JP4272650B2

JP4272650B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP4272650B2
Application number: JP2005312259A
Authority: JP
Inventors: 隆河村; 一樹梶野
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2006060252A

Description

本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）を回転させつつ、その基板に処理液を供給して洗浄処理等の所定の基板処理を行う基板処理装置に関する。

従来より、スピンベース上に基板を載置して回転させつつ、その基板の表面および／または裏面に薬液やリンス純水（本明細書では薬液および純水を総称して「処理液」とする）を供給してエッチングや洗浄処理を行う枚葉式の基板処理装置が使用されている。通常、この種の基板処理装置においては、回転する基板から飛散した処理液を受け止めて回収するためのカップユニットが設けられている。

このような処理液回収のためのカップユニットとして、複数種類の処理液を分離回収したり回収目的に応じて分離するために複数のカップを多段に配置したものが使用されている。例えば、処理液の種類に応じて基板の周囲に位置するカップを異ならせることにより各処理液を好適に分離回収するのである（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開平１１−１６８０７８号公報実開昭６３−１１１９６０号公報特開２００２−５９０６７号公報

ところが、従来のカップユニットにおいては、複数の円筒状のカップを同軸状に組み合わせていたため、内側に配置されたカップほど内径が小さくなっていた。特に各カップの上端部は内側に向けて（スピンベースに保持されて基板に向けて）傾斜されているため、最内のカップの上部内径がさらに小さくなっていた。

このため、スピンベースに保持された基板の周辺部と最内のカップの上部とは相当に接近しており、回転する基板から飛散した処理液がカップによって跳ね返され微小な液滴となって基板表面に付着するという問題が生じていた。このようにして基板に付着した処理液が乾燥されることによってパーティクルとなって基板を汚染するおそれもある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回転する基板から飛散した処理液の跳ね返りを抑制することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板を略水平姿勢にて保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を略水平面内にて回転させる回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板に複数種類の処理液を選択的に供給する処理液供給部と、回転する基板から飛散する処理液を前記基板保持手段に保持された基板の側方で受け止める略円環形状の複数の案内部と、前記複数の案内部と１対１で対応して設けられ、それぞれが対応する案内部から導かれる処理液を下方へと流す略円筒形状の複数の処理液流路と、回転する基板から飛散する処理液を、その処理液の回収形態に対応した案内部で受け止めるように、前記基板保持手段に保持された基板と各案内部との位置関係を調節する位置調節手段と、を備えた基板処理装置において、前記複数の案内部に、回転する基板から飛散する第１処理液を受け止める第１処理液案内部と、前記第１処理液案内部の上に多段に積層され、回転する基板から飛散する第２処理液を受け止める複数の第２処理液案内部と、を備え、前記複数の第２処理液案内部のうち少なくとも最下段の第２処理液案内部の最大内径を当該第２処理液案内部に対応する処理液流路の内径よりも大きくし、さらに、前記最下段の第２処理液案内部の直上段の第２処理液案内部に対応する処理液流路の上方を覆うように、前記最下段の第２処理液案内部を配置している。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記複数の第２処理液案内部のうち少なくとも最下段の第２処理液案内部を形成する外側のガードは、前記基板保持手段と同心円状の第１円筒部と、前記第１円筒部の上端から前記基板保持手段側に向かって斜め上方に突出した突出部と、前記第１円筒部の下端から前記基板保持手段側に向かって斜め下方に伸びる傾斜部と、前記傾斜部の下端から鉛直方向下方に伸びる第２円筒部と、を備える。
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、各案内部の上端は、ほぼ鉛直な面内に収まる。
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、各処理液流路は、同心円状の円筒形状を有しており、内側から順に水平方向に並ぶ。

また、請求項５の発明は、基板を略水平姿勢にて保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板を略水平面内にて回転させる回転手段と、前記基板保持手段に保持された基板に複数種類の処理液を選択的に供給する処理液供給部と、多段に積層され、回転する基板から飛散する処理液を前記基板保持手段に保持された基板の側方で受け止める略円環形状の複数の液案内部と、前記複数の液案内部と１対１で対応して設けられ、それぞれが対応する液案内部から導かれる処理液を下方へと流す略円筒形状の複数の処理液流路と、回転する基板から飛散する処理液を、その処理液の回収形態に対応した液案内部で受け止めるように、前記基板保持手段に保持された基板と各液案内部との位置関係を調節する位置調節手段と、を備えた基板処理装置において、前記複数の液案内部のうち少なくとも一部の液案内部である第１液案内部の最大内径を、前記第１液案内部に対応する処理液流路の内径よりも大きくし、さらに、前記第１液案内部の直上段の第２液案内部に対応する処理液流路の上方を覆うように、前記第１液案内部を配置している。
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の基板処理装置において、前記第１液案内部を形成する外側のガードは、前記基板保持手段と同心円状の第１円筒部と、前記第１円筒部の上端から前記基板保持手段側に向かって斜め上方に突出した突出部と、前記第１円筒部の下端から前記基板保持手段側に向かって斜め下方に伸びる傾斜部と、前記傾斜部の下端から鉛直方向下方に伸びる第２円筒部と、を備える。
また、請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載の基板処理装置において、各液案内部の上端は、ほぼ鉛直な面内に収まる。
また、請求項８の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、各処理液流路は、同心円状の円筒形状を有しており、内側から順に水平方向に並ぶ。

請求項１ないし請求項４の発明によれば、複数の第２処理液案内部のうち少なくとも最下段の第２処理液案内部の最大内径を当該第２処理液案内部に対応する処理液流路の内径よりも大きくしているため、当該第２処理液案内部の内側と基板保持手段に保持された基板との間隔を大きくすることができ、回転する基板から飛散した処理液の跳ね返りを抑制することができる。

また、請求項５ないし請求項８の発明によれば、複数の液案内部のうち少なくとも一部の液案内部の最大内径を当該液案内部に対応する処理液流路の内径よりも大きくしているため、当該液案内部の内側と基板保持手段に保持された基板との間隔を大きくすることができ、回転する基板から飛散した処理液の跳ね返りを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる基板処理装置の構成を示す縦断面図である。この基板処理装置は、半導体ウェハである基板Ｗの下面に薬液を供給してベベルエッチング等を行うことができる。

この基板処理装置は、主として基板Ｗを保持するスピンベース１０と、スピンベース１０上に設けられた複数のチャックピン１４と、スピンベース１０を回転させる回転駆動機構２０と、スピンベース１０に対向して設けられた雰囲気遮断板３０と、スピンベース１０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むスプラッシュガード５０と、スピンベース１０上に保持された基板Ｗに処理液や不活性ガスを供給する機構と、雰囲気遮断板３０およびスプラッシュガード５０を昇降させる機構とを備えている。

基板Ｗは、スピンベース１０上に略水平姿勢にて保持されている。スピンベース１０は中心部に開口を有する円盤状の部材であって、その上面にはそれぞれが円形の基板Ｗの周縁部を把持する複数のチャックピン１４が立設されている。チャックピン１４は円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあれば良く、本実施形態の基板処理装置においては、６個のチャックピン１４がスピンベース１０の周縁に沿って等間隔（６０°間隔）に立設されている。なお、図１では図示の便宜上、２個のチャックピン１４を示している。

６個のチャックピン１４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部１４ａと基板支持部１４ａに支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部１４ｂとを備えている。各チャックピン１４は、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面から離れる開放状態との間で切り換え可能に構成されている。６個のチャックピン１４の押圧状態と開放状態との切り換えは、種々の公知の機構によって実現することが可能であり、例えば特公平３−９６０７号公報に開示されたリンク機構等を用いれば良い。

スピンベース１０に基板Ｗを渡すときおよびスピンベース１０から基板Ｗを受け取るときには、６個のチャックピン１４を開放状態にする。一方、基板Ｗに対して後述の諸処理を行うときには、６個のチャックピン１４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、６個のチャックピン１４は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１０から所定間隔を隔てた水平姿勢にて保持する。基板Ｗは、その表面を上面側に向け、裏面を下面側に向けた状態にて保持される。６個のチャックピン１４を押圧状態として基板Ｗを保持したときには、基板保持部１４ｂの上端部が基板Ｗの上面より突き出る。これは処理時にチャックピン１４から基板Ｗが脱落しないように、基板Ｗを確実に保持するためである。

スピンベース１０の中心部下面側には回転軸１１が垂設されている。回転軸１１は中空の円筒状部材であって、その内側の中空部分には下側処理液ノズル１５が挿設されている。回転軸１１の下端付近には回転駆動機構２０が連動連結されている。回転駆動機構２０は、電動モータおよびその回転を回転軸１１に伝達するトルク伝達機構によって構成されており、回転軸１１、スピンベース１０およびチャックピン１４に保持された基板Ｗを水平面内にて鉛直方向に沿った軸Ｊを中心として回転させることができる。なお、回転駆動機構２０としては、モータ軸が回転軸１１に直結された中空モータを採用するようにしても良い。

下側処理液ノズル１５は回転軸１１を貫通しており、その先端部１５ａはチャックピン１４に保持された基板Ｗの中心部直下に位置する。また、下側処理液ノズル１５の基端部は処理液配管１６に連通接続されている。処理液配管１６の基端部は４本に分岐されていて、分岐配管１６ａには第１の薬液が収容された第１薬液供給源１７ａが連通接続され、分岐配管１６ｂには第２の薬液が収容された第２薬液供給源１７ｂが連通接続され、分岐配管１６ｃには第３の薬液が収容された第３薬液供給源１７ｃが連通接続され、さらに分岐配管１６ｄには純水が収容された純水供給源１８が連通接続されている。分岐配管１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにはそれぞれバルブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが設けられている。これらバルブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの開閉を切り換えることによって、下側処理液ノズル１５の先端部１５ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの下面の中心部付近に第１〜第３の薬液または純水を選択的に切り換えて吐出・供給することができる。

すなわち、バルブ１２ａを開放して他のバルブを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から第１の薬液を供給することができ、バルブ１２ｂを開放して他のバルブを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から第２の薬液を供給することができ、バルブ１２ｃを開放して他のバルブを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から第３の薬液を供給することができ、さらにバルブ１２ｄを開放して他のバルブを閉鎖することにより下側処理液ノズル１５から純水を供給することができる。なお、第１〜第３の薬液としては、例えばフッ酸（ＨＦ）、緩衝フッ酸（ＢＨＦ）、ＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水と水との混合液）、ＳＣ２（塩酸と過酸化水素水と水との混合液）等を使用することができ、互いに種類が異なるものとすることができる。

また、回転軸１１の中空部分の内壁と下側処理液ノズル１５の外壁との間の隙間は、気体供給路１９となっている。この気体供給路１９の先端部１９ａはチャックピン１４に保持された基板Ｗの下面に向けられている。そして、気体供給路１９の基端部は図示を省略するガス供給機構に接続されている。このガス供給機構により気体供給路１９の先端部１９ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの下面に向けて窒素ガス等の不活性ガスを供給することができる。なお、ガス供給機構としては後述の不活性ガス供給源２３をそのまま採用することができる。

以上の回転軸１１、回転駆動機構２０等は、ベース部材２４上に設けられた円筒状のケーシング２５内に収容されている。

ベース部材２４上のケーシング２５の周囲には受け部材２６が固定的に取り付けられている。受け部材２６としては、円筒状の仕切り部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが立設されている。ケーシング２５の外壁と仕切り部材２７ａの内壁との間の空間が第１排液槽２８ａを形成し、仕切り部材２７ａの外壁と仕切り部材２７ｂの内壁との間の空間が第２排液槽２８ｂを形成し、仕切り部材２７ｂの外壁と仕切り部材２７ｃの内壁との間の空間が第３排液槽２８ｃを形成し、仕切り部材２７ｃの外壁と仕切り部材２７ｄの内壁との間の空間が第４排液槽２８ｄを形成している。

第１排液槽２８ａ〜第４排液槽２８ｄのそれぞれの底部には図示省略の排出口が形成されており、各排出口は相互に異なるドレインに接続されている。すなわち、第１排液槽２８ａ〜第４排液槽２８ｄは異なる目的に対応すべく形成されているものであり、それぞれの目的に応じたドレインに接続されているのである。例えば、本実施形態では第１排液槽２８ａは使用済みの純水および気体を排気するための槽であり、廃棄処理のための廃棄ドレインに連通接続されている。また、第２排液槽２８ｂ、第３排液槽２８ｃ、第４排液槽２８ｄのそれぞれは使用済みの薬液を回収するための槽であり、回収して循環再利用するための回収ドレインに連通接続されている。なお、第２排液槽２８ｂ〜第４排液槽２８ｄは薬液の種類に応じて使い分けられ、上記第１の薬液は第２排液槽２８ｂに回収し、第２の薬液は第３排液槽２８ｃに回収し、第３の薬液は第４排液槽２８ｄに回収するようにすれば良い。

受け部材２６の上方にはスプラッシュガード５０が設けられている。スプラッシュガード５０は、スピンベース１０上に水平姿勢にて保持されている基板Ｗを円環状に囲繞するように配設され、スピンベース１０と同心円状に内方から外方に向かって配された４つのガード５１，５２，５３，５４からなる４段構造を備えている。４つのガード５１〜５４は、最外部のガード５４から最内部のガード５１に向かって、順に高さが低くなるようになっている。また、ガード５１〜５４の上端部はほぼ鉛直な面内に収まる。

ガード５１は、スピンベース１０と同心円状の円筒部５１ｂと、円筒部５１ｂの上端から中心側（スピンベース１０側）に向かって斜め上方に突出した突出部５１ａと、円筒部５１ｂの下端から中心側斜め下方に延びる傾斜部５１ｃと、円筒部５１ｂの下端から鉛直方向下方に同一内径にて延びる円筒部５１ｅと、傾斜部５１ｃの下端から鉛直方向下方に延びる円筒部５１ｄとにより構成されている。円筒部５１ｅは円筒部５１ｄよりも外側にあり、円筒部５１ｅと円筒部５１ｄとの間が円筒状の溝５１ｈとなる。

ガード５１の内側、すなわち突出部５１ａ、円筒部５１ｂおよび傾斜部５１ｃによって囲まれる部分が案内部５１ｆ（第１案内部）となる。案内部５１ｆの断面は、スプラッシュガード５０の中心部に向かって開口したほぼコの字形状となる。

ガード５２は、スピンベース１０と同心円状の円筒部５２ｂと、円筒部５２ｂの上端から中心側に向かって斜め上方に突出した突出部５２ａと、円筒部５２ｂの下端から中心側斜め下方に延びる傾斜部５２ｃと、傾斜部５２ｃの下端から分岐されて鉛直方向下方に延びる円筒部５２ｄと、傾斜部５２ｃの下端から円筒部５２ｄよりも外側に分岐されて鉛直方向下方に延びる円筒部５２ｅとにより構成されている。円筒部５２ｅは円筒部５２ｄよりも外側にあり、円筒部５２ｅと円筒部５２ｄとの間が円筒状の溝５２ｈとなる。

ガード５３は、スピンベース１０と同心円状の円筒部５３ｂと、円筒部５３ｂの上端から中心側に向かって斜め上方に突出した突出部５３ａと、円筒部５３ｂの内壁面から分岐するようにして固設された円筒部５３ｃとにより構成されている。円筒部５３ｂは円筒部５３ｃよりも外側にあり、円筒部５３ｂと円筒部５３ｃとの間が円筒状の溝５３ｆとなる。

ガード５４は、スピンベース１０と同心円状の円筒部５４ｂと、円筒部５４ｂの上端から中心側に向かって斜め上方に突出した突出部５４ａとにより構成されている。

突出部５１ａと突出部５２ａとの間の空間、すなわち突出部５２ａ、円筒部５２ｂ、傾斜部５２ｃおよび突出部５１ａによって囲まれる部分が回収ポート５２ｆ（第２案内部）となる。また、突出部５２ａと突出部５３ａとの間の空間が回収ポート５３ｄ（第３案内部）となり、同様に、突出部５３ａと突出部５４ａとの間の空間が回収ポート５４ｃ（第４案内部）となる。回収ポート５４ｃ、回収ポート５３ｄ、回収ポート５２ｆおよび案内部５１ｆは、いずれもスピンベース１０と同心円状の円環形状を有しており、回転する基板Ｗから飛散する処理液をスピンベース１０に保持された基板Ｗの側方で受け止める。

図１に示すように、回収ポート５４ｃ、回収ポート５３ｄ、回収ポート５２ｆ、案内部５１ｆが上から順に多段に積層されている。換言すれば、鉛直方向においてガード５１の内側、ガード５１とガード５２との隙間、ガード５２とガード５３との隙間、ガード５３とガード５４との隙間がそれぞれ案内部５１ｆ、回収ポート５２ｆ、回収ポート５３ｄ、回収ポート５４ｃとされているのである。

なお、本実施形態では、案内部５１ｆは回転する基板Ｗから飛散する純水を受け止め、回収ポート５２ｆ、回収ポート５３ｄおよび回収ポート５４ｃは回転する基板Ｗから飛散する薬液を受け止めるために使用される。よって、純水を受け止める案内部５１ｆの上に薬液を受け止める回収ポート５２ｆ、回収ポート５３ｄおよび回収ポート５４ｃが多段に積層される構成となっている。

一方、円筒部５１ｄの内壁面に沿った部分は第１流路５１ｇとなる。また、円筒部５１ｅの外壁面と円筒部５２ｄの内壁面との間が第２流路５２ｇとなり、円筒部５２ｅの外壁面と円筒部５３ｃの内壁面との間が第３流路５３ｅとなり、円筒部５３ｂの外壁面と円筒部５４ｂの内壁面との間が第４流路５４ｄとなる。

図１に示すように、第１流路５１ｇ、第２流路５２ｇ、第３流路５３ｅ、第４流路５４ｄが内側から順に並び、第１流路５１ｇ〜第４流路５４ｄのそれぞれはスピンベース１０と同心円状の円筒形状となる。換言すれば、水平方向においてガード５１の内側、ガード５１とガード５２との隙間、ガード５２とガード５３との隙間、ガード５３とガード５４との隙間がそれぞれ第１流路５１ｇ、第２流路５２ｇ、第３流路５３ｅ、第４流路５４ｄとされているのである。なお、円筒状の第２流路５２ｇ、第３流路５３ｅ、第４流路５４ｄのそれぞれの一部には図示省略の連結部材が設けられており、それら連結部材によって相互に隣接するガード５１〜５４が連結され、ガード５１〜５４が一体としてスプラッシュガード５０を構成している。

また、第１流路５１ｇは案内部５１ｆと連通しており、案内部５１ｆが受け止めた純水を下方へと流す。第２流路５２ｇは回収ポート５２ｆと連通しており、回収ポート５２ｆが受け止めた薬液を下方へと流す。同様に、第３流路５３ｅは回収ポート５３ｄと連通しており、回収ポート５３ｄが受け止めた薬液を下方へと流し、さらに第４流路５４ｄは回収ポート５４ｃと連通しており、回収ポート５４ｃが受け止めた薬液を下方へと流す。すなわち、第１流路５１ｇ、第２流路５２ｇ、第３流路５３ｅおよび第４流路５４ｄは、案内部５１ｆ、回収ポート５２ｆ、回収ポート５３ｄおよび回収ポート５４ｃと１対１で対応して設けられており、それぞれが対応する案内部から導かれる処理液を下方へと流すように構成されているのである。

ここで、図２に示すように、薬液を受け止める案内部のうち最下段のものとなる回収ポート５２ｆの最大内径ｄ_M（円筒部５２ｂの内径）が回収ポート５２ｆに対応する処理液流路である第２流路５２ｇの内径ｄ_Pよりも大きくなるようにガード５２を屈曲形成しているのである。見方を変えると、薬液を受け止める案内部のうち最下段のものとなる回収ポート５２ｆがその回収ポート５２ｆの直上段の薬液案内部となる回収ポート５３ｄに対応する処理液流路である第３流路５３ｅの上方を覆うようにガード５２を屈曲形成しているのである。さらに敷衍すれば、回収ポート５２ｆの鉛直断面がスプラッシュガード５０の中心部に向かって開口した略コの字形状となるように、ガード５２を屈曲形成して回収ポート５２ｆの最大内径部分（円筒部５２ｂ）をガード５３に近づけるようにしているのである。

図１に戻り、スプラッシュガード５０は、リンク部材５６を介してガード昇降機構５５と連結されており、ガード昇降機構５５によって鉛直方向に沿って昇降自在とされている。ガード昇降機構５５としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、公知の種々の機構を採用することができる。

図１に示す状態からガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を下降させると、仕切り部材２７ｂ，２７ｃがそれぞれ溝５２ｈ，５３ｆに遊嵌し、やがて仕切り部材２７ａが溝５１ｈに遊嵌する。スプラッシュガード５０を最も下降させた状態では、図５に示すように、スピンベース１０がスプラッシュガード５０の上端から突き出る。この状態では、図示を省略する搬送ロボットによってスピンベース１０に対する基板Ｗの受け渡しが可能となる。

一方、ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を最も上昇させると、仕切り部材２７ａ，２７ｂ，２７ｃがそれぞれ溝５１ｈ，５２ｈ，５３ｆから離間し、図４に示すように、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に案内部５１ｆが位置することとなる。この状態は、リンス処理時の状態であり、回転する基板Ｗ等から飛散した純水は案内部５１ｆによって受け止められ、案内部５１ｆから第１流路５１ｇに導かれ、第１流路５１ｇに沿って下方へ流れ、第１排液槽２８ａへと流れ込む。第１排液槽２８ａに流入した水は廃棄ドレインへと排出される。

ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を図４の状態から若干下降させると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に回収ポート５２ｆが位置することとなる（図１参照）。この状態は第１の薬液を使用した薬液処理時の状態であって、第１の薬液を回収再利用する場合であり、回転する基板Ｗ等から飛散した第１の薬液は回収ポート５２ｆによって受け止められ、回収ポート５２ｆから第２流路５２ｇに導かれ、第２流路５２ｇに沿って下方へ流れ、第２排液槽２８ｂへと流れ込む。第２排液槽２８ｂに流入した第１の薬液は回収ドレインへと排出される。

ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を図１の状態からさらに若干下降させると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に回収ポート５３ｄが位置することとなる。この状態は第２の薬液を使用した薬液処理時の状態であって、第２の薬液を回収再利用する場合であり、回転する基板Ｗ等から飛散した第２の薬液は回収ポート５３ｄによって受け止められ、回収ポート５３ｄから第３流路５３ｅに導かれ、第３流路５３ｅに沿って下方へ流れ、第３排液槽２８ｃへと流れ込む。第３排液槽２８ｃに流入した第２の薬液は回収ドレインへと排出される。

同様に、ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０をさらに若干下降させると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に回収ポート５４ｃが位置することとなる。この状態は第３の薬液を使用した薬液処理時の状態であって、第３の薬液を回収再利用する場合であり、回転する基板Ｗ等から飛散した第３の薬液は回収ポート５４ｃによって受け止められ、回収ポート５４ｃから第４流路５４ｄに導かれ、第４流路５４ｄに沿って下方へ流れ、第４排液槽２８ｄへと流れ込む。第４排液槽２８ｄに流入した第３の薬液は回収ドレインへと排出される。

このように、ガード昇降機構５５は、回転する基板Ｗから飛散する処理液を、その処理液の回収形態（処理液の種類別回収、廃棄／回収再利用のための回収等）に対応した案内部で受け止めるように、スピンベース１０に保持された基板Ｗと各案内部との位置関係を調節するのである。

スピンベース１０の上方には、スピンベース１０によって保持された基板Ｗの上面に対向する雰囲気遮断板３０が設けられている。雰囲気遮断板３０は、基板Ｗの径よりも若干大きく、かつスプラッシュガード５０の上部開口の径よりも小さい径を有する円盤状部材である。雰囲気遮断板３０は、中心部に開口を有する。

雰囲気遮断板３０の中心部上面側には回転軸３５が垂設されている。回転軸３５は中空の円筒状部材であって、その内側の中空部分には上側処理液ノズル３６が挿設されている。回転軸３５には回転駆動機構４２が連動連結されている。回転駆動機構４２は、電動モータおよびその回転を回転軸３５に伝達するトルク伝達機構によって構成されており、回転軸３５および雰囲気遮断板３０を水平面内にて鉛直方向に沿った軸Ｊを中心として回転させることができる。従って、雰囲気遮断板３０は基板Ｗとほぼ平行かつ同軸に回転されることとなる。また、雰囲気遮断板３０は基板Ｗとほぼ同じ回転数にて回転される。

上側処理液ノズル３６は回転軸３５を貫通しており、その先端部３６ａはスピンベース１０に保持された基板Ｗの中心部直上に位置する。また、上側処理液ノズル３６の基端部は処理液配管３７に連通接続されている。処理液配管３７の基端部は４本に分岐されていて、分岐配管３７ａには第１薬液供給源１７ａが連通接続され、分岐配管３７ｂには第２薬液供給源１７ｂが連通接続され、分岐配管３７ｃには第３薬液供給源１７ｃが連通接続され、さらに分岐配管３７ｄには純水供給源１８が連通接続されている。分岐配管３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄにはそれぞれバルブ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが設けられている。これらバルブ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの開閉を切り換えることによって、上側処理液ノズル３６の先端部３６ａからチャックピン１４に保持された基板Ｗの上面の中心部付近に第１〜第３の薬液または純水を選択的に切り換えて吐出・供給することができる。

すなわち、バルブ３８ａを開放して他のバルブを閉鎖することにより上側処理液ノズル３６から第１の薬液を供給することができ、バルブ３８ｂを開放して他のバルブを閉鎖することにより上側処理液ノズル３６から第２の薬液を供給することができ、バルブ３８ｃを開放して他のバルブを閉鎖することにより上側処理液ノズル３６から第３の薬液を供給することができ、さらにバルブ３８ｄを開放して他のバルブを閉鎖することにより上側処理液ノズル３６から純水を供給することができる。

また、回転軸３５の中空部分の内壁および雰囲気遮断板３０の中心の開口の内壁と上側処理液ノズル３６の外壁との間の隙間は、気体供給路４５となっている。この気体供給路４５の先端部４５ａはスピンベース１０に保持された基板Ｗの上面中心部に向けられている。そして、気体供給路４５の基端部はガス配管４６に連通接続されている。ガス配管４６は不活性ガス供給源２３に連通接続され、ガス配管４６の経路途中にはバルブ４７が設けられている。バルブ４７を開放することによって、気体供給路４５の先端部４５ａからスピンベース１０に保持された基板Ｗの上面の中心部に向けて不活性ガス（ここでは窒素ガス）を供給することができる。

また、雰囲気遮断板３０は昇降機構４９によって鉛直方向に沿って昇降自在とされている。昇降機構４９としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、公知の種々の機構を採用することができる。例えば、回転軸３５および回転駆動機構４２を支持アーム内に収容するとともに、その支持アーム全体を昇降機構４９によって昇降するようにすれば良い。昇降機構４９は、その支持アームを昇降させることによって、それに連結された回転軸３５および雰囲気遮断板３０を一体として昇降させる。より具体的には、昇降機構４９は、スピンベース１０に保持された基板Ｗの上面に近接する位置と、基板Ｗの上面から大きく上方に離間した位置との間で雰囲気遮断板３０を昇降させる。雰囲気遮断板３０がスピンベース１０に保持された基板Ｗの上面に近接すると、その基板Ｗの表面全面を覆うこととなる。

図３は、本基板処理装置の制御系の構成を示すブロック図である。本基板処理装置には、ＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータによって構成された制御部９９が設けられている。制御部９９は、回転駆動機構２０，４２、昇降機構４９、ガード昇降機構５５および各バルブと電気的に接続されており、それらの動作を制御する。また、制御部９９はスプラッシュガード５０の高さ位置を検知するセンサ（図示省略）とも接続されている。制御部９９は、該センサからの出力信号に基づいてスプラッシュガード５０の高さ位置を認識し、ガード昇降機構５５を制御してスプラッシュガード５０を所望の高さに位置させる。

以上のような構成を有する本基板処理装置における基板Ｗの処理手順について説明する。本基板処理装置における基本的な処理手順は、基板Ｗに対して薬液によるエッチング処理を行った後、純水によって薬液を洗い流すリンス処理を行い、さらにその後基板Ｗを高速で回転させることによって水滴を振り切るスピンドライ処理を行うというものである。本実施形態では、第１の薬液によって基板Ｗの周縁部のベベルエッチングを行うものとする。

まず、スプラッシュガード５０を下降させることによって、スピンベース１０をスプラッシュガード５０から突き出させるとともに（図５参照）、雰囲気遮断板３０を大きく上昇させてスピンベース１０から大幅に離間させる。この状態にて、図示を省略する搬送ロボットによって未処理の基板Ｗがスピンベース１０に渡される。そして、チャックピン１４が渡された基板Ｗの周縁部を把持することにより水平姿勢にて当該基板Ｗを保持する。

次に、スプラッシュガード５０を上昇させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に位置させるとともに、雰囲気遮断板３０を下降させて基板Ｗに近接させる。但し、雰囲気遮断板３０は基板Ｗに非接触とする。このときに、制御部９９がガード昇降機構５５を制御して、エッチング処理時に回転する基板Ｗから飛散する処理液を、その処理液の回収形態に対応する案内部で受け止めるようにスピンベース１０に保持された基板Ｗとスプラッシュガード５０との位置関係を調節、つまりスプラッシュガード５０の高さ位置を調節させている。本実施形態における回収形態は第１の薬液を再利用するために回収するものであるため、対応する案内部は回収ポート５２ｆであり、ガード昇降機構５５はスプラッシュガード５０を上昇させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に回収ポート５２ｆを位置させる（図１参照）。

次に、スピンベース１０とともにそれに保持された基板Ｗを回転させる。また、雰囲気遮断板３０も回転させる。この状態にて、下側処理液ノズル１５から薬液を基板Ｗの下面のみに吐出する。下側処理液ノズル１５から吐出された薬液は遠心力によって基板Ｗの裏面全体に拡がり、その一部は基板Ｗ表面の周縁部にまで回り込む。この回り込んだ薬液によって基板Ｗ表面の周縁部のエッチング処理（ベベルエッチング）が進行する。なお、エッチング処理時に、気体供給路１９および気体供給路４５から少量の窒素ガスを吐出して気体供給路１９，４５への薬液の逆流を防止するようにしても良い。

エッチング処理時に、回転する基板Ｗから飛散した第１の薬液は回収ポート５２ｆによって受け止められ、回収ポート５２ｆから第２流路５２ｇに導かれ、第２流路５２ｇに沿って下方へ流れ、第２排液槽２８ｂへと流れ込む。第２排液槽２８ｂに流入した第１の薬液は回収ドレインへと排出され、回収される。

所定時間のエッチング処理が終了した後、下側処理液ノズル１５からの薬液吐出を停止するとともに、スプラッシュガード５０を若干上昇させてスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に案内部５１ｆを位置させる（図４参照）。なお、雰囲気遮断板３０は、基板Ｗに近接した状態を維持する。この状態にて、基板Ｗを回転させつつ上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５から純水を基板Ｗの上下両面に吐出する。吐出された純水は回転の遠心力によって基板Ｗの表裏全面に拡がり、純水によって薬液を洗い流す洗浄処理（リンス処理）が進行する。なお、リンス処理時においても気体供給路１９および気体供給路４５から少量の窒素ガスを吐出して気体供給路１９，４５への純水の逆流を防止するようにしても良い。

リンス処理時に、回転する基板Ｗから飛散した純水はスプラッシュガード５０の案内部５１ｆによって受け止められ、案内部５１ｆから第１流路５１ｇに導かれ、第１流路５１ｇに沿って下方へ流れ、第１排液槽２８ａへと流れ込む。第１排液槽２８ａに流入した水は廃棄ドレインへと排出される。

所定時間のリンス処理が終了した後、上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５からの純水吐出を停止するとともに、スプラッシュガード５０を下降させてスピンベース１０をスプラッシュガード５０からわずかに突き出させる。なお、雰囲気遮断板３０は、基板Ｗに近接した状態を維持する。この状態にて、基板Ｗを回転させつつ気体供給路１９および気体供給路４５から窒素ガスを吐出して基板Ｗの上下両面に吹き付ける。吐出された窒素ガスは、スピンベース１０と基板Ｗとの間および雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間を流れ、基板Ｗの周辺を低酸素濃度雰囲気とする。窒素ガスが供給された低酸素濃度雰囲気下にて、基板Ｗに付着している水滴が回転の遠心力によって振り切られることにより振り切り乾燥処理（スピンドライ処理）が進行する。

所定時間のスピンドライ処理が終了すると、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの回転を停止する。また、雰囲気遮断板３０の回転も停止するとともに、雰囲気遮断板３０を上昇させてスピンベース１０から離間させる。この状態にて、図示を省略する搬送ロボットが処理済の基板Ｗをスピンベース１０から取り出して搬出することにより一連の基板処理が終了する。

以上のように、本実施形態の基板処理装置においては、回収ポート５２ｆの鉛直断面がスプラッシュガード５０の中心部に向かって開口した略コの字形状となるように、ガード５２を屈曲形成して回収ポート５２ｆの最大内径部分（円筒部５２ｂ）をガード５３に近づけるようにしているため、回収ポート５２ｆの内壁面とスピンベース１０に保持された基板Ｗとの間隔が広くなり、スピンベース１０に保持されて回転する基板Ｗから飛散した第１の薬液の跳ね返りを抑制することができる。その結果、跳ね返った液滴が基板Ｗに付着してパーティクル等の汚染源となることを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、スプラッシュガード５０を４つのガード５１，５２，５３，５４からなる４段構造としていたが、これに限定されるものではなく、３段構造以上のスプラッシュガードであっても良い。この場合、純水を受け止める純水案内部の上に薬液を受け止めるための多段の薬液案内部を積層するようにする。そして、多段の薬液案内部のうち最下段の薬液案内部のみならずそれよりも上段の薬液案内部を上記の回収ポート５２ｆと同様に構成しても良い。例えば、上記実施形態において、回収ポート５３ｄが回収ポート５２ｆと同様の形態となるようにガード５３を屈曲形成するようにしても良い。

また、上記実施形態では、半導体ウェハに対してベベルエッチングを行う装置を例にとったが、この発明はエッチング以外の処理、例えば表裏面洗浄処理を行う装置にも適用でき、また半導体ウェ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。

本発明にかかる基板処理装置の構成を示す縦断面図である。スプラッシュガードを示す図である。図１の基板処理装置の制御系の構成を示すブロック図である。スプラッシュガードとスピンベースとの高さ関係の一例を示す図である。スプラッシュガードとスピンベースとの高さ関係の他の例を示す図である。

符号の説明

１０スピンベース
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，４７バルブ
１５下側処理液ノズル
２０，４２回転駆動機構
２５ケーシング
２６受け部材
３０雰囲気遮断板
３６上側処理液ノズル
５０スプラッシュガード
５１，５２，５３，５４ガード
５１ｆ案内部
５１ｇ第１流路
５２ｆ，５３ｄ，５４ｃ回収ポート
５２ｇ第２流路
５３ｅ第３流路
５４ｄ第４流路
５５ガード昇降機構
９９制御部
Ｗ基板

Claims

基板を略水平姿勢にて保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を略水平面内にて回転させる回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に複数種類の処理液を選択的に供給する処理液供給部と、
回転する基板から飛散する処理液を前記基板保持手段に保持された基板の側方で受け止める略円環形状の複数の案内部と、
前記複数の案内部と１対１で対応して設けられ、それぞれが対応する案内部から導かれる処理液を下方へと流す略円筒形状の複数の処理液流路と、
回転する基板から飛散する処理液を、その処理液の回収形態に対応した案内部で受け止めるように、前記基板保持手段に保持された基板と各案内部との位置関係を調節する位置調節手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記複数の案内部は、
回転する基板から飛散する第１処理液を受け止める第１処理液案内部と、
前記第１処理液案内部の上に多段に積層され、回転する基板から飛散する第２処理液を受け止める複数の第２処理液案内部と、
を備え、
前記複数の第２処理液案内部のうち少なくとも最下段の第２処理液案内部の最大内径を当該第２処理液案内部に対応する処理液流路の内径よりも大きくし、
さらに、前記最下段の第２処理液案内部の直上段の第２処理液案内部に対応する処理液流路の上方を覆うように、前記最下段の第２処理液案内部を配置している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、
前記複数の第２処理液案内部のうち少なくとも最下段の第２処理液案内部を形成する外側のガードは、
前記基板保持手段と同心円状の第１円筒部と、
前記第１円筒部の上端から前記基板保持手段側に向かって斜め上方に突出した突出部と、
前記第１円筒部の下端から前記基板保持手段側に向かって斜め下方に伸びる傾斜部と、
前記傾斜部の下端から鉛直方向下方に伸びる第２円筒部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
各案内部の上端は、ほぼ鉛直な面内に収まることを特徴とする基板処理装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、
各処理液流路は、同心円状の円筒形状を有しており、内側から順に水平方向に並ぶことを特徴とする基板処理装置。
基板を略水平姿勢にて保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板を略水平面内にて回転させる回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に複数種類の処理液を選択的に供給する処理液供給部と、
多段に積層され、回転する基板から飛散する処理液を前記基板保持手段に保持された基板の側方で受け止める略円環形状の複数の液案内部と、
前記複数の液案内部と１対１で対応して設けられ、それぞれが対応する液案内部から導かれる処理液を下方へと流す略円筒形状の複数の処理液流路と、
回転する基板から飛散する処理液を、その処理液の回収形態に対応した液案内部で受け止めるように、前記基板保持手段に保持された基板と各液案内部との位置関係を調節する位置調節手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記複数の液案内部のうち少なくとも一部の液案内部である第１液案内部の最大内径を、前記第１液案内部に対応する処理液流路の内径よりも大きくし、
さらに、前記第１液案内部の直上段の第２液案内部に対応する処理液流路の上方を覆うように、前記第１液案内部を配置していることを特徴とする基板処理装置。
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記第１液案内部を形成する外側のガードは、
前記基板保持手段と同心円状の第１円筒部と、
前記第１円筒部の上端から前記基板保持手段側に向かって斜め上方に突出した突出部と、
前記第１円筒部の下端から前記基板保持手段側に向かって斜め下方に伸びる傾斜部と、
前記傾斜部の下端から鉛直方向下方に伸びる第２円筒部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
請求項５または請求項６に記載の基板処理装置において、
各液案内部の上端は、ほぼ鉛直な面内に収まることを特徴とする基板処理装置。
請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、
各処理液流路は、同心円状の円筒形状を有しており、内側から順に水平方向に並ぶことを特徴とする基板処理装置。