空間に清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００５６】
図３は、本装置の制御系の構成を示すブロック図であり、スピンチャック１を回転制御するための電動モーター６と、雰囲気遮断部材６０の回転制御するためのモーター６４と、洗浄液供給部７ａ、７０ａからの薬液、純水、気体の供給制御をするための開閉バルブ１１ａ、１１ｂ、１３、７２ａ、７２ｂ、７４と、周囲案内部材３０の昇降制御をするための昇降機構４０と、雰囲気処断部材６０の接離制御をするための接離機構６８とを制御するための構成が示されている。制御部５０には、周囲案内部材３０が各高さ（ＬＷ、ＨＷ）に位置したことを検出するセンサからの出力信号が与えられており、これらのセンサの出力に基づいて、制御部５０は昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３０を所望の高さ（ＬＷ、ＨＷ）に位置させるように制御している。そして、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピーとも呼ばれれる）として予め制御部５０に格納されており、各基板Ｗごとの洗浄プログラムに準じて前記各部が制御されている。この制御部５０が本発明の制御手段に相当する。なお、制御部５０には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる指示部５１が接続されている。
【００５７】
次に、以上のような構成を有する装置の動作を図４（ａ）ないし図４（ｃ）を参照して説明する。図４（ａ）はスピンチャック１に対する基板Ｗの受渡しを行う状態を示し、図４（ｂ）は薬液処理及び洗浄処理の状態、図４（ｃ）は基板と周囲案内部材の外壁面の洗浄処理及び基板乾燥処理の状態を示している。なお、一例として、基板Ｗはその上面にメッキ処理がされており、この装置にて上面の周辺部数ｍｍ程度をエッチングして除去する処理を施すことを目的としているものとして説明する。
【００５８】
処理工程の全体の流れについて以下に概説する。
まず、所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムを指示部５１から選択して実行する。そうすると、図４（ａ）に示すように、未処理の基板Ｗをスピンチャック１に搬入するときには、制御部５０は、接離機構６７を制御して、雰囲気遮蔽部材６０を上昇させ離間位置に位置させ、雰囲気遮断部材６０とスピンチャック１との間の間隔を広げる。これに伴い、雰囲気遮蔽部材６０とこれに関連して設けられている洗浄液供給管７０や各種の配管７１などが上昇する。そして、昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３０を第二高さ位置（ＬＷ）に位置させて、スピンチャック１を周囲案内部材３０の上方に位置させる。こうして、雰囲気遮蔽部材６０とスピンベース３との間に、基板Ｗの搬入経路が確保される。
【００５９】
この状態で、図示しない基板搬送ロボットが未処理の基板Ｗをスピンチャック１に引き渡す。スピンチャック１は受け取った基板Ｗを保持する。基板搬送ロボットの基板保持ハンドがスピンチャック１内に入り込み、基板保持部材４の上に未処理の基板Ｗをおき、その後、スピンチャック１外に退避する。この過程で、上述のように、基板Ｗは、基板支持部材４の案内立ち上がり面４ｂによって、支持面４ａへと落とし込まれる。
【００６０】
続いて、基板Ｗの受け取りが終わると、図４（ｂ）に示すように、制御部５０は、雰囲気遮断部材６０を一点鎖線で示す離間位置のままで、周囲案内部材３０を第一高さ位置（ＨＷ）に上昇し位置させて、スピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁に対向する高さに周囲案内部材３０の回収案内部３１を位置させる。
【００６１】
さらに、制御部５０は、駆動制御信号を与え、モーター６を回転させる。これにより、回転軸２が回転され、回転軸２に固定されているスピンベース３がその中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに一体的に回転することになる。したがって、スピンベース３に保持されている基板Ｗは、水平に保持された状態で、そのほぼ中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに回転されることになる。
【００６２】
次いで、この状態で、制御部５０は、洗浄液供給部７ａから薬液を基板Ｗの下面に供給して本発明の薬液処理過程を開始する。すなわち、開閉バルブ１１ａを開成することにより、洗浄液供給管７の洗浄液供給部７ａから洗浄用薬液としてのエッチング液を吐出させる。これにより、基板Ｗの下面の中央に向けてエッチング液が至近距離から供給される。供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転半径方向外方側へと導かれるので、結果として、基板Ｗの下面の全域に対して隈無く薬液洗浄を行うことができる。また、基板Wの下面を伝わって下面周辺部に向ったエッチング液が基板Ｗの上面に這い上がって上面の周辺部を処理する。
【００６３】
この薬液処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する薬液は、回収案内部３１で受け止められ、傾斜面３１ａ、３１ｂ、垂直部３３ａに沿って第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液され、回収ドレイン２７を経て回収タンクに回収されることになる。また、この時、雰囲気遮断板６０が基板Ｗより離間しているので、薬液が飛散して雰囲気遮断板６０に付着することを防止する。
【００６４】
なお、薬液供給源９から基板Ｗに供給されるエッチング液としては、たとえば、ＨＦ、ＢＨＦ（希フッ酸）、Ｈ３ＰＯ４、ＨＮＯ３、ＨＦ＋Ｈ２Ｏ２（フッ酸過水）、Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ２（リン酸過水）、Ｈ２ＳＯ４＋ Ｈ２Ｏ２（硫酸過水）、ＨＣｌ＋ Ｈ２Ｏ２（アンモニア過水）、Ｈ３ＰＯ４＋ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ３、ヨウ素＋ヨウ化アンモニウム、しゅう酸系やクエン酸系の有機酸、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）やコリンなどの有機アルカリを例示することができる。
【００６５】
また、基板Ｗから飛散され回収案内部３１に当たった薬液の一部はミストとなって浮遊することになる。しかしながら、この装置では、基板Ｗの下面から所定間隔隔てて配置されたスピンベース３により、周囲案内部材３０の中央部分が塞がれているので、周囲案内部材３０の内壁面の内側の空間には、周囲案内部材３０の内壁面とスピンベース３との間の円環状の狭い隙間８０から気体が流入することになり、その隙間８０から流入し、基板Ｗ及びスピンベース３の周囲を流下してスピンチャック１の下方の第１の排液口２８ａに流れる気体の流速は比較的速くなり、スピンチャック１の下方空間で気体の対流が起き難くなる。また、基板Ｗの周囲を流下する気流がエアーカーテンの役目を果たすことになるので、そのエアーカーテンの外部に浮遊する薬液のミストがそのエアーカーテンの内部の基板Ｗ側に流れるのを抑制することにもなる。さらに、気流が第１の排液槽２４ａ内にも流れるので、その気流によって周囲案内部材３０付近に浮遊する薬液のミストは第１の処理槽２４ａ内に押し流される。従って、薬液のミストが基板Ｗに再付着するのを抑制することができる。
【００６６】
また、周囲案内部材３０の回収案内部３１とスピンチャック１に保持された基板Ｗとは十分に離されるように周囲案内部材３０が配置されているので、周囲案内部材３０からの薬液の跳ね返りが基板Ｗに付着するような不都合も起き難い。従って、基板Ｗへの薬液の再付着を好適に抑制することができる。
【００６７】
所定の薬液洗浄処理時間が経過すると、洗浄液供給部７ａからのエッチング液の供給を停止する。続いて、図４（ｂ）の実線で示すように、制御部５０は接離機構６７を制御して、雰囲気遮断部材６０を下降させる。これにより、雰囲気遮断部材６０がスピンベース３に近接する近接位置に導かれ、雰囲気遮断部材６０が、基板Ｗと所定の隙間を有して対向することになる。この状態のまま開閉用バルブ１１ａを閉成して薬液処理過程を終了するとともに、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを開成する。
【００６８】
これにより、洗浄液供給部７ａ、７０ａからは、洗浄液として純水が、基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。よって、洗浄液供給部７ａ、７０ａから純水を基板Ｗの上下両面に供給して基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とす洗浄処理過程を行う。こうして、薬液処理工程後の基板Ｗの上下面に存在するエッチング液を洗い流すための洗浄処理過程が行われる。なお、洗浄液としては、他に、オゾン水、電解イオン水などであってもよい。
【００６９】
さらに、制御部５０は、共通の駆動制御信号を与え、モーター６、６４を同期回転させる。ただし、モーター６、６４は互いに反対方向に回転する。これにより、上下の回転軸２、６１が同じ方向に回転され、これらの回転軸２、６１に固定されている雰囲気遮断部材６０およびスピンベース３がそれぞれの中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに一体的に同期回転することになる。したがって、スピンベース３に保持されている基板Ｗは、水平に保持された状態で、そのほぼ中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに回転されることになる。
【００７０】
この洗浄処理過程の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する廃液（薬液が混ざった純水）は、薬液処理過程と同様に回収案内部３１で受け止められ、傾斜部３１ａ、３１ｂ、垂直部３３ａに沿い、第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液され、回収されることになる。また、基板Ｗから飛散され回収案内部に当たった廃液の一部はミストとなって浮遊するが、薬液処理の場合と同様の作用により、基板Ｗへの廃液の再付着を好適に抑制することができる。
【００７１】
すなわち、基板Ｗの上面から所定間隔隔てて配置された雰囲気遮断部材６０により、周囲案内部材３０の開口３２の中央部分が塞がれているので、周囲案内部材３０の内壁面の内側の空間には、周囲案内部材３０の内壁面と雰囲気遮断部材６０との間の円環状の狭い隙間８１から気体が流入することになり、その隙間８１から流入し、基板Ｗ及びスピンベース３の周囲を流下してスピンチャック１の下方の第１の排液口２８ａに流れる気体の流速は比較的速くなり、スピンチャック１の下方空間で気体の対流が起き難くなる。従って、洗浄液のミストが基板Ｗに再付着することと、周囲案内部材３０の外側に飛散するのを抑制することができる。
【００７２】
洗浄処理中に所定の時間が経過すると、図４（ｃ）に示すように、制御部５０は、洗浄処理を継続しながら昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３０を第二高さ位置（ＬＷ）に下降し位置させて、スピンチャック１に保持された基板Ｗを周囲案内部材３０より上方に位置させる。このとき、基板Ｗ上面に供給される洗浄液は、基板Ｗの回転により振り切られ、基板Ｗ周縁より流出し、周囲案内部材３０の上面３０ａに降り注ぐ。図５に示すように、基板Ｗはその下面が周囲案内部材３０の上端縁よりも、わずからながら上方に位置し、基板Ｗの上下面から振り切られる純水は周囲案内部材３０の上面３０ａへと導かれる。この降り注ぐ純水は、上面３０ａに沿って流下し第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液され、廃棄ドレイン２９を経て廃棄されることになる。この際、周囲案内部材３０の外壁面に付着しているゴミやミストが、この洗浄処理過程の度に純水により洗い流されることとなり、清浄な状態が維持される。
【００７３】
周囲案内部材３０が第二高さ位置（ＬＷ）の状態で、予め定めた一定時間だけ純水が供給された後、制御部５０は、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを閉成して洗浄過程を終了する。次に、モーター６、６４を高速回転させるための制御信号を与える。これにより、基板Ｗの回転が加速され、その表面の液成分が遠心力によって振り切られる。こうして、乾燥工程が行われる。
【００７４】
この乾燥工程の際、制御部５０は、開閉用バルブ１３、７４を開成し、気体供給部１２ａ、７３ａから基板Ｗの上下面に窒素ガスを供給させる。これにより、雰囲気遮断部材６０とスピンベース３との間の制限された小容積の空間の空気は、すみやかに窒素ガスに置換されるので、洗浄処理後の基板Ｗの上下面に不所望な酸化膜が成長することはない。
【００７５】
乾燥工程の終了後には、制御部５０は、モーター６、６４の回転を停止させ、さらに、図４（ａ）に示すように接離機構６７によって雰囲気遮断部材６０を上方の離間位置に上昇させる。この状態で、基板搬送ロボットが、洗浄および乾燥処理済みの基板Ｗを基板保持部材４から受け取って、スピンチャック１外に搬出することになる。従って、１枚の基板Ｗに対する回転処理を終了する。
【００７６】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置は、半導体ウェハなどの基板Ｗを水平面内で回転させながら、基板Ｗの表裏面に処理を施す装置である。この基板処理装置は、昇降機構４０がスピンベース３に対して周囲案内部材３０を昇降させる。周囲案内部材３０の外壁面を洗浄する時は、基板Ｗ周縁を周囲案内部材３０よりも上方位置に上昇させ、基板Ｗ上に洗浄液供給部７ａより純水を供給する。供給された純水は、基板Ｗ周縁より流出し周囲案内部材３０の外壁面に降り注ぐ。その結果、周囲案内部材３０はその外壁面が純水により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。
【００７７】
なお、純水を用いた処理の際に、必要に応じて、雰囲気遮断部材６０を回転させてなくてもよいし、気体供給部１２ａ、７３ａから気体を供給させてもよい。
【００７８】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は周囲案内部材を他の形態で実施することもできる。
＜第２実施例＞
図６は、第２実施例に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。なお、第１実施例と同様の構成に関しては、同符号を付与し説明を省略する。第２実施例のこの装置は、処理対象の半導体ウエハ（基板）Ｗに薬液や純水を用いた回転処理を施すためのものであり、薬液と廃液とを分離して排液する機能を備えている。そのため周囲案内部材３０として図１の実施例のものと異なる構造のものを備えた実施例である。
【００７９】
具体的には、周囲案内部材３００は、第１の実施例と同様の回収案内部３１０を備え、そして、下端部に垂直部３３０ａと切替案内部３７０が連なっている。周囲案内部材３００には、垂直部３３０ａと切替案内部３７０の間に円環状の溝３６０が形成されていて、この溝３６０が仕切り部材２２ａに嵌入されるとともに、切替案内部３７０が、第２の排液槽２４ｂ内に嵌入されるように配置されている。
【００８０】
周囲案内部材３００の上方側の部位には、上方に向かうほど径が小さくなるように形成された傾斜面からなる上面３００ａが形成されており、この上面３００ａの下端側には、垂直な円筒面３００ｂが連なっている。円筒面３００ｂは、切替案内部３７０の外側の壁面を形成する。従って、上面３００ａ、円筒面３００ｂによって、周囲案内部材３００の外壁面が形成されている。
【００８１】
切替案内部３７０の内側は、上方に湾曲した斜面３７０ａが形成され、この斜面３７０ａが、薬液と廃液とを分離して回収する際に、廃液を受け止め、斜面３７０ａに沿い、第２の排液槽２４ｂに導くことになる。
【００８２】
そして、後述する基板Ｗの周縁が周囲案内部材３００の上方に位置する高さ位置（第二高さ位置ＬＷ）に、周囲案内部材３００が位置しているとき、回転される基板Ｗから降り注ぐ廃液は上面３００ａで受け止められ、円筒面３００ｂに沿い、第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液されることになる。この装置では、第２の排液口２８ｂから廃棄ドレイン２９を経て廃液が廃棄されるようになっている。
【００８３】
ベース部材２０上のその他の構成、薬液と純水の供給路は、上述した実施例と同様であるので、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
この実施例装置においては、スピンチャック１の上下方向位置は常に一定に保たれる一方で、周囲案内部材３００が必要に応じて昇降されるようになっている。具体的には、周囲案内部材３００は、スピンチャック１に保持されて回転される基板Ｗから側方に振り切られる薬液を回収案内部３１０で受け止め第１の排液槽２４ａに導く第一高さ位置（ＨＷ）と、同じく基板Ｗから側方に振り切られる洗浄液を周囲案内部材３００の切替案内部３７０で受け止め第２の排液槽２４ｂに導く第一高さ位置（ＨＷ）よりも上方に位置する第三高さ位置（ＨＷ２）と、同じくスピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁から流出して降り注ぐ洗浄液を上面３００ａで受け止める第二高さ位置（ＬＷ）と、の３段階の高さに選択的に昇降される。
【００８５】
以上のような構成を有する装置の動作を図７（ａ）ないし図７（ｃ）を参照して説明する。図７（ａ）は薬液処理の状態、図７（ｂ）は洗浄処理の状態、図７（ｃ）は基板と周囲案内部材の外壁面の洗浄処理及び基板乾燥処理の状態を示している。
【００８６】
処理工程の全体の流れについて以下に概説する。
まず、未処理の基板Ｗをスピンチャック１に搬入する。次に、図７（ａ）に示すように、第１実施例と同様に、周囲案内部材３００が第１高さ位置（ＨＷ）で薬液処理が行われる。
【００８７】
この薬液処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する薬液は、回収案内部３１０で受け止められ、垂直部３３０ａに沿って第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液され、回収ドレイン２７を経て回収タンクに回収されることになる。
【００８８】
所定の薬液洗浄処理時間が経過すると、洗浄液供給部７ａからのエッチング液の供給を停止する。次に、制御部５０は、開閉用バルブ１１ａを閉成して薬液処理工程を終了するとともに、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを開成する。これにより、洗浄液供給部７ａ、７０ａからは、純水が基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。
【００８９】
同時に、図７（ｂ）の実線で示すように、制御部５０は昇降機構６７を制御して、周囲案内部材３００を上昇させる。これにより、周囲案内部材３００が切替案内部３７０の斜面３７０ａが、基板Ｗと所定の隙間を有して対向することになる。
【００９０】
これにより、洗浄液供給部７ａ、７０ａからは、純水が、基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。よって、洗浄液供給部７ａ、７０ａから洗浄液を基板Ｗの上下両面に供給して基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とす洗浄処理過程を行う。
【００９１】
この洗浄処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する廃液（薬液が混ざった純水）は、切替案内部３７０の斜面３７０ａで受け止められ、この斜面３７０ａに沿い第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液され、廃棄ドレイン２９を経て廃棄されることになる。
【００９２】
洗浄処理中に所定の時間が経過すると、図７（ｃ）に示すように、制御部５０は、洗浄処理を継続しながら昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３００を第二高さ位置（ＬＷ）に下降し位置させて、スピンチャック１に保持された基板Ｗを周囲案内部材３００より上方に位置させる。このとき、基板Ｗ上面に供給される純水は、基板Ｗの回転により振り切られ、基板Ｗ周縁より流出し、周囲案内部材３００の上面３２０ａに降り注ぐ。この際、周囲案内部材３００の外壁面に付着しているゴミやミストが、この洗浄処理過程の度に純水により洗い流されることとなり、清浄な状態が維持される。
【００９３】
この降り注ぐ純水は上面３０ａに沿って流下し、前述の洗浄処理過程で切替案内部３７０の斜面３７０ａで受け止められ分離回収される純水と同様に、第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液され、廃棄ドレイン２９を経て廃棄されることになる。
【００９４】
周囲案内部材３００が第二高さ位置（ＬＷ）の状態で、予め定めた一定時間だけ洗浄液が供給された後、制御部５０は、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを閉成して洗浄過程を終了する。次に、モーター６、６４を高速回転させるための制御信号を与える。これにより、基板Ｗの回転が加速され、その表面の液成分が遠心力によって振り切られる。こうして、乾燥工程が行われる。
【００９５】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置は、周囲案内部材の外壁面が良好に清浄化される。さらに、薬液と廃液が分離回収されるとともに、その廃液を回収する排液槽を、周囲案内部材の洗浄に供される純水の回収として兼用される。よって、新たな回収用の構造を設置しなくとも、簡略な構成で上述の第１の実施形態の場合と同様な作用効果を達成できる。
【００９６】
＜第３実施例＞
図８は、本発明の第３実施例に係る基板処理装置の動作をしめすフローチャートである。なお、基板処理装置は、第１実施例と同様の構成のものとして説明を省略する。第３実施例のこの装置は、周囲案内部材の洗浄を基板Ｗの洗浄処理中に行うのではなく、別個の処理として行うものである。
【００９７】
すなわち、操作者が周囲案内部材３０の洗浄のみを実施したい場合、スピンチャック１にダミー基板を載置して、指示部５１の図示しない操作スイッチの入力により、任意のタイミングで周囲案内部材の洗浄を目的とする周囲洗浄過程が行われる。
【００９８】
図８に示すように、まず、操作スイッチを入力すると（ステップＳ１）、周囲洗浄が開始される（ステップＳ２）。そして、周囲案内部材３０がどのような位置にあろうとも、第二高さ位置（ＬＷ）に昇降移動される（ステップＳ３）。次に、電動モーター６を回転させることによりダミー基板を回転させる（ステップＳ４）。同時に開閉バルブ１１ｂ、７２ｂを開成してダミー基板の上下面に純水を供給する（ステップＳ５）。この状態で所定時間が経過すると純水の供給、電動モーター６の回転が停止され周囲洗浄が終了する（ステップＳ６）。その後、操作者はダミー基板を取出せばよい。
【００９９】
以上、この実施例によれば、ダミー基板を用いて、必要な時に周囲案内部材の外壁面を洗浄できるので、常に清浄な状態を容易に維持することができる。
【０１００】
＜第４実施例＞
図９は、第４実施例に係る基板処理装置の構成を示す要部縦断面図である。なお、第１実施例と同様の構成に関しては、同符号を付与し説明を省略する。第４実施例のこの装置は、第２実施例装置と同様に、薬液と廃液とを分離して排液する機能を備えている。
【０１０１】
具体的には、周囲案内部材４００は、第２実施例装置の周囲案内部材３００と同様の構成を備え、さらに、受け部材２１の仕切り部材２２ｂの外周に垂直部４４０が形成されていている。この構成によって、周囲案内部材４００に降り注ぐ純水は周囲案内部材４００の外壁面に沿って流下し、分離回収される純水が導かれる第２の排液槽２４ｂとは異なる受け部材２１の外周に落下する。そして、この外周部位に図示しなし回収口を設けて落下する純水を回収するようにする。
【０１０２】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置は、周囲案内部材の外壁面が良好に清浄化される。さらに、薬液と廃液が分離回収されるとともに、さらに、周囲案内部材の洗浄に供される純水の回収を独立して行える。よって、上述の第１の実施形態の場合と同様な作用効果を達成できる。
【０１０３】
なお、本発明は、上述した実施例および変形例に限定されるものではなく、以下のように他の形態でも実施することができる。
【０１０４】
（１）上記の実施例においてはエッチング処理を施すことを目的としているが、本発明は、その他の処理液を基板Ｗに供給して所定の処理を基板Ｗに施す各種の基板処理装置にも同様に適用することができる。
【０１０５】
（２）上述の実施形態では、雰囲気遮断部材６０とスピンベース３との回転駆動のためにモーター６、６４をそれぞれ設けているが、基板支持部材４と押圧部材６８によって基板Ｗを挟持した状態においては、雰囲気遮断部材６０とスピンベース３とは互いにトルクを伝達し合うことができる。したがって、モーター６、６４のうちの一方は設けられなくてもよい。
【０１０６】
（３）また、上述の実施形態では、周囲案内部材が昇降駆動される例を挙げたが、周囲案内部材を固定しておいてスピンベースを昇降可能に構成してもよい。少なくともいずれか一方が昇降可能であれば、周囲案内部材とスピンベースとの位置関係が設置できる。
【０１０７】
（４）また、上述の実施形態では、第２の排液槽を配置して周囲案内部材の外壁面を洗浄した純水を回収するようにしているが、第２の排液槽のかわりに、この基板処理装置を設置するチャンバーの底板に排液口を設けて、純水を底板で受けて排液口から回収するようにしてもよい。
【０１０８】
（５）さらに、上述の実施形態では、半導体ウエハを洗浄する装置を例にとったが、この発明は、洗浄以外の処理を行う装置にも適用でき、また、ウエハ以外にも液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの各種の基板に対して処理する装置にも同様に適用することができる。
【０１０９】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【０１１０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板保持手段に保持されて基板が処理される。昇降手段が基板保持手段と基板周囲部材を相対的に昇降させる。基板周囲部材の外壁面を洗浄する時は、基板周縁を基板周囲部材よりも上方位置に上昇させ、基板上に洗浄液供給手段より洗浄液を供給する。供給された洗浄液は、基板周縁より流れ落ち基板周囲部材に降り注ぐ。その結果、基板周囲部材はその外壁面が洗浄液により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】基板処理装置の周囲案内部材の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る装置の動作を説明するための図であって、（ａ）はスピンチャックに対する基板の受渡しを行う状態を示す縦断面図、（ｂ）は薬液処理及び洗浄処理の状態を示す縦断面図、（ｃ）は洗浄処理及び乾燥処理の状態を示す縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係る周囲案内部材の洗浄状態を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図７】第２実施形態に係る装置の動作を説明するための図であって、（ａ）は薬液処理の状態を示す縦断面図、（ｂ）は洗浄処理の状態を示す縦断面図、（ｃ）は洗浄処理及び乾燥処理の状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施例に係る基板処理装置の構成を示す要部縦断面図である。
【図１０】従来装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｗ 基板
ＨＷ 第一高さ位置
ＬＷ 第二高さ位置
ＨＷ２ 第三高さ位置
１ スピンチャック
３ スピンベース
４ 基板保持部材
６ 電動モーター
９ 薬液供給源
１０ 純水供給源
２１ 受け部材
２４ａ 第１の排液槽
２４ｂ 第２の排液槽
３０、３００、４００ 周囲案内部材
３０ａ、３００ａ 上面
３１、３１０ 回収案内部
４０ 昇降機構
５０ 制御部
５１ 指示部
６０ 雰囲気遮断部材
６４ モーター
６７ 接離機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示器用のガラス基板や半導体ウェハなどの基板を保持した状態で洗浄処理や薬液処理などの所要の処理を施す基板処理装置及び処理方法ならびにこのような基板処理装置の洗浄方法に係り、特に処理液飛散防止用の基板周囲部材を備えた装置及び方法ならびにこのような装置の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置として、例えば特開平９−３３０９０４号公報に開示された装置を図９を参照して説明する。
この基板処理装置は、半導体ウェハなどの基板Ｗを水平面内で回転させながら、基板Ｗの表裏面に薬液処理、洗浄処理、乾燥処理をその順に施す装置である。この基板処理装置は、基板Ｗを水平姿勢で保持する回転支持板１を備えている。回転支持板１は平面視で円形状の平板であって、その上面に基板Ｗの外周縁に係合して基板Ｗを支持する複数個の駆動ピン２が立設されている。この駆動ピン２は、基板Ｗを支える大径の円柱状のピン下部２ａと小径のピン上部２ｂが一体に連結した段付き構造となっている。
【０００３】
回転支持板１の回転中心部に開口１ａがあり、この開口１ａに筒軸３が連結固定されている。この筒軸３はベルト機構４を介してモータ５に連結されている。筒軸３の中心に沿って液ノズル６が配設されており、この液ノズル６の先端が基板Ｗの下面中心部に臨んでいる。液ノズル６は薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されるようになっている。また、筒軸３と液ノズル６との間隙は窒素ガスなどの不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００４】
基板Ｗを挟んで回転支持板１に平行に対向するように上部回転板７が配設されている。この上部回転板７も回転支持板１と同様に平面視で円形状の平板である。回転支持板１と同様に、上部回転板７の回転中心部に開口７ａがあり、この開口７ａに筒軸８が連結固定されている。この筒軸８はモータ９の出力軸に連結されている。筒軸８の中心に沿って液ノズル１０が配設されており、この液ノズル１０の先端が基板Ｗの上面中心部に臨んでいる。液ノズル６の場合と同様に、液ノズル１０も薬液供給源および洗浄液供給源に選択的に接続されており、また、筒軸８と液ノズル１０との間隙は不活性ガス供給源に連通接続されている。
【０００５】
そして、上下に平行に配置された回転支持板１と上部回転板７を囲むように処理室を形成するカップ１１が配設されており、このカップ１１の底部に排気管１２が連通接続されている。このカップ１１の内壁面は、処理中に、回転される基板Wから飛散される薬液および洗浄液を受け止めて排気管１２に案内する。
【０００６】
以上のように構成された基板処理装置においては、次にように基板処理が行われる。
まず、上部回転板７が上方に退避した状態で、回転支持板１に基板Ｗが載置される。この基板Ｗは駆動ピン２によって支持される。続いて、上部回転板７が回転支持板１に対向する位置（図９の状態）にまで下降する。この状態でモータ５および９が始動して、回転支持板１および上部回転板７をそれぞれ同期して回転する。回転支持板１の回転に伴って、その回転力が駆動ピン２を介して基板Ｗに伝達され、基板Ｗも回転支持板１および上部回転板７と同期して回転する。基板Ｗの回転数が所定値に達すると、上下の開口１ａ、７ａから不活性ガスを導入しながら、上下の液ノズル６、１０から薬液および洗浄液をその順に供給して、基板Ｗの表裏面の処理を行う。基板Ｗの薬液処理および洗浄処理が終わると、基板Ｗを回転させながら不活性ガスだけを導入して、基板Ｗの乾燥処理を行う。
【０００７】
このように薬液処理から乾燥処理までの間、回転支持板１と上部回転板７とで区画された偏平な処理空間Ｓ内で基板Ｗが処理される。基板Ｗに供給された薬液や洗浄液は不活性ガスとともに、回転支持板１および上部回転板７の回転による遠心力によって外方に追いやられて処理空間Ｓの外周端から排出され、カップ１１の底部に連通する排気管１２から排出される。
【０００８】
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。飛散する処理液のミストの大部分は基板を取り囲むように設けられたカップ１１によって捕らえられ、装置の周囲には及ばないようになっている。さらに、処理中の基板Ｗの端縁から振り切られた液滴がカップ１１などで跳ね返えるのを少なくするために、基板Ｗからカップ１１の内壁までの距離を、飛翔する液滴が減衰して落下する大きさに形成されていた。
【０００９】
しかしながら、近年の半導体ウェハなどの基板の大径化に伴い、回転支持板１や上部回転板７が大型化している。そのため、装置全体を小型化する上でカップ１１を小さくする要求がある。一方、基板の大径化は、例えば洗浄処理後の回転乾燥処理の初期において、基板上に付着している液滴を多くすることとなった。その分、カップ１１から跳ね返る液滴が多くなり、その防止策としてカップ１１を更に大きくする必要があり、装置の小型化を阻害する要因であった。
【００１０】
更に、処理中に、回転される基板Ｗから飛散される処理液は、カップ１１の内壁面に当たり、その一部が霧状のミストとなって、処理空間Ｓ内で浮遊する。この処理液のミストは、本来、排気管１２から排気されるべきものであるが、回転支持板１の下方領域での気流の対流によって基板Ｗ側に逆流されていた。そのうち、カップ１１の外部に飛散した処理液のミストはカップ１１の外周面のみならず、カップ１１の周囲の他の機構部に付着し、パーティクル発生の原因となっていた。特にカップ１１の外周面の洗浄処理は通常行われず、しかも付着した処理液がレジストのような薬液の場合は、その粘度の高さのために容易に取り除くことが難しいために、それらに付着したパーティクルについてはほとんどを除去することができない。
【００１１】
また、薬液を使わない場合であっても、基板処理装置が配置される空間の雰囲気中の有機物がカップ１１に付着することを防止することはできず、反応生成物や高粘度の薬液以外の汚染物質もカップ１１に付着することになる。この付着物が汚染源となり、基板乾燥処理時に巻き込み基板Ｗ上のパーティクルが増加する原因となる。結果、基板Ｗを汚染して、半導体装置の歩留まりを低下させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような不具合を防止するために、従来から、処理カップ外壁面を洗浄する装置を備えることにより、処理カップの洗浄が図られている。従来のこの種の基板処理装置として、例えば特開平１１−２１９８８１号公報に開示された装置がある。この基板処理装置は、カップの外壁面に処理液供給手段により供給される処理液が付着した場合には、カップの外壁面が洗浄手段により洗浄される。したがって、カップに付着した処理液によるパーティクルの発生が防止される。
【００１３】
しかしながら、上記構成を有する従来装置で、さらに装置の小型化を図る場合に以下のような問題があった。従来装置ではカップの外周部に洗浄手段を配置するためのスペースを必要とした。また、付帯して洗浄液を供給する必要から、洗浄液の消費量が多くなり経済的でなかった。
【００１４】
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、基板を回転させながら基板に処理液を供給して処理を行う基板処理装置及び処理方法ならびにこのような基板処理装置の洗浄方法に関し、特に基板へのパーティクルの付着を抑制し、基板処理の仕上がり精度を向上させることができる基板処理装置及び処理方法、ならびに基板処理装置の洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、基板に洗浄液を供給して洗浄液による基板処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を回収する回収路と、前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から飛散される洗浄液を前記保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、前記周囲案内部材に対して基板周縁が、上方に位置するか、または下方に位置するように、前記保持手段と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を制御して、基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させ、前記洗浄液供給手段より洗浄液を基板上に供給し、基板の周縁から流出した洗浄液で周囲案内部材の外壁面を洗浄する制御手段と、を具備したことを特徴とする基板処理装置である。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、予め指定されたタイミングで昇降手段を制御して、基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させ、同時に洗浄液供給手段より洗浄液を供給するものである。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、洗浄液の供給中に、昇降手段を制御して、基板周縁の位置を前記周囲案内部材より下方の位置から上方の位置へ切替えることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記昇降手段は前記周囲案内部材を昇降させるものである。
【００１９】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置において、前記保持手段は、保持した基板を回転させる回転駆動手段、を具備し、周囲案内部材の外壁面を洗浄する時に、洗浄液が供給された基板を前記回転駆動手段により回転させ、基板から洗浄液を振り切って洗浄液の基板周縁からの流出を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に係る発明は、基板に薬液および洗浄液を順に供給して基板の処理を行う基板処理装置において、基板を保持して回転させる回転保持手段と、前記回転保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記回転保持手段に保持された基板に薬液を供給する薬液供給手段と、前記洗浄液および薬液を回収する回収路と、前記回転保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板の周縁から振り切られた洗浄液および薬液を前記回転保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、基板周縁と前記周囲部材とが対向する第一高さ位置と、基板周縁が周囲部材より上方に位置する第二高さ位置とを切替えるように、前記回転保持手段と前記周囲部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を制御して、基板上に前記洗浄液供給手段より洗浄液を供給する洗浄処理時中に、第一高さ位置と第二高さ位置とを切り替える制御手段と、を具備したことを特徴とする基板処理装置である。
【００２１】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、洗浄液処理時中に、第一高さ位置に引き続き第二高さ位置に切り替えることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に係る発明は、基板単位で行われる一連の処理を、同一の処理カップ内で連続的に行う基板処理方法であって、前記一連の処理は、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して基板に洗浄処理を行うとともに、基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材で、基板の周縁から振り切られた洗浄液の飛散を防止する洗浄処理過程、を含み、前記洗浄処理過程中に基板を周囲案内部材より上方に位置させ、基板から振り切った洗浄液を周囲案内部材の外壁面に供給させて周囲案内部材の外壁面の洗浄処理を行うことを特徴とする基板処理方法である。
【００２３】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の基板処理方法において、前記一連の処理は、基板を回転させながら基板に薬液を供給して基板に薬液処理を行う薬液処理過程、を含むことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、基板単位で行われる一連の処理を、同一の処理カップ内で連続的に行う基板処理方法であって、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して基板に洗浄処理を行うとともに、基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材で、基板の周縁から振り切られた洗浄液の飛散を防止する洗浄処理過程と、基板を周囲案内部材より上方に位置させ、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して、基板から振り切った洗浄液を周囲案内部材の外壁面に供給させて周囲案内部材の外壁面を洗浄する外壁面洗浄処理過程と、を具備することを特徴とする基板処理方法である。
請求項１１に係る発明は、基板に洗浄液を供給して洗浄液による基板処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を回収する回収路と、前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から飛散される洗浄液を前記保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、前記周囲案内部材に対して基板周縁が、上方に位置するか、または下方に位置するように、前記保持手段と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、前記保持手段によって保持する基板としてダミー基板を用いた状態でユーザからの所定の操作入力を受け付ける操作スイッチと、前記操作入力に応答して前記昇降手段を制御することにより前記ダミー基板の基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させるとともに、前記洗浄液供給手段より洗浄液を基板上に供給し、ダミー基板の周縁から流出した洗浄液で周囲案内部材の外壁面を洗浄する制御手段と、を具備することを特徴とする基板処理装置である。
請求項１２に係る発明は、保持手段に保持された基板に洗浄液供給手段から洗浄液を供給し、前記基板から飛散する洗浄液を、前記基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材によって前記基板の側方で受け止めて回収路に導く基板処理装置において、前記周囲案内部材の外壁面を洗浄する方法であって、ダミー基板を前記保持手段に保持させる過程と、ユーザからの所定の操作入力を受け付ける過程と、前記操作入力に応答して、前記周囲案内部材よりも上方に基板周縁が位置するようにダミー基板と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降過程と、前記洗浄液供給手段から洗浄液をダミー基板上に供給し、ダミー基板の周縁から流出した洗浄液で前記周囲案内部材の外壁面を洗浄する外壁面洗浄過程と、を具備することを特徴とする基板処理装置の洗浄方法である。
【００２４】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の基板処理装置においては、保持手段に保持されて基板が処理される。昇降手段が保持手段と周囲案内部材を相対的に昇降させる。周囲案内部材の外壁面を洗浄する時は、基板周縁を周囲案内部材よりも上方位置に上昇させ、基板上に洗浄液供給手段より洗浄液を供給する。供給された洗浄液は、基板周縁より流れ落ち周囲案内部材に降り注ぐ。その結果、周囲案内部材はその外壁面が洗浄液により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。
【００２５】
請求項２に係る発明の基板処理装置においては、昇降手段は予め指定されたタイミングで昇降される。その結果、洗浄液による周囲案内部材の外壁面の洗浄が自動的に行われる。例えば、基板処理のレシピに昇降手段の昇降タイミングを設定しておくことで、達成される。
【００２６】
請求項３に係る発明の基板処理装置においては、基板の洗浄処理中に基板周縁が周囲案内部材より上方の位置へ切り替えられる。すなわち基板の洗浄処理に使用される洗浄液をそのまま利用して、周囲案内部材の外壁面をも洗浄することで、洗浄液の別途、必要としない。また、洗浄処理中の時間を利用して周囲案内部材も洗浄するため効率的である。
【００２７】
請求項４に係る発明の基板処理装置においては、周囲案内部材が昇降することで基板周縁が周囲案内部材の上方の位置に配置される。保持手段が昇降するのに比して、周囲案内部材が昇降することで、基板上に供給された洗浄液の降り注ぎが常に安定して行われる。
【００２８】
請求項５に係る発明の基板処理装置においては、基板周縁からの洗浄液の流出する際に、保持手段と基板が回転される。すなわち、洗浄液は基板から遠心力で振り切って、周囲案内部材に降り注ぐ。その結果、周囲案内部材には十分に洗浄液が降り注ぎ、より十分に洗浄される。
【００２９】
請求項６に係る発明の基板処理装置においては、基板は薬液、洗浄液の順に処理される。基板はその高さ位置が、昇降手段により基板周縁が周囲案内部材と対向する第一高さ位置と、上方に位置する第二高さ位置に切り替えられる。そして、制御手段によりその切り替えは、基板を洗浄処理中に行われる。即ち、基板の洗浄処理中に周囲案内部材の上方に基板周縁を位置することで、基板に供給されその周縁より流出する洗浄液が、周囲案内部材の外壁面に降り注がれる。その結果、周囲案内部材の外壁面は洗浄液により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。また、基板の洗浄液をそそまま利用することで、別途、洗浄液を供給する必要がない。
【００３０】
請求項７に係る発明の基板処理装置においては、基板周縁と周囲案内部材の高さ位置の切り替えが、基板の洗浄処理中に行われる。そして、洗浄処理中に周囲案内部材が基板周縁に対向する状態から、上方に位置する高さの順に制御される。すなわち、基板洗浄処理の初期の汚染物をより多く含む洗浄液は周囲案内部材により飛散が防止され、それに続く基板洗浄済みの洗浄液を利用して周囲案内部材の洗浄が行われる。その結果、周囲案内部材の外壁面の洗浄が良好に行われる。
【００３１】
請求項８に係る発明の基板処理方法においては、基板は回転させながら洗浄液を供給して処理される。その際、周囲案内部材は基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から振り切られる洗浄液の飛散が防止される。この洗浄処理工程中に基板が周囲案内部材より上方に位置する。それにより、基板より振り切られる洗浄液は、周囲案内部材の外壁面に降り注ぎ、周囲案内部材の外壁面が洗浄される。その結果、周囲案内部材の外壁面の付着物によるパーティクルの発生が防止される。
【００３２】
請求項９に係る発明の基板処理方法においては、基板は薬液処理も行われる。すなわち、薬液の飛散が周囲案内部材の外壁面に付着しても、洗浄工程中に基板周囲部材の外壁面が、洗浄液により洗浄されるので、周囲案内部材の外壁面は常に清浄である。
また、請求項１１および請求項１２に係る発明においては、ダミー基板を用いることにより、操作スイッチの操作によって任意のタイミングで周囲案内部材の外壁面の洗浄を実行できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施例＞
図１は本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この装置は、処理対象の半導体ウエハ（基板）Ｗに薬液や純水を用いた回転処理を施すためのものである。
【００３４】
基板Ｗは、基板保持手段としてのスピンチャック１に水平姿勢で保持される。このスピンチャック１は、回転軸２の上端に一体回転可能に取り付けられた回転支持板としてのスピンベース３を有している。スピンベース３の上面には、基板Ｗの外周端縁を３箇所以上で保持する基板保持部材４が、スピンベース３の周縁に沿って等間隔で立設されている。なお、図１以下では、図面が煩雑になることを避けるために、２個の基板保持部材４のみを示している。
【００３５】
各基板保持部材４は、基板Ｗの外周端縁を下方から支持する支持面４ａと支持面４ａに支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗの移動を規制する案内立ち上がり面４ｂとを備えている。
【００３６】
回転軸２の下端付近には、ベルト伝動機構５などによって回転駆動手段としての電動モーター６が連動連結されていて、電動モーター６を駆動することによって、回転軸２、スピンチャック１とともに、スピンチャック１に保持された基板Ｗを鉛直方向の軸芯Ｊ周りで回転させる。
【００３７】
また、回転軸２は中空を有する筒状の部材で構成され、この中空部に洗浄液供給管７が貫通され、その上端部の洗浄液供給部７ａからスピンチャック１に保持された基板Ｗの下面の回転中心付近に洗浄液を供給できるように構成されている。洗浄液供給管７は配管８に連通接続されている。この配管８の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管８ａには薬液供給源９が連通接続され、他方の分岐配管８ｂには純水供給源１０が連通接続されている。各分岐配管８ａ、８ｂには開閉バルブ１１ａ、１１ｂが設けられていて、これら開閉バルブ１１ａ、１１ｂの開閉を切り換えることで、洗浄液供給部７ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できるようになっている。
【００３８】
また、回転軸２の中空部の内壁面と洗浄液供給管７の外壁面との間の隙間は、気体供給路１２となっている。この気体供給路１２は、開閉バルブ１３が設けられた配管１４を介して気体供給源１５に連通接続されていて、気体供給路１２の上端部の気体供給部１２ａからスピンベース３と基板Ｗの下面との間の空間に、清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガスなど）などの清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００３９】
回転軸２やベルト伝動機構５、電動モーター６などは、この基板処理装置の底板としてのベース部材２０上に設けられた円筒状のケーシング１６内に収容されている。
【００４０】
ベース部材２０は略円盤状で、その上面でケーシング１６の周囲には受け部材２１が固定的に取り付けられている。受け部材２１には、円筒状の仕切り部材２２ａ、２２ｂが立設されていて、これら仕切り部材２２ａ、２２ｂとケーシング１６の外壁面とによって、各々平面視でドーナツ形状の第１の排液槽２４ａ、第２の排液槽２４ｂが形成されている。ケーシング１６の外壁面と内側の仕切り部材２２ａの内壁面との間の空間が排気を兼ねる第１の排液槽２４ａであり、内側の仕切り部材２２ａの外壁面と外側の仕切り部材２２ｂの内壁面との間の空間が第２の排液槽２４ｂである。
【００４１】
第１の排液槽２４ａの底部には回収ドレイン２７に連通接続された第１の排液口２８ａが設けらている。この第１の排液口２８ａは、排気ダクトにも連通接続され排気口としても機能し、第１の排液口２８ａから第１の排液槽２４ａ内の気体も吸引されるように構成されている。また、第２の排液槽２４ｂの底部には廃棄ドレイン２９に連通接続された第２の排液口２８ｂが設けられている。
【００４２】
なお、図１以下では、図面が煩雑になることを避けるために、各仕切り部材２２ａ、２２ｂ、及び、後述する周囲案内部材３０（スプラッシュガード）は、断面形状のみを示している。そして、このベース部材２０の構造が、この基板処理装置の処理カップに相当する。
【００４３】
第１、第２の排液槽２４ａ、２４ｂの上方には、スピンチャック１及びそれによって保持された基板Ｗの周縁の周囲を包囲するように、軸芯Ｊに対して略回転対称な形状を有する筒状の周囲案内部材３０が昇降自在に設けられている。次に図２も参照して、周囲案内部材３０について説明する。図２は、周囲案内部材３０の全体斜視図である。周囲案内部材３０は、その外壁面で支持部材４１を介して昇降機構４０に支持されている。この昇降機構４０は、図示しないモーターを駆動することにより昇降され、これに伴って周囲案内部材３０がスピンチャック１に対して昇降されるようになっている。そして、図３に示すように、この昇降制御は、制御部５０によって行われるように構成されている。
【００４４】
周囲案内部材３０は、軸芯Ｊに対して回転対称な形状を有する内壁面を有している。この内壁面には、上部の２箇所に形成された傾斜面３１ａ、３１ｂにより、断面がくの字状の回収案内部３１が形成されている。さらに、回収案内部３１の下端部には垂直部３３ａ、３３ｂが連なっている。各垂直部３３ａ、３３ｂは、その上端で連結されており、この連結部分には円周方向に、垂直部３３ａと垂直部３３ｂの間に円環状の溝３６が形成されていている。この溝３６が仕切り部材２２ａに嵌入されるとともに、垂直部３３ａが第１の排液槽２４ａ内に、垂直部３３ｂが、第２の排液槽２４ｂ内に嵌入されるように、周囲案内部材３０が配置されている。
【００４５】
この回収案内部３１は、スピンチャック１に保持された基板Ｗの高さ位置（第一高さ位置ＨＷ）に、回収案内部３１が位置しているとき、回転される基板Ｗから振り切られる洗浄液が傾斜面３１ａ、３１ｂで受け止められ、回収案内部３１、垂直部３３ａに沿って第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液するための部位である。
【００４６】
この装置では、回収案内部３１、垂直部３３ａ、第１の排液槽２４ａ、第１の排液口２８ａは洗浄液の回収に用いられ、第１の排液口２８ａから回収ドレイン２７を経て図示しない回収タンクへ回収され、再利用されるようになっている。そして、この実施例では、第１の排液槽２４ａと第１の排液口２８ａが本発明の洗浄液の回収路に相当する。
【００４７】
一方、周囲案内部材３０の上方側の部位には、上方に向かうほど径が小さくなるように形成された傾斜面からなる上面３０ａが形成されており、この上面３０ａの下端側には、垂直な円筒面３０ｂが連なっている。円筒面３０ａの下端は、スピンチャック１側に傾斜する傾斜面３０ｃが形成され、その下端で垂直部３３ｂに連なっている。従って、上面３０ａ、円筒面３０ｂ、傾斜面３０ｃと垂直部３３ｂの外周面とによって、周囲案内部材３０の外壁面が形成されている。
【００４８】
そして、後述する基板Ｗの周縁が周囲案内部材３０の上方に位置する高さ位置（第二高さ位置ＬＷ）に、周囲案内部材３０が位置しているとき、回転される基板Ｗから降り注ぐ洗浄液は上面３０ａで受け止められ、円筒面３０ｂに沿い、第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液されることになる。この装置では、第２の排液口２８ｂから廃棄ドレイン２９を経て廃液が廃棄されるようになっている。
【００４９】
次に、この実施例装置においては、スピンチャック１の上下方向位置は常に一定に保たれる一方で、周囲案内部材３０が必要に応じて昇降されるようになっている。具体的には、周囲案内部材３０は、スピンチャック１に保持されて回転される基板Ｗから側方に振り切られる洗浄液を回収案内部３１で受け止める第一高さ位置（ＨＷ）と、同じくスピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁から流出して降り注ぐ洗浄液を上面３０ａで受け止める第二高さ位置（ＬＷ）との２段階の高さに選択的に昇降される。
【００５０】
周囲案内部材３０の上記昇降移動は、昇降機構４０によって行われるようになっている。昇降機構４０は、ボールネジなどの周知の１軸方向駆動機構（図示せず）を備えていて、この１軸方向駆動機構で支持部材４１を昇降させることで、周囲案内部材３０を上記第一高さ位置（ＨＷ）と第二高さ位置（ＬＷ）の間で昇降させるように構成している。また、周囲案内部材３０の各々の高さ位置に対応する昇降機構４０の高さ位置には、反射型の光センサ（いずれも図示せず）などで構成される昇降検出用のセンサが配設され、これらセンサからの検出信号に基づき、モーターが駆動制御され周囲案内部材３０が各高さ位置に位置させるように構成されている。
【００５１】
図１に戻って、スピンチャック１の上方には中心部に開口を有する雰囲気遮断部材６０が配置されている。この雰囲気遮断部材６０は、基板Ｗの径より若干大きく、かつ、周囲案内部材３０の開口３２の径Ｒよりも小さい径を有していて、中空を有する筒状の支持軸６１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。
【００５２】
支持軸６１は、支持アーム６２に回転自在に支持されている。支持軸６１には従動プーリ６３が一体回転可能に取り付けられている。その従動プーリ６３と、モーター６４の駆動軸に連結された主動プーリ６５との間に無端ベルト６６が架け渡されていて、モーター６４を駆動することにより支持軸６１とともに雰囲気遮断部材６０が鉛直方向の軸芯Ｊ周りに回転されるように構成されている。
【００５３】
また、支持アーム６２は、接離機構６７によって昇降され、この支持アーム６２の昇降によって、スピンチャック１に対して雰囲気遮断部材６０が接離されるように構成されている。この装置では、雰囲気遮断部材６０がスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に対して近接する近接位置と、雰囲気遮断部材６０がスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面から上方に離れた離間位置との間で昇降できるように構成されている。このような接離動を実現する接離機構６７は、昇降機構４０と同様に螺軸などを用いた機構や、あるいは、エアシリンダなどで構成されている。そして、図３に示すように、この接離制御も制御部５０によって行われるように構成されている。
【００５４】
図１に戻って、雰囲気遮断部材６０の中心の開口及び支持軸６１の中空部には、洗浄液供給管７０が貫通され、その下端部の洗浄液供給部７０ａからスピンチャック１に保持された基板Ｗの上面の回転中心付近に洗浄液を供給できるように構成されている。洗浄液供給管７０は配管７１に連通接続されている。この配管７１の基端部は分岐されていて、一方の分岐配管７１ａには薬液供給源９が連通接続され、他方の分岐配管７１ｂには純水供給源１０が連通接続されている。各分岐配管７１ａ、７１ｂには開閉バルブ７２ａ、７２ｂが設けられていて、これら開閉バルブ７２ａ、７２ｂの開閉を切り換えることで、洗浄液供給部７０ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて供給できるようになっている。
【００５５】
また、雰囲気遮断部材６０の中心の開口の内壁面及び支持軸６１の中空部の内壁面と、洗浄液供給管７０の外壁面との間の隙間は、気体供給路７３となっている。この気体供給路７３は、開閉バルブ７４が設けられた配管７５を介して気体供給源１５に連通接続されていて、気体供給路７３の下端部の気体供給部７３ａから雰囲気遮断部材６０と基板Ｗの上面との間の空間に清浄な気体を供給できるように構成されている。
【００５６】
図３は、本装置の制御系の構成を示すブロック図であり、スピンチャック１を回転制御するための電動モーター６と、雰囲気遮断部材６０の回転制御するためのモーター６４と、洗浄液供給部７ａ、７０ａからの薬液、純水、気体の供給制御をするための開閉バルブ１１ａ、１１ｂ、１３、７２ａ、７２ｂ、７４と、周囲案内部材３０の昇降制御をするための昇降機構４０と、雰囲気処断部材６０の接離制御をするための接離機構６８とを制御するための構成が示されている。制御部５０には、周囲案内部材３０が各高さ（ＬＷ、ＨＷ）に位置したことを検出するセンサからの出力信号が与えられており、これらのセンサの出力に基づいて、制御部５０は昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３０を所望の高さ（ＬＷ、ＨＷ）に位置させるように制御している。そして、基板Ｗに応じた洗浄条件が、洗浄プログラム（レシピーとも呼ばれれる）として予め制御部５０に格納されており、各基板Ｗごとの洗浄プログラムに準じて前記各部が制御されている。この制御部５０が本発明の制御手段に相当する。なお、制御部５０には、さらに洗浄プログラムの作成・変更や、複数の洗浄プログラムの中から所望のものを選択するために用いる指示部５１が接続されている。
【００５７】
次に、以上のような構成を有する装置の動作を図４（ａ）ないし図４（ｃ）を参照して説明する。図４（ａ）はスピンチャック１に対する基板Ｗの受渡しを行う状態を示し、図４（ｂ）は薬液処理及び洗浄処理の状態、図４（ｃ）は基板と周囲案内部材の外壁面の洗浄処理及び基板乾燥処理の状態を示している。なお、一例として、基板Ｗはその上面にメッキ処理がされており、この装置にて上面の周辺部数ｍｍ程度をエッチングして除去する処理を施すことを目的としているものとして説明する。
【００５８】
処理工程の全体の流れについて以下に概説する。
まず、所定の基板Ｗに応じた洗浄プログラムを指示部５１から選択して実行する。そうすると、図４（ａ）に示すように、未処理の基板Ｗをスピンチャック１に搬入するときには、制御部５０は、接離機構６７を制御して、雰囲気遮蔽部材６０を上昇させ離間位置に位置させ、雰囲気遮断部材６０とスピンチャック１との間の間隔を広げる。これに伴い、雰囲気遮蔽部材６０とこれに関連して設けられている洗浄液供給管７０や各種の配管７１などが上昇する。そして、昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３０を第二高さ位置（ＬＷ）に位置させて、スピンチャック１を周囲案内部材３０の上方に位置させる。こうして、雰囲気遮蔽部材６０とスピンベース３との間に、基板Ｗの搬入経路が確保される。
【００５９】
この状態で、図示しない基板搬送ロボットが未処理の基板Ｗをスピンチャック１に引き渡す。スピンチャック１は受け取った基板Ｗを保持する。基板搬送ロボットの基板保持ハンドがスピンチャック１内に入り込み、基板保持部材４の上に未処理の基板Ｗをおき、その後、スピンチャック１外に退避する。この過程で、上述のように、基板Ｗは、基板支持部材４の案内立ち上がり面４ｂによって、支持面４ａへと落とし込まれる。
【００６０】
続いて、基板Ｗの受け取りが終わると、図４（ｂ）に示すように、制御部５０は、雰囲気遮断部材６０を一点鎖線で示す離間位置のままで、周囲案内部材３０を第一高さ位置（ＨＷ）に上昇し位置させて、スピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁に対向する高さに周囲案内部材３０の回収案内部３１を位置させる。
【００６１】
さらに、制御部５０は、駆動制御信号を与え、モーター６を回転させる。これにより、回転軸２が回転され、回転軸２に固定されているスピンベース３がその中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに一体的に回転することになる。したがって、スピンベース３に保持されている基板Ｗは、水平に保持された状態で、そのほぼ中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに回転されることになる。
【００６２】
次いで、この状態で、制御部５０は、洗浄液供給部７ａから薬液を基板Ｗの下面に供給して本発明の薬液処理過程を開始する。すなわち、開閉バルブ１１ａを開成することにより、洗浄液供給管７の洗浄液供給部７ａから洗浄用薬液としてのエッチング液を吐出させる。これにより、基板Ｗの下面の中央に向けてエッチング液が至近距離から供給される。供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転半径方向外方側へと導かれるので、結果として、基板Ｗの下面の全域に対して隈無く薬液洗浄を行うことができる。また、基板Wの下面を伝わって下面周辺部に向ったエッチング液が基板Ｗの上面に這い上がって上面の周辺部を処理する。
【００６３】
この薬液処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する薬液は、回収案内部３１で受け止められ、傾斜面３１ａ、３１ｂ、垂直部３３ａに沿って第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液され、回収ドレイン２７を経て回収タンクに回収されることになる。また、この時、雰囲気遮断板６０が基板Ｗより離間しているので、薬液が飛散して雰囲気遮断板６０に付着することを防止する。
【００６４】
なお、薬液供給源９から基板Ｗに供給されるエッチング液としては、たとえば、ＨＦ、ＢＨＦ（希フッ酸）、Ｈ３ＰＯ４、ＨＮＯ３、ＨＦ＋Ｈ２Ｏ２（フッ酸過水）、Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ２（リン酸過水）、Ｈ２ＳＯ４＋ Ｈ２Ｏ２（硫酸過水）、ＨＣｌ＋ Ｈ２Ｏ２（アンモニア過水）、Ｈ３ＰＯ４＋ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＨＮＯ３、ヨウ素＋ヨウ化アンモニウム、しゅう酸系やクエン酸系の有機酸、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド）やコリンなどの有機アルカリを例示することができる。
【００６５】
また、基板Ｗから飛散され回収案内部３１に当たった薬液の一部はミストとなって浮遊することになる。しかしながら、この装置では、基板Ｗの下面から所定間隔隔てて配置されたスピンベース３により、周囲案内部材３０の中央部分が塞がれているので、周囲案内部材３０の内壁面の内側の空間には、周囲案内部材３０の内壁面とスピンベース３との間の円環状の狭い隙間８０から気体が流入することになり、その隙間８０から流入し、基板Ｗ及びスピンベース３の周囲を流下してスピンチャック１の下方の第１の排液口２８ａに流れる気体の流速は比較的速くなり、スピンチャック１の下方空間で気体の対流が起き難くなる。また、基板Ｗの周囲を流下する気流がエアーカーテンの役目を果たすことになるので、そのエアーカーテンの外部に浮遊する薬液のミストがそのエアーカーテンの内部の基板Ｗ側に流れるのを抑制することにもなる。さらに、気流が第１の排液槽２４ａ内にも流れるので、その気流によって周囲案内部材３０付近に浮遊する薬液のミストは第１の処理槽２４ａ内に押し流される。従って、薬液のミストが基板Ｗに再付着するのを抑制することができる。
【００６６】
また、周囲案内部材３０の回収案内部３１とスピンチャック１に保持された基板Ｗとは十分に離されるように周囲案内部材３０が配置されているので、周囲案内部材３０からの薬液の跳ね返りが基板Ｗに付着するような不都合も起き難い。従って、基板Ｗへの薬液の再付着を好適に抑制することができる。
【００６７】
所定の薬液洗浄処理時間が経過すると、洗浄液供給部７ａからのエッチング液の供給を停止する。続いて、図４（ｂ）の実線で示すように、制御部５０は接離機構６７を制御して、雰囲気遮断部材６０を下降させる。これにより、雰囲気遮断部材６０がスピンベース３に近接する近接位置に導かれ、雰囲気遮断部材６０が、基板Ｗと所定の隙間を有して対向することになる。この状態のまま開閉用バルブ１１ａを閉成して薬液処理過程を終了するとともに、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを開成する。
【００６８】
これにより、洗浄液供給部７ａ、７０ａからは、洗浄液として純水が、基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。よって、洗浄液供給部７ａ、７０ａから純水を基板Ｗの上下両面に供給して基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とす洗浄処理過程を行う。こうして、薬液処理工程後の基板Ｗの上下面に存在するエッチング液を洗い流すための洗浄処理過程が行われる。なお、洗浄液としては、他に、オゾン水、電解イオン水などであってもよい。
【００６９】
さらに、制御部５０は、共通の駆動制御信号を与え、モーター６、６４を同期回転させる。ただし、モーター６、６４は互いに反対方向に回転する。これにより、上下の回転軸２、６１が同じ方向に回転され、これらの回転軸２、６１に固定されている雰囲気遮断部材６０およびスピンベース３がそれぞれの中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに一体的に同期回転することになる。したがって、スピンベース３に保持されている基板Ｗは、水平に保持された状態で、そのほぼ中心を通る鉛直軸芯Ｊまわりに回転されることになる。
【００７０】
この洗浄処理過程の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する廃液（薬液が混ざった純水）は、薬液処理過程と同様に回収案内部３１で受け止められ、傾斜部３１ａ、３１ｂ、垂直部３３ａに沿い、第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液され、回収されることになる。また、基板Ｗから飛散され回収案内部に当たった廃液の一部はミストとなって浮遊するが、薬液処理の場合と同様の作用により、基板Ｗへの廃液の再付着を好適に抑制することができる。
【００７１】
すなわち、基板Ｗの上面から所定間隔隔てて配置された雰囲気遮断部材６０により、周囲案内部材３０の開口３２の中央部分が塞がれているので、周囲案内部材３０の内壁面の内側の空間には、周囲案内部材３０の内壁面と雰囲気遮断部材６０との間の円環状の狭い隙間８１から気体が流入することになり、その隙間８１から流入し、基板Ｗ及びスピンベース３の周囲を流下してスピンチャック１の下方の第１の排液口２８ａに流れる気体の流速は比較的速くなり、スピンチャック１の下方空間で気体の対流が起き難くなる。従って、洗浄液のミストが基板Ｗに再付着することと、周囲案内部材３０の外側に飛散するのを抑制することができる。
【００７２】
洗浄処理中に所定の時間が経過すると、図４（ｃ）に示すように、制御部５０は、洗浄処理を継続しながら昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３０を第二高さ位置（ＬＷ）に下降し位置させて、スピンチャック１に保持された基板Ｗを周囲案内部材３０より上方に位置させる。このとき、基板Ｗ上面に供給される洗浄液は、基板Ｗの回転により振り切られ、基板Ｗ周縁より流出し、周囲案内部材３０の上面３０ａに降り注ぐ。図５に示すように、基板Ｗはその下面が周囲案内部材３０の上端縁よりも、わずからながら上方に位置し、基板Ｗの上下面から振り切られる純水は周囲案内部材３０の上面３０ａへと導かれる。この降り注ぐ純水は、上面３０ａに沿って流下し第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液され、廃棄ドレイン２９を経て廃棄されることになる。この際、周囲案内部材３０の外壁面に付着しているゴミやミストが、この洗浄処理過程の度に純水により洗い流されることとなり、清浄な状態が維持される。
【００７３】
周囲案内部材３０が第二高さ位置（ＬＷ）の状態で、予め定めた一定時間だけ純水が供給された後、制御部５０は、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを閉成して洗浄過程を終了する。次に、モーター６、６４を高速回転させるための制御信号を与える。これにより、基板Ｗの回転が加速され、その表面の液成分が遠心力によって振り切られる。こうして、乾燥工程が行われる。
【００７４】
この乾燥工程の際、制御部５０は、開閉用バルブ１３、７４を開成し、気体供給部１２ａ、７３ａから基板Ｗの上下面に窒素ガスを供給させる。これにより、雰囲気遮断部材６０とスピンベース３との間の制限された小容積の空間の空気は、すみやかに窒素ガスに置換されるので、洗浄処理後の基板Ｗの上下面に不所望な酸化膜が成長することはない。
【００７５】
乾燥工程の終了後には、制御部５０は、モーター６、６４の回転を停止させ、さらに、図４（ａ）に示すように接離機構６７によって雰囲気遮断部材６０を上方の離間位置に上昇させる。この状態で、基板搬送ロボットが、洗浄および乾燥処理済みの基板Ｗを基板保持部材４から受け取って、スピンチャック１外に搬出することになる。従って、１枚の基板Ｗに対する回転処理を終了する。
【００７６】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置は、半導体ウェハなどの基板Ｗを水平面内で回転させながら、基板Ｗの表裏面に処理を施す装置である。この基板処理装置は、昇降機構４０がスピンベース３に対して周囲案内部材３０を昇降させる。周囲案内部材３０の外壁面を洗浄する時は、基板Ｗ周縁を周囲案内部材３０よりも上方位置に上昇させ、基板Ｗ上に洗浄液供給部７ａより純水を供給する。供給された純水は、基板Ｗ周縁より流出し周囲案内部材３０の外壁面に降り注ぐ。その結果、周囲案内部材３０はその外壁面が純水により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。
【００７７】
なお、純水を用いた処理の際に、必要に応じて、雰囲気遮断部材６０を回転させてなくてもよいし、気体供給部１２ａ、７３ａから気体を供給させてもよい。
【００７８】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は周囲案内部材を他の形態で実施することもできる。
＜第２実施例＞
図６は、第２実施例に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。なお、第１実施例と同様の構成に関しては、同符号を付与し説明を省略する。第２実施例のこの装置は、処理対象の半導体ウエハ（基板）Ｗに薬液や純水を用いた回転処理を施すためのものであり、薬液と廃液とを分離して排液する機能を備えている。そのため周囲案内部材３０として図１の実施例のものと異なる構造のものを備えた実施例である。
【００７９】
具体的には、周囲案内部材３００は、第１の実施例と同様の回収案内部３１０を備え、そして、下端部に垂直部３３０ａと切替案内部３７０が連なっている。周囲案内部材３００には、垂直部３３０ａと切替案内部３７０の間に円環状の溝３６０が形成されていて、この溝３６０が仕切り部材２２ａに嵌入されるとともに、切替案内部３７０が、第２の排液槽２４ｂ内に嵌入されるように配置されている。
【００８０】
周囲案内部材３００の上方側の部位には、上方に向かうほど径が小さくなるように形成された傾斜面からなる上面３００ａが形成されており、この上面３００ａの下端側には、垂直な円筒面３００ｂが連なっている。円筒面３００ｂは、切替案内部３７０の外側の壁面を形成する。従って、上面３００ａ、円筒面３００ｂによって、周囲案内部材３００の外壁面が形成されている。
【００８１】
切替案内部３７０の内側は、上方に湾曲した斜面３７０ａが形成され、この斜面３７０ａが、薬液と廃液とを分離して回収する際に、廃液を受け止め、斜面３７０ａに沿い、第２の排液槽２４ｂに導くことになる。
【００８２】
そして、後述する基板Ｗの周縁が周囲案内部材３００の上方に位置する高さ位置（第二高さ位置ＬＷ）に、周囲案内部材３００が位置しているとき、回転される基板Ｗから降り注ぐ廃液は上面３００ａで受け止められ、円筒面３００ｂに沿い、第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液されることになる。この装置では、第２の排液口２８ｂから廃棄ドレイン２９を経て廃液が廃棄されるようになっている。
【００８３】
ベース部材２０上のその他の構成、薬液と純水の供給路は、上述した実施例と同様であるので、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
この実施例装置においては、スピンチャック１の上下方向位置は常に一定に保たれる一方で、周囲案内部材３００が必要に応じて昇降されるようになっている。具体的には、周囲案内部材３００は、スピンチャック１に保持されて回転される基板Ｗから側方に振り切られる薬液を回収案内部３１０で受け止め第１の排液槽２４ａに導く第一高さ位置（ＨＷ）と、同じく基板Ｗから側方に振り切られる洗浄液を周囲案内部材３００の切替案内部３７０で受け止め第２の排液槽２４ｂに導く第一高さ位置（ＨＷ）よりも上方に位置する第三高さ位置（ＨＷ２）と、同じくスピンチャック１に保持された基板Ｗの周縁から流出して降り注ぐ洗浄液を上面３００ａで受け止める第二高さ位置（ＬＷ）と、の３段階の高さに選択的に昇降される。
【００８５】
以上のような構成を有する装置の動作を図７（ａ）ないし図７（ｃ）を参照して説明する。図７（ａ）は薬液処理の状態、図７（ｂ）は洗浄処理の状態、図７（ｃ）は基板と周囲案内部材の外壁面の洗浄処理及び基板乾燥処理の状態を示している。
【００８６】
処理工程の全体の流れについて以下に概説する。
まず、未処理の基板Ｗをスピンチャック１に搬入する。次に、図７（ａ）に示すように、第１実施例と同様に、周囲案内部材３００が第１高さ位置（ＨＷ）で薬液処理が行われる。
【００８７】
この薬液処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する薬液は、回収案内部３１０で受け止められ、垂直部３３０ａに沿って第１の排液槽２４ａに導かれ、第１の排液口２８ａから排液され、回収ドレイン２７を経て回収タンクに回収されることになる。
【００８８】
所定の薬液洗浄処理時間が経過すると、洗浄液供給部７ａからのエッチング液の供給を停止する。次に、制御部５０は、開閉用バルブ１１ａを閉成して薬液処理工程を終了するとともに、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを開成する。これにより、洗浄液供給部７ａ、７０ａからは、純水が基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。
【００８９】
同時に、図７（ｂ）の実線で示すように、制御部５０は昇降機構６７を制御して、周囲案内部材３００を上昇させる。これにより、周囲案内部材３００が切替案内部３７０の斜面３７０ａが、基板Ｗと所定の隙間を有して対向することになる。
【００９０】
これにより、洗浄液供給部７ａ、７０ａからは、純水が、基板Ｗの上下面の中央に向けて供給されることになる。よって、洗浄液供給部７ａ、７０ａから洗浄液を基板Ｗの上下両面に供給して基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とす洗浄処理過程を行う。
【００９１】
この洗浄処理の際に、回転される基板Ｗの周縁から振り切られて周囲に飛散する廃液（薬液が混ざった純水）は、切替案内部３７０の斜面３７０ａで受け止められ、この斜面３７０ａに沿い第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液され、廃棄ドレイン２９を経て廃棄されることになる。
【００９２】
洗浄処理中に所定の時間が経過すると、図７（ｃ）に示すように、制御部５０は、洗浄処理を継続しながら昇降機構４０を制御して、周囲案内部材３００を第二高さ位置（ＬＷ）に下降し位置させて、スピンチャック１に保持された基板Ｗを周囲案内部材３００より上方に位置させる。このとき、基板Ｗ上面に供給される純水は、基板Ｗの回転により振り切られ、基板Ｗ周縁より流出し、周囲案内部材３００の上面３２０ａに降り注ぐ。この際、周囲案内部材３００の外壁面に付着しているゴミやミストが、この洗浄処理過程の度に純水により洗い流されることとなり、清浄な状態が維持される。
【００９３】
この降り注ぐ純水は上面３０ａに沿って流下し、前述の洗浄処理過程で切替案内部３７０の斜面３７０ａで受け止められ分離回収される純水と同様に、第２の排液槽２４ｂに導かれ、第２の排液口２８ｂから排液され、廃棄ドレイン２９を経て廃棄されることになる。
【００９４】
周囲案内部材３００が第二高さ位置（ＬＷ）の状態で、予め定めた一定時間だけ洗浄液が供給された後、制御部５０は、開閉用バルブ１１ｂ、７２ｂを閉成して洗浄過程を終了する。次に、モーター６、６４を高速回転させるための制御信号を与える。これにより、基板Ｗの回転が加速され、その表面の液成分が遠心力によって振り切られる。こうして、乾燥工程が行われる。
【００９５】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置は、周囲案内部材の外壁面が良好に清浄化される。さらに、薬液と廃液が分離回収されるとともに、その廃液を回収する排液槽を、周囲案内部材の洗浄に供される純水の回収として兼用される。よって、新たな回収用の構造を設置しなくとも、簡略な構成で上述の第１の実施形態の場合と同様な作用効果を達成できる。
【００９６】
＜第３実施例＞
図８は、本発明の第３実施例に係る基板処理装置の動作をしめすフローチャートである。なお、基板処理装置は、第１実施例と同様の構成のものとして説明を省略する。第３実施例のこの装置は、周囲案内部材の洗浄を基板Ｗの洗浄処理中に行うのではなく、別個の処理として行うものである。
【００９７】
すなわち、操作者が周囲案内部材３０の洗浄のみを実施したい場合、スピンチャック１にダミー基板を載置して、指示部５１の図示しない操作スイッチの入力により、任意のタイミングで周囲案内部材の洗浄を目的とする周囲洗浄過程が行われる。
【００９８】
図８に示すように、まず、操作スイッチを入力すると（ステップＳ１）、周囲洗浄が開始される（ステップＳ２）。そして、周囲案内部材３０がどのような位置にあろうとも、第二高さ位置（ＬＷ）に昇降移動される（ステップＳ３）。次に、電動モーター６を回転させることによりダミー基板を回転させる（ステップＳ４）。同時に開閉バルブ１１ｂ、７２ｂを開成してダミー基板の上下面に純水を供給する（ステップＳ５）。この状態で所定時間が経過すると純水の供給、電動モーター６の回転が停止され周囲洗浄が終了する（ステップＳ６）。その後、操作者はダミー基板を取出せばよい。
【００９９】
以上、この実施例によれば、ダミー基板を用いて、必要な時に周囲案内部材の外壁面を洗浄できるので、常に清浄な状態を容易に維持することができる。
【０１００】
＜第４実施例＞
図９は、第４実施例に係る基板処理装置の構成を示す要部縦断面図である。なお、第１実施例と同様の構成に関しては、同符号を付与し説明を省略する。第４実施例のこの装置は、第２実施例装置と同様に、薬液と廃液とを分離して排液する機能を備えている。
【０１０１】
具体的には、周囲案内部材４００は、第２実施例装置の周囲案内部材３００と同様の構成を備え、さらに、受け部材２１の仕切り部材２２ｂの外周に垂直部４４０が形成されていている。この構成によって、周囲案内部材４００に降り注ぐ純水は周囲案内部材４００の外壁面に沿って流下し、分離回収される純水が導かれる第２の排液槽２４ｂとは異なる受け部材２１の外周に落下する。そして、この外周部位に図示しなし回収口を設けて落下する純水を回収するようにする。
【０１０２】
以上、上記実施例によれば、この基板処理装置は、周囲案内部材の外壁面が良好に清浄化される。さらに、薬液と廃液が分離回収されるとともに、さらに、周囲案内部材の洗浄に供される純水の回収を独立して行える。よって、上述の第１の実施形態の場合と同様な作用効果を達成できる。
【０１０３】
なお、本発明は、上述した実施例および変形例に限定されるものではなく、以下のように他の形態でも実施することができる。
【０１０４】
（１）上記の実施例においてはエッチング処理を施すことを目的としているが、本発明は、その他の処理液を基板Ｗに供給して所定の処理を基板Ｗに施す各種の基板処理装置にも同様に適用することができる。
【０１０５】
（２）上述の実施形態では、雰囲気遮断部材６０とスピンベース３との回転駆動のためにモーター６、６４をそれぞれ設けているが、基板支持部材４と押圧部材６８によって基板Ｗを挟持した状態においては、雰囲気遮断部材６０とスピンベース３とは互いにトルクを伝達し合うことができる。したがって、モーター６、６４のうちの一方は設けられなくてもよい。
【０１０６】
（３）また、上述の実施形態では、周囲案内部材が昇降駆動される例を挙げたが、周囲案内部材を固定しておいてスピンベースを昇降可能に構成してもよい。少なくともいずれか一方が昇降可能であれば、周囲案内部材とスピンベースとの位置関係が設置できる。
【０１０７】
（４）また、上述の実施形態では、第２の排液槽を配置して周囲案内部材の外壁面を洗浄した純水を回収するようにしているが、第２の排液槽のかわりに、この基板処理装置を設置するチャンバーの底板に排液口を設けて、純水を底板で受けて排液口から回収するようにしてもよい。
【０１０８】
（５）さらに、上述の実施形態では、半導体ウエハを洗浄する装置を例にとったが、この発明は、洗浄以外の処理を行う装置にも適用でき、また、ウエハ以外にも液晶表示装置用ガラス基板やフォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板などの各種の基板に対して処理する装置にも同様に適用することができる。
【０１０９】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【０１１０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基板保持手段に保持されて基板が処理される。昇降手段が基板保持手段と基板周囲部材を相対的に昇降させる。基板周囲部材の外壁面を洗浄する時は、基板周縁を基板周囲部材よりも上方位置に上昇させ、基板上に洗浄液供給手段より洗浄液を供給する。供給された洗浄液は、基板周縁より流れ落ち基板周囲部材に降り注ぐ。その結果、基板周囲部材はその外壁面が洗浄液により洗浄され、パーティクルの発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】基板処理装置の周囲案内部材の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る装置の動作を説明するための図であって、（ａ）はスピンチャックに対する基板の受渡しを行う状態を示す縦断面図、（ｂ）は薬液処理及び洗浄処理の状態を示す縦断面図、（ｃ）は洗浄処理及び乾燥処理の状態を示す縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係る周囲案内部材の洗浄状態を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る基板処理装置の構成を示す縦断面図である。
【図７】第２実施形態に係る装置の動作を説明するための図であって、（ａ）は薬液処理の状態を示す縦断面図、（ｂ）は洗浄処理の状態を示す縦断面図、（ｃ）は洗浄処理及び乾燥処理の状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施例に係る基板処理装置の構成を示す要部縦断面図である。
【図１０】従来装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｗ 基板
ＨＷ 第一高さ位置
ＬＷ 第二高さ位置
ＨＷ２ 第三高さ位置
１ スピンチャック
３ スピンベース
４ 基板保持部材
６ 電動モーター
９ 薬液供給源
１０ 純水供給源
２１ 受け部材
２４ａ 第１の排液槽
２４ｂ 第２の排液槽
３０、３００、４００ 周囲案内部材
３０ａ、３００ａ 上面
３１、３１０ 回収案内部
４０ 昇降機構
５０ 制御部
５１ 指示部
６０ 雰囲気遮断部材
６４ モーター
６７ 接離機構
Claims (12)
- 基板に洗浄液を供給して洗浄液による基板処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を回収する回収路と、
前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から飛散される洗浄液を前記保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、
前記周囲案内部材に対して基板周縁が、上方に位置するか、または下方に位置するように、前記保持手段と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を制御して、基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させ、前記洗浄液供給手段より洗浄液を基板上に供給し、基板の周縁から流出した洗浄液で周囲案内部材の外壁面を洗浄する制御手段と、
を具備したことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、予め指定されたタイミングで昇降手段を制御して、基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させ、同時に洗浄液供給手段より洗浄液を供給するものである基板処理装置。 - 請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、洗浄液の供給中に、昇降手段を制御して、基板周縁の位置を前記周囲案内部材より下方の位置から上方の位置へ切替えることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記昇降手段は前記周囲案内部材を昇降させるものである基板処理装置。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記保持手段は、保持した基板を回転させる回転駆動手段、
を具備し、周囲案内部材の外壁面を洗浄する時に、洗浄液が供給された基板を前記回転駆動手段により回転させ、基板から洗浄液を振り切って洗浄液の基板周縁からの流出を行うことを特徴とする基板処理装置。 - 基板に薬液および洗浄液を順に供給して基板の処理を行う基板処理装置において、
基板を保持して回転させる回転保持手段と、
前記回転保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記回転保持手段に保持された基板に薬液を供給する薬液供給手段と、
前記洗浄液および薬液を回収する回収路と、
前記回転保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板の周縁から振り切られた洗浄液および薬液を前記回転保持手段に保持された基板の側方で受け止めて 前記回収路に導く周囲案内部材と、
基板周縁と前記周囲部材とが対向する第一高さ位置と、基板周縁が周囲部材より上方に位置する第二高さ位置とを切替えるように、前記回転保持手段と前記周囲部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を制御して、基板上に前記洗浄液供給手段より洗浄液を供給する洗浄処理時中に、第一高さ位置と第二高さ位置とを切り替える制御手段と、
を具備したことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項６に記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、洗浄液処理時中に、第一高さ位置に引き続き第二高さ位置に切り替えることを特徴とする基板処理装置。 - 基板単位で行われる一連の処理を、同一の処理カップ内で連続的に行う基板処理方法であって、
前記一連の処理は、
基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して基板に洗浄処理を行うとともに、基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材で、基板の周縁から振り切られた洗浄液の飛散を防止する洗浄処理過程、
を含み、
前記洗浄処理過程中に基板を周囲案内部材より上方に位置させ、基板から振り切った洗浄液を周囲案内部材の外壁面に供給させて周囲案内部材の外壁面の洗浄処理を行うことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項８に記載の基板処理方法において、
前記一連の処理は、
基板を回転させながら基板に薬液を供給して基板に薬液処理を行う薬液処理過程、
を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 基板単位で行われる一連の処理を、同一の処理カップ内で連続的に行う基板処理方法であって、
基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して基板に洗浄処理を行うとともに、基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材で、基板の周縁から振り切られた洗浄液の飛散を防止する洗浄処理過程と、
基板を周囲案内部材より上方に位置させ、基板を回転させながら基板に洗浄液を供給して、基板から振り切った洗浄液を周囲案内部材の外壁面に供給させて周囲案内部材の外壁面を洗浄する外壁面洗浄処理過程と、
を具備することを特徴とする基板処理方法。 - 基板に洗浄液を供給して洗浄液による基板処理を行う基板処理装置であって、
基板を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された基板に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記洗浄液供給手段から供給された洗浄液を回収する回収路と、
前記保持手段に保持された基板の周囲を取り囲むように配設され、基板から飛散される洗浄液を前記保持手段に保持された基板の側方で受け止めて前記回収路に導く周囲案内部材と、
前記周囲案内部材に対して基板周縁が、上方に位置するか、または下方に位置するように、前記保持手段と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降手段と、
前記保持手段によって保持する基板としてダミー基板を用いた状態でユーザからの所定の操作入力を受け付ける操作スイッチと、
前記操作入力に応答して前記昇降手段を制御することにより前記ダミー基板の基板周縁を前記周囲案内部材より上方に位置させるとともに、前記洗浄液供給手段より洗浄液を基板上に供給し、ダミー基板の周縁から流出した洗浄液で周囲案内部材の外壁面を洗浄する制御手段と、
を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 保持手段に保持された基板に洗浄液供給手段から洗浄液を供給し、前記基板から飛散する洗浄液を、前記基板の周囲を取り囲むように配設された周囲案内部材によって前記基板の側方で受け止めて回収路に導く基板処理装置において、前記周囲案内部材の外壁面を洗浄する方法であって、
ダミー基板を前記保持手段に保持させる過程と、
ユーザからの所定の操作入力を受け付ける過程と、
前記操作入力に応答して、前記周囲案内部材よりも上方に基板周縁が位置するようにダミー基板と前記周囲案内部材とを相対的に昇降させる昇降過程と、
前記洗浄液供給手段から洗浄液をダミー基板上に供給し、ダミー基板の周縁から流出した洗浄液で前記周囲案内部材の外壁面を洗浄する外壁面洗浄過程と、
を具備することを特徴とする基板処理装置の洗浄方法。
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