JP3958594B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば半導体ウェハやＬＣＤ基板用ガラス等の基板を洗浄処理などする基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造工程においては，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）の表面に対して洗浄，レジスト膜の除去等の処理を施す処理システムが使用される。かような処理システムに備えられる基板処理装置として，水平にして保持したウェハに処理液を供給して処理する枚葉式のものが知られている。従来の枚葉式基板処理装置は，パーティクルの付着によるウェハの汚染防止や処理流体の消費量削減等の観点から，ウェハ処理時にプレート状の上面部材をウェハ上面に対して近接させ，ウェハ上面全体を上面部材によって覆った状態で処理するようにしていた。この上面部材はウェハ上面に対して近接及び離隔可能に構成され，ウェハの搬入出時に基板処理位置から退避し，処理時には基板上面に近接してウェハ上面との間に隙間を形成し，隙間に薬液や乾燥ガス等を供給する。こうして，少ない処理液によってウェハの上面を処理するようにし，処理流体の消費量を抑制していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記基板処理装置において，上面部材を回転可能な構成とすることが考えられる。そうすれば，ウェハの洗浄処理，乾燥処理の性能を向上させる効果がある。しかしながら，ウェハを回転させる回転駆動機構とは別に，上面部材を回転させる回転駆動機構を設置するのでは，基板処理装置が大型化し，コストが増加する問題がある。また，上面部材を回転させる回転駆動機構を，ウェハの処理位置の上部に配置すると，回転駆動機構から発生するパーティクルが基板の周囲に侵入する心配がある。さらに，上面部材を昇降させるシリンダーもウェハの処理位置の上部に配置すれば，シリンダーから発生するパーティクルがウェハの周囲に侵入する心配がある。
【０００４】
従って，本発明の目的は，基板に対するパーティクルの影響を抑制し，かつ，省スペースと低コストを実現する基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明によれば，基板に処理流体を供給して処理する基板処理装置であって，基板を保持する保持部材と，前記保持部材を基板の下方において支持するチャック部材と，基板に近接して表面を覆う上面部材を備え，前記上面部材を基板の下方において前記チャック部材に支持することにより，前記上面部材を前記保持部材と一体的に回転させる構成としたことを特徴とする，基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置にあっては，回転駆動機構の数を減少させるので，基板処理装置を小型化し，回転駆動機構に必要なコストを低減させることができる。また，回転駆動機構から発生するパーティクルが低減される。
【０００６】
前記上面部材を下降させて基板に近接させた位置と上昇させて基板から離隔させた位置とに昇降させる上面部材昇降機構を備えることが好ましい。また，前記チャック部材にガイドピンを設け，前記ガイドピンに対してスライド可能な上面部材支持部材によって前記上面部材を基板の上方に支持し，前記上面部材昇降機構は，前記上面部材支持部材を押し上げる押上げ部材を備えても良い。この場合，シリンダー等を用いる従来の場合と比較して，より狭い隙間を容易に上面部材と基板上面との間に形成することができるとともに，隙間の間隔を安定させることができる。従って，従来の場合よりも狭く安定した隙間に処理流体を供給するので，処理流体の使用量を抑え，効率の良い処理を行うことができる。
【０００７】
さらに，前記回転駆動機構及び前記上面部材昇降機構を，基板の下方に配置することが好ましい。この場合，基板の上方にパーティクルの発生源が存在しないので，パーティクルの影響を抑制することができる。
【０００８】
この基板処理装置にあっては，基板に処理流体を供給する処理流体供給ノズルを備え，前記上面部材の中央に，前記処理流体供給ノズルから基板に供給する処理流体を通過させる供給穴を設けるようにしても良い。また，処理流体供給ノズルの最下点は前記供給穴上方から外れて位置し，前記供給穴の周辺部において，処理流体供給ノズルから落下する処理流体を受けることが好ましい。この場合，処理液供給後に処理流体供給ノズル内に残った処理液を，基板に落下させずに排出することができる。また，前記上面部材の上部にガスを供給するパージ用ガスノズルを備えるようにしても良い。
【０００９】
基板に下方から近接して裏面を覆う下面部材と，前記下面部材を基板に近接した位置と基板から離隔した位置とに昇降させる下面部材昇降機構を備えるようにしても良い。さらに，前記チャック部材を回転させる回転駆動機構を備え，前記回転駆動機構は前記チャック部材に接続する筒体を有し，前記筒体の内部に設けた空洞を貫挿し，前記下面部材を支持する下面部材シャフトを備え，前記チャック部材と下面部材との間及び前記空洞に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を備えることが好ましい。この場合，チャック部材上部が負圧になることを防止して，回転駆動機構から発生するパーティクルがチャック部材の上部に侵入することを防止する。
【００１０】
また，回転する基板と同じ高さに開口する排出口を設け，前記基板の周囲に向かって流れる雰囲気を前記排出口から排出することが好ましい。この場合，遠心力によって周囲に向かって流れた処理流体等をスムーズに排出できる。
【００１１】
また，本発明によれば，基板に処理流体を供給して処理する基板処理方法であって，基板を保持する保持部材と基板に近接して表面を覆う上面部材を，基板の下方においてチャック部材にそれぞれ支持し，基板に近接して表面を覆う上面部材を上昇させ，基板を保持部材によって保持し，前記上面部材を下降させて基板の表面に近接させた状態で前記基板，保持部材及び上面部材を一体的に回転させて基板を処理し，その後，前記基板，保持部材及び上面部材の回転を停止し，前記上面部材を上昇させ，基板を搬出することを特徴とする，基板処理方法が提供される。
【００１２】
さらに，前記上面部材と基板との間に形成された隙間に処理流体を供給して処理することが好ましい。また，処理中に，前記上面部材の上部にガスを供給するようにしてもよい。処理中に，基板の裏面に下面部材を近接させるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を，基板の一例としてウェハを洗浄する基板処理装置としての基板洗浄ユニットに基づいて説明する。図１は，本実施の形態にかかる基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５を組み込んだ洗浄処理システム１の平面図である。図２は，その側面図である。この洗浄処理システム１は，ウェハＷに洗浄処理及び洗浄処理後の熱的処理を施す洗浄処理部２と，洗浄処理部２に対してウェハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。
【００１４】
搬入出部３は，複数枚，例えば２５枚のウェハＷが所定の間隔で略水平に収容可能な容器（キャリアＣ）を載置するための載置台６が設けられたイン・アウトポート４と，載置台６に載置されたキャリアＣと洗浄処理部２との間でウェハの受け渡しを行うウェハ搬送装置７が備えられたウェハ搬送部５と，から構成されている。
【００１５】
ウェハＷはキャリアＣの一側面を通して搬入出され，キャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設けられている。また，ウェハＷを所定間隔で保持するための棚板が内壁に設けられており，ウェハＷを収容する２５個のスロットが形成されている。ウェハＷは表面（半導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハＷを水平に保持した場合に上側となっている面）となっている状態で各スロットに１枚ずつ収容される。
【００１６】
イン・アウトポート４の載置台６上には，例えば，３個のキャリアを水平面のＹ方向に並べて所定位置に載置することができるようになっている。キャリアＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４とウェハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境界壁８においてキャリアＣの載置場所に対応する位置には窓部９が形成されており，窓部９のウェハ搬送部５側には，窓部９をシャッター等により開閉する窓部開閉機構１０が設けられている。
【００１７】
この窓部開閉機構１０は，キャリアＣに設けられた蓋体もまた開閉可能であり，窓部９の開閉と同時にキャリアＣの蓋体も開閉する。窓部９を開口してキャリアＣのウェハ搬入出口とウェハ搬送部５とを連通させると，ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７のキャリアＣへのアクセスが可能となり，ウェハＷの搬送を行うことが可能な状態となる。
【００１８】
ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装置７は，Ｙ方向とＺ方向に移動可能であり，かつ，Ｘ―Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。また，ウェハ搬送装置７は，ウェハＷを把持する取出収納アーム１１を有し，この取出収納アーム１１はＸ方向にスライド自在となっている。こうして，ウェハ搬送装置７は，載置台６に載置された全てのキャリアＣの任意の高さのスロットにアクセスし，また，洗浄処理部２に配設された上下２台のウェハ受け渡しユニット１６，１７にアクセスして，イン・アウトポート４側から洗浄処理部２側へ，逆に洗浄処理部２側からイン・アウトポート４側へウェハＷを搬送することができるようになっている。
【００１９】
洗浄処理部２は，主ウェハ搬送装置１８と，ウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行うためにウェハＷを一時的に載置するウェハ受け渡しユニット１６，１７と，本実施の形態にかかる４台の基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５と，洗浄処理後のウェハＷを加熱処理する３台の加熱ユニット及び加熱されたウェハＷを冷却する冷却ユニットからなる加熱・冷却部１９とを備えている。主ウェハ搬送装置１８は，ウェハ受け渡しユニット１６，１７，基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５，加熱・冷却部１９の全てのユニットにアクセス可能に配設されている。
【００２０】
また，洗浄処理部２は，洗浄処理システム１全体を稼働させるための電源である電装ユニット２３と，洗浄処理システム１内に配設された各種装置及び洗浄処理システム１全体の動作制御を行う機械制御ユニット２４と，基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５に送液する所定の処理液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット２５とが配設されている。電装ユニット２３は図示しない主電源と接続される。洗浄処理部２の天井部には，各ユニット及び主ウェハ搬送装置１８に，清浄な空気をダウンフローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６が配設されている。
【００２１】
電装ユニット２３と薬液貯蔵ユニット２５と機械制御ユニット２４を洗浄処理部２の外側に設置することによって，又は外部に引き出すことによって，この面（Ｙ方向）からウェハ受け渡しユニット１６，１７，主ウェハ搬送装置１８，加熱・冷却部１９のメンテナンスを容易に行うことが可能である。
【００２２】
ウェハ受け渡しユニット１６，１７は，いずれもウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行うためにウェハＷを一時的に載置するものであり，これらウェハ受け渡しユニット１６，１７は上下２段に積み重ねられて配置されている。例えば，下段のウェハ受け渡しユニット１７は，イン・アウトポート４側から洗浄処理部２側へ搬送するウェハＷを載置するために用い，上段のウェハ受け渡しユニット１６は，洗浄処理部２側からイン・アウトポート４側へ搬送するウェハＷを載置するために用いることができる。
【００２３】
ファンフィルターユニット（ＦＦＵ）２６からのダウンフローの一部は，ウェハ受け渡しユニット１６，１７と，その上部の空間を通ってウェハ搬送部５に向けて流出する構造となっている。これにより，ウェハ搬送部５から洗浄処理部２へのパーティクル等の侵入が防止され，洗浄処理部２の清浄度が保持されるようになっている。
【００２４】
主ウェハ搬送装置１８は，図示しないモータの回転駆動力によって回転可能な筒状支持体３０と，筒状支持体３０の内側に沿ってＺ方向に昇降自在に設けられたウェハ搬送体３１とを有している。ウェハ搬送体３１は，筒状支持体３０の回転に伴って一体的に回転されるようになっており，それぞれ独立して進退移動することが可能な多段に配置された３本の搬送アーム３４，３５，３６を備えている。
【００２５】
基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５は，図２に示すように，上下２段で各段に２台ずつ配設されている。図１に示すように，基板洗浄ユニット１２，１３と基板洗浄ユニット１４，１５とは，その境界をなしている壁面４１に対して対称な構造を有しているが，対称であることを除けば，各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５は概ね同様の構成を備えている。そこで，基板洗浄ユニット１２を例として，その構造について詳細に以下に説明することとする。
【００２６】
図３は，基板洗浄ユニット１２の平面図である。基板洗浄ユニット１２のユニットチャンバー４５内には，ウェハＷを収納して処理流体によって処理する基板処理部としてのアウターチャンバー４６を備えている。アウターチャンバー４６は，ウェハＷを上方及び周囲から囲むようになっている。即ち，アウターチャンバー４６は，ウェハＷの周囲を包囲する環状の側壁４６ａと，ウェハＷ上面の上方を覆う天井部４６ｂを備えており，ウェハＷの周囲及び上方の雰囲気を密閉し，アウターチャンバー４６の外部の雰囲気から隔離する。ユニットチャンバー４５には開口５０が形成され，アウターチャンバー４６の側壁４６ａには開口５２が形成され，開口５０と開口５２は，開口部４７によって連通している。アウターチャンバー４６には，開口５２をエアシリンダー等からなるシリンダ駆動機構５４によって開閉するアウターチャンバー用メカシャッター５３が設けられており，例えば搬送アーム３４によってアウターチャンバー４６に対して開口部４７からウェハＷが搬入出される際には，このアウターチャンバー用メカシャッター５３が開くようになっている。アウターチャンバー用メカシャッター５３はアウターチャンバー４６の内部から開口５２を開閉するようになっている。即ち，アウターチャンバー４６内が陽圧になった場合でも，アウターチャンバー４６内部の雰囲気が外部に漏れ出ない。
【００２７】
図４に示すように，アウターチャンバー４６内には，ウェハＷを略水平に保持する保持部材６０と，保持部材６０を支持するチャック部材としてのチャックプレート６１と，保持部材６０により支持されたウェハＷに近接してウェハＷの上面を覆う上面部材としてのトッププレート６２とを備えている。ウェハＷは，例えば半導体デバイスが形成される処理面である表面を上面にして保持される。アウターチャンバー４６の側壁４６ａには，保持部材６０により保持されたウェハＷが位置する高さに傾斜部６５が形成され，ウェハＷは傾斜部６５に包囲されるようになっている。また，アウターチャンバー用メカシャッター５３は傾斜部６５の一部となっている。スピンチャック７１に対してウェハＷを授受させる際には，アウターチャンバー用メカシャッター５３を開き，ウェハＷを水平に移動させる。
【００２８】
保持部材６０は，図３に示すように，チャックプレート６１の周囲において中心角が１２０°となるように３箇所に配置されており，それら３つの保持部材６０により，ウェハＷを周縁から保持できるようになっている。また，保持部材６０はＬ字形状をしており，折り曲げ部分をチャックプレート６１の周縁に回動自在に取り付けることにより，チャックプレート６１に対して略垂直面内で揺動自在となっている。保持部材６０の水平部上面とチャックプレート６１下面との間には，保持部材６０の垂直部の内方がウェハＷの周縁を保持するように付勢する圧縮ばねが設けられている。図５に示すように，３つの保持部材６０は，保持解除機構６７によって，ウェハＷを保持した状態（実線）と保持を解除した状態（一点鎖線）とに切り替えられる。保持解除機構６７は，図示しないエアシリンダー等からなる昇降機構により保持部材開閉ピン６８を上昇させ，保持部材６０の水平部を押し上げ，３つの保持部材６０の垂直部を同時に互いに開くことにより，ウェハＷの保持を解除させる。
【００２９】
チャックプレート６１には，チャックプレート６１の上方においてウェハＷの裏面を支持するための３つの支持ピン６９が備えられている。３つの支持ピン６９は，図３に示すように，ウェハＷの裏面において中心角が１２０°となるように３箇所に配置されている。例えばウェハＷを搬入するときは，保持部材６０の保持を解除状態にし，支持ピン６９によってウェハＷの周縁部を裏面から支持し，その後，保持部材６０によって周縁から保持する。また，チャックプレート６１は略水平に配置され，ウェハＷは３つの支持ピン６９によりチャックプレート６１に対して平行に支持され，３つの保持部材６０によりによりチャックプレート６１に対して平行に保持される。
【００３０】
トッププレート６２は，ウェハＷの表面を覆うことが可能な大きさに形成され，中央には，ウェハＷに供給する処理流体を通過させる供給穴７０が設けられている。ウェハＷに処理流体を供給する際は，供給穴７０の上方からウェハＷの中央付近に処理流体を供給する。供給穴７０の周囲には，トッププレート６２の中央側から外周側に向かって下方に傾斜するテーパ部７１が形成されている。また，トッププレート６２は，トッププレート６２の外縁において対向する位置に設けられた２つのトッププレート支持部材７５を備える。図６及び図７に示すように，トッププレート支持部材７５は，トッププレート６２の下面に対して垂直に接続する垂直支持部材７６と，この垂直支持部材７６の下端に接続されトッププレート６２に対して平行方向に設けられた平行支持部材７７から構成される。平行支持部材７７には，チャックプレート６１の底部に設けられたガイドピン８３を貫挿させるためのガイド穴８１が設けられている。
【００３１】
平行支持部材７７は，チャックプレート６１下面とストッパー８４の上面との間において，ガイドピン８３に沿ってスライド可能に構成される。垂直支持部材７６は，ウェハＷの外周側に配置され，平行支持部材７７がガイドピン８３に沿ってスライドしてもウェハＷに接触しないようになっている。図５に示すように，ガイドピン８３は，チャックプレート６１に対して垂直に設けられ，上端においてチャックプレート６１の下面に接続され，ガイド穴８１の内部を貫挿し，下端にストッパー８４を備えている。平行支持部材７７がガイドピン８３の下部に位置するとき，平行支持部材７７の下面はストッパー８４の上面に当接し，トッププレート支持部材７５はガイドピン８３から落下しないようになっている。これにより，ガイドピン８３はトッププレート支持部材７５をチャックプレート６１に支持し，トッププレート６２はトッププレート支持部材７５を介してチャックプレート６１に支持される。また，ガイド穴８１及びガイドピン８３は，各平行支持部材７７に対してそれぞれ２個ずつ設けられている。これにより，平行支持部材７７はチャックプレート６１に対して平行に支持され，垂直支持部材７６はチャックプレート６１の下面及びウェハＷの上面に対して垂直に支持され，トッププレート６２はウェハＷの上面とトッププレート６２下面とが平行になるように支持される。また，平行支持部材７７がガイドピン８３に対してスライドする際も，平行支持部材７７はチャックプレート６１の下面に対して常に平行である状態を保って昇降移動し，垂直支持部材７６はチャックプレート６１の下面及びウェハＷの上面に対して常に垂直である状態を保って昇降移動し，トッププレート６２はウェハＷの上面とトッププレート６２下面とが常に平行である状態を保って昇降移動する。
【００３２】
図４に示すように，基板洗浄ユニット１２内には，トッププレート６２を昇降させるエアシリンダー等からなるトッププレート昇降機構９０と，チャックプレート６１を回転させるモータ９５が備えられる。トッププレート昇降機構９０とモータ９５は，保持部材６０によって保持されるウェハＷの下方に形成された駆動機構収納チャンバー９７の内部に配置されている。また，保持解除機構６７も駆動機構収納チャンバー９７内に配置されている。駆動機構収納チャンバー９７はトッププレート昇降機構９０，モータ９５及び保持解除機構６７の周囲及び上部を囲み，トッププレート昇降機構９０，モータ９５及び保持解除機構６７から発生するパーティクルがウェハＷ側に侵入することを防止する。また，アンダープレート昇降機構１０５は駆動機構収納チャンバー９７の下方に配置され，アンダープレート昇降機構１０５から発生するパーティクルはウェハＷ側に侵入することはない。
【００３３】
トッププレート昇降機構９０はトッププレート支持部材７５を押し上げる押上げ部材９１を備え，押上げ部材９１を平行支持部材７７に対して上下移動させる。押上げ部材９１は，駆動機構収納チャンバー９７を貫通しており，平行支持部材７７の下方に待機するよう配置されている。図５に示すように，押上げ部材９１が上昇すると，平行支持部材７７がガイドピン８３に沿って上昇するので，トッププレート６２は上昇してウェハＷから離隔する。押上げ部材９１が下降すると，平行支持部材７７はストッパー８４に当接するので，トッププレート６２はウェハＷに近接した位置（処理位置）に下降する。このように，トッププレート昇降機構９０は，押上げ部材９１を昇降させることにより，トッププレート６２を下降させてウェハＷに近接させた位置と上昇させてウェハＷから離隔させた位置（退避位置）とに昇降させる。また，ウェハＷの下方から押上げ部材９１を昇降させてトッププレート６２を昇降させる構成とすることによって，トッププレート昇降機構９０をウェハＷの下方に配置することができる。従って，トッププレート昇降機構９０にて発生したパーティクルが落下してウェハＷに付着することを防止することができる。さらにまた，トッププレート６２をウェハＷ上面に近接させる際に，トッププレート６２をガイドピン８３によって支持する構成とすることにより，シリンダー等を用いてトッププレート６２をウェハＷに近接させる従来の場合と比較して，より狭い隙間を容易にトッププレート６２とウェハＷ上面との間に形成することができるとともに，隙間の間隔を安定させることができる。従って，従来の場合よりも狭く安定した隙間に処理流体を供給するので，処理流体の使用量を抑え，効率の良い処理を行うことができる。
【００３４】
モータ９５は，チャックプレート６１の底部に接続する回転筒体９６を備え，回転筒体９６を回転させることにより，チャックプレート６１を回転させる。チャックプレート６１には保持部材６０とトッププレート６２が支持されているので，回転筒体９６の回転により，保持部材６０，チャックプレート６１，及びトッププレート６２を一体的に回転させる構成となっている。また，保持部材６０がウェハＷを保持しているときは，保持部材６０，ウェハＷ，チャックプレート６１，及びトッププレート６２が一体的に回転する。このように，モータ９５によってウェハＷとトッププレート６２を一体的に回転させるので，モータ９５の他にトッププレート６２を回転させるモータ等の回転駆動機構を別個に設置する必要がない。従って，それぞれ別個の回転駆動機構とした場合に比べて，回転駆動機構に必要なコストを大幅に削減することができる。また，モータから発生するパーティクルが低減される。そして，アウターチャンバー４６上部（例えば，天井部４６ｂの上面等）にトッププレート６２を回転させるモータを設置しないので，基板洗浄ユニット１２上部のスペースを狭くすることができる。従って，基板洗浄ユニット１２の高さを低くして小型化できる。また，ウェハＷの保持位置の上方に回転駆動機構が一切設置されないので，モータ９５とトッププレート６２の回転駆動機構をそれぞれ別個とした場合に比べて，ウェハＷに対するパーティクルの影響を抑制することができる。
【００３５】
チャックプレート６１の上方には，ウェハＷに下方から近接してウェハＷの裏面（下面）を覆う下面部材としてのアンダープレート１００が備えられている。また，回転筒体９６の内部には，回転筒体９６の内部に設けた空洞を貫挿し，アンダープレート１００を支持するアンダープレートシャフト１０１が備えられている。図４に示すように，アンダープレートシャフト１０１は，水平板１０４の上面に固着されており，この水平板１０４は，アンダープレートシャフト１０１と一体的に，エアシリンダー等からなるアンダープレート昇降機構１０５により鉛直方向に昇降させられる。従って，アンダープレート１００は，図４に示すように，下降して保持部材６０により保持されたウェハＷ下面から離れて待機している状態（退避位置）と，上昇して保持部材６０により保持されたウェハＷ下面に対して処理を施している状態（処理位置）とに上下に移動自在である。
【００３６】
次に，基板洗浄ユニット１２における処理流体等の供給手段について説明する。アウターチャンバー４６の上部には，例えば薬液，純水（ＤＩＷ）等の処理液，不活性ガスとしてのＮ２ガス等を，ウェハＷに対して処理流体として供給する処理流体供給ノズル１１０が備えられている。さらに，乾燥用のＮ２ガスをウェハＷに対して供給するＮ２ガス供給ノズル１１１，Ｎ２ガス又は空気等の不活性ガスをトッププレート６２の上部に供給するパージ用ガスノズル１１２が備えられている。
【００３７】
処理流体供給ノズル１１０は，トッププレート６２に対して傾斜した状態に設けられ，供給穴７０に向かって処理流体を斜めに吐出するようになっている。例えばウェハＷに対して薬液，純水等の処理液を供給する時は，処理流体供給ノズル１１０から供給穴７０に向かって処理液を吐出し，ウェハＷの上面の中央付近に処理液を供給する。処理流体供給ノズル１１０の先端の最下点は供給穴７０上方から外れて位置し，図示の例では，最下点がテーパ部７１の上方に位置するように設けられている。即ち，処理流体供給ノズル１１０からの処理液の供給を停止しているときに，処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した処理液等が先端から落下しても，供給穴７０周辺のテーパ部７１において落下した処理液を受けるので，処理液が供給穴７０から落下してウェハＷの上面に付着することはない。また，トッププレート６２の上部に落下した処理液は，トッププレート６２の回転時にトッププレート６２の外周側に流れ，トッププレート６２の周辺に排出される。
【００３８】
また，処理流体供給ノズル１１０から供給する処理流体は，切替開閉弁１１５によって薬液，純水，Ｎ２ガス等のいずれかに切り替えられる。例えば，ウェハＷに対して処理流体供給ノズル１１０から薬液，純水等の処理液を供給した後に，切替開閉弁１１５を切り替えて処理流体供給ノズル１１０内部にＮ２ガス等の液抜き用流体を送出し，切替開閉弁１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した処理液を，Ｎ２ガスによって押し出して排出する。この場合，残留した処理液が供給穴７０内に落下しないように，即ち，処理液を処理流体供給ノズル１１０の先端からトッププレート６２上に落下させ，テーパ部７１によって受けることができるように，Ｎ２ガスの流量を調節して送出する。
【００３９】
Ｎ２ガス供給ノズル１１１は，供給穴７０に向かって乾燥用のＮ２ガスを下向きに吐出する。例えばウェハＷを乾燥処理する際にはＮ２ガス供給ノズル１１１から乾燥用Ｎ２ガスを吐出する。乾燥用Ｎ２ガスは供給穴７０を通過してウェハＷ上面の中心に対して供給され，トッププレート６２とウェハＷ上面との間を通過してウェハＷの周辺部に向かって流れる。
【００４０】
パージ用ガスノズル１１２は，アウターチャンバー４６内上方からトッププレート６２の上部に例えばＮ２ガス等の不活性ガスや，空気等のガスを吐出し，アウターチャンバー４６内にダウンフローを形成する。また，トッププレート６２上面とアウターチャンバー４６との間の空間を不活性ガス，空気等のガスによって満たすことによりパージし，例えば処理液が蒸発してトッププレート６２の周囲から上部の空間に回り込むことを防止する。従って，アウターチャンバー４６内の上部に処理液雰囲気が残留することを防ぐことができる。パージ用ガスノズル１１２は，疎水性のウェハＷを処理する際にはダウンフロー（パージ）用ガスとしてＮ２ガスを供給する。この場合，疎水性ウェハＷの表面にウォーターマークが発生することを防止する効果がある。一方，親水性のウェハＷを処理する際には空気を供給するようにし，ダウンフロー（パージ）用ガスのコストを低減させても良い。
【００４１】
アンダープレート１００には，例えば薬液，純水などの処理液，乾燥用ガスとしてのＮ２ガス等を，ウェハＷに対して処理流体として供給する下面供給路１１８が備えられている。下面供給路１１８は，アンダープレートシャフト１０１及びアンダープレート１００内を貫通して設けられている。アンダープレート１００の上面には下面吐出口が設けられ，下面供給路１１８から送出された例えば薬液，純水，Ｎ２ガス等の処理流体を吐出する。なお，アンダープレート１００の中央に設けられた下面吐出口はウェハＷの中心に上向きに指向し，中央の下面吐出口の周辺部４箇所に設けられた下面吐出口は，ウェハＷ周辺に向かって傾斜しており，ウェハＷの外周部に向かって処理流体を効率良く押し流すことができる。
【００４２】
また，アンダープレート１００の下方において，チャックプレート６１とアンダープレート１００との間に不活性ガスとしてのＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給路１２０が備えられている。Ｎ２ガス供給路１２０は，アンダープレートシャフト１０１内を貫通して設けられている。Ｎ２ガス供給路１２０は，チャックプレート６１上面とアンダープレート１００下面との間の空間をＮ２ガスによって満たすことによりパージする。この場合，ウェハＷを回転させる際に，チャックプレート６１とアンダープレート１００との間の雰囲気が負圧になることを防止する。従って，モータ９５の回転駆動により発生するパーティクルが，回転筒体９６の内部の空洞を通過してチャックプレート６１とアンダープレート１００との間に侵入することを防止できる。また，Ｎ２ガス供給路１２０は，回転筒体９６の内部に設けた空洞内にもＮ２ガスを供給し，回転筒体９６とアンダープレートシャフト１０１との間の空間をＮ２ガスによって満たすことによりパージする。この場合，モータ９５の回転駆動により発生するパーティクルが，回転筒体９６の内部の空洞を通過してチャックプレート６１とアンダープレート１００との間に侵入することを防止する。
【００４３】
図４及び図８に示すように，アウターチャンバー４６内には，ウェハＷを包囲するインナーカップ１２５が備えられている。また，回転するウェハＷと同じ高さに開口するアウターチャンバー排出口１３０と，アウターチャンバー４６内の液滴を排液するアウターチャンバー排出管１３３と，インナーカップ１２５内の液滴を排液するインナーカップ排出管１３５が備えられている。
【００４４】
インナーカップ１２５は，下降して保持部材６０をインナーカップ１２５の上端の上方に突出させてウェハＷを授受させる状態と，上昇してウェハＷを包囲し，ウェハＷ両面に供給した処理液等が周囲に飛び散ることを防止する状態とに上下に移動自在である。
【００４５】
アウターチャンバー排出口１３０は，アウターチャンバー４６の側壁４６ａに設けられ，ウェハＷ，チャックプレート６１及びトッププレート６２の回転によってウェハＷ周囲に向かって流れる処理液雰囲気，乾燥用Ｎ２ガスや，ダウンフロー（パージ）用ガス，Ｎ２ガス供給路１２０から供給するパージ用Ｎ２ガス等の雰囲気をスムーズに排出する。アウターチャンバー排出管１３３は，アウターチャンバー４６の下部においてアウターチャンバー４６とインナーカップ１２５の間に接続され，アウターチャンバー４６の側壁４６ａとインナーカップ１２５外壁の間のアウターチャンバー４６底部から処理液を排出する。インナーカップ排出管１３５は，アウターチャンバー４６の下部においてインナーカップ１２５の内側に接続され，インナーカップ１２５内から処理液を排出する。なお，アウターチャンバー排出口１３０は，ウェハＷの周囲２箇所に開口されている。
【００４６】
図８に示すように，インナーカップ１２５が上昇すると，インナーカップ１２５が保持されたウェハＷを包囲して，ウェハＷ両面に供給した処理液等が周囲に飛び散ることを防止する状態となる。この場合，インナーカップ１２５上部がアウターチャンバー４６の傾斜部６５に近接し，インナーカップ１２５内の液滴はインナーカップ排出管１３５によって排液されるようになる。また，ダウンフロー（パージ）用ガス，パージ用Ｎ２ガス等の雰囲気は，インナーカップ１２５の内側を下方に流れてインナーカップ排出管１３５によって排気される。インナーカップ１２５が下降すると，図４に示すように，保持されたウェハＷがインナーカップ１２５の上端よりも上方に突出した状態となる。この場合は，アウターチャンバー４６内の液滴は，インナーカップ１２５の外側を下降し，アウターチャンバー排出管１３３によって排液されるようになる。また，乾燥用Ｎ２ガス，ダウンフロー（パージ）用ガス，パージ用Ｎ２ガス等の雰囲気は，アウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かって吹き飛ばされて，アウターチャンバー排出口１３０によって排気される。
【００４７】
以上が基板洗浄ユニット１２の構成であるが，洗浄処理システム１に備えられた他の基板洗浄ユニット１３，１４，１５も，基板洗浄ユニット１２と同様の構成を有し，薬液によりウェハＷ両面を同時に洗浄することができる。
【００４８】
さて，この洗浄処理システム１において，先ず図示しない搬送ロボットにより未だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣがイン・アウトポート４に載置される。そして，このイン・アウトポート４に載置されたキャリアＣから取出収納アーム１１によって一枚ずつウェハＷが取り出され，取出収納アーム１１から主ウェハ搬送装置１８にウェハＷが受け渡される。そして，例えば搬送アーム３４によってウェハＷは各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５に適宜搬入され，ウェハＷに付着しているパーティクルなどの汚染物質が洗浄，除去される。こうして所定の洗浄処理が終了したウェハＷは，再び主ウェハ搬送装置１８によって各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５から適宜搬出され，取出収納アーム１１に受け渡されて，再びキャリアＣに収納される。
【００４９】
ここで，代表して基板洗浄ユニット１２での洗浄について説明する。図４に示すように，先ず基板洗浄ユニット１２のアウターチャンバー用メカシャッター５３が開く。そして，ウェハＷを保持した搬送アーム３４を装置内に進入させる。このとき，インナーカップ１２５は下降して保持部材６０の上部を上方に相対的に突出させている。アンダープレート１００は予め下降して退避位置に位置している。トッププレート６２は予め上昇して退避位置に位置している。即ち，チャックプレート６１はトッププレート支持部材７５をトッププレート昇降機構９０によって押し上げられる位置に移動させ，その後，トッププレート昇降機構９０が押上げ部材９１によってトッププレート支持部材７５を上昇させることにより，トッププレート６２を上昇させた状態を保つ。
【００５０】
主ウェハ搬送装置１８は，搬送アーム３４を水平移動させて支持ピン６９にウェハＷを渡す。支持ピン６９は半導体デバイスが形成されるウェハＷ表面を上面にしてウェハＷを支持する。この場合，アンダープレート１００を退避位置に位置させ，支持されるウェハＷの位置（高さ）から十分に離すので，搬送アーム３４は，余裕をもってウェハＷを支持ピン６９に渡すことができる。ウェハＷを支持ピン６９に受け渡した後，搬送アーム３４はアウターチャンバー４６の内部から退出し，退出後，アウターチャンバー用メカシャッター５３が閉じられる。
【００５１】
次いで，保持部材６０が支持ピン６９によって支持されたウェハＷの周縁を保持する。一方，インナーカップ１２５は上昇して支持されたウェハＷを囲む。トッププレート６２は処理位置に下降してウェハＷに近接する。即ち，トッププレート昇降機構９０は押上げ部材９１を下降させ，平行支持部材７７がガイドピン８３の下部に下降し，押上げ部材９１はトッププレート支持部材７５と接触しない位置まで下降すると，平行支持部材７７の下面がストッパー８４の上面に当接し，トッププレート６２はトッププレート支持部材７５を介してチャックプレート６１に支持される。処理位置に移動したトッププレート６２と保持されたウェハＷ上面（表面）の間には，例えば１ｍｍ程度の隙間が形成される。また，アンダープレート１００が処理位置に上昇する。処理位置に移動したアンダープレート１００と保持されたウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間には，例えば１ｍｍ程度の隙間が形成される。
【００５２】
次いで，モータ９５の回転駆動により，回転筒体９６を回転させ，保持部材８０，保持部材８０によって保持されたウェハＷ，トッププレート６２を一体的に回転させる。そして，処理流体供給ノズル１１０と下面供給路１０１から薬液がウェハＷに供給されて，ウェハＷの薬液処理が行われる。
【００５３】
図５に示すように，処理流体供給ノズル１１０は薬液をウェハＷ中心部近傍に向かって斜めに吐出する。薬液は供給穴７０を通過してウェハＷの中心部近傍に供給され，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷの外周方向に流れる。トッププレート６２とウェハＷ上面（ウェハＷ表面）の間，及びアンダープレート１００とウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間に狭い隙間が形成されているので，これらの間に薬液のみを介在させることができる。従って，少量の薬液でウェハＷを処理することができる。ウェハＷの外周方向に流れた薬液は，図８に示すようにインナーカップ１２５の中に排液され，インナーカップ排出管１３５によってインナーカップ１２５内から排液される。
【００５４】
薬液処理中は，パージ用ガスノズル１１２から，トッププレート６２の上部にダウンフロー（パージ）用ガスを供給してダウンフローを形成する。ウェハＷが疎水性である場合は，ダウンフロー（パージ）用ガスとしてＮ２ガス等の不活性ガスを供給し，また，ウェハＷが親水性である場合は空気を供給しても良い。パージ用ガスノズル１１２から供給されたダウンフロー（パージ）用ガスは，トッププレート６２の外周方向からウェハＷの外周方向に流れ，図８に示すようにインナーカップ１２５の中に流入し，インナーカップ排出管１３５によってインナーカップ１２５内から排気される。また，薬液処理中は，Ｎ２ガス供給路１２０から，チャックプレート６１上面とアンダープレート１００下面との間の空間，及び回転筒体９６の内部に設けた空洞内にパージ用の不活性ガスとしてＮ２ガスを供給し，Ｎ２ガスによるパージを行う。Ｎ２ガス供給路１２０から供給されたパージ用Ｎ２ガスは，チャックプレート６１上面とアンダープレート１００下面との間を通過してウェハＷの外周方向に流れ，図８に示すようにインナーカップ１２５の中に流入し，インナーカップ排出管１３５によってインナーカップ１２５内から排気される。
【００５５】
ウェハＷ両面の薬液処理が終了したら，切替開閉弁１１５によって処理流体供給ノズル１１０からの薬液の吐出を停止する。また，下面供給路１０１からの薬液の吐出を停止する。Ｎ２ガス供給路１２０からのパージ用Ｎ２ガス供給は継続し，チャックプレート６１とアンダープレート１００との間の雰囲気が負圧になることを防止する。また，パージ用ガスノズル１１２からのダウンフロー（パージ）用ガス供給は継続し，薬液雰囲気を排出するようにダウンフローを形成する。保持部材８０，保持部材８０によって保持されたウェハＷ，トッププレート６２，チャックプレート６１は回転を継続し，回転により保持部材８０，ウェハＷ，トッププレート６２，チャックプレート６１，アンダープレート１００から薬液を振り切り，インナーカップ１２５内に排出する。なお，薬液処理後に薬液を振り切る際に，処理流体供給ノズル１１０及び下面供給路１０１からＮ２ガス等の不活性ガスまたはＩＰＡ等を供給して，薬液を押し流して排出するようにしても良い。
【００５６】
薬液処理終了後，処理液の吐出を停止している処理流体供給ノズル１１０から，処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した薬液が先端から落下しても，供給穴７０周辺のテーパ部７１において落下した処理液を受けるので，落下した薬液がウェハＷの上面に付着することはない。また，薬液処理終了後リンス処理開始前に，切替開閉弁１１５を切り替えてＮ２ガスを送出して，切替開閉弁１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した薬液を，Ｎ２ガスにより押し出して排出するようにしても良い。この場合，押し出された薬液をテーパ部７１によって受けることができるように，Ｎ２ガスの流量を調節して送出する。回転しているトッププレート６２の上部に落下した薬液の液滴は，遠心力によりトッププレート６２の外周側に流れ，インナーカップ１２５内に排液される。また，切替開閉弁１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した薬液は，薬液の自重によって排出するようにしても良い。
【００５７】
保持部材６０，ウェハＷ，トッププレート６２，チャックプレート６１から薬液が十分に振り切られ，インナーカップ１２５内に排出されたら，インナーカップ１２５を下降させる。インナーカップ１２５を下降させた後，切替開閉弁１１５によって処理流体供給ノズル１１０からの処理流体の吐出を純水に切り替え，また，下面供給路１０１から純水を供給し，ウェハＷ両面のリンス処理を開始する。リンス処理においては，保持部材８０，保持部材８０によって保持されたウェハＷ，トッププレート６２，チャックプレート６１を薬液処理時よりも高速に回転させる。
【００５８】
処理流体供給ノズル１１０は純水をウェハＷ中心部近傍に向かって斜めに吐出する。純水は供給穴７０を通過してウェハＷの中心部近傍に供給され，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷの外周方向に流れる。トッププレート６２とウェハＷ上面（ウェハＷ表面）の間，及びアンダープレート１００とウェハＷ下面（ウェハＷ裏面）の間に狭い隙間が形成されているので，これらの間に純水のみを介在させることができる。従って，少量の純水でウェハＷを処理することができる。ウェハＷの外周方向に流れた純水は，アウターチャンバー４６の中に排液され，インナーカップ１２５の外側に流れ，アウターチャンバー排出管１３３によってアウターチャンバー４６内から排液される。
【００５９】
リンス処理中においても，パージ用ガスノズル１１２から，トッププレート６２の上部にダウンフロー（パージ）用ガスを供給してダウンフローを形成し，水蒸気雰囲気がアウターチャンバー４６上部に回り込むことを防止する。また，リンス処理中は，薬液処理時と比較してトッププレート６２の回転を高速にするので，パージ用ガスノズル１１２から供給されトッププレート６２の回転に応じて流れるダウンフロー（パージ）用ガスは，薬液処理時と比較して高速に流れる。ウェハＷの外周方向に流れるダウンフロー（パージ）用ガスは，アウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かって流れ，アウターチャンバー排出口１３０から排気される。
【００６０】
また，リンス処理中は，薬液処理時と比較してチャックプレート６１の回転を高速にするので，チャックプレート６１とアンダープレート１００との間の雰囲気が薬液処理時と比較してさらに負圧になる傾向がある。そのため，Ｎ２ガス供給路１２０からのパージ用Ｎ２ガス供給量を薬液処理時と比較して増加させる。Ｎ２ガス供給路１２０から供給されウェハＷの外周方向に流れるパージ用Ｎ２ガスは，薬液処理時と比較してさらに流量が増加し，アウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かって吹き飛ばされる。アウターチャンバー排出口１３０は，ウェハＷの外周方向に流れる雰囲気をアウターチャンバー４６の側壁４６ａから排気することにより，スムーズに排気されるようにするので，Ｎ２ガス供給路１２０からのパージ用Ｎ２ガス供給量を増加させることができる。
【００６１】
ウェハＷ両面のリンス処理が終了したら，切替開閉弁１１５によって処理流体供給ノズル１１０からの純水の吐出を停止する。また，下面供給路１０１からの純水の吐出を停止する。Ｎ２ガス供給路１２０からのパージ用Ｎ２ガス供給は継続し，チャックプレート６１とアンダープレート１００との間の雰囲気が負圧になることを防止する。また，パージ用ガスノズル１１２からのダウンフロー（パージ）用ガス供給は継続し，水蒸気雰囲気を排出するようにダウンフローを形成する。保持部材８０，ウェハＷ，トッププレート６２，チャックプレート６１は回転を継続する。次いで，Ｎ２ガス供給ノズル１１１から乾燥用のＮ２ガスを供給し，また，下面供給路１０１から乾燥用のＮ２ガスを供給して，ウェハＷの乾燥処理を行う。
【００６２】
乾燥処理において，Ｎ２ガス供給ノズル１１１は乾燥用Ｎ２ガスをウェハＷ中心部近傍に向かって下向きに吐出する。乾燥用Ｎ２ガスは供給穴７０を通過してウェハＷの中心部近傍に供給され，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷの外周方向に流れる。トッププレート６２とウェハＷ上面の間，及びアンダープレート１００とウェハＷ下面の間に狭い隙間が形成されているので，これらの間に乾燥用Ｎ２ガスのみを介在させることができる。従って，少量のＮ２ガスでウェハＷを処理することができる。ウェハＷの外周方向に流れた乾燥用Ｎ２ガスは，アウターチャンバー４６の中に排出され，インナーカップ１２５の外側に流れ，アウターチャンバー排出管１３３によってアウターチャンバー４６内から排気される。また，ウェハＷの外周方向に流れてアウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かう乾燥用Ｎ２ガスは，アウターチャンバー排出口１３０からスムーズに排気される。
【００６３】
乾燥処理中においても，パージ用ガスノズル１１２から，トッププレート６２の上部にダウンフロー（パージ）用ガスを供給してダウンフローを形成する。また，Ｎ２ガス供給路１２０からチャックプレート６１とアンダープレート１００との間にパージ用Ｎ２ガスを供給する。トッププレート６２の上部からウェハＷの外周方向に流れるダウンフロー（パージ）用ガス，及びチャックプレート６１とアンダープレート１００との間からウェハＷの外周方向に流れるパージ用Ｎ２ガスは，インナーカップ１２５の外側に流れ，アウターチャンバー排出管１３３によってアウターチャンバー４６内から排気される。また，ウェハＷの外周方向に流れてアウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かうダウンフロー（パージ）用ガス及びパージ用Ｎ２ガスは，アウターチャンバー排出口１３０から排気される。
【００６４】
一方，乾燥処理中に処理液の吐出を停止している処理流体供給ノズル１１０から，処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した純水が先端から落下しても，供給穴７０周辺のテーパ部７１において落下した純水を受けるので，落下した純水がウェハＷの上面に付着することはない。また，リンス処理終了後に，切替開閉弁１１５を切り替えてＮ２ガスを送出して，切替開閉弁１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した純水を，Ｎ２ガスにより押し出して排出する。この場合，押し出された純水をテーパ部７１によって受けることができるように，Ｎ２ガスの流量を調節して送出する。回転しているトッププレート６２の上部に落下した純水の液滴は，遠心力によりトッププレート６２の外周側に流れ，アウターチャンバー４６内に排液される。また，切替開閉弁１１５から処理流体供給ノズル１１０先端の間において処理流体供給ノズル１１０の内部に残留した純水は，純水の自重によって排出するようにしても良い。
【００６５】
乾燥処理が終了したら，Ｎ２ガス供給ノズル１１１からの乾燥用Ｎ２ガスの吐出を停止する。また，下面供給路１０１からの乾燥用Ｎ２ガスの吐出を停止する。そして，アンダープレート７７を退避位置に下降させる。また，トッププレート６２を退避位置に上昇させる。即ち，チャックプレート６１はトッププレート支持部材７５をトッププレート昇降機構９０によって押し上げられる位置に移動させて停止し，その後，トッププレート昇降機構９０が押上げ部材９１によってトッププレート支持部材７５を上昇させることにより，平行支持部材７７がガイドピン８３上部に上昇し，トッププレート６２を上昇させた状態を保つ。その後，基板洗浄ユニット１２内からウェハＷを搬出する。アウターチャンバー用メカシャッター５３が開き，主ウェハ搬送装置１８が搬送アーム３４を装置内に進入させてウェハＷ下面を支持する。一方，保持部材６０のウェハＷの保持を解除し，支持ピン６９によりウェハＷ下面を支持する。次いで，搬送アーム３４が支持ピン６９からウェハＷを離して受け取り，装置内から退出する。この場合，トッププレート６２及びアンダープレート１００は退避位置に移動しているので，搬入するときと同様にアンダープレート１００と支持ピン６９により支持されるウェハＷの位置との間には，十分な隙間が形成されることになり，搬送アーム３４は，余裕をもって支持ピン６９からウェハＷを受け取ることができる。
【００６６】
かかる基板洗浄ユニット１２によれば，モータ９５によってウェハＷとトッププレート６２を一体的に回転させるので，モータ９５の他にトッププレート６２を回転させる回転駆動機構を設置する必要がない。従って，従来の基板処理装置と比較して，回転駆動機構から発生するパーティクルが低減される。また，基板処理装置を小型化し，回転駆動機構に必要なコストを大幅に削減することができる。さらに，ウェハＷの保持位置の上方に回転駆動機構及びシリンダー等の昇降機構が一切設置されないので，ウェハＷに対するパーティクルの影響を抑制することができる。また，ウェハＷとトッププレート６２との間の隙間を狭く，安定して形成することができるので，効率の良い処理を行うことができる。薬液供給後に処理流体供給ノズル１１０内に残留した薬液を，ウェハＷに落下させずに処理流体供給ノズル１１０内から排出することができる。
【００６７】
以上，本発明の好適な実施の形態の一例を示したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば本発明は処理液が供給される基板洗浄装置に限定されず，その他の種々の処理液などを用いて洗浄以外の他の処理を基板に対して施すものであっても良い。また，基板は半導体ウェハに限らず，その他のＬＣＤ基板用ガラスやＣＤ基板，プリント基板，セラミック基板などであっても良い。
【００６８】
保持部材６０は，回転による遠心力を利用してウェハＷを保持する構成としても良い。この場合，保持解除機構６７を設置する必要がないので，パーティクルの発生を低減させることができる。
【００６９】
図９に示すように，押上げ部材９１が駆動機構収納チャンバー９７を貫通する部分に，上キャップ１４０及び下キャップ１４１を設けても良い。上キャップ１４０は，押上げ部材９１が駆動機構収納チャンバー９７から突出した部分において，押上げ部材９１の周囲を囲んで固着されており，下部にリング状の密着部材１４５が設けられている。上キャップ１４０は，押上げ部材９１が下降しているときに，駆動機構収納チャンバー９７上面に密着部材１４５を密着させ，押上げ部材９１の貫通口１４６を貫通口１４６の上方及び周囲から囲むようになっている。従って，押し上げ部材９１が下降しているときに，駆動機構収納チャンバー９７内の雰囲気が貫通口１４６を通過して駆動機構収納チャンバー９７の外に漏れず，ウェハＷ周囲にパーティクルが侵入することを防止する。また，駆動機構収納チャンバー９７の外の処理液雰囲気，乾燥用ガスやダウンフロー（パージ）用ガス，パージ用Ｎ２ガス等が駆動機構収納チャンバー９７内に侵入せず，駆動機構収納チャンバー９７内のトッププレート昇降機構９０，モータ９５及び保持解除機構６７が処理液雰囲気によって汚染されない。また，下キャップ１４１は，駆動機構収納チャンバー９７内において押上げ部材９１の周囲を囲んで固着されており，上部にリング状の密着部材１４８が設けられている。下キャップ１４１は，押上げ部材９１が上昇しているときに，駆動機構収納チャンバー９７下面に密着部材１４８を密着させ，押上げ部材９１の貫通口１４６を貫通口１４６の下方及び周囲から囲むようになっている。従って，押し上げ部材９１が上昇しているときに，駆動機構収納チャンバー９７内の雰囲気が貫通口１４６を通過して駆動機構収納チャンバー９７の外に漏れず，ウェハＷの周囲にパーティクルが侵入することを防止する。また，駆動機構収納チャンバー９７の外の処理液雰囲気，乾燥用ガスやダウンフロー（パージ）用ガス，パージ用Ｎ２ガス等が駆動機構収納チャンバー９７内に侵入せず，駆動機構収納チャンバー９７内のトッププレート昇降機構９０，モータ９５及び保持解除機構６７が処理液雰囲気によって汚染されない。
【００７０】
ウェハＷの薬液処理は，トッププレート６１とウェハＷ上面との間に形成した薬液の液膜によって行うようにしても良い。例えば，トッププレート６１を保持部材６０により保持されたウェハＷ上面に対して近接させ，トッププレート６１とウェハＷ上面の間に，例えば０．５〜３ｍｍ程度の隙間を形成する。そして，処理流体供給ノズル１１０から薬液をウェハＷの中心部近傍に供給し，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷの外周方向に流して隙間全体に薬液を供給する。こうしてウェハＷ上面全体に薬液の液膜が形成された後は，処理流体供給ノズル１１０からの薬液の供給を停止し，液膜の薬液によってウェハＷ上面を薬液処理する。この場合，薬液の液膜の形状が崩れない程度の比較的低速の回転速度（例えば１０〜３０ｒｐｍ程度）でウェハＷ及びトッププレート６１を回転させる。ウェハＷの回転により薬液の液膜内に液流が発生し，この液流により，薬液の液膜内の淀みを防止するとともに処理効率が向上する。そして，薬液の液膜の形状が崩れそうになった場合等にのみ，新液を供給して薬液の液膜の形状を適宜修復するようにし，液膜形成後の新液の供給を控える。このようにして，薬液の消費量を節約することができる。また，ウェハＷ下面においても，アンダープレート１００とウェハＷ下面との間に形成した薬液の液膜によって薬液処理を行うようにしても良い。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の基板処理装置及び基板処理方法によれば，回転駆動機構の数を減少させ，回転駆動機構から発生するパーティクルを低減させる。また，基板処理装置を小型化し，回転駆動機構に必要なコストを低減させることができる。基板の上方にパーティクルの発生源が存在しないので，パーティクルの影響を抑制することができる。基板と上面部材との間の隙間を狭く，また，安定して形成することができるので，効率の良い処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】洗浄処理システムの平面図である。
【図２】洗浄処理システムの側面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄ユニットの平面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄ユニットの縦断面図である。
【図５】トッププレート，アンダープレート，インナーカップ，保持部材等の動きを説明する説明図である。
【図６】トッププレートの平面図である。
【図７】トッププレートの立面図である。
【図８】インナーカップの昇降と排液又は排気の流れを説明する説明図である。
【図９】別の実施の形態にかかる押上げ部材の説明図である。
【符号の説明】
Ｃ キャリア
Ｗ ウェハ
１ 洗浄処理システム
１２ 基板洗浄ユニット
４６ アウターチャンバー
６０ 保持部材
６１ チャックプレート
６２ トッププレート
７０ 供給穴
７１ テーパ部
７５ トッププレート支持部材
９０ トッププレート昇降機構
９５ モータ
９６ 回転筒体
１００ アンダープレート
１０５ アンダープレート昇降機構
１１０ 処理流体供給ノズル
１１１ Ｎ２ガス供給ノズル
１１２ パージ用ガスノズル
１２０ Ｎ２ガス供給路
１２５ インナーカップ
１３０ アウターチャンバー排出口
１３５ インナーカップ排出口

Claims (14)

1. 基板に処理流体を供給して処理する基板処理装置であって，
   基板を保持する保持部材と，前記保持部材を基板の下方において支持するチャック部材と，基板に近接して表面を覆う上面部材を備え，
   前記上面部材を基板の下方において前記チャック部材に支持することにより，前記上面部材を前記保持部材と一体的に回転させる構成としたことを特徴とする，基板処理装置。
2. 前記上面部材を下降させて基板に近接させた位置と上昇させて基板から離隔させた位置とに昇降させる上面部材昇降機構を備えることを特徴とする，請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記チャック部材にガイドピンを設け，前記ガイドピンに対してスライド可能な上面部材支持部材によって前記上面部材を基板の上方に支持し，
   前記上面部材昇降機構は，前記上面部材支持部材を押し上げる押上げ部材を備えることを特徴とする，請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記チャック部材を回転させる回転駆動機構及び前記上面部材昇降機構を，基板の下方に配置することを特徴とする，請求項２又は３に記載の基板処理装置。
5. 基板に処理流体を供給する処理流体供給ノズルを備え，
   前記上面部材の中央に，前記処理流体供給ノズルから基板に供給する処理流体を通過させる供給穴を設けることを特徴とする，請求項１，２，３又は４に記載の基板処理装置。
6. 処理流体供給ノズルの最下点は前記供給穴上方から外れて位置し，前記供給穴の周辺部において，処理流体供給ノズルから落下する処理流体を受けることを特徴とする，請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記上面部材の上部にガスを供給するパージ用ガスノズルを備えることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５又は６に記載の基板処理装置。
8. 基板に下方から近接して裏面を覆う下面部材と，前記下面部材を基板に近接した位置と基板から離隔した位置とに昇降させる下面部材昇降機構を備えることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の基板処理装置。
9. 前記チャック部材を回転させる回転駆動機構を備え，前記回転駆動機構は前記チャック部材を支持する筒体を有し，
   前記筒体の内部に設けた空洞を貫挿し，前記下面部材を支持する下面部材シャフトを備え，
   前記チャック部材と下面部材との間及び前記空洞に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給路を備えることを特徴とする，請求項８に記載の基板処理装置。
10. 回転する基板と同じ高さに開口する排出口を設け，前記基板の周囲に向かって流れる雰囲気を前記排出口から排出することを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９に記載の基板処理装置。
11. 基板に処理流体を供給して処理する基板処理方法であって，
    基板を保持する保持部材と基板に近接して表面を覆う上面部材を，基板の下方においてチャック部材にそれぞれ支持し，
    基板に近接して表面を覆う上面部材を上昇させ，基板を保持部材によって保持し，前記上面部材を下降させて基板の表面に近接させた状態で前記基板，保持部材及び上面部材を一体的に回転させて基板を処理し，その後，前記基板，保持部材及び上面部材の回転を停止し，前記上面部材を上昇させ，基板を搬出することを特徴とする，基板処理方法。
12. 前記上面部材と基板との間に形成された隙間に処理流体を供給して処理することを特徴とする，請求項１１に記載の基板処理方法。
13. 処理中に，前記上面部材の上部にガスを供給することを特徴とする，請求項１１又は１２に記載の基板処理方法。
14. 処理中に，基板の裏面に下面部材を近接させることを特徴とする，請求項１１，１２又は１３に記載の基板処理方法。

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