JP4043019B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板を鉛直方向に沿う軸線まわりに回転させながら、基板の表面に対するエッチング処理、洗浄処理または乾燥処理等の所要の処理を施すための基板処理装置に関する。処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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、およびフォトマスク用基板等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの処理工程や液晶表示装置用ガラス基板の処理工程では、これらの基板を水平に保持して鉛直軸線回りに回転させながら、エッチング液等の処理液を基板の下面へ供給して基板を処理する基板処理装置が用いられる場合がある。このような基板処理装置では、処理中に飛散した処理液のミストが基板の上面側に巻き込まれて基板の上面に付着したり、基板の下面に供給された処理液が基板の周縁から基板の上面側へ回り込んだりする。
【０００３】
このような不具合を解消するために、たとえば特開平１１−１７６７９５号公報等において、基板の上面に近接して遮蔽板を配置し、基板の上面側の空間を制限するとともに、この制限された空間に窒素ガス等の不活性ガスを導入する構成が開示されている。これにより、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みの防止が図られている。
このような基板処理装置を用いて、いわゆるベベルエッチングと呼ばれる基板処理を行うこともできる。すなわち、基板の下面に供給された処理液は、遠心力によって中心部から周縁部に向けて基板の下面を伝わり、基板の外周端面を回り込んで基板の上面の周縁部へと至る。そこで、基板の回転速度、処理液の供給量および基板と遮蔽板との間に供給される窒素ガスの流量を適切に調整することによって、基板上面の周縁部の所定幅（たとえば１〜７ｍｍ）の領域を選択的にエッチング処理することができる。具体的には、上面全体に銅メッキが施された基板の下面にエッチング液を供給することによって、基板下面全体、基板の外周端面、および基板上面の周縁部の所定幅の領域に関して、銅メッキ膜または銅イオンを除去する処理を施すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成において、基板の上面に処理液ミストの巻き込みや、処理液の回り込みを効果的に防止するためには、遮蔽板を基板の上面に対して可能な限り近接させる必要がある。しかし、遮蔽板の機械的精度から、回転中の基板に接触することなく遮蔽板を基板の上面に近接させ得る距離には限界がある。そのため、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや、処理液の回り込みを防止したり、処理液の回り込み量を精度良く制御したりすることができない。
【０００５】
特に、大型の基板を処理する場合には、基板の下面のほぼ中央に処理液を供給すると、処理液の噴出圧で、基板の中央部位が凸状に盛り上がってしまう。この処理中の基板の変形が、基板と遮蔽板との近接をさらに困難にしている。
一方、基板の下面中央に向けて処理液を供給するためには、基板を保持して回転するスピンチャックには、真空吸着式のチャック（バキュームチャック）を用いることはできず、いわゆるメカニカルチャックを用いる必要がある。メカニカルチャックは、基板の下方に位置する回転ベース部材上に、基板の外周端面に沿って間隔を開けて配置した複数の保持ピンを設け、これらの保持ピンによって基板の外周端面を挟持する構成となっている。
【０００６】
したがって、メカニカルチャックを用いてベベルエッチング処理を行う場合には、保持ピンによって保持されている基板の外周端面の部位には、エッチング液が到達しない。したがって、基板の外周端面および上面の周縁部に対する処理が不均一になる。
回転ベース部材に、保持ピンによる基板の挟持を一時的に解除する解除機構を設けることによって、上記の問題は幾分緩和される。しかし、解除機構は、基板の処理中に大量の処理液を浴びることになるから、解除機構が早期に腐食し、動作不良を引き起こすという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、基板を回転させながら基板の一方面に処理液を供給して処理を行う場合に、基板の他方面への処理液ミストの巻き込みを効果的に防止できる基板処理装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、基板を回転させながらその一方面に処理液を供給して処理を行う場合に、基板の他方面側への処理液の回り込みを確実に制御することができる基板処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）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（１００）であって、基板に対向する支持面（６０１）に設けられたガス噴出口（６０４）からガスを噴出することによってベルヌーイ効果を利用して基板を上記支持面へと吸引して保持する吸引保持手段（６０，６０５〜６０７）と、この吸引保持手段を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（６４）と、上記吸引保持手段の支持面から突出して設けられ、上記ベルヌーイ効果によって上記支持面へと吸引される基板の上記支持面に対向する表面に当接する一端部を有し、上記回転手段の駆動力を当該基板に伝達する回転伝達部材（６８Ａ）と、上記吸引保持手段の回転方向に関して上記回転伝達部材とは異なる位置において上記支持面から突出するとともに、この吸引保持手段に吸引保持される基板の周端面に対向するように配置され、当該基板の水平方向への移動を規制し基板の回転半径方向外方への飛び出しを防止する規制面（６８６）を有する位置規制部材（６８Ｂ）と、上記吸引保持手段に保持されて回転されている基板に処理液を供給する処理液供給手段（７，８，９，１０）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００９】
この構成によれば、基板に吸引保持手段を近づけ、この吸引保持手段から基板の対向面側へ向かって、全周にわたって、かつ外向きに気体を噴き出させると、ベルヌーイの原理により、基板を支持面へと吸引する力が作用する。これにより、基板は、吸引保持手段に吸い寄せられて、吸引保持手段の支持面に近接して保持される。
吸引保持手段の支持面からは、回転伝達部材が突出していて、この回転伝達部材は、吸引保持手段の支持面方向への基板の移動を規制するように基板の表面に当接する一端部を有している。こうして、基板が吸引保持手段の支持面に近接した状態で位置決めされ、基板の表面が遮蔽される。気体の噴き出し量が充分に多ければ、基板は、回転伝達部材に押し付けられることになるから、回転手段によって吸引保持手段を鉛直軸線回りに回転させることにより、基板を鉛直軸線回りに回転させることができる。
【００１０】
一方、基板の水平方向への移動は、位置規制部材の規制面によって規制されるようになっているので、基板がその回転中に回転半径方向へと飛び出してしまうことがない。
基板の回転中に、この基板に対して処理液を供給すると、基板表面の処理を行うことができる。基板は吸引保持手段の支持面にごく近接した状態（たとえば０．４ｍｍ程度まで近接した状態）で安定に保持することができるので、吸引保持手段に対向する基板表面には、処理液ミストが導かれることがない。
【００１１】
また、基板に対して吸引保持手段の支持面とは反対側の表面に処理液を供給する場合に、この処理液が基板の支持面側の表面へと回り込むことを防止したり、この回り込み量を高精度で制御して基板の上記支持面側の表面における周縁部を選択的に処理したりすることができる。
基板には、吸引保持手段による吸引力によって、この吸引保持手段の支持面に向かう吸引力が作用するから、回転伝達部材の位置においては、支持面と基板との間の距離は、この回転伝達部材の上記支持面からの突出量に等しくなる。一方、この回転伝達部材の配置箇所以外の部位においては、吸引保持手段の支持面と基板との間の距離は、回転伝達部材の上記突出量よりも短くなる。
【００１２】
この発明では、回転伝達部材と位置規制部材とは吸引保持手段の回転方向に関して異なる位置において、上記支持面から突出している。したがって、基板の表面を伝って回転半径方向へと向かう処理液がぶつかって処理液ミストの発生源となる位置規制部材の近傍においては、吸引保持手段の支持面と基板との間の距離が極めて短くなっている。したがって、処理液ミストが基板の上記支持面に対向する表面に再付着することを確実に防止できる。それとともに、上記支持面とは反対側の基板表面に向けて処理液を供給する場合に、基板の支持面側表面への処理液の回り込みを確実に防止したり、またこの回り込み量を高精度で制御したりすることができるようになる。
【００１３】
さらに、回転伝達部材および位置規制部材が別部材となっているので、これらはそれぞれ小型に構成することができる。これによって、回転伝達部材や位置規制部材における処理液のはね返りを抑制することができるから、これによっても、処理液の再付着による基板の汚染を効果的に防止することができる。また、回転伝達部材および位置規制部材を別部材とすることにより、それらの構成が簡単になるから、基板処理装置のコストを低減できる。
【００１４】
なお、吸引保持手段は、支持面を下方に向けて、基板を上面側から支持するものであってもよい。
請求項２記載の発明は、上記回転伝達部材が、基板の周縁部に当接可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、回転伝達部材が基板の周縁部に当接可能な位置に配置されているから、基板に対する回転の伝達を良好に行うことができる。上記のとおり、回転伝達部材は、吸引保持手段の回転方向に関して位置規制部材とは異なる位置に配置されているから、回転伝達部材の近傍において基板と支持面との間の間隔が最も大きくなるが、この部分からの処理液ミストの侵入を確実に防止することができる。
【００１５】
吸引保持手段が、支持面を下方に向けて、基板を上面側から支持するものである場合において、基板の上面の周縁部に対して処理を施すときには、ガス噴出口からのガスの噴出量を制御することによってベルヌーイ効果による基板の吸引力を弱め、基板に対する位置規制部材の当接位置を変化させることが好ましい。すなわち、ガス噴出量を一時的に弱めることによって、ベルヌーイ効果による吸引力と基板に働く重力とを均衡させると、位置規制部材上で基板が滑り出す。この状態では、基板の端面が位置規制部材に当たることによって、この位置規制部材から基板に対して回転力が伝達されることになる。
【００１６】
上記のような滑り出しが生じる状態と、ガス噴出口から充分な流量のガスを吐出させて基板が吸引保持手段の支持面に吸着保持される状態とを繰り返すことによって、基板上面の周縁部に対して隈無く処理液を供給することができるから、良好な処理を実現できる。
請求項３記載の発明は、上記回転伝達部材および上記位置規制部材は、上記吸引保持手段の回転方向に関して交互に配置された状態でそれぞれ複数個設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置である。
【００１７】
この構成により、基板に対して回転力を確実に伝達することができるとともに、基板の回転半径方向への飛び出しを確実に防止できる。
請求項４記載の発明は、上記回転伝達部材とこれに隣接する上記位置規制部材との間隔が３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置である。
この構成によって、位置規制部材の近傍において基板と支持面とを充分に近接させることができるので、位置規制部材における処理液のはね返りに起因する処理液ミストが、回転伝達部材の近傍から吸引保持手段の支持面と基板との間の空間に入り込むことを確実に防止できる。
請求項５記載の発明は、上記回転伝達部材は、円柱状の基板当接ピン（６８１）を上記一端部に有し、外表面にねじが形成されたねじ軸部（６８２）を他端部に有するとともに、上記他端部側の端面にドライバによるトルクを受ける溝部（６８３）が形成されたものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項６記載の発明は、上記位置規制部材は、上記規制面を有する基板規制部（６８７）と、この基板規制部に結合された取り付け部（６８９）とを有し、上記取り付け部の軸心部にねじ孔が形成されたものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項７記載の発明は、上記吸引保持手段は、基板の上面側の雰囲気を遮蔽するための雰囲気遮蔽部（６０）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００１８】
【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。
図１は、この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。この基板処理装置１００は、処理対象の基板Ｗ（この実施形態では半導体ウエハ等の円形基板）に、処理液（薬液または純水）を用いた処理を行うための装置である。この基板処理装置１００は、基板Ｗを、ほぼ水平な姿勢で鉛直軸線Ｊ回りに回転させながら、この基板Ｗの表面に化学薬品または有機溶剤等の薬液や純水を供給することによって、基板Ｗの表面に対する処理を行う。この基板処理装置１００においては、基板Ｗの下面に対して処理液を供給して、この基板Ｗの下面の処理を行うことができ、基板Ｗの下面に処理液を供給することにより、この基板Ｗの下面から基板Ｗの周端面を伝ってその上面に処理液を回り込ませて基板Ｗの上面の周縁部の処理（ベベル処理）を行うことができ、さらに、基板Ｗの上面に対して処理液を供給し、この上面の処理を行うことができる。
【００１９】
この基板処理装置１００は、基板Ｗを下方から保持して鉛直軸線回りに回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１に対向して配置され、基板Ｗの上面側の雰囲気を遮蔽するための雰囲気遮蔽部６０とを備えている。この雰囲気遮蔽部６０は、ベルヌーイ効果によって、基板Ｗを上面側からほぼ水平に吸引保持することができ、かつこの水平に保持された基板Ｗを鉛直軸線Ｊ回りに回転させることができるようになっている。
【００２０】
基板Ｗの上面に対する処理を施すときには、基板Ｗはスピンチャック１に保持されて回転され、一方、基板Ｗの下面の処理および／またはその上面の周縁部に対するベベル処理を行うときには、基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０に保持されて鉛直軸線Ｊ回りに回転されることになる。
図１には、基板処理装置１００が基板Ｗの下面または上面の周縁部に対する処理を行う場合の様子が示されていて、基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０によって上面側から保持されている。基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１から上方に離間した退避位置に退避した状態で、図示しない基板搬送ロボットによってスピンチャック１に受け渡される。その後、雰囲気遮蔽部６０が、基板Ｗに近接するように下方へと移動し、それとともに、雰囲気遮蔽部６０から、基板Ｗの外周側に向けて、窒素ガス等の不活性ガス（以下単に「ガス」という。）が噴出される。基板Ｗは、ガスの流れにより生じるベルヌーイ効果によって、雰囲気遮蔽部６０にごく近接した状態で吸引保持される。
【００２１】
その後、雰囲気遮蔽部６０が微小距離だけ上方へと移動されることによって、図１に示された状態となる。
図２に拡大して示すように、スピンチャック１は、鉛直方向に沿って配置された回転軸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板状のスピンベース３と、このスピンベース３の上面において基板Ｗの外周端縁に対応する複数箇所（この実施形態では３箇所）に、スピンベース３の周縁に沿って等間隔で立設された複数本（この実施形態では３本）の保持ピン４とを備えている。各保持ピン４は、基板Ｗの外周端縁を下方から支持する支持部４ａと、支持部４ａに支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗを挟持する立ち上がり部４ｂとを備えている。
【００２２】
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、電動モータ６が連動連結されており、この電動モータ６を駆動することによって、回転軸２およびスピンチャック１を鉛直軸線Ｊ回りに回転させることができる。
回転軸２は、中空軸とされていて、この回転軸２内に処理液供給管７が貫通して設けられている。この処理液供給管７の上端部の処理液供給部７ａから、雰囲気遮蔽部６０に保持された基板Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給することができる。
【００２３】
処理液供給管７は、配管８（図１参照）に連通接続されている。この配管８は、基端部において分岐されており、一方の分岐配管８ａには薬液供給源９が接続され、他方の分岐配管８ｂには純水供給源１０が接続されている。各分岐配管８ａ，８ｂには開閉バルブ１１ａ，１１ｂが介装されており、これらの開閉バルブ１１ａ，１１ｂの開閉を切り換えることによって、処理液供給部７ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて基板Ｗの下面中央へと供給することができる。
【００２４】
回転軸２の内壁面と処理液供給管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、気体供給源１５から、開閉バルブ１３および配管１４を介して清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガス等）等の清浄な気体が供給されるようになっている。気体供給路１２の上端部１２ａは、処理液供給部７ａの周囲において開口していて、基板Ｗの下面とスピンベース３との間の空間に、清浄な気体を供給することができるようになっている。
【００２５】
回転軸２、ベルト伝動機構５および電動モータ６などは、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。このケーシング１６の周囲には、受け部材２１がベース部材２０上に固定されている。受け部材２１の内部には、円筒状の仕切り部材２２ａ、２２ｂ，２２ｃが立設されていて、これらの仕切り部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃとケーシング１６の外壁面とによって、内側から順に、排気槽２３、第１の排液槽２４ａ、第２の排液槽２４ｂが形成されている。
【００２６】
排気槽２３の底部には排気ダクト２５に連通接続された排気口２６が形成されており、排気口２６から排気槽２３内の気体が吸引されるようになっている。また、第１の排液槽２４ａの底部には回収ドレン管２７に連通接続された第１の排液口２８ａが設けられており、第２の排液槽２４ｂの底部には廃液ドレン管２９に連通接続された第２の排液口２８ｂが形成されている。
第１および第２の排液槽２４ａ，２４ｂの上方には、スピンチャック１および雰囲気遮蔽部６０の周囲を包囲するように筒状の案内部材３０が昇降自在に設けられている。この案内部材３０には、上方に向かうほど径が小さくなる一対の傾斜部３１ａ，３１ｂが互いに間隔をあけて同心状に配置されている。内側の傾斜部３１ａの下端部には、一対の筒状垂直部３３，３４ａが連なっており、外側の傾斜部３１ｂの下端部には筒状垂直部３４ｂが連なっている。傾斜部３１ａ，３１ｂは、垂直部３４ａ，３４ｂを介して連結されており、この連結部分には、排液案内流路を形成する多数の開口３５が円周方向に沿って穿設されている。また、案内部材３０には、垂直部３３と垂直部３４ａとの間に円環状の溝３６が形成されている。この溝３６が、中間の仕切り部材２２ｂに嵌入されるとともに、垂直部３４ａ，３４ｂが第２の排液槽２４ｂ内に嵌入されるように、案内部材３０が昇降可能に配置されている。
【００２７】
案内部材３０は、支持部材４１を介して昇降機構４０に連結されている。この昇降機構４０は、図示しないモータ等を含み、このモータを駆動することによって、支持部材４１を介して、案内部材３０を昇降させる。案内部材３０を昇降させることによって、この案内部材３０とスピンチャック１または基板Ｗとの相対位置関係を変更することができる。
処理液供給管７の上端の処理液供給部７ａから薬液を吐出するときは、案内部材３０は、図１に示された高さ位置に制御される。このとき、基板Ｗの周端面は内側の傾斜部３１ａの内面に対向している。したがって、遠心力によって基板Ｗから飛び出した薬液は、傾斜部３１ａにぶつかってその下方の第１の排液槽２４ａへと導かれ、排液口２８ａから回収ドレン管２７を経て図示しない回収タンクへと導かれる。この回収タンクに回収された薬液は、薬液供給源９に供給されて、再利用される。
【００２８】
一方、処理液供給部７ａから純水を吐出するときは、案内部材３０は、雰囲気遮蔽部６０に保持された基板Ｗの周端面に外側の傾斜部３１ｂの内面が対向する高さ（図１の状態よりも低い高さ）に制御される。これにより、基板Ｗから遠心力を受けて回転半径方向外方へと飛び出した純水は、傾斜部３１ｂの内面によって、その下方の第２排液槽２４ｂへと導かれ、第２の排液口２８ｂから廃液ドレン管２９を経て廃液されることになる。
【００２９】
スピンチャック１と図示しない基板搬送ロボットとの間で基板の受け渡しを行うときには、案内部材３０は、その上端がスピンチャック１の下方に退避した状態とされる。この状態で、スピンチャック１に対して基板搬送ロボットから基板が受け渡され、また、処理後の基板Ｗがスピンチャック１から基板搬送ロボットへと受け渡されることになる。処理後の基板Ｗの搬出に先立ち、雰囲気遮蔽部６０における不活性ガスの吐出が停止され、これによって、ベルヌーイ効果による吸引力が失われて、基板Ｗが雰囲気遮蔽部６０からスピンチャック１へと受け渡される。
【００３０】
図３は、雰囲気遮蔽部６０の底面図である。上述の図２には、図３の切断面線II−IIでとった切断面が表わされている。
雰囲気遮蔽部６０は、筒状の中空回転軸６１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。雰囲気遮蔽部６０の下面には、基板Ｗの周縁部に対応する位置に、複数の回転伝達部材６８Ａが、回転軸線Ｊを中心に等角度間隔で設けられている。この実施形態では、６個の回転伝達部材６８Ａが、雰囲気遮蔽部６０の下面である遮蔽面６０１から微小距離（たとえば０．４ｍｍ程度）だけ突出して設けられており、これらの回転伝達部材６８Ａが等角度間隔（すなわち６０度間隔）で回転軸線Ｊを中心に放射状に配置されている。
【００３１】
雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１からは、さらに、複数の位置規制部材６８Ｂが突出している。これらの複数の位置規制部材６８Ｂは、この実施形態では６個設けられていて、隣接する回転伝達部材６８Ａの中間位置にそれぞれ１つずつ位置規制部材６８Ｂが設けられている。すなわち、６個の位置規制部材６８Ｂが回転軸線Ｊを中心として６０度ずつの等角度間隔で放射状に配置されている。このようにして６個ずつの回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂが、遮蔽面６０１の周方向に沿って交互に配置されている。
【００３２】
回転伝達部材６８Ａは、雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１に吸引保持される基板Ｗの周縁部において、この基板Ｗの上面に当接する位置に配置されている。これに対して、位置規制部材６８Ｂは、雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１に吸引保持される基板Ｗの周端面に対向するように配置されている。これにより、回転伝達部材６８Ａは、雰囲気遮蔽部６０の回転を基板Ｗに伝達し、位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗが回転半径方向外方へと飛び出すことを防止する。
【００３３】
回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂよりも回転半径方向内方側には、回転軸線Ｊを中心とする円周に沿って、複数のガス噴出口６０４が等間隔で配列されて形成されている。これらのガス噴出口６０４は、雰囲気遮蔽部６０の内部のガス流通空間６０ａに連通している。
雰囲気遮蔽部６０は、基板Ｗの上面に対向する支持面としての遮蔽面６０１を有する遮蔽部材６０２と、この遮蔽部材６０２の上部を覆う蓋部材６０３とを備えている。遮蔽部材６０２は、内方に凹所を有する皿形状を有していて、この遮蔽部材６０２に蓋部材６０３を嵌め合わせることによって、雰囲気遮蔽部６０の内部にガス流通空間６０ａが形成されている。
【００３４】
このガス流通空間６０ａにガスを供給するために、雰囲気遮蔽部６０の上部には、流路部材６０５およびガス供給ポート６０６が設けられている。ガス供給ポート６０６には、ガス供給部６０７から、チューブ６０８を介して、ガスが供給される。流路部材６０５は回転軸６１に取り付けられていて、ガス供給ポート６０６は流路部材６０５の外周を覆う形状となっている。流路部材６０５とガス供給ポート６０６との間には僅かな隙間が形成されている。
【００３５】
このような構造によって、回転軸６１および流路部材６０５を回転させる一方で、固定設置されたガス供給ポート６０６から流路部材６０５内の流路に向けてガスを連続供給することができる。このようにして、ガス供給手段が構成されている。
遮蔽面６０１に形成された多数のガス噴出口６０４は、雰囲気遮蔽部６０の内部のガス流通空間６０ａから遮蔽面６０１に向かう通路内における断面が直径０．３〜１ｍｍ程度の円形となるように形成されていて、遮蔽面６０１においては、雰囲気遮蔽部６０の回転半径方向に長い楕円形状を有している。ガス噴出口６０４は、遮蔽面６０１に対して角度α（好ましくは２０度〜４０度）の角度をなして、基板Ｗの外縁に向かってガスを噴出するように形成されている。このガスの噴出によって、ベルヌーイ効果により、基板Ｗが遮蔽面６０１に吸引される。よって、この遮蔽面６０１が基板Ｗの支持面として機能する。
【００３６】
このとき、基板Ｗのデバイスが形成される上面の周縁部、すなわちデバイス形成領域以外の周縁部において、基板Ｗの上面が回転伝達部材６８Ａに当接するまでこの基板Ｗが遮蔽面６０１に吸引されることになる。その結果、基板Ｗは遮蔽面６０１から所定の微小距離（たとえば、０．４ｍｍ程度）離れた状態で上方から支持されることになる。
遮蔽部材６０２は、処理液に対する耐腐食性を有する樹脂により一体成形される。好ましくは、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）や、硬めのフッ素樹脂としてＰＣＴＦＥ（ポリクロロフルオロエチレン）や、フッ素樹脂よりも機械強度が高いＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）により一体成形される。ガス噴出口６０４は一体成形時に形成されてもよく、遮蔽部材６０２の原型に対してドリルを用いて形成されてもよい。いずれの手法を用いても精度の良いガス噴出口６０４を有する遮蔽部材６０２を容易に作製することができる。
【００３７】
上述の雰囲気遮蔽部６０および上記ガス供給手段が、この発明の吸引保持手段を構成する。
図１に示すように、回転軸６１は、支持アーム６２に回転自在に支持されている。回転軸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。この従動プーリ６３と、モータ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６４を駆動することにより、回転軸６１とともに雰囲気遮蔽部６０が鉛直軸線Ｊ回りに回転されるようになっている。このようにして、この発明における回転手段が構成されている。
【００３８】
さらに、支持アーム６２は、昇降駆動機構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に対して雰囲気遮蔽部６０が接離されるようになっている。この基板処理装置１００では、雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１に保持された基板Ｗを吸引する近接位置と、雰囲気遮蔽部６０が基板Ｗを吸引保持してスピンチャック１より上方にわずかに離れた処理位置と、さらに雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１の上方に大きく離れた上方位置との３段階の位置の間で雰囲気遮蔽部６０を昇降することができる。このような接離動作を実現する昇降駆動機構６７は、ボールねじ機構やエアシリンダ等で構成することができる。
【００３９】
雰囲気遮蔽部６０の中心の開口および回転軸６１の中空部には、処理液供給管７０が貫通され、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面を処理する場合には、この下端部の処理液供給部７０ａから、基板Ｗの回転中心付近に処理液を供給することができる。
処理液供給管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が介装されていて、これらの開閉バルブ７２ａ，７２ｂの開閉を切り換えることによって、処理液供給部７０ａから、薬液と純水とを選択的に切り換えて基板Ｗの上面に供給することができる。
【００４０】
さらに、雰囲気遮蔽部６０の中心の開口の内壁面および回転軸６１の中空部の内壁面と、処理液供給管７０の外壁面との間の隙間は、気体供給路７３を形成している。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、雰囲気遮蔽部６０と基板Ｗの上面との間の空間に、清浄な気体（空気または不活性ガス）を供給できるようになっている。
【００４１】
図４(a)は、回転伝達部材６８Ａの取り付け構造を示す部分断面図であり、図４(b)は、回転伝達部材６８Ａの斜視図である。回転伝達部材６８Ａは、基板Ｗの上面の周縁部に対向して当接する円柱状の基板当接ピン６８１を下端部（一端部）に有し、この基板当接ピン６８１の上端部に結合され、基板当接ピン６８１よりも大径の円柱状に形成されているとともに、その外表面にねじが形成されたねじ軸部６８２を上端部（他端部）に備えている。このねじ軸部６８２の上端面にはドライバによるトルクを受ける溝部６８３が形成されている。
【００４２】
一方、遮蔽部材６０２において、基板Ｗの外周縁部に対向する所定位置には、回転伝達部材６８Ａが螺合されるねじ孔６８４が形成されている。このねじ孔６８４に回転伝達部材６８Ａのねじ軸部６８２をねじ込み、遮蔽部材６０２の上面側からロックナット６８５を締め付けることによって、回転伝達部材６８Ａを遮蔽部材６０２に固定することができる。ねじ孔６８４に対する回転伝達部材６８Ａのねじ込み量を調整することによって、基板当接ピン６８１の遮蔽面６０１からの突出量を微調整することができる。
【００４３】
図５(a)は、位置規制部材６８Ｂの遮蔽部材６０２に対する取り付け構造を示す部分拡大断面図であり、図５(b)は、位置規制部材６８Ｂの斜視図である。位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗの周端面に対向して、この基板Ｗの水平移動を規制する規制面６８６を有する基板規制部６８７と、この基板規制部６８７の上部に結合され、遮蔽部材６０２の所定位置に形成された嵌合凹所６８８に嵌合される取り付け部６８９とを有している。取り付け部６８９は、断面形状が長円の棒状体であって、その長手方向に沿うねじ孔がほぼ軸心部に形成されている。取り付け部６８９を嵌合凹所６８８に嵌合させた状態で、ボルト６７１を、遮蔽部材６０２の上面側から挿通孔６７２を挿通させて、ねじ孔６７０に螺着することによって、位置規制部材６８Ｂを遮蔽部材６０２に取り付けることができる。位置規制部材６８Ｂが遮蔽部材６０２に取り付けられた状態では、位置規制部材６８Ｂは、規制面６８６が回転軸線Ｊに対向した姿勢で固定される。
【００４４】
基板規制部６８７において規制面６８６の下方側には、下方に向かうに従って回転軸線Ｊから離反するように傾斜した案内面６７３が形成されている。この案内面６７３の働きにより、スピンチャック１から雰囲気遮蔽部６０へと基板Ｗが吸引される際に、基板Ｗは、規制面６８６よりも内方の領域へと案内されることになる。
基板Ｗに対する処理を行うときは、雰囲気遮蔽部６０のガス供給部６０７から所定流量のガスを供給し、ベルヌーイ効果によって、遮蔽面６０１に基板Ｗを吸引させる。このとき、基板Ｗは、その周縁部の上面が回転伝達部材６８Ａに当接するとともに、その水平方向の移動が位置規制部材６８Ｂによって規制された状態となる。さらに、基板Ｗの上面は、遮蔽部材６０２によって塞がれることになる。雰囲気遮蔽部６０は、スピンチャック１から上方にわずかに離れた処理位置において、モータ６４等によって回転駆動される。このとき、モータ６もまた付勢されて、スピンチャック１および雰囲気遮蔽部６０は、同じ方向に同期回転させられる。雰囲気遮蔽部６０から基板Ｗへの回転の伝達は、基板Ｗが回転伝達部材６８Ａに当接することによって達成される。
【００４５】
この状態で、開閉バルブ１１ａが開成されることによって、処理液供給部７ａから基板Ｗの下面に薬液（たとえばエッチング液）が供給される。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。この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。これにより、基板Ｗの下面全域に対してくまなく薬液洗浄処理を行うことができる。
【００４６】
基板Ｗは、上面の有効領域（デバイス形成領域）が、非接触状態で遮蔽されているとともに、周辺部は位置規制部材６８Ｂによって位置決めされている。したがって、下面から処理液を噴射しても基板Ｗが凸状に湾曲することがなく、基板Ｗと遮蔽部材６０２との隙間を維持することができる。なお、基板Ｗの中心部で処理液の噴射圧力に対抗させるために、気体供給路７３からもガスを供給しながらベルヌーイ効果を発生させるようにしてもよい。
【００４７】
基板Ｗの上面の周縁部に対してベベルエッチング処理を行うときには、ガス供給部６０７からのガス供給量が減少させられて、ガス噴出口６０４からのガス噴出量が減少させられる。その結果、ベルヌーイ効果による吸引力が弱まり、基板Ｗの上面と遮蔽面６０１との間隔が広くなる。これにより、基板Ｗは、回転伝達部材６８Ａと非接触状態の近接吸着状態となる。よって、処理液供給部７ａからのエッチング液が、回転している基板Ｗの下面に触れることによって回転抵抗効果を生じ、遮蔽部材６０２に吸引保持されている基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０の回転に対して遅れて回転することになる。すなわち、基板Ｗは、位置規制部材６８Ｂの作用で飛び出しが防止されるとともに、基板Ｗの周端面がこの位置規制部材６８Ｂに突き当たることによって、雰囲気遮蔽部６０からの回転力が基板Ｗに伝達される。こうして、基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０の回転数よりも低い回転数で回転する。
【００４８】
基板Ｗと雰囲気遮蔽部６０の回転数に差が生じると、基板Ｗが滑り出す。基板Ｗの雰囲気遮蔽部６０に対する吸着と上述の滑り出しとを繰返すことによって、基板Ｗの下面を伝って下面周縁部に向かったエッチング液が基板Ｗの周端面を伝って上面にはい上がり、この基板Ｗの上面の周縁部をくまなくエッチングすることになる。このようにして、基板Ｗの周端面の保持に起因する処理むらを防止できる。
【００４９】
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（バッファードフッ酸）、Ｈ3ＰＯ4、ＨＮＯ3、ＨＦ＋Ｈ2Ｏ2（フッ酸過酸化水素水混合液）、Ｈ3ＰＯ4＋Ｈ2Ｏ2（リン酸過酸化水素水混合液）、Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏ2（硫酸過酸化水素水混合液）、ＨＣＬ＋Ｈ2Ｏ2＋Ｈ2Ｏ（塩酸過酸化水素水混合液）、ＮＨ4ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2＋Ｈ2Ｏ（アンモニア過酸化水素水混合液）、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。
【００５０】
基板Ｗの下面を伝って基板の回転半径方向外方側へ向かった処理液は、基板Ｗの下面よりもさらに下方に突出している位置規制部材６８Ｂにぶつかり、はね返りを生じる。しかし、位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗと遮蔽面６０１との間隔を規制する回転伝達部材６８Ａから離れて（たとえば３０ｍｍ以上離れて）配置されていて、この位置規制部材６８Ｂの近傍では、基板Ｗは、ベルヌーイ効果による吸引作用のために、その周縁部が遮蔽面６０１に著しく近接した状態にある。そのため、位置規制部材６８Ｂにおいて処理液が飛び散っても、処理液のミストが基板Ｗと遮蔽面６０１との間の空間に入り込んで、基板Ｗに再付着することがない。
【００５１】
また、基板Ｗから回転半径方向外方に延び出して案内部材３０にぶつかって処理液のミストが生じても、基板Ｗは遮蔽面６０１に著しく近接しているから、基板Ｗの上面に処理液ミストが再付着することはない。
さらに、ベルヌーイ効果を利用することによって、遮蔽面６０１にごく近接した位置に基板Ｗを位置させた状態で、基板Ｗの上面の周縁部に対する処理（ベベル処理）を行うことができるから、処理液の回り込み量を高精度で制御することができ、良好なベベル処理を実現することができる。
【００５２】
予め定めた一定時間だけエッチング液が供給された後、開閉バルブ１１ａが閉成されて薬液処理工程が終了させられ、代わって、開閉バルブ１１ｂが開成される。これによって、処理液供給部７ａから、リンス液（純水、オゾン水、電解イオン水等）が、基板Ｗの下面の中央に向けて供給されることになる。この状態で、処理液供給部７ａからリンス液を基板Ｗの下面に供給して、基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とすリンス処理が行われる。このリンス処理の間も、基板Ｗの吸着と滑り出しとを交互に繰り返しながら処理を行うことによって、薬液処理工程の後の基板Ｗの下面および基板Ｗの上面の周縁部に存在するエッチング液を洗い流すことができる。
【００５３】
その後一定時間が経過すると、開閉バルブ１１ｂが閉成されてリンス工程が終了する。次に、モータ６，６４が高速回転させられて、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。このとき、基板Ｗは、ガス供給部６０７のガス供給量を増加させて、基板Ｗの周縁部を回転伝達部材６８Ａに当接させることによって、確実に保持される。
【００５４】
この乾燥工程の後、ガス供給部６０７へのガスの供給が停止され、これによって、基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０からスピンチャック１へと受け渡される。その後、雰囲気遮蔽部６０は、昇降駆動機構６７によって上方位置に上昇させられ、その後、基板搬送ロボットによって、処理済の基板Ｗがスピンチャック１から搬出されることになる。
以上のように、この実施形態によれば、雰囲気遮蔽部６０から基板Ｗに回転力を伝達する回転伝達部材６８Ａと、回転半径方向外方へと基板Ｗが飛び出すことを防止する位置規制部材６８Ｂとが別部材で構成され、これらが基板Ｗの周縁部に沿って交互に間隔をあけて異なる位置に配置されている。これによって、回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂをそれぞれ小型に構成することができるうえ、位置規制部材６８Ｂにおいて飛び散った処理液が、回転伝達部材６８Ａの近傍における基板Ｗと遮蔽面６０１との間から基板Ｗの上面側の空間へと入り込むことを効果的に防止できる。こうして、処理液の再付着を効果的に防止できるから、基板Ｗのリンス時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
【００５５】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することができる。たとえば、上述の実施形態では、回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂが、それぞれ６個ずつ設けられている例について説明したが、回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂは、それぞれ少なくとも１つずつ設けられていればよく、また、それらの数が同数である必要もない。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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この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。
【図２】雰囲気遮蔽部の近傍の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】雰囲気遮蔽部の底面図である。
【図４】 (a)は回転伝達部材の取り付け構造を示す部分断面図であり、(b)は回転伝達部材の拡大斜視図である。
【図５】 (a)は位置規制部材の遮蔽部材に対する取り付け構造を示す部分断面図であり、(b)は位置規制部材の拡大斜視図である。
【符号の説明】
７ 処理液供給管
７ａ 処理液供給部
８ 配管
８ａ 分岐配管
８ｂ 分岐配管
９ 薬液供給源
１０ 純水供給源
１１ａ 開閉バルブ
１１ｂ 開閉バルブ
１２ 気体供給路
１３ 開閉バルブ
１４ 配管
１５ 気体供給源
６０ 雰囲気遮蔽部
６０ａ ガス流通空間
６１ 回転軸
６２ 支持アーム
６３ 従動プーリ
６４ モータ
６５ 主動プーリ
６６ 無端ベルト
６７ 昇降駆動機構
６８Ａ 回転伝達部材
６８Ｂ 位置規制部材
７０ 処理液供給管
７０ａ 処理液供給部
７１ 配管
７１ａ 分岐配管
７１ｂ 分岐配管
７２ａ 開閉バルブ
７３ 気体供給路
７３ａ 気体供給部
７４ 開閉バルブ
７５ 配管
１００ 基板処理装置
６０１ 遮蔽面
６０２ 遮蔽部材
６０３ 蓋部材
６０４ ガス噴出口
６０５ 流路部材
６０６ ガス供給ポート
６０７ ガス供給部
６０８ チューブ
６７０ ねじ孔
６７１ ボルト
６７２ 挿通孔
６７３ 案内面
６８１ 基板当接ピン
６８２ ねじ軸部
６８３ 溝部
６８４ ねじ孔
６８５ ロックナット
６８６ 規制面
６８７ 基板規制部
６８８ 嵌合凹所
６８９ 取り付け部
Ｊ 回転軸線
Ｗ 基板
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板を鉛直方向に沿う軸線まわりに回転させながら、基板の表面に対するエッチング処理、洗浄処理または乾燥処理等の所要の処理を施すための基板処理装置に関する。処理対象の基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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、およびフォトマスク用基板等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの処理工程や液晶表示装置用ガラス基板の処理工程では、これらの基板を水平に保持して鉛直軸線回りに回転させながら、エッチング液等の処理液を基板の下面へ供給して基板を処理する基板処理装置が用いられる場合がある。このような基板処理装置では、処理中に飛散した処理液のミストが基板の上面側に巻き込まれて基板の上面に付着したり、基板の下面に供給された処理液が基板の周縁から基板の上面側へ回り込んだりする。
【０００３】
このような不具合を解消するために、たとえば特開平１１−１７６７９５号公報等において、基板の上面に近接して遮蔽板を配置し、基板の上面側の空間を制限するとともに、この制限された空間に窒素ガス等の不活性ガスを導入する構成が開示されている。これにより、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや処理液の回り込みの防止が図られている。
このような基板処理装置を用いて、いわゆるベベルエッチングと呼ばれる基板処理を行うこともできる。すなわち、基板の下面に供給された処理液は、遠心力によって中心部から周縁部に向けて基板の下面を伝わり、基板の外周端面を回り込んで基板の上面の周縁部へと至る。そこで、基板の回転速度、処理液の供給量および基板と遮蔽板との間に供給される窒素ガスの流量を適切に調整することによって、基板上面の周縁部の所定幅（たとえば１〜７ｍｍ）の領域を選択的にエッチング処理することができる。具体的には、上面全体に銅メッキが施された基板の下面にエッチング液を供給することによって、基板下面全体、基板の外周端面、および基板上面の周縁部の所定幅の領域に関して、銅メッキ膜または銅イオンを除去する処理を施すことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成において、基板の上面に処理液ミストの巻き込みや、処理液の回り込みを効果的に防止するためには、遮蔽板を基板の上面に対して可能な限り近接させる必要がある。しかし、遮蔽板の機械的精度から、回転中の基板に接触することなく遮蔽板を基板の上面に近接させ得る距離には限界がある。そのため、基板の上面側への処理液ミストの巻き込みや、処理液の回り込みを防止したり、処理液の回り込み量を精度良く制御したりすることができない。
【０００５】
特に、大型の基板を処理する場合には、基板の下面のほぼ中央に処理液を供給すると、処理液の噴出圧で、基板の中央部位が凸状に盛り上がってしまう。この処理中の基板の変形が、基板と遮蔽板との近接をさらに困難にしている。
一方、基板の下面中央に向けて処理液を供給するためには、基板を保持して回転するスピンチャックには、真空吸着式のチャック（バキュームチャック）を用いることはできず、いわゆるメカニカルチャックを用いる必要がある。メカニカルチャックは、基板の下方に位置する回転ベース部材上に、基板の外周端面に沿って間隔を開けて配置した複数の保持ピンを設け、これらの保持ピンによって基板の外周端面を挟持する構成となっている。
【０００６】
したがって、メカニカルチャックを用いてベベルエッチング処理を行う場合には、保持ピンによって保持されている基板の外周端面の部位には、エッチング液が到達しない。したがって、基板の外周端面および上面の周縁部に対する処理が不均一になる。
回転ベース部材に、保持ピンによる基板の挟持を一時的に解除する解除機構を設けることによって、上記の問題は幾分緩和される。しかし、解除機構は、基板の処理中に大量の処理液を浴びることになるから、解除機構が早期に腐食し、動作不良を引き起こすという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、基板を回転させながら基板の一方面に処理液を供給して処理を行う場合に、基板の他方面への処理液ミストの巻き込みを効果的に防止できる基板処理装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、基板を回転させながらその一方面に処理液を供給して処理を行う場合に、基板の他方面側への処理液の回り込みを確実に制御することができる基板処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）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（１００）であって、基板に対向する支持面（６０１）に設けられたガス噴出口（６０４）からガスを噴出することによってベルヌーイ効果を利用して基板を上記支持面へと吸引して保持する吸引保持手段（６０，６０５〜６０７）と、この吸引保持手段を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段（６４）と、上記吸引保持手段の支持面から突出して設けられ、上記ベルヌーイ効果によって上記支持面へと吸引される基板の上記支持面に対向する表面に当接する一端部を有し、上記回転手段の駆動力を当該基板に伝達する回転伝達部材（６８Ａ）と、上記吸引保持手段の回転方向に関して上記回転伝達部材とは異なる位置において上記支持面から突出するとともに、この吸引保持手段に吸引保持される基板の周端面に対向するように配置され、当該基板の水平方向への移動を規制し基板の回転半径方向外方への飛び出しを防止する規制面（６８６）を有する位置規制部材（６８Ｂ）と、上記吸引保持手段に保持されて回転されている基板に処理液を供給する処理液供給手段（７，８，９，１０）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【０００９】
この構成によれば、基板に吸引保持手段を近づけ、この吸引保持手段から基板の対向面側へ向かって、全周にわたって、かつ外向きに気体を噴き出させると、ベルヌーイの原理により、基板を支持面へと吸引する力が作用する。これにより、基板は、吸引保持手段に吸い寄せられて、吸引保持手段の支持面に近接して保持される。
吸引保持手段の支持面からは、回転伝達部材が突出していて、この回転伝達部材は、吸引保持手段の支持面方向への基板の移動を規制するように基板の表面に当接する一端部を有している。こうして、基板が吸引保持手段の支持面に近接した状態で位置決めされ、基板の表面が遮蔽される。気体の噴き出し量が充分に多ければ、基板は、回転伝達部材に押し付けられることになるから、回転手段によって吸引保持手段を鉛直軸線回りに回転させることにより、基板を鉛直軸線回りに回転させることができる。
【００１０】
一方、基板の水平方向への移動は、位置規制部材の規制面によって規制されるようになっているので、基板がその回転中に回転半径方向へと飛び出してしまうことがない。
基板の回転中に、この基板に対して処理液を供給すると、基板表面の処理を行うことができる。基板は吸引保持手段の支持面にごく近接した状態（たとえば０．４ｍｍ程度まで近接した状態）で安定に保持することができるので、吸引保持手段に対向する基板表面には、処理液ミストが導かれることがない。
【００１１】
また、基板に対して吸引保持手段の支持面とは反対側の表面に処理液を供給する場合に、この処理液が基板の支持面側の表面へと回り込むことを防止したり、この回り込み量を高精度で制御して基板の上記支持面側の表面における周縁部を選択的に処理したりすることができる。
基板には、吸引保持手段による吸引力によって、この吸引保持手段の支持面に向かう吸引力が作用するから、回転伝達部材の位置においては、支持面と基板との間の距離は、この回転伝達部材の上記支持面からの突出量に等しくなる。一方、この回転伝達部材の配置箇所以外の部位においては、吸引保持手段の支持面と基板との間の距離は、回転伝達部材の上記突出量よりも短くなる。
【００１２】
この発明では、回転伝達部材と位置規制部材とは吸引保持手段の回転方向に関して異なる位置において、上記支持面から突出している。したがって、基板の表面を伝って回転半径方向へと向かう処理液がぶつかって処理液ミストの発生源となる位置規制部材の近傍においては、吸引保持手段の支持面と基板との間の距離が極めて短くなっている。したがって、処理液ミストが基板の上記支持面に対向する表面に再付着することを確実に防止できる。それとともに、上記支持面とは反対側の基板表面に向けて処理液を供給する場合に、基板の支持面側表面への処理液の回り込みを確実に防止したり、またこの回り込み量を高精度で制御したりすることができるようになる。
【００１３】
さらに、回転伝達部材および位置規制部材が別部材となっているので、これらはそれぞれ小型に構成することができる。これによって、回転伝達部材や位置規制部材における処理液のはね返りを抑制することができるから、これによっても、処理液の再付着による基板の汚染を効果的に防止することができる。また、回転伝達部材および位置規制部材を別部材とすることにより、それらの構成が簡単になるから、基板処理装置のコストを低減できる。
【００１４】
なお、吸引保持手段は、支持面を下方に向けて、基板を上面側から支持するものであってもよい。
請求項２記載の発明は、上記回転伝達部材が、基板の周縁部に当接可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成によれば、回転伝達部材が基板の周縁部に当接可能な位置に配置されているから、基板に対する回転の伝達を良好に行うことができる。上記のとおり、回転伝達部材は、吸引保持手段の回転方向に関して位置規制部材とは異なる位置に配置されているから、回転伝達部材の近傍において基板と支持面との間の間隔が最も大きくなるが、この部分からの処理液ミストの侵入を確実に防止することができる。
【００１５】
吸引保持手段が、支持面を下方に向けて、基板を上面側から支持するものである場合において、基板の上面の周縁部に対して処理を施すときには、ガス噴出口からのガスの噴出量を制御することによってベルヌーイ効果による基板の吸引力を弱め、基板に対する位置規制部材の当接位置を変化させることが好ましい。すなわち、ガス噴出量を一時的に弱めることによって、ベルヌーイ効果による吸引力と基板に働く重力とを均衡させると、位置規制部材上で基板が滑り出す。この状態では、基板の端面が位置規制部材に当たることによって、この位置規制部材から基板に対して回転力が伝達されることになる。
【００１６】
上記のような滑り出しが生じる状態と、ガス噴出口から充分な流量のガスを吐出させて基板が吸引保持手段の支持面に吸着保持される状態とを繰り返すことによって、基板上面の周縁部に対して隈無く処理液を供給することができるから、良好な処理を実現できる。
請求項３記載の発明は、上記回転伝達部材および上記位置規制部材は、上記吸引保持手段の回転方向に関して交互に配置された状態でそれぞれ複数個設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置である。
【００１７】
この構成により、基板に対して回転力を確実に伝達することができるとともに、基板の回転半径方向への飛び出しを確実に防止できる。
請求項４記載の発明は、上記回転伝達部材とこれに隣接する上記位置規制部材との間隔が３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置である。
この構成によって、位置規制部材の近傍において基板と支持面とを充分に近接させることができるので、位置規制部材における処理液のはね返りに起因する処理液ミストが、回転伝達部材の近傍から吸引保持手段の支持面と基板との間の空間に入り込むことを確実に防止できる。
請求項５記載の発明は、上記回転伝達部材は、円柱状の基板当接ピン（６８１）を上記一端部に有し、外表面にねじが形成されたねじ軸部（６８２）を他端部に有するとともに、上記他端部側の端面にドライバによるトルクを受ける溝部（６８３）が形成されたものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項６記載の発明は、上記位置規制部材は、上記規制面を有する基板規制部（６８７）と、この基板規制部に結合された取り付け部（６８９）とを有し、上記取り付け部の軸心部にねじ孔が形成されたものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項７記載の発明は、上記吸引保持手段は、基板の上面側の雰囲気を遮蔽するための雰囲気遮蔽部（６０）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００１８】
【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。
図１は、この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。この基板処理装置１００は、処理対象の基板Ｗ（この実施形態では半導体ウエハ等の円形基板）に、処理液（薬液または純水）を用いた処理を行うための装置である。この基板処理装置１００は、基板Ｗを、ほぼ水平な姿勢で鉛直軸線Ｊ回りに回転させながら、この基板Ｗの表面に化学薬品または有機溶剤等の薬液や純水を供給することによって、基板Ｗの表面に対する処理を行う。この基板処理装置１００においては、基板Ｗの下面に対して処理液を供給して、この基板Ｗの下面の処理を行うことができ、基板Ｗの下面に処理液を供給することにより、この基板Ｗの下面から基板Ｗの周端面を伝ってその上面に処理液を回り込ませて基板Ｗの上面の周縁部の処理（ベベル処理）を行うことができ、さらに、基板Ｗの上面に対して処理液を供給し、この上面の処理を行うことができる。
【００１９】
この基板処理装置１００は、基板Ｗを下方から保持して鉛直軸線回りに回転するスピンチャック１と、このスピンチャック１に対向して配置され、基板Ｗの上面側の雰囲気を遮蔽するための雰囲気遮蔽部６０とを備えている。この雰囲気遮蔽部６０は、ベルヌーイ効果によって、基板Ｗを上面側からほぼ水平に吸引保持することができ、かつこの水平に保持された基板Ｗを鉛直軸線Ｊ回りに回転させることができるようになっている。
【００２０】
基板Ｗの上面に対する処理を施すときには、基板Ｗはスピンチャック１に保持されて回転され、一方、基板Ｗの下面の処理および／またはその上面の周縁部に対するベベル処理を行うときには、基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０に保持されて鉛直軸線Ｊ回りに回転されることになる。
図１には、基板処理装置１００が基板Ｗの下面または上面の周縁部に対する処理を行う場合の様子が示されていて、基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０によって上面側から保持されている。基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１から上方に離間した退避位置に退避した状態で、図示しない基板搬送ロボットによってスピンチャック１に受け渡される。その後、雰囲気遮蔽部６０が、基板Ｗに近接するように下方へと移動し、それとともに、雰囲気遮蔽部６０から、基板Ｗの外周側に向けて、窒素ガス等の不活性ガス（以下単に「ガス」という。）が噴出される。基板Ｗは、ガスの流れにより生じるベルヌーイ効果によって、雰囲気遮蔽部６０にごく近接した状態で吸引保持される。
【００２１】
その後、雰囲気遮蔽部６０が微小距離だけ上方へと移動されることによって、図１に示された状態となる。
図２に拡大して示すように、スピンチャック１は、鉛直方向に沿って配置された回転軸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板状のスピンベース３と、このスピンベース３の上面において基板Ｗの外周端縁に対応する複数箇所（この実施形態では３箇所）に、スピンベース３の周縁に沿って等間隔で立設された複数本（この実施形態では３本）の保持ピン４とを備えている。各保持ピン４は、基板Ｗの外周端縁を下方から支持する支持部４ａと、支持部４ａに支持された基板Ｗの外周端面に当接して基板Ｗを挟持する立ち上がり部４ｂとを備えている。
【００２２】
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、電動モータ６が連動連結されており、この電動モータ６を駆動することによって、回転軸２およびスピンチャック１を鉛直軸線Ｊ回りに回転させることができる。
回転軸２は、中空軸とされていて、この回転軸２内に処理液供給管７が貫通して設けられている。この処理液供給管７の上端部の処理液供給部７ａから、雰囲気遮蔽部６０に保持された基板Ｗの下面の回転中心付近に処理液を供給することができる。
【００２３】
処理液供給管７は、配管８（図１参照）に連通接続されている。この配管８は、基端部において分岐されており、一方の分岐配管８ａには薬液供給源９が接続され、他方の分岐配管８ｂには純水供給源１０が接続されている。各分岐配管８ａ，８ｂには開閉バルブ１１ａ，１１ｂが介装されており、これらの開閉バルブ１１ａ，１１ｂの開閉を切り換えることによって、処理液供給部７ａから薬液と純水とを選択的に切り換えて基板Ｗの下面中央へと供給することができる。
【００２４】
回転軸２の内壁面と処理液供給管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、気体供給源１５から、開閉バルブ１３および配管１４を介して清浄な空気や清浄な不活性ガス（窒素ガス等）等の清浄な気体が供給されるようになっている。気体供給路１２の上端部１２ａは、処理液供給部７ａの周囲において開口していて、基板Ｗの下面とスピンベース３との間の空間に、清浄な気体を供給することができるようになっている。
【００２５】
回転軸２、ベルト伝動機構５および電動モータ６などは、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。このケーシング１６の周囲には、受け部材２１がベース部材２０上に固定されている。受け部材２１の内部には、円筒状の仕切り部材２２ａ、２２ｂ，２２ｃが立設されていて、これらの仕切り部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃとケーシング１６の外壁面とによって、内側から順に、排気槽２３、第１の排液槽２４ａ、第２の排液槽２４ｂが形成されている。
【００２６】
排気槽２３の底部には排気ダクト２５に連通接続された排気口２６が形成されており、排気口２６から排気槽２３内の気体が吸引されるようになっている。また、第１の排液槽２４ａの底部には回収ドレン管２７に連通接続された第１の排液口２８ａが設けられており、第２の排液槽２４ｂの底部には廃液ドレン管２９に連通接続された第２の排液口２８ｂが形成されている。
第１および第２の排液槽２４ａ，２４ｂの上方には、スピンチャック１および雰囲気遮蔽部６０の周囲を包囲するように筒状の案内部材３０が昇降自在に設けられている。この案内部材３０には、上方に向かうほど径が小さくなる一対の傾斜部３１ａ，３１ｂが互いに間隔をあけて同心状に配置されている。内側の傾斜部３１ａの下端部には、一対の筒状垂直部３３，３４ａが連なっており、外側の傾斜部３１ｂの下端部には筒状垂直部３４ｂが連なっている。傾斜部３１ａ，３１ｂは、垂直部３４ａ，３４ｂを介して連結されており、この連結部分には、排液案内流路を形成する多数の開口３５が円周方向に沿って穿設されている。また、案内部材３０には、垂直部３３と垂直部３４ａとの間に円環状の溝３６が形成されている。この溝３６が、中間の仕切り部材２２ｂに嵌入されるとともに、垂直部３４ａ，３４ｂが第２の排液槽２４ｂ内に嵌入されるように、案内部材３０が昇降可能に配置されている。
【００２７】
案内部材３０は、支持部材４１を介して昇降機構４０に連結されている。この昇降機構４０は、図示しないモータ等を含み、このモータを駆動することによって、支持部材４１を介して、案内部材３０を昇降させる。案内部材３０を昇降させることによって、この案内部材３０とスピンチャック１または基板Ｗとの相対位置関係を変更することができる。
処理液供給管７の上端の処理液供給部７ａから薬液を吐出するときは、案内部材３０は、図１に示された高さ位置に制御される。このとき、基板Ｗの周端面は内側の傾斜部３１ａの内面に対向している。したがって、遠心力によって基板Ｗから飛び出した薬液は、傾斜部３１ａにぶつかってその下方の第１の排液槽２４ａへと導かれ、排液口２８ａから回収ドレン管２７を経て図示しない回収タンクへと導かれる。この回収タンクに回収された薬液は、薬液供給源９に供給されて、再利用される。
【００２８】
一方、処理液供給部７ａから純水を吐出するときは、案内部材３０は、雰囲気遮蔽部６０に保持された基板Ｗの周端面に外側の傾斜部３１ｂの内面が対向する高さ（図１の状態よりも低い高さ）に制御される。これにより、基板Ｗから遠心力を受けて回転半径方向外方へと飛び出した純水は、傾斜部３１ｂの内面によって、その下方の第２排液槽２４ｂへと導かれ、第２の排液口２８ｂから廃液ドレン管２９を経て廃液されることになる。
【００２９】
スピンチャック１と図示しない基板搬送ロボットとの間で基板の受け渡しを行うときには、案内部材３０は、その上端がスピンチャック１の下方に退避した状態とされる。この状態で、スピンチャック１に対して基板搬送ロボットから基板が受け渡され、また、処理後の基板Ｗがスピンチャック１から基板搬送ロボットへと受け渡されることになる。処理後の基板Ｗの搬出に先立ち、雰囲気遮蔽部６０における不活性ガスの吐出が停止され、これによって、ベルヌーイ効果による吸引力が失われて、基板Ｗが雰囲気遮蔽部６０からスピンチャック１へと受け渡される。
【００３０】
図３は、雰囲気遮蔽部６０の底面図である。上述の図２には、図３の切断面線II−IIでとった切断面が表わされている。
雰囲気遮蔽部６０は、筒状の中空回転軸６１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。雰囲気遮蔽部６０の下面には、基板Ｗの周縁部に対応する位置に、複数の回転伝達部材６８Ａが、回転軸線Ｊを中心に等角度間隔で設けられている。この実施形態では、６個の回転伝達部材６８Ａが、雰囲気遮蔽部６０の下面である遮蔽面６０１から微小距離（たとえば０．４ｍｍ程度）だけ突出して設けられており、これらの回転伝達部材６８Ａが等角度間隔（すなわち６０度間隔）で回転軸線Ｊを中心に放射状に配置されている。
【００３１】
雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１からは、さらに、複数の位置規制部材６８Ｂが突出している。これらの複数の位置規制部材６８Ｂは、この実施形態では６個設けられていて、隣接する回転伝達部材６８Ａの中間位置にそれぞれ１つずつ位置規制部材６８Ｂが設けられている。すなわち、６個の位置規制部材６８Ｂが回転軸線Ｊを中心として６０度ずつの等角度間隔で放射状に配置されている。このようにして６個ずつの回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂが、遮蔽面６０１の周方向に沿って交互に配置されている。
【００３２】
回転伝達部材６８Ａは、雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１に吸引保持される基板Ｗの周縁部において、この基板Ｗの上面に当接する位置に配置されている。これに対して、位置規制部材６８Ｂは、雰囲気遮蔽部６０の遮蔽面６０１に吸引保持される基板Ｗの周端面に対向するように配置されている。これにより、回転伝達部材６８Ａは、雰囲気遮蔽部６０の回転を基板Ｗに伝達し、位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗが回転半径方向外方へと飛び出すことを防止する。
【００３３】
回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂよりも回転半径方向内方側には、回転軸線Ｊを中心とする円周に沿って、複数のガス噴出口６０４が等間隔で配列されて形成されている。これらのガス噴出口６０４は、雰囲気遮蔽部６０の内部のガス流通空間６０ａに連通している。
雰囲気遮蔽部６０は、基板Ｗの上面に対向する支持面としての遮蔽面６０１を有する遮蔽部材６０２と、この遮蔽部材６０２の上部を覆う蓋部材６０３とを備えている。遮蔽部材６０２は、内方に凹所を有する皿形状を有していて、この遮蔽部材６０２に蓋部材６０３を嵌め合わせることによって、雰囲気遮蔽部６０の内部にガス流通空間６０ａが形成されている。
【００３４】
このガス流通空間６０ａにガスを供給するために、雰囲気遮蔽部６０の上部には、流路部材６０５およびガス供給ポート６０６が設けられている。ガス供給ポート６０６には、ガス供給部６０７から、チューブ６０８を介して、ガスが供給される。流路部材６０５は回転軸６１に取り付けられていて、ガス供給ポート６０６は流路部材６０５の外周を覆う形状となっている。流路部材６０５とガス供給ポート６０６との間には僅かな隙間が形成されている。
【００３５】
このような構造によって、回転軸６１および流路部材６０５を回転させる一方で、固定設置されたガス供給ポート６０６から流路部材６０５内の流路に向けてガスを連続供給することができる。このようにして、ガス供給手段が構成されている。
遮蔽面６０１に形成された多数のガス噴出口６０４は、雰囲気遮蔽部６０の内部のガス流通空間６０ａから遮蔽面６０１に向かう通路内における断面が直径０．３〜１ｍｍ程度の円形となるように形成されていて、遮蔽面６０１においては、雰囲気遮蔽部６０の回転半径方向に長い楕円形状を有している。ガス噴出口６０４は、遮蔽面６０１に対して角度α（好ましくは２０度〜４０度）の角度をなして、基板Ｗの外縁に向かってガスを噴出するように形成されている。このガスの噴出によって、ベルヌーイ効果により、基板Ｗが遮蔽面６０１に吸引される。よって、この遮蔽面６０１が基板Ｗの支持面として機能する。
【００３６】
このとき、基板Ｗのデバイスが形成される上面の周縁部、すなわちデバイス形成領域以外の周縁部において、基板Ｗの上面が回転伝達部材６８Ａに当接するまでこの基板Ｗが遮蔽面６０１に吸引されることになる。その結果、基板Ｗは遮蔽面６０１から所定の微小距離（たとえば、０．４ｍｍ程度）離れた状態で上方から支持されることになる。
遮蔽部材６０２は、処理液に対する耐腐食性を有する樹脂により一体成形される。好ましくは、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）や、硬めのフッ素樹脂としてＰＣＴＦＥ（ポリクロロフルオロエチレン）や、フッ素樹脂よりも機械強度が高いＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）により一体成形される。ガス噴出口６０４は一体成形時に形成されてもよく、遮蔽部材６０２の原型に対してドリルを用いて形成されてもよい。いずれの手法を用いても精度の良いガス噴出口６０４を有する遮蔽部材６０２を容易に作製することができる。
【００３７】
上述の雰囲気遮蔽部６０および上記ガス供給手段が、この発明の吸引保持手段を構成する。
図１に示すように、回転軸６１は、支持アーム６２に回転自在に支持されている。回転軸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。この従動プーリ６３と、モータ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６４を駆動することにより、回転軸６１とともに雰囲気遮蔽部６０が鉛直軸線Ｊ回りに回転されるようになっている。このようにして、この発明における回転手段が構成されている。
【００３８】
さらに、支持アーム６２は、昇降駆動機構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に対して雰囲気遮蔽部６０が接離されるようになっている。この基板処理装置１００では、雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１に保持された基板Ｗを吸引する近接位置と、雰囲気遮蔽部６０が基板Ｗを吸引保持してスピンチャック１より上方にわずかに離れた処理位置と、さらに雰囲気遮蔽部６０がスピンチャック１の上方に大きく離れた上方位置との３段階の位置の間で雰囲気遮蔽部６０を昇降することができる。このような接離動作を実現する昇降駆動機構６７は、ボールねじ機構やエアシリンダ等で構成することができる。
【００３９】
雰囲気遮蔽部６０の中心の開口および回転軸６１の中空部には、処理液供給管７０が貫通され、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面を処理する場合には、この下端部の処理液供給部７０ａから、基板Ｗの回転中心付近に処理液を供給することができる。
処理液供給管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が介装されていて、これらの開閉バルブ７２ａ，７２ｂの開閉を切り換えることによって、処理液供給部７０ａから、薬液と純水とを選択的に切り換えて基板Ｗの上面に供給することができる。
【００４０】
さらに、雰囲気遮蔽部６０の中心の開口の内壁面および回転軸６１の中空部の内壁面と、処理液供給管７０の外壁面との間の隙間は、気体供給路７３を形成している。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、雰囲気遮蔽部６０と基板Ｗの上面との間の空間に、清浄な気体（空気または不活性ガス）を供給できるようになっている。
【００４１】
図４(a)は、回転伝達部材６８Ａの取り付け構造を示す部分断面図であり、図４(b)は、回転伝達部材６８Ａの斜視図である。回転伝達部材６８Ａは、基板Ｗの上面の周縁部に対向して当接する円柱状の基板当接ピン６８１を下端部（一端部）に有し、この基板当接ピン６８１の上端部に結合され、基板当接ピン６８１よりも大径の円柱状に形成されているとともに、その外表面にねじが形成されたねじ軸部６８２を上端部（他端部）に備えている。このねじ軸部６８２の上端面にはドライバによるトルクを受ける溝部６８３が形成されている。
【００４２】
一方、遮蔽部材６０２において、基板Ｗの外周縁部に対向する所定位置には、回転伝達部材６８Ａが螺合されるねじ孔６８４が形成されている。このねじ孔６８４に回転伝達部材６８Ａのねじ軸部６８２をねじ込み、遮蔽部材６０２の上面側からロックナット６８５を締め付けることによって、回転伝達部材６８Ａを遮蔽部材６０２に固定することができる。ねじ孔６８４に対する回転伝達部材６８Ａのねじ込み量を調整することによって、基板当接ピン６８１の遮蔽面６０１からの突出量を微調整することができる。
【００４３】
図５(a)は、位置規制部材６８Ｂの遮蔽部材６０２に対する取り付け構造を示す部分拡大断面図であり、図５(b)は、位置規制部材６８Ｂの斜視図である。位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗの周端面に対向して、この基板Ｗの水平移動を規制する規制面６８６を有する基板規制部６８７と、この基板規制部６８７の上部に結合され、遮蔽部材６０２の所定位置に形成された嵌合凹所６８８に嵌合される取り付け部６８９とを有している。取り付け部６８９は、断面形状が長円の棒状体であって、その長手方向に沿うねじ孔がほぼ軸心部に形成されている。取り付け部６８９を嵌合凹所６８８に嵌合させた状態で、ボルト６７１を、遮蔽部材６０２の上面側から挿通孔６７２を挿通させて、ねじ孔６７０に螺着することによって、位置規制部材６８Ｂを遮蔽部材６０２に取り付けることができる。位置規制部材６８Ｂが遮蔽部材６０２に取り付けられた状態では、位置規制部材６８Ｂは、規制面６８６が回転軸線Ｊに対向した姿勢で固定される。
【００４４】
基板規制部６８７において規制面６８６の下方側には、下方に向かうに従って回転軸線Ｊから離反するように傾斜した案内面６７３が形成されている。この案内面６７３の働きにより、スピンチャック１から雰囲気遮蔽部６０へと基板Ｗが吸引される際に、基板Ｗは、規制面６８６よりも内方の領域へと案内されることになる。
基板Ｗに対する処理を行うときは、雰囲気遮蔽部６０のガス供給部６０７から所定流量のガスを供給し、ベルヌーイ効果によって、遮蔽面６０１に基板Ｗを吸引させる。このとき、基板Ｗは、その周縁部の上面が回転伝達部材６８Ａに当接するとともに、その水平方向の移動が位置規制部材６８Ｂによって規制された状態となる。さらに、基板Ｗの上面は、遮蔽部材６０２によって塞がれることになる。雰囲気遮蔽部６０は、スピンチャック１から上方にわずかに離れた処理位置において、モータ６４等によって回転駆動される。このとき、モータ６もまた付勢されて、スピンチャック１および雰囲気遮蔽部６０は、同じ方向に同期回転させられる。雰囲気遮蔽部６０から基板Ｗへの回転の伝達は、基板Ｗが回転伝達部材６８Ａに当接することによって達成される。
【００４５】
この状態で、開閉バルブ１１ａが開成されることによって、処理液供給部７ａから基板Ｗの下面に薬液（たとえばエッチング液）が供給される。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。この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。これにより、基板Ｗの下面全域に対してくまなく薬液洗浄処理を行うことができる。
【００４６】
基板Ｗは、上面の有効領域（デバイス形成領域）が、非接触状態で遮蔽されているとともに、周辺部は位置規制部材６８Ｂによって位置決めされている。したがって、下面から処理液を噴射しても基板Ｗが凸状に湾曲することがなく、基板Ｗと遮蔽部材６０２との隙間を維持することができる。なお、基板Ｗの中心部で処理液の噴射圧力に対抗させるために、気体供給路７３からもガスを供給しながらベルヌーイ効果を発生させるようにしてもよい。
【００４７】
基板Ｗの上面の周縁部に対してベベルエッチング処理を行うときには、ガス供給部６０７からのガス供給量が減少させられて、ガス噴出口６０４からのガス噴出量が減少させられる。その結果、ベルヌーイ効果による吸引力が弱まり、基板Ｗの上面と遮蔽面６０１との間隔が広くなる。これにより、基板Ｗは、回転伝達部材６８Ａと非接触状態の近接吸着状態となる。よって、処理液供給部７ａからのエッチング液が、回転している基板Ｗの下面に触れることによって回転抵抗効果を生じ、遮蔽部材６０２に吸引保持されている基板Ｗは雰囲気遮蔽部６０の回転に対して遅れて回転することになる。すなわち、基板Ｗは、位置規制部材６８Ｂの作用で飛び出しが防止されるとともに、基板Ｗの周端面がこの位置規制部材６８Ｂに突き当たることによって、雰囲気遮蔽部６０からの回転力が基板Ｗに伝達される。こうして、基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０の回転数よりも低い回転数で回転する。
【００４８】
基板Ｗと雰囲気遮蔽部６０の回転数に差が生じると、基板Ｗが滑り出す。基板Ｗの雰囲気遮蔽部６０に対する吸着と上述の滑り出しとを繰返すことによって、基板Ｗの下面を伝って下面周縁部に向かったエッチング液が基板Ｗの周端面を伝って上面にはい上がり、この基板Ｗの上面の周縁部をくまなくエッチングすることになる。このようにして、基板Ｗの周端面の保持に起因する処理むらを防止できる。
【００４９】
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（バッファードフッ酸）、Ｈ3ＰＯ4、ＨＮＯ3、ＨＦ＋Ｈ2Ｏ2（フッ酸過酸化水素水混合液）、Ｈ3ＰＯ4＋Ｈ2Ｏ2（リン酸過酸化水素水混合液）、Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏ2（硫酸過酸化水素水混合液）、ＨＣＬ＋Ｈ2Ｏ2＋Ｈ2Ｏ（塩酸過酸化水素水混合液）、ＮＨ4ＯＨ＋Ｈ2Ｏ2＋Ｈ2Ｏ（アンモニア過酸化水素水混合液）、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。
【００５０】
基板Ｗの下面を伝って基板の回転半径方向外方側へ向かった処理液は、基板Ｗの下面よりもさらに下方に突出している位置規制部材６８Ｂにぶつかり、はね返りを生じる。しかし、位置規制部材６８Ｂは、基板Ｗと遮蔽面６０１との間隔を規制する回転伝達部材６８Ａから離れて（たとえば３０ｍｍ以上離れて）配置されていて、この位置規制部材６８Ｂの近傍では、基板Ｗは、ベルヌーイ効果による吸引作用のために、その周縁部が遮蔽面６０１に著しく近接した状態にある。そのため、位置規制部材６８Ｂにおいて処理液が飛び散っても、処理液のミストが基板Ｗと遮蔽面６０１との間の空間に入り込んで、基板Ｗに再付着することがない。
【００５１】
また、基板Ｗから回転半径方向外方に延び出して案内部材３０にぶつかって処理液のミストが生じても、基板Ｗは遮蔽面６０１に著しく近接しているから、基板Ｗの上面に処理液ミストが再付着することはない。
さらに、ベルヌーイ効果を利用することによって、遮蔽面６０１にごく近接した位置に基板Ｗを位置させた状態で、基板Ｗの上面の周縁部に対する処理（ベベル処理）を行うことができるから、処理液の回り込み量を高精度で制御することができ、良好なベベル処理を実現することができる。
【００５２】
予め定めた一定時間だけエッチング液が供給された後、開閉バルブ１１ａが閉成されて薬液処理工程が終了させられ、代わって、開閉バルブ１１ｂが開成される。これによって、処理液供給部７ａから、リンス液（純水、オゾン水、電解イオン水等）が、基板Ｗの下面の中央に向けて供給されることになる。この状態で、処理液供給部７ａからリンス液を基板Ｗの下面に供給して、基板Ｗに付着している薬液を純水で洗い落とすリンス処理が行われる。このリンス処理の間も、基板Ｗの吸着と滑り出しとを交互に繰り返しながら処理を行うことによって、薬液処理工程の後の基板Ｗの下面および基板Ｗの上面の周縁部に存在するエッチング液を洗い流すことができる。
【００５３】
その後一定時間が経過すると、開閉バルブ１１ｂが閉成されてリンス工程が終了する。次に、モータ６，６４が高速回転させられて、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。このとき、基板Ｗは、ガス供給部６０７のガス供給量を増加させて、基板Ｗの周縁部を回転伝達部材６８Ａに当接させることによって、確実に保持される。
【００５４】
この乾燥工程の後、ガス供給部６０７へのガスの供給が停止され、これによって、基板Ｗは、雰囲気遮蔽部６０からスピンチャック１へと受け渡される。その後、雰囲気遮蔽部６０は、昇降駆動機構６７によって上方位置に上昇させられ、その後、基板搬送ロボットによって、処理済の基板Ｗがスピンチャック１から搬出されることになる。
以上のように、この実施形態によれば、雰囲気遮蔽部６０から基板Ｗに回転力を伝達する回転伝達部材６８Ａと、回転半径方向外方へと基板Ｗが飛び出すことを防止する位置規制部材６８Ｂとが別部材で構成され、これらが基板Ｗの周縁部に沿って交互に間隔をあけて異なる位置に配置されている。これによって、回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂをそれぞれ小型に構成することができるうえ、位置規制部材６８Ｂにおいて飛び散った処理液が、回転伝達部材６８Ａの近傍における基板Ｗと遮蔽面６０１との間から基板Ｗの上面側の空間へと入り込むことを効果的に防止できる。こうして、処理液の再付着を効果的に防止できるから、基板Ｗのリンス時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
【００５５】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することができる。たとえば、上述の実施形態では、回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂが、それぞれ６個ずつ設けられている例について説明したが、回転伝達部材６８Ａおよび位置規制部材６８Ｂは、それぞれ少なくとも１つずつ設けられていればよく、また、それらの数が同数である必要もない。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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この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。
【図２】雰囲気遮蔽部の近傍の構成を拡大して示す断面図である。
【図３】雰囲気遮蔽部の底面図である。
【図４】 (a)は回転伝達部材の取り付け構造を示す部分断面図であり、(b)は回転伝達部材の拡大斜視図である。
【図５】 (a)は位置規制部材の遮蔽部材に対する取り付け構造を示す部分断面図であり、(b)は位置規制部材の拡大斜視図である。
【符号の説明】
７ 処理液供給管
７ａ 処理液供給部
８ 配管
８ａ 分岐配管
８ｂ 分岐配管
９ 薬液供給源
１０ 純水供給源
１１ａ 開閉バルブ
１１ｂ 開閉バルブ
１２ 気体供給路
１３ 開閉バルブ
１４ 配管
１５ 気体供給源
６０ 雰囲気遮蔽部
６０ａ ガス流通空間
６１ 回転軸
６２ 支持アーム
６３ 従動プーリ
６４ モータ
６５ 主動プーリ
６６ 無端ベルト
６７ 昇降駆動機構
６８Ａ 回転伝達部材
６８Ｂ 位置規制部材
７０ 処理液供給管
７０ａ 処理液供給部
７１ 配管
７１ａ 分岐配管
７１ｂ 分岐配管
７２ａ 開閉バルブ
７３ 気体供給路
７３ａ 気体供給部
７４ 開閉バルブ
７５ 配管
１００ 基板処理装置
６０１ 遮蔽面
６０２ 遮蔽部材
６０３ 蓋部材
６０４ ガス噴出口
６０５ 流路部材
６０６ ガス供給ポート
６０７ ガス供給部
６０８ チューブ
６７０ ねじ孔
６７１ ボルト
６７２ 挿通孔
６７３ 案内面
６８１ 基板当接ピン
６８２ ねじ軸部
６８３ 溝部
６８４ ねじ孔
６８５ ロックナット
６８６ 規制面
６８７ 基板規制部
６８８ 嵌合凹所
６８９ 取り付け部
Ｊ 回転軸線
Ｗ 基板
Claims (7)
- 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であって、
基板に対向する支持面に設けられたガス噴出口からガスを噴出することによってベルヌーイ効果を利用して基板を上記支持面へと吸引して保持する吸引保持手段と、
この吸引保持手段を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段と、
上記吸引保持手段の支持面から突出して設けられ、上記ベルヌーイ効果によって上記支持面へと吸引される基板の上記支持面に対向する表面に当接する一端部を有し、上記回転手段の駆動力を当該基板に伝達する回転伝達部材と、
上記吸引保持手段の回転方向に関して上記回転伝達部材とは異なる位置において上記支持面から突出するとともに、この吸引保持手段に吸引保持される基板の周端面に対向するように配置され、当該基板の水平方向への移動を規制し基板の回転半径方向外方への飛び出しを防止する規制面を有する位置規制部材と、
上記吸引保持手段に保持されて回転されている基板に処理液を供給する処理液供給手段とを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 上記回転伝達部材が、基板の周縁部に当接可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 上記回転伝達部材および上記位置規制部材は、上記吸引保持手段の回転方向に関して交互に配置された状態でそれぞれ複数個設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。
- 上記回転伝達部材とこれに隣接する上記位置規制部材との間隔が３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
- 上記回転伝達部材は、円柱状の基板当接ピンを上記一端部に有し、外表面にねじが形成されたねじ軸部を他端部に有するとともに、上記他端部側の端面にドライバによるトルクを受ける溝部が形成されたものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 上記位置規制部材は、上記規制面を有する基板規制部と、この基板規制部に結合された取り付け部とを有し、上記取り付け部の軸心部にねじ孔が形成されたものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 上記吸引保持手段は、基板の上面側の雰囲気を遮蔽するための雰囲気遮蔽部を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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