JP4657090B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板に、薬液やリンス液などの処理液を供給して基板に所定の処理を行う基板処理装置に関する。

半導体ウエハ等の基板の一連の処理工程においては、基板の表面にフォトレジスト等の薄膜を形成するための成膜工程を複数工程有しているが、この成膜工程では基板の裏面あるいは基板表面の周縁部にも成膜されることがある。しかしながら、一般的には基板において成膜が必要なのは基板表面の中央部の回路形成領域のみであり、基板の裏面あるいは基板表面の周縁部に成膜されてしまうと、成膜工程の後工程において、他の装置との接触により基板表面の周縁部に形成された薄膜が剥がれたりすることがあり、これが原因となって歩留まりの低下や基板処理装置自体のトラブルが起こることがある。

そこで、基板の裏面および基板表面の周縁部に形成された薄膜を除去するために、例えば特許文献１に記載された装置が提案されている。この装置では、その表面に薄膜が形成された基板の外周端部をチャックピン等の保持部材によって保持するとともに、該保持部材を回転させる。また、回転している基板の裏面に対して薬液を供給する。このとき、基板の表面に対向する対向面を有し、かつ基板の表面と所定の間隔離れた遮断部材を回転させると、基板の回転および遮断部材の回転によって、薬液は基板裏面全体に広がって基板裏面の不要物をエッチング除去するのみならず、基板の端面を介して基板表面の周縁部に回り込み、該周縁部の不要物をもエッチング除去する。同様にして、純水を基板表面の周縁部に回り込ませて該周縁部に対してリンス処理が実行される。こうして、基板の裏面および基板表面の周縁部のみにおいて薄膜がエッチング除去される。

また、特許文献２に記載された装置では、基板表面の周縁部に対向して配置されたノズルから処理液を吐出することで基板表面の周縁部に形成された薄膜を除去している。この装置では、２本のノズル、すなわち、第１の処理液（過酸化水素水）を吐出する第１のノズルと、第２の処理液（フッ酸等の薬液）を吐出する第２のノズルとを備えており、第１のノズルは第２のノズルよりも基板の回転の中心方向に近く設けられている。この構成により、第１の処理液が基板の回転による遠心力で基板の中心方向の反対側に流れ、第１の処理液の流れの上に第２の処理液が吐出されるようにしている。

特開２０００−２３５９４８号公報（第２−３頁、図１） 特開２００１−３１９８４９号公報（図７）

ところで、上記した基板処理は基板表面の略中央部に形成された非処理領域の周辺から一定範囲（処理領域）の薄膜を除去するために行われるが、この除去範囲、つまり端面から内側に向かってエッチング除去される幅（以下「周縁エッチング幅」という）を正確にコントロールするのが望まれる。特に、薄膜として銅などのメタル層が基板表面に形成された場合には、上記基板処理では端面（べベル）近傍でのメタル除去を目的とするため、周縁エッチング幅を周面全体にわたって均一化することが非常に重要となっている。

しかしながら、特許文献１に記載された装置では、周縁エッチング幅を処理液の回り込み量で制御しているため、次のような問題があった。つまり、基板の回転数を変更することで処理液の回り込み量が変化し、それに応じて周縁エッチング幅が調整されるが、基板の回転数により回り込み量を安定化することが困難であり、十分な均一性で周縁エッチング幅をコントロールすることは事実上できなかった。また、処理中に基板の外周端部をチャックピン等の保持部材によって保持している関係上、基板表面の周縁部のうち保持部材によって保持されている部分とそうでない部分とで薬液が回り込んでくる量が異なり、周縁エッチング幅を均一にして処理することをさらに困難なものとしていた。

また、薬液の回り込みによる基板表面の周縁部（処理領域）に対するエッチング処理後、該周縁部に対してリンス処理を施す際に、処理領域と非処理領域との界面に付着する薬液を十分に洗い流すことができず、リンス不良が起こり易くなっていた。

また、特許文献２に記載された装置では、基板表面に対向してノズルを配置しているため、この状態では基板表面に対向させて遮断部材を配置することができない。そこで、ノズルを基板表面の周縁部に対向配置させながら遮断部材を配置させるため、遮断部材の基板対向面を基板の外形よりも小さくすることが考えられるが、このように構成した場合には、次のような問題が発生する。すなわち、基板表面の雰囲気を十分に制御することができず、薬液雰囲気あるいは飛散したミスト状の処理液が基板表面の中央部の回路形成領域（非処理領域）に付着して腐食させてしまうという問題が発生する。さらに、基板を高速回転させてスピン乾燥させる際に、外部雰囲気の巻き込みが発生し、基板表面にウォーターマークなどのダメージが残り、乾燥不良を引き起こすおそれがある。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板表面の非処理領域を確実に保護しながらも、リンス不良を防止して処理領域におけるエッチング幅を正確にして処理することのできる基板処理装置を提供することを目的とする。

この発明にかかる基板処理装置は、処理領域と非処理領域とを有する基板表面の処理領域に処理液として薬液を供給して該処理領域に対してエッチング処理を施すとともに、エッチング処理された処理領域に処理液としてリンス液を供給して該処理領域に対してリンス処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、処理液を吐出して基板保持手段に保持された基板の表面の処理領域に処理液を供給するノズルと、基板表面に対向して配設されるとともに、上下方向に貫通する貫通孔を有するとともに、基板表面を基板の周囲の外部雰囲気から遮断する遮断部材と、ノズルを駆動することでノズルを貫通孔に挿入させて処理液を処理領域に供給可能な処理位置と、遮断部材から離れた離間位置とに位置決めさせるノズル駆動機構とを備え、遮断部材では、貫通孔の孔径がノズルの外径よりも大きく形成されており、ノズル駆動機構は、処理位置として、薬液を処理領域に供給可能なエッチング位置と、リンス液を処理領域に供給可能であってエッチング位置とは水平方向における位置が異なるリンス位置とにノズルを選択的に位置決めさせることを特徴としている。

このように構成された発明では、基板表面に近接して対向配置される遮断部材によって基板表面が覆われ、基板周囲の外部雰囲気から基板表面が確実に保護される。しかも、遮断部材は、ノズルが挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔を有しているので、ノズルを貫通孔に挿入させることでノズルを処理領域と対向させて配置することができる。したがって、遮断部材が基板表面を覆うことによって薬液雰囲気あるいはミスト状の処理液が非処理領域に付着するのを防止しながらも、ノズルから直接に処理領域に処理液を供給することによって処理領域におけるエッチング幅を正確にして処理することができる。

上記のように本発明では、遮断部材の貫通孔にノズルを挿入してエッチング処理およびリンス処理を行っているが、貫通孔の孔径とノズルの外径との関係を考慮することでさらに優れた作用効果が得られる。すなわち、単に貫通孔にノズルを挿入することのみを考えると、貫通孔の孔径とノズルの外径とを略同一の大きさに設定することができる。しかしながら、このような寸法関係を採用した場合には、ノズルを貫通孔に対して挿脱する際に、ノズルと貫通孔の内壁とが摺動してしまい、摺動によって発生したパーティクルが基板表面に付着してプロセスに悪影響を及ぼしてしまう可能性がある。また、ノズル位置が固定されるため、エッチング処理とリンス処理において処理液の供給範囲が同一となってしまい、処理領域と非処理領域との界面に付着する薬液をリンス液によって十分に洗い流すことができず、リンス不良が発生する可能性がある。これに対し、貫通孔の孔径がノズルの外径よりも大きくなるように装置を構成すると、貫通孔に対するノズルの挿脱時にノズルと貫通孔との摺動が防止されたり、エッチング処理とリンス処理とで処理液の供給範囲を相違させることができる。

そこで、本発明では、貫通孔の孔径をノズルの外径よりも大きく形成することで、ノズルを離間位置と処理位置との間で移動させて貫通孔に対してノズルを挿脱する際に、ノズルと貫通孔の内壁とが摺動するのを防止している。これにより、摺動時に発生するパーティクルが基板表面に付着するなどしてプロセスに悪影響を及ぼすのを防止することができる。特に、ノズルおよびノズルアーム等のノズル駆動部品は耐薬性が必要とされ樹脂製の材質によって構成されることが多く、ノズルの位置決め精度を確保しづらい側面があるが、本願発明のように貫通孔の孔径を設定することにより、パーティクルの発生を有効に防止することができる。

また、本発明では、貫通孔の孔径がノズルの外径よりも大きいという関係を満足させながら、さらに薬液を処理領域に供給可能なエッチング位置と、リンス液を処理領域に供給可能であってエッチング位置とは水平方向における位置が異なるリンス位置とにノズルを選択的に位置決めしている。このため、ノズル位置をエッチング位置とリンス位置との間で変更することにより、薬液供給範囲とリンス液供給範囲とを相違させることができ、エッチング処理およびリンス処理を適正化することができる。つまり、ノズルがエッチング位置に位置決めされると、処理領域全体に薬液が供給されてエッチング処理される。このエッチング処理の後に、ノズルをリンス位置に位置決めすることで薬液供給範囲を含み、しかも薬液供給範囲よりも広い範囲をリンス液供給範囲とすることができる。このため、リンス処理においては、リンス液供給範囲を薬液供給範囲よりも広くすることが可能となり、処理領域と非処理領域との界面に付着する薬液をリンス液によって容易に洗い流し、リンス処理の効率を向上させるとともに、リンス不良を防止することができる。

また、基板表面の周縁部を処理領域として該周縁部に薬液を供給してエッチング処理を施すとともに、エッチング処理された基板表面の周縁部に処理液としてリンス液を供給して該周縁部に対してリンス処理を施す装置においては、基板保持手段により保持された基板を回転させる基板回転手段をさらに備えるとともに、遮断部材では貫通孔を処理領域に対向する位置に形成するようにして、リンス位置としてノズルをエッチング位置に対して基板の径方向内側に位置決めさせるのが好ましい。このように構成された装置では、ノズルから吐出された処理液は、基板の回転に伴う遠心力を受けて基板の径方向外向きに流れ基板外に排出される。そのため、リンス位置としてノズルをエッチング位置に対して基板の径方向内側に位置決めすることで、リンス液供給範囲を薬液供給範囲より広くすることができる。これにより、処理領域と非処理領域との界面に付着する薬液をリンス液によって十分に洗い流すことができ、リンス不良を防止することができる。しかも、基板表面の中央部の非処理領域は基板表面に対向配置された遮断部材によって覆われているので、処理液の跳ね返り等によって非処理領域が腐食されてしまうのを防止することができる。

また、遮断部材が有する基板表面と対向する対向面と、基板表面との間に形成される空間にガスを供給するガス供給手段をさらに設けるとともに、基板保持手段が、鉛直軸回りに回転自在に設けられた回転部材と、回転部材に上方に向けて設けられ、基板の裏面に当接して該基板を回転部材から離間させて支持する少なくとも３個以上の支持部材とを有するように構成して、ガス供給手段により遮断部材の対向面に設けられたガス噴出口を介して前記空間にガスを供給することによって基板を支持部材に押圧させるのが好ましい。この構成によれば、基板はその裏面に当接する少なくとも３個以上の支持部材によって離間して支持されるとともに、ガス供給手段から遮断部材の対向面と基板表面との間に形成される空間に供給されるガスによって支持部材に押圧されて回転部材に保持される。このような状態で基板回転手段が回転部材を回転させることで支持部材に押圧された基板が支持部材と基板裏面との間に発生する摩擦力で支持部材に支持されながら回転部材とともに回転する。このように、基板を回転部材に回転保持させることで基板の外周端部に接触して基板を保持するチャックピン等の保持部材を不要とすることができる。そのため、基板の回転により基板表面を伝って径方向外側に向かう処理液が直接に保持部材に当たって基板表面へ跳ね返ることがない。また、基板の外周端部付近の気流を乱す要因がないことからミスト状の処理液の基板表面側への巻き込みを軽減することができる。これにより、基板表面の中央部の非処理領域への処理液の付着を効果的に防止することができる。

また、貫通孔の内壁にガス導入部を設けて、ガス導入部から貫通孔の内部にガスを導入するようにしてもよい。この構成によれば、ノズルが離間位置に移動して貫通孔から抜き出された際に、貫通孔からガスが噴出して、処理液が貫通孔に入り込むことに起因して基板表面へ処理液の跳ね返りが発生するのを抑制することができる。

また、ノズル先端側の胴部の断面積がノズル後端側の胴部の断面積に対して小さくなるように、ノズル先端側の胴部とノズル後端側の胴部との間に段差面を有するようにノズルを形成する一方、遮断部材に形成された貫通孔の内壁にノズルの段差面と当接可能な当接面を設けて、ノズルの段差面を遮断部材の当接面に押し付けることによりノズルを処理位置に位置決めするようにしてもよい。これにより、ノズルが遮断部材に当接固定され、ノズルを処理位置に安定して位置決めすることができる。その結果、ノズル周囲の気流やノズルに伝わる振動等の影響によってノズルからの処理液の吐出位置が不安定となるのを防止することができる。特に、基板とノズルとの間の距離を一定とすることができ、処理領域におけるエッチング幅などを厳密に制御することが可能となる。

ここで、遮断部材において、ノズル先端側の胴部径と貫通孔の孔径との差がノズル後端側の胴部径と貫通孔の孔径との差に比べて大きくなるように貫通孔が形成されることが好ましい。このような構成によれば、ノズルと貫通孔の内壁とが摺動する場合であっても、その摺動はノズル後端側の胴部と貫通孔の内壁との間で発生することとなり、次のような利点が生まれる。つまり、基板に近い位置でパーティクルが発生するほどプロセスへの影響は大きくなるが、この構成によれば、摺動が発生する場合でも基板から比較的遠く離れた位置となるため、摺動によって発生したパーティクルがプロセスに与える影響を小さくすることができる。なお、この場合、ノズル後端側の胴部径と貫通孔の孔径との差分の間で、ノズルをエッチング位置とリンス位置とに吐出位置を変更することができる。

さらに、このように構成することで、パーティクルによるプロセスへの悪影響を防止しながらも、貫通孔の孔径を必要最小限にすることができる。つまり、ノズルと貫通孔との摺動を避ける観点からはノズルの外径に対して貫通孔の孔径は大きいほど良いが、孔径の増大は遮断部材の対向面の面積を減少させ、雰囲気遮断効果を減退させるとともに、貫通孔に起因する処理液の跳ね返り等の不具合が発生する危険性を増大させる。したがって、上記のようにノズル胴部径と貫通孔の孔径とを設定することで、パーティクルによるプロセスへの悪影響を防止しながらも貫通孔に起因する不具合を抑制することができる。

また、貫通孔の内壁に当接面に対して基板から離間する方向にガス導入部を設けて、ガス導入部から貫通孔の内部にガスを導入させると、ノズルが処理位置に移動して貫通孔に挿入された際に、ノズルの段差面と遮断部材の当接面とが当接することにより、その当接部分を越えてガスが貫通孔から基板側に噴出するのが防止される。このため、ノズルと貫通孔の内壁との摺動によってパーティクルが発生する場合であっても、ガスとともにパーティクルが基板表面に到達するのを防止することができる。さらに、エッチング処理あるいはリンス処理中にガスが基板と遮断部材とに挟まれた空間に漏れて基板表面上の気流を乱し処理液の跳ね返り等の不具合が発生するのが防止される。なお、貫通孔に導入されたガス（およびパーティクル）はガス導入部に対して基板と反対側の開口から排出される。
また、この発明にかかる基板処理装置の他の態様として、基板を回転させながら基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置があるが、以下のように構成してもよい。この基板処理装置は、鉛直軸回りに回転自在に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材に上方に向けて設けられ、基板の下面に当接して該基板を回転部材から離間させて支持する少なくとも３個以上の支持部材を有する支持手段と、基板の上面に気体を供給することによって基板を支持部材に押圧させて基板を回転部材に保持させる遮断部材と、処理液を吐出して基板の処理領域に対して処理液を供給するノズルを有する供給機構とを備え、遮断部材はノズルを挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔を有するとともに、基板表面を基板の周囲の外部雰囲気から遮断し、供給機構は、ノズルを貫通孔に挿入して薬液を処理液として供給可能なエッチング位置と、水平方向における位置がエッチング位置とは異なりリンス液を処理液として供給可能なリンス位置とにノズルを選択的に位置決めすることを特徴としている。
また、この発明にかかる基板処理装置の別の態様として、基板表面の処理領域に第１処理液を供給して第１処理を施した後に、第１処理を受けた処理領域に対して第１処理液と異なる第２処理液を供給して該処理領域に対して第２処理を施す基板処理装置があるが、、以下のように構成してもよい。この基板処理装置は、基板を保持する基板保持手段と、第１処理液および第２処理液を選択的に基板表面に向けて吐出するノズルと、基板表面に対向して配置されるとともに、上下方向に貫通する貫通孔を有するとともに、基板表面を基板の周囲の外部雰囲気から遮断する遮断部材と、ノズルを駆動して位置決するノズル駆動機構とを備え、貫通孔はノズルよりも大きく形成され、貫通孔内でノズルが水平方向に移動自在となっており、ノズル駆動機構は、ノズルから吐出する処理液が第１処理液であるか第２処理液であるかに応じて貫通孔内でのノズルの位置を水平方向において異ならせることを特徴としている。
なお、ノズルが、処理液を吐出するノズル先端部と、ノズル先端部よりも太くノズル先端部の上方側に形成されたノズル後端部と、ノズル先端部とノズル後端部の間に形成された段差面とを有する場合には、貫通孔に段差面に当接可能な段差部が設け、第１処理液の吐出時および第２処理液の吐出時に段差面が段差部に当接して貫通孔を塞ぐように構成してもよい。

この発明によれば、遮断部材を基板表面に対向配置して薬液雰囲気あるいはミスト状の処理液が非処理領域に付着するのを防止しながらも、遮断部材に形成された貫通孔にノズルを挿入させてノズルから直接に処理領域に処理液を供給することにより処理領域におけるエッチング幅を正確にして処理することができる。しかも、貫通孔の孔径をノズルの外径よりも大きく形成することで、貫通孔に対してノズルを挿脱する際に、ノズルと貫通孔の内壁とが摺動するのを防止して、摺動時に発生するパーティクルがプロセスに悪影響するのを防止することができる。さらに、貫通孔の内部においてノズル位置をエッチング位置とリンス位置との間で変更することにより、リンス液供給範囲を薬液供給範囲よりも広くすることが可能となり、処理領域と非処理領域との界面に付着する薬液をリンス液によって容易に洗い流し、リンス処理の効率を向上させるとともに、リンス不良を防止することができる。

図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板表面Ｗｆの周縁部からメタル層やフォトレジスト層などの薄膜をエッチング除去する装置である。具体的には、その表面Ｗｆ（デバイス形成面）に薄膜が形成された基板Ｗの周縁部ＴＲ（本発明の「処理領域」に相当）に対して化学薬品または有機溶剤等の薬液や純水またはＤＩＷ等のリンス液（以下、「処理液」という）を供給することで該表面周縁部ＴＲから薄膜をエッチング除去するとともに、基板裏面Ｗｂに処理液を供給して裏面Ｗｂ全体を洗浄する装置である。

この基板処理装置は、基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けた状態で水平に保持して回転させるスピンチャック１（基板保持手段）と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの下面（裏面Ｗｂ）の中央部に向けて処理液（薬液やリンス液）を供給する下面処理ノズル２と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面（表面Ｗｆ）の中央部に向けて処理液を供給する上面処理ノズル３と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に対向配置される遮断板５と、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面周縁部ＴＲに処理液を供給する周縁処理ノズル７を備えている。

スピンチャック１は、中空の回転支軸１１がモータを含むチャック回転駆動機構１３の回転軸に連結されており、チャック回転駆動機構１３の駆動により鉛直方向に伸びる回転軸Ｊ回りに回転可能となっている。この回転支軸１１の上端部には、スピンベース１５が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、装置全体を制御する制御ユニット４からの動作指令に応じてチャック回転駆動機構１３を駆動させることによりスピンベース１５が回転軸Ｊ回りに回転する。このように、この実施形態では、スピンベース１５が本発明の「回転部材」に、チャック回転駆動機構１３が本発明の「基板回転手段」に相当している。

中空の回転支軸１１には、処理液供給管２１が挿通されており、その上端に下面処理ノズル２が結合されている。処理液供給管２１は薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、薬液またはリンス液が選択的に供給される。また、回転支軸１１の内壁面と処理液供給管２１の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路２４を形成している。このガス供給路２４はガス供給ユニット２５（ガス供給手段）と接続されており、基板Ｗの下面とスピンベース１５の対向面との間に形成される空間に窒素ガスを供給することができる。なお、この実施形態では、ガス供給ユニット２５から窒素ガスを供給しているが、空気や他の不活性ガスなどを吐出するように構成してもよい。

図２はスピンベース１５を上方から見た平面図である。スピンベース１５には、その中心部に開口が設けられるとともに、その周縁部付近には複数個（この実施形態では２４個）の支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２が本発明の「支持部材」として、鉛直方向に昇降自在に設けられている。ここで、基板Ｗを水平支持するためには、支持ピンの個数は少なくとも３個以上であればよいが、支持ピンが基板Ｗの下面に当接する部分を処理するためには、支持ピンを基板Ｗの下面に対して離当接自在に構成するとともに、処理中に少なくとも１回以上、支持ピンを基板Ｗの下面から離間させるのが望ましい。そのため、支持ピンが基板Ｗの下面に当接する部分をも含めて基板Ｗの下面を処理するためには少なくとも４個以上の支持ピンが必要とされ、実施形態である２４個とすることより安定して基板Ｗを支持することができる。

これら支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２は、回転軸Ｊを中心として放射状に略等角度間隔でスピンベース１５から上方に向けて突出して設けられている。支持ピンＦ１〜Ｆ１２、Ｓ１〜Ｓ１２の各々は、基板裏面Ｗｂと当接することによって、スピンベース１５から所定距離だけ上方に離間させた状態で基板Ｗを水平に支持可能となっている。これらのうち、周方向に沿って１つ置きに配置された１２個の支持ピンＦ１〜Ｆ１２は、第１支持ピン群を構成していて、これらは連動して基板Ｗを支持し、または基板Ｗの裏面から離間してその支持を解除するように動作する。一方で、残る１２個の支持ピンＳ１〜Ｓ１２は、第２支持ピン群を構成しており、これらは連動して基板Ｗを支持し、または基板Ｗの裏面から離間してその支持を解除するように動作する。

図３は支持ピンの構成を示す部分拡大図である。なお、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２の各々はいずれも同一構成を有しているため、ここでは１つの支持ピンＦ１の構成についてのみ図面を参照しつつ説明する。支持ピンＦ１は、基板Ｗの下面に離当接可能な当接部６１と、当接部６１を上下方向へ移動可能に支持する可動ロッド６２と、この可動ロッド６２を上下動させるモータ等を含む昇降駆動部６３と、可動ロッド６２を取り囲むように設けられ可動ロッド６２と昇降駆動部６３とを外部雰囲気から遮断するベローズ６４とを有している。ベローズ６４は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）より形成され、薬液等により基板Ｗを処理する際に、ステンレス鋼（ＳＵＳ）またはアルミニウム等から形成される可動ロッド６２を保護する。また、当接部６１は耐薬性を考慮して、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）で形成されるのが好ましい。ベローズ６４の上端部は当接部６１の下面側に固着される一方、ベローズ６４の下端部はスピンベース１５の上面側に固着されている。なお、昇降駆動部６３はモータに限らず、エアシリンダ等のアクチュエータ全般を用いてもよい。

上記した構成を有する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２では、昇降駆動部６３が制御ユニット４からの駆動信号に基づき図示省略する駆動連結部を介して可動ロッド６２を１〜数ｍｍのストロークで駆動させることにより、次のように基板Ｗを支持する。すなわち、昇降駆動部６３を駆動させない状態では、所定の高さ位置（基板処理位置）で基板Ｗを支持するように支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２の各々はコイルばね等の付勢手段（図示せず）によって上向きに付勢されており、基板Ｗは支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群と、支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群との両方の支持ピン群により支持される。一方で、支持ピンＳ１〜Ｓ１２を付勢力に抗して下降駆動させると、支持ピンＳ１〜Ｓ１２の当接部６１は基板Ｗの下面から離間して基板Ｗは支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群のみにより支持される。また、支持ピンＦ１〜Ｆ１２を付勢力に抗して下降駆動させると、支持ピンＦ１〜Ｆ１２の当接部６１は基板Ｗの下面から離間して基板Ｗは支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群のみにより支持される。

図１に戻って説明を続ける。スピンチャック１の上方には、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に支持された基板Ｗに対向する円盤状の遮断板５が本発明の「遮断部材」として水平に配設されている。この遮断板５は、スピンチャック１の回転支軸１１と同軸上に配置された回転支軸５１の下端部に一体回転可能に取り付けられている。この回転支軸５１には、遮断板回転駆動機構５２が連結されており、制御ユニット４からの動作指令に応じて遮断板回転駆動機構５２のモータを駆動させることにより遮断板５を回転軸Ｊ回りに回転させる。制御ユニット４は、遮断板回転駆動機構５２をチャック回転駆動機構１３と同期するように制御することで、スピンチャック１と同じ回転方向および同じ回転速度で遮断板５を回転駆動させることができる。

また、遮断板５は、遮断板昇降駆動機構５３と接続され、遮断板昇降駆動機構５３の昇降駆動用アクチェータ（例えばエアシリンダーなど）を作動させることで、遮断板５をスピンベース１５に近接して対向させたり、逆に離間させることが可能となっている。具体的には、制御ユニット４は遮断板昇降駆動機構５３を駆動させることで、基板処理装置に対して基板Ｗが搬入出される際には、スピンチャック１の上方の退避位置に遮断板５を上昇させる。その一方で、基板Ｗに対してエッチングなどの所定の処理を施す際には、スピンチャック１に保持された基板Ｗの表面Ｗｆのごく近傍に設定され、該基板表面Ｗｆと対向する対向位置まで遮断板５を下降させる。これにより、遮断板５の下面（対向面５０１）と基板表面Ｗｆとが近接した状態で離間して対向配置される。

遮断板５の中心の開口および回転支軸５１の中空部には、処理液供給管３１が挿通されており、その下端に上面処理ノズル３が結合されている。処理液供給管３１は薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、スピンチャック１に保持された基板Ｗの上面に薬液またはリンス液が選択的に供給される。また、回転支軸５１の内壁面と処理液供給管３１の外壁面の隙間は、円筒状のガス供給路３２を形成している。このガス供給路３２はガス供給ユニット２５と接続されており、基板Ｗの上面（表面Ｗｆ）と遮断板５の対向面５０１との間に形成される空間ＳＰに窒素ガスを供給することができる。

図４は遮断板５の底面図である。この遮断板５の基板表面Ｗｆと対向する対向面５０１の平面サイズは基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成されており、その中心部に開口を有している。このため遮断板５が対向位置に配置されると基板Ｗの表面全体を覆って基板表面Ｗｆ上の雰囲気を外部雰囲気から遮断することが可能となっている。また、遮断板５の周縁部には遮断板５を上下方向（鉛直軸方向）に貫通する、略円筒状の内部空間を有する貫通孔５０２が形成されており、後述する周縁処理ノズル７が挿入可能となっている。この貫通孔５０２はスピンチャック１に保持される基板Ｗの表面周縁部ＴＲに対向する位置に形成されているため、周縁処理ノズル７を貫通孔５０２に挿入させることで周縁処理ノズル７を表面周縁部ＴＲに対向して配置させることができる。

また、対向面５０１には複数のガス噴出口５０６が開口している。複数のガス噴出口５０６はスピンチャック１に保持される基板Ｗの表面中央部の非処理領域ＮＴＲに対向する位置に、回転軸Ｊを中心とする円周に沿って等角度間隔に形成されている。これらのガス噴出口５０６は、遮断板５の内部のガス流通空間５０５に連通しており、ガス流通空間５０５に窒素ガスが供給されると、ガス噴出口５０６を介して窒素ガスが空間ＳＰに供給される。なお、ガス噴出口は複数の開口に限らず、単一の開口、例えば、回転軸Ｊを中心として全周にわたってリング状に開口したものであってもよい。但し、複数のガス噴出口とした方が、ガス噴出圧の均一性を得る点で有利である。

そして、この空間ＳＰに窒素ガスが供給されることで空間ＳＰの内部圧力を高めて基板Ｗをその下面に当接する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧させることができる。これによって、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧された基板Ｗは、チャック回転駆動機構１３がスピンベース１５を回転させることで基板Ｗの下面と支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２との間に発生する摩擦力によって支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に支持されながらスピンベース１５とともに回転する。なお、供給された窒素ガスは空間ＳＰを基板Ｗの中心付近から径方向外側へと流れていく。

図１に戻って説明を続ける。周縁処理ノズル７は、ノズルアーム７１の一方端に固着されている。ノズルアーム７１の他方端はアーム軸７２により軸支され、アーム軸７２が回動することで周縁処理ノズル７がアーム軸７２を中心として所定の角度範囲で揺動可能となっている。また、アーム軸７２には、ノズルアーム７１と該ノズルアーム７１に固着された周縁処理ノズル７とを一体的に駆動させる駆動機構７３が連結されている。この駆動機構７３は、周縁処理ノズル７とノズルアーム７１とを揺動させるモータ等の揺動駆動源７３１と、周縁処理ノズル７とノズルアーム７１とを上下方向に昇降させるシリンダ等の昇降駆動源７３２とを備えている。これらの構成により、周縁処理ノズル７を、揺動駆動源７３１により基板表面Ｗｆに平行に水平移動させるとともに、昇降駆動源７３２により上下移動させることが可能となっている。このため、制御ユニット４からの動作指令に応じて駆動機構７３が駆動されることで、周縁処理ノズル７とノズルアーム７１とを表面周縁部ＴＲから離間した離間位置Ｐ１（図１の破線で示す位置）と、遮断板５の貫通孔５０２に挿入され表面周縁部ＴＲに処理液を供給可能な処理位置Ｐ２（図１の実線で示す位置）とに移動させることができる。このように、この実施形態では、周縁処理ノズル７が本発明の「ノズル」として、駆動機構７３が、本発明の「ノズル駆動機構」として機能している。

図５は、図１の基板処理装置の部分斜視図である。周縁処理ノズル７は遮断板５の貫通孔５０２の形状に合わせて略円筒状に形成され、貫通孔５０２に挿入されることで、周縁処理ノズル７の先端側が表面周縁部ＴＲ（図１）に対向して配置される。周縁処理ノズル７の内部には、処理液供給路７０１が形成されており、処理液供給路７０１の先端部（下端部）が周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａを構成している。そして、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２に挿入される際には、周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａ周囲の先端面７ａが遮断板５の対向面５０１と面一の位置まで挿入される。周縁処理ノズル７の直径（ノズルの外径）は、遮断板５の貫通孔５０２に挿入させる関係上、必要以上に貫通孔５０２の孔径を大きくすることのないように、例えばφ５〜６ｍｍ程度に構成される。

周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａは基板Ｗの径方向外側に向けて開口しており、吐出口７０１ａから薬液およびリンス液を表面周縁部ＴＲに選択的に供給可能になっている。処理液供給路７０１はノズル後端部においてチューブ等を介して薬液供給ユニット２２およびリンス液供給ユニット２３と接続されており、薬液またはリンス液が供給される。このため、例えば制御ユニット４からの動作指令に応じて薬液供給ユニット２２から薬液が圧送されると、周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａから薬液が吐出され、表面周縁部ＴＲに供給されるとともに、基板Ｗの径方向外側に向かって流れ、基板外に排出される。したがって、薬液の供給位置よりも基板内周側の非処理領域ＮＴＲには薬液は供給されず、その結果、基板表面Ｗｆの周縁部は基板Ｗの端面から内側に向かって一定の周縁エッチング幅で薄膜がエッチング除去される。

また、制御ユニット４からの動作指令に応じてリンス液供給ユニット２３からリンス液が圧送されると、周縁処理ノズル７の吐出口７０１ａからリンス液が吐出され、表面周縁部ＴＲに供給されるとともに、基板Ｗの径方向外側に向かって流れ、基板外に排出される。

周縁処理ノズル７は、略円筒状に形成されたノズル胴部の断面積がノズル先端側と後端側で異なるように構成されている。具体的には、ノズル先端側の胴部７０３の断面積がノズル後端側の胴部７０４の断面積に対して小さくなるように構成されており、ノズル先端側の胴部７０３とノズル後端側の胴部７０４との間に段差面７ｂを有している。すなわち、ノズル先端側の胴部７０３の外形面（側面）とノズル後端側の胴部７０４の外形面（側面）とは段差面７ｂを介して結合されている。段差面７ｂは胴部の結合部分においてノズル先端側の胴部７０３周囲を取り囲む円環状に形成されるとともに、スピンチャック１に保持された基板表面Ｗｆに略平行に形成されている。

なお、周縁処理ノズル７およびノズルアーム７１は耐薬性を考慮して樹脂材料により形成されている。具体的には、周縁処理ノズル７は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）にて、ノズルアーム７１はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）にて形成されている。周縁処理ノズル７の段差面７ｂは、例えば上記樹脂材料で形成された円筒状のノズルの先端側を切削加工することにより形成することができる。

一方で、遮断板５の貫通孔５０２の内壁には、周縁処理ノズル７の段差面７ｂと当接可能な段差部５０３が設けられている。この段差部５０３は、周縁処理ノズル７が処理位置Ｐ２に位置決めされた際に周縁処理ノズル７と当接する、円環状の当接面５ａを有している。当接面５ａは、遮断板５の対向面５０１と略平行に、つまり基板表面Ｗｆと略平行に形成されており、周縁処理ノズル７の段差面７ｂと面接触することが可能となっている。このため、段差面７ｂおよび当接面５ａを基板表面Ｗｆに平行に形成しない場合に比べて、周縁処理ノズル７の外形部分および貫通孔５０２の内壁の加工を容易として、周縁処理ノズル７を処理位置Ｐ２に位置決めする際に、基板Ｗに対するノズルの位置精度を高めることができる。さらに、周縁処理ノズル７を処理位置Ｐ２に位置決めする際に、周縁処理ノズル７の段差面７ｂが遮断板５の当接面５ａに押し付けられることにより、周縁処理ノズル７が遮断板５に当接固定され、処理位置Ｐ２に安定して位置決めすることができる。

図６は、周縁処理ノズル７の外径と貫通孔５０２の孔径との関係を説明するための断面図である。貫通孔５０２の孔径は周縁処理ノズル７の外径よりも大きく形成されており、貫通孔５０２の内部にて、周縁処理ノズル７を水平方向に移動可能となっている。具体的には、駆動機構７３の揺動駆動源７３１を駆動することで、処理位置Ｐ２として水平方向における位置が互いに異なる２つの位置、つまり、薬液を基板Ｗの表面周縁部ＴＲに供給可能なエッチング位置Ｐ２１（図６（ａ））と、リンス液を基板Ｗの表面周縁部ＴＲに供給可能であってエッチング位置Ｐ２１に対して基板Ｗの径方向内側に位置するリンス位置Ｐ２２（図６（ｂ））とに周縁処理ノズル７を位置決めすることが可能となっている。なお、揺動駆動源７３１による揺動に代えて周縁処理ノズル７を水平方向に直線的に動かしてエッチング位置Ｐ２１とリンス位置Ｐ２２とに位置決めするようにしてもよい。

エッチング位置Ｐ２１は貫通孔５０２の内部空間において基板Ｗの径方向外寄り（同図の右方向）に位置する一方、リンス位置Ｐ２２は貫通孔５０２の内部空間において基板Ｗの径方向内寄り（同図の左方向）に位置する。このような貫通孔５０２の孔径としては、周縁処理ノズル７の外径に対して１〜２ｍｍ程度大きく形成することが好ましく、リンス位置Ｐ２２はエッチング位置Ｐ２１に対して、例えば０．２〜０．５ｍｍだけ基板Ｗの径方向内側に位置するように設定される。

また、ノズル先端側の胴部７０３の径（外径）Ｌ１と貫通孔５０２の孔径Ｌ２との差（Ｌ２−Ｌ１）は、ノズル後端側の胴部７０４の径（外径）Ｂ１と貫通孔５０２の孔径Ｂ２との差（Ｂ２−Ｂ１）に比べて大きくなるように貫通孔５０２が形成されている。このため、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁とが摺動する場合であっても、その摺動はノズル後端側の胴部７０４と貫通孔５０２の内壁との間で発生することとなる。したがって、摺動が発生する場合であっても基板Ｗから比較的遠く離れた位置となるため、基板Ｗ近くでパーティクルが発生する場合と比較して、摺動によって発生したパーティクルがプロセスに与える影響を小さくすることができる。なお、この場合、ノズル後端側の胴部７０４の径と貫通孔５０２の孔径Ｌ２との差分（Ｂ２−Ｂ１）の間で周縁処理ノズル７の吐出位置をエッチング位置Ｐ２１とリンス位置Ｐ２２とに変更することができる。

ここで、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２との摺動を避ける観点からは周縁処理ノズル７の外径に対して貫通孔５０２の孔径は大きいほど良いが、孔径の増大は遮断板５の対向面５０１の面積を減少させ、雰囲気遮断効果を減退させるとともに、貫通孔５０２に起因する処理液の跳ね返り等の不具合が発生する危険性を増大させる。したがって、上記のように周縁処理ノズル７の胴部径と貫通孔５０２の孔径とを設定することで、パーティクルによるプロセスへの悪影響を防止しながら貫通孔５０２に起因する不具合を抑制することができる。

また、遮断板５の貫通孔５０２の内壁には、ガス導入部５０４が開口されており、ガス導入部５０４から貫通孔５０２の内部空間に窒素ガスを供給することが可能となっている。ガス導入部５０４は遮断板５の内部に形成されたガス流通空間５０５を介してガス供給ユニット２５に連通している。したがって、制御ユニット４からの動作指令に応じてガス供給ユニット２５から窒素ガスが圧送されると、貫通孔５０２の内部空間に窒素ガスが供給され、周縁処理ノズル７が離間位置Ｐ１（図１の破線で示す位置）に移動された状態、すなわち、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２に挿入されていない状態では、貫通孔５０２の上下双方の開口から窒素ガスが噴出される。

ガス導入部５０４は、貫通孔５０２の内壁に形成された当接面５ａに対して、基板Ｗから離間する方向、つまり当接面５ａを中心として基板Ｗが位置する方向と反対側に開口されている。このため、周縁処理ノズル７が処理位置Ｐ２に位置決めされた際に、周縁処理ノズル７の段差面７ｂと当接面５ａとが当接することにより基板Ｗ側へのガス流路が塞がれ、窒素ガスが当接部分を越えて貫通孔５０２から基板表面Ｗｆと対向面５０１とで挟まれた空間ＳＰに噴出するのが防止される。なお、ガス導入部５０４を介して貫通孔５０２に導入された窒素ガスは貫通孔５０２の上方、つまり基板Ｗの反対側の開口から排出される。

次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について説明する。図７は、図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。また、図８は、図１の基板処理装置の動作を模式的に示す図である。この装置では、基板Ｗの表面Ｗfにメタル層などの薄膜ＴＦが形成された基板Ｗが薄膜形成面を上方に向けた状態で搬入されスピンベース１５上に載置されると、制御ユニット４が装置各部を以下のように制御して基板Ｗに対してベベルエッチング処理（エッチング工程＋リンス工程＋乾燥工程）を実行する。なお、基板Ｗの搬送を行う際には、遮断板５はスピンチャック１の上方の退避位置にあり、基板Ｗとの干渉を防止している。また、搬入される基板Ｗはすべての支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２にて支持するようにしてもよいし、支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群のみにより支持、あるいは支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群のみにより支持するようにしてもよい。

未処理基板Ｗが支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に載置されると、制御ユニット４は遮断板５を対向位置まで降下させて基板Ｗに近接して対向配置させる（ステップＳ１）。そして、ガス噴出口５０６から窒素ガスを吐出させるとともに、ガス供給路３２から基板表面Ｗｆの中央部に向けて窒素ガスを供給する（ステップＳ２）。これによって、遮断板５の対向面５０１と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間ＳＰの内部圧力が高められ、基板Ｗはその下面（裏面Ｗｂ）に当接する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧されてスピンベース１５に保持される。また、基板表面Ｗｆは遮断板５の対向面５０１にごく近接した状態で覆われることによって、基板Ｗの周辺の外部雰囲気から確実に遮断される。

次に、制御ユニット４は駆動機構７３を作動させることで周縁処理ノズル７を離間位置Ｐ１から処理位置Ｐ２に移動させる。ここでは、先ず処理位置Ｐ２として周縁処理ノズル７をエッチング位置Ｐ２１に位置決めする（ステップＳ３）。具体的には、揺動駆動源７３１の作動により周縁処理ノズル７が水平方向に沿って遮断板５の貫通孔５０２の上方位置に移動するとともに、昇降駆動源７３２の作動により周縁処理ノズル７が降下してノズル先端面７ａが遮断板５の対向面５０１と面一となる位置まで貫通孔５０２に挿入される。貫通孔５０２は周縁処理ノズル７の外径よりも大きく形成されているため、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁とが摺動してパーティクルが発生するのが防止される。また、貫通孔５０２に周縁処理ノズル７が挿入されると、周縁処理ノズル７の外形部分に形成された段差面７ｂと、貫通孔５０２の内壁に形成された当接面５ａとが当接して、周縁処理ノズル７が遮断板５（段差部５０３）に基板Ｗに向かって、つまり鉛直方向下向きに押し付けられる。これによって、周縁処理ノズル７が遮断板５に当接固定され、処理位置Ｐ２（エッチング位置Ｐ２１）に安定して位置決めされる。

それに続いて、制御ユニット４は遮断板５を停止させた状態で、チャック回転駆動機構１３を制御してスピンベース１５を回転させることにより、基板Ｗを回転させる（ステップＳ４）。このとき、支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧された基板Ｗは支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２と基板Ｗの下面との間に発生する摩擦力でスピンベース１５に保持されながら、スピンベース１５とともに回転することとなる。

基板表面Ｗｆと対向面５０１とで挟まれた空間ＳＰに供給されたガスは、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって回転軸Ｊを中心として径方向外側に均等に流れ、基板外に排出されていく。ここで、ガス導入部５０４を介して貫通孔５０２にも窒素ガスが流れ込むが、基板Ｗ側への流路は周縁処理ノズル７の段差面７ｂと貫通孔５０２の内壁に形成された当接面５ａとの当接により塞がれており、貫通孔５０２から窒素ガスが空間ＳＰに入り込むことがなく、貫通孔５０２の内壁と周縁処理ノズル７（ノズル後端側の胴部７０４）の隙間から遮断板５の上方から抜けていく。このため、遮断板５の周縁部に形成された１つの貫通孔５０２から空間ＳＰに回転軸Ｊに対して不均一に窒素ガスが入り込み、回転軸Ｊを中心として径方向外側に均等に流れていく気流を乱すのを防止することができる。

この状態で、薬液供給ユニット２２からエッチング処理に適した薬液が周縁処理ノズル７に圧送されて、表面周縁部ＴＲに処理液として薬液が供給される（図８（ａ））。基板Ｗの径方向外側に向けて吐出された薬液は基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周縁に向かって流れ、基板の端面を伝って流下する。これにより、表面周縁部ＴＲの全体に薬液が供給されてエッチング処理される。このとき、周縁処理ノズル７は遮断板５の段差部５０３に押し当てられた状態で処理位置Ｐ２（エッチング位置Ｐ２１）に位置決めされているので、遮断板５に対して周縁処理ノズル７が固定され、ノズル位置、特に上下方向（高さ方向）の位置が正確に定まる。このため、基板Ｗの回転に伴う気流や振動等の影響により周縁処理ノズル７からの吐出位置が不安定になるのを防止できる。すなわち、樹脂等の剛性が比較的低い材質で形成されたノズルアーム７１およびこれに固着された小径の周縁処理ノズル７は気流や振動等の影響を受け易いが、これらに比べて物理的（体積および質量、配置条件等）に振動等の影響を受けにくい遮断板５に周縁処理ノズル７が押し付けられることで、吐出位置が変動するのが防止される。

特に、この実施形態では、薬液を鉛直方向ではなく、基板Ｗの径方向外側に向けて斜めに吐出させているので、基板Ｗと周縁処理ノズル７との間の距離が一定とされることで、周縁エッチング幅ＥＨが変動するのを防止することができる。また、ノズル先端面７ａが対向面５０１よりも上方に位置ずれした際に、周縁処理ノズル７から吐出された薬液が貫通孔５０２の内壁に当たって跳ね返りが発生するのを防止することができる。その結果、表面周縁部ＴＲ以外の非処理領域ＮＴＲがエッチングされてしまうのを回避することができる。

また、この実施形態では、基板Ｗの外周端部に接触して基板Ｗを保持する、チャックピン等の保持部材がないことから、保持部材により保持している部分と保持していない部分とで薬液の回り込み量が異なることはなく、基板表面Ｗｆの周縁部へ薬液を均一に回り込ませることができる。また、基板Ｗの外周端部付近の気流を乱す要因がないことからミスト状の薬液の基板表面Ｗｆ側への巻き込みが軽減される。さらに、ガス供給路３２およびガス噴出口５０６から供給される窒素ガスにより基板表面Ｗｆの中央部への薬液の入り込みが防止される。したがって、表面周縁部ＴＲから不要物が一定の周縁エッチング幅ＥＨで全周にわたって均一にエッチング除去される（ステップＳ５）。

さらに、周縁処理ノズル７は遮断板５の貫通孔５０２に挿入されるため、薬液が飛散して周縁処理ノズル７に向けて跳ね返ってくるような場合でも薬液は遮断板５の対向面５０１に遮られ、周縁処理ノズル７の周囲（側面）に薬液が付着するようなことがない。このため、ノズル移動時において周縁処理ノズル７から薬液が落ちて基板Ｗあるいは基板周辺部材に付着して悪影響を及ぼすことが防止される。したがって、周縁処理ノズル７の洗浄も不要となり、装置のスループットの向上を図ることができる。

表面周縁部ＴＲに対するエッチング処理が終了すると、制御ユニット４は周縁処理ノズル７への薬液の圧送を停止して、周縁処理ノズル７をエッチング位置Ｐ２１からリンス位置Ｐ２２に移動させる（ステップＳ６）。このとき、周縁処理ノズル７を水平方向にそのまま移動させてしまうと、互いに当接している周縁処理ノズル７の段差面７ｂと遮断板の当接面５ａとの間で摺動によるパーティクルが発生するおそれがあることから、周縁処理ノズル７を少し上昇させて段差面７ｂと当接面５ａとを互いに離間させた後で水平方向に移動させてリンス位置Ｐ２２に位置決めするのが望ましい。

周縁処理ノズル７がリンス位置Ｐ２２に位置決めされると、リンス液供給ユニット２３からリンス液が周縁処理ノズル７に圧送されて、表面周縁部ＴＲに処理液としてリンス液が供給される（図８（ｂ））。ここで、周縁処理ノズル７から吐出されたリンス液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力を受けて基板Ｗの径方向外向きに流れ基板外に排出されることから、周縁処理ノズル７がエッチング位置Ｐ２１に対して基板Ｗの径方向内側に位置するリンス位置Ｐ２２に位置決めされることで、薬液供給範囲を含み、しかも薬液供給範囲よりも広い範囲にリンス液を供給することができる。このため、表面周縁部ＴＲ（処理領域）と表面中央部の非処理領域ＮＴＲとの界面に付着する薬液をリンス液によって容易に洗い流すことができる（ステップＳ７）。

こうして、表面周縁部ＴＲに対するリンス処理が終了すると、制御ユニット４は周縁処理ノズル７へのリンス液の圧送を停止して、周縁処理ノズル７を貫通孔５０２から抜き出して表面周縁部ＴＲから離間した離間位置Ｐ１に移動させる（ステップＳ８）。このとき、ガス導入部５０４から貫通孔５０２に導入される窒素ガスが遮断板５の上下の開口から貫通孔５０２の上下方向に噴出する（図８（ｃ））。このため、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２から抜き出された状態であっても、処理液が貫通孔５０２に入り込み基板表面Ｗｆに向けて跳ね返るのが抑制される。

続いて、制御ユニット４は遮断板回転駆動機構５２を制御してスピンベース１５の回転数とほぼ同一の回転数で同一方向に遮断板５を回転させる（ステップＳ９）。その後、下面処理ノズル２からスピンベース１５とともに回転される基板Ｗの裏面Ｗbに処理液が供給され、基板Ｗの裏面（非デバイス形成面）Ｗbに対して裏面洗浄処理が実行される（ステップＳ１０）。具体的には、下面処理ノズル２から基板裏面Ｗｂの中央部に向けて処理液として薬液とリンス液とが順次供給されることにより、裏面全体と裏面Ｗｂに連なる基板端面部分が洗浄される。このように基板Ｗとともに遮断板５を回転させることで、遮断板５に付着する処理液がプロセスに悪影響を及ぼすのを防止するとともに、基板Ｗと遮断板５との間に回転に伴う余分な気流が発生するのを抑制して基板表面Ｗｆへの処理液の巻き込みを防止することができる。

ここで、洗浄処理中に支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２を基板裏面Ｗｂから少なくとも１回以上、離間させることで支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２と基板裏面Ｗｂの当接部分にも処理液を回り込ませて当該部分を洗浄することができる。例えば、洗浄処理途中に、支持ピンＦ１〜Ｆ１２からなる第１支持ピン群と支持ピンＳ１〜Ｓ１２からなる第２支持ピン群との両方の支持ピン群により基板Ｗを支持した状態から第１支持ピン群のみにより基板Ｗを支持した状態に切り換え、基板Ｗと第２支持ピン群との間の当接部分に処理液を回り込ませる。その後、両方の支持ピン群により基板Ｗを支持した状態に移行させた後に、第２支持ピン群のみにより基板Ｗを支持した状態に切り換え、基板Ｗと第１支持ピン群との間の当接部分に処理液を回り込ませる。これにより、基板Ｗと支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２との間の当接部分のすべてに処理液を回り込ませて裏面全体の洗浄処理を行うことができる。

こうして、裏面洗浄処理が完了すると、制御ユニット４はチャック回転駆動機構１３および遮断板回転駆動機構５２のモータの回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断板５を高速回転させて、基板Ｗの乾燥を実行する（ステップＳ１１）。このとき、上記した基板表面Ｗｆへの窒素ガス供給と併せて、ガス供給路２４からも窒素ガスを供給することで、基板Ｗの表裏面に窒素ガスを供給させる。これにより、基板Ｗの表裏面の乾燥処理が促進される。

基板Ｗの乾燥処理が終了すると、制御ユニット４は遮断板回転駆動機構５２を制御して遮断板５の回転を停止させるとともに（ステップＳ１２）、チャック回転駆動機構１３を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ１３）。そして、ガス供給路３２およびガス噴出口５０６からの窒素ガスの供給を停止することで、基板Ｗの支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２への押圧保持を解除する（ステップＳ１４）。その後、遮断板５が上昇され、処理済基板Ｗが装置から搬出される（ステップＳ１５）。

以上のように、この実施形態によれば、遮断板５が基板表面Ｗｆに近接して対向配置されることによって、基板表面Ｗｆを外部雰囲気から確実に保護することができる。しかも、遮断板５には上下方向に貫通する貫通孔５０２が表面周縁部ＴＲ（処理領域）に対向する位置に形成されているので、貫通孔５０２に周縁処理ノズル７を挿入させることで表面周縁部ＴＲに対向して配置させることができる。したがって、遮断板５によって基板表面Ｗｆが覆われることで薬液雰囲気あるいはミスト状の処理液が表面周縁部ＴＲより内側の非処理領域ＮＴＲに付着するのを防止しながらも、周縁処理ノズル７から直接に表面周縁部ＴＲに処理液を供給することで周縁エッチング幅ＥＨを正確にして処理することができる。

また、貫通孔５０２の孔径を周縁処理ノズル７の外径よりも大きく形成しているので、貫通孔５０２に対して周縁処理ノズル７を挿脱する際に、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁とが摺動するのが防止される。これにより、摺動時に発生するパーティクルが基板表面Ｗｆに付着するなどしてプロセスに悪影響を及ぼすのを防止することができる。特に、周縁処理ノズル７およびノズルアーム７１等のノズル駆動部品は樹脂製の材質によって構成され、ノズルの位置決め精度を確保しづらい側面があるが、上記のようにノズル外径に対して貫通孔５０２の孔径を設定することにより、パーティクルの発生を有効に防止することができる。

さらに、貫通孔５０２の孔径を周縁処理ノズル７の外径よりも大きく形成しながら、薬液を表面周縁部ＴＲに供給可能なエッチング位置Ｐ２１と、リンス液を表面周縁部ＴＲに供給可能であって該エッチング位置Ｐ２１に対して基板Ｗの径方向内側に位置するリンス位置Ｐ２２とに周縁処理ノズル７を選択的に位置決めしている。このため、リンス液は薬液供給位置に対して基板Ｗの内方位置より径方向外向きに流れ、リンス液供給範囲を薬液供給範囲よりも広くすることができる。これにより、表面周縁部ＴＲ（処理領域）と非処理領域ＮＴＲとの界面に付着する薬液をリンス液によって容易に洗い流し、リンス処理の効率を向上させるとともに、リンス不良を防止することができる。

また、この実施形態によれば、基板裏面Ｗｂに当接する支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２によって基板Ｗを支持しながら、遮断板５の対向面５０１と基板表面Ｗｆとの間に形成される空間ＳＰに窒素ガスを供給することによって、基板Ｗを支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２に押圧させてスピンベース１５に保持させている。そして、基板Ｗと支持ピンＦ１〜Ｆ１２，Ｓ１〜Ｓ１２との間に発生する摩擦力によってスピンベース１５とともに基板Ｗを回転させている。このため、基板Ｗの外周端部に当接して基板Ｗを保持するチャックピン等の保持部材を不要とすることができる。その結果、表面周縁部ＴＲに供給された処理液が保持部材に当たって跳ね返り表面中央部の非処理領域ＮＴＲを腐食させることがない。また、基板Ｗの外周端部付近の気流を乱す要因がないことからミスト状の処理液の基板表面側への巻き込みを軽減して、非処理領域ＮＴＲへの処理液の付着を効果的に防止することができる。

また、この実施形態によれば、ノズル先端側の胴部７０３の断面積がノズル後端側の胴部７０４の断面積に対して小さくなるように、ノズル先端側の胴部７０３とノズル後端側の胴部７０４との間に段差面７ｂを有するように周縁処理ノズル７を形成する一方、貫通孔５０２の内壁に周縁処理ノズル７の段差面７ｂと当接可能な当接面５ａを設けて、周縁処理ノズル７の段差面７ｂを当接面５ａに押し付けることにより周縁処理ノズル７を処理位置Ｐ２に位置決めしている。これにより、周縁処理ノズル７が遮断板５に当接固定され、周縁処理ノズル７を処理位置Ｐ２に安定して位置決めすることができる。その結果、ノズル周囲の気流や周縁処理ノズル７に伝わる振動等の影響によって周縁処理ノズル７からの処理液の吐出位置が不安定となるのを防止することができる。

また、この実施形態によれば、ノズル先端側の胴部７０３の径Ｌ１と貫通孔５０２の孔径Ｌ２との差（Ｌ２−Ｌ１）が、ノズル後端側の胴部７０４の径Ｂ１と貫通孔５０２の孔径Ｂ２との差（Ｂ２−Ｂ１）に比べて大きくなるように貫通孔５０２を形成している。このため、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁とが摺動する場合であっても、その摺動はノズル後端側の胴部７０４と貫通孔５０２の内壁との間で発生することとなる。つまり、基板Ｗに近い位置でパーティクルが発生するほどプロセスへの影響は大きくなるが、上記した構成によれば、摺動が発生する場合であっても基板Ｗから比較的遠く離れた位置となるため、摺動によって発生したパーティクルがプロセスに与える影響を小さくすることができる。

また、この実施形態によれば、貫通孔５０２の内壁にガス導入部５０４を設けて、ガス導入部５０４から貫通孔５０２の内部に窒素ガスを導入している。このため、周縁処理ノズル７が貫通孔５０２から抜き出された際に貫通孔５０２から窒素ガスが噴出して、処理液が貫通孔５０２に入り込むのが防止される。したがって、貫通孔５０２への処理液の入り込みに起因する基板表面Ｗｆへの処理液の跳ね返りを抑制することができる。

また、この実施形態によれば、貫通孔５０２の内壁に当接面５ａに対して基板Ｗから離間する方向にガス導入部５０４を設けている。したがって、周縁処理ノズル７が処理位置Ｐ２に移動して貫通孔５０２に挿入された際に、周縁処理ノズル７の段差面７ｂと遮断板５の当接面５ａとが当接することにより、その当接部分を越えて窒素ガスが貫通孔５０２から基板側に噴出するのが防止される。このため、周縁処理ノズル７と貫通孔５０２の内壁との摺動によってパーティクルが発生する場合であっても、窒素ガスとともにパーティクルが基板表面Ｗｆに到達するのを防止することができる。さらに、エッチング処理あるいはリンス処理中に窒素ガスが基板Ｗと遮断板５とに挟まれた空間ＳＰに漏れて基板表面Ｗｆ上の気流を乱し処理液の跳ね返り等の不具合が発生するのが防止される。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、処理領域として表面周縁部ＴＲを処理するようにしているが、処理領域はこれに限定されない。例えば、表面周縁部以外の特定領域を処理領域として該処理領域に対してエッチング処理とリンス処理とを施すようにしてもよい。この場合でも、貫通孔を有する遮断部材を基板表面に対向して配置させるとともに、貫通孔の孔径をノズルの外径よりも大きく形成することで、貫通孔に対してノズルを挿脱する際に、ノズルと貫通孔の内壁とが摺動するのを防止することができる。また、貫通孔にノズルを挿入させて、ノズル位置をエッチング位置とリンス位置との間で変更することにより、薬液供給範囲とリンス液供給範囲とを相違させることができ、エッチング処理およびリンス処理を適正化することができる。このため、リンス処理においては、リンス液供給範囲を薬液供給範囲よりも広くすることが可能となり、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、１つの周縁処理ノズル７から薬液とリンス液を選択的に吐出させているが、処理領域への薬液およびリンス液の供給手段はこれに限定されない。例えば、薬液吐出専用の薬液用ノズルとリンス液吐出専用のリンス液用ノズルとを各々設けて、エッチング処理する際には、薬液用ノズルを駆動してエッチング位置に位置決めする一方で、リンス処理する際には、リンス液用ノズルを駆動してリンス位置に位置決めするようにしてもよい。また、１つの周縁処理ノズルの内部に薬液とリンス液を吐出する個別の吐出口と液供給路を形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、周縁処理ノズル７の外径と貫通孔５０２の孔径とをノズル先端側（下部）とノズル後端側（上部）とで変更しているが、ノズルおよび貫通孔の形状はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、ノズル７０の外径と貫通孔５１０の孔径とをノズル先端側（下部）とノズル後端側（上部）とで変更させることなく、例えば円柱状に同一径で形成するようにしてもよい。このように構成した場合でも、貫通孔５１０の孔径をノズル７０の外径よりも大きく形成することで、貫通孔５１０に対してノズル７０を挿脱する際に、ノズル７０と貫通孔５１０の内壁とが摺動するのを防止することができる。また、ノズル７０をエッチング位置Ｐ２１に位置決めして回転する基板Ｗの表面周縁部ＴＲなどの処理領域全体に薬液を供給してエッチング処理する一方（図９（ａ））、エッチング位置Ｐ２１に対して基板Ｗの径方向内側に位置するリンス位置Ｐ２２に位置決めすることで（図９（ｂ））、表面周縁部ＴＲと表面中央部の非処理領域ＮＴＲとの界面に付着する薬液をリンス液によって十分に洗い流すことができ、リンス不良を防止することができる。

この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む各種基板の処理領域に対して、処理液として薬液を供給して該処理領域に対してエッチング処理を施すとともに、エッチング処理された処理領域に処理液としてリンス液を供給して該処理領域に対してリンス処理を施す基板処理装置および方法に適用することができる。

この発明にかかる基板処理装置の一実施形態を示す図である。 スピンベースを上方から見た平面図である。 支持ピンの構成を示す部分拡大図である。 遮断板の底面図である。 図１の基板処理装置の部分斜視図である。 周縁処理ノズルの外径と貫通孔の孔径との関係を説明するための断面図である。 図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。 図１の基板処理装置の動作を模式的に示す図である。 この発明にかかる基板処理装置の変形形態を示す図である。

符号の説明

１…スピンチャック（基板保持手段）
５…遮断板（遮断部材）
５ａ…当接面
７…周縁処理ノズル（ノズル）
７ｂ…段差面
１３…チャック回転駆動機構（基板回転手段）
１５…スピンベース（回転部材）
２５…ガス供給ユニット（ガス供給手段）
７０…ノズル
７３…駆動機構（ノズル駆動機構）
５０１…対向面
５０２…貫通孔
５０４…ガス導入部
５０６…ガス噴出口
７０３…ノズル先端側の胴部
７０４…ノズル後端側の胴部
Ｂ１…ノズル後端側の胴部径
Ｂ２…（ノズル後端側の）貫通孔の孔径
Ｆ１〜Ｆ１２…支持ピン（支持部材）
Ｌ１…ノズル先端側の胴部径
Ｌ２…（ノズル先端側の）貫通孔の孔径
ＮＴＲ…非処理領域
Ｐ１…離間位置
Ｐ２…処理位置
Ｐ２１…エッチング位置
Ｐ２２…リンス位置
Ｓ１〜Ｓ１２…支持ピン（支持部材）
ＴＲ…（基板の）表面周縁部（処理領域）
Ｗ…基板
Ｗｂ…基板裏面
Ｗｆ…基板表面

Claims (10)

1. 処理領域と非処理領域とを有する基板表面の前記処理領域に処理液として薬液を供給して該処理領域に対してエッチング処理を施すとともに、エッチング処理された前記処理領域に処理液としてリンス液を供給して該処理領域に対してリンス処理を施す基板処理装置において、
   基板を保持する基板保持手段と、
   処理液を吐出して前記基板保持手段に保持された基板の表面の処理領域に処理液を供給するノズルと、
   前記基板表面に対向して配置されるとともに、上下方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記基板表面を前記基板の周囲の外部雰囲気から遮断する遮断部材と、
   前記ノズルを駆動することで前記ノズルを前記貫通孔に挿入させて処理液を前記処理領域に供給可能な処理位置と、前記遮断部材から離れた離間位置とに位置決めさせるノズル駆動機構と
   を備え、
   前記遮断部材では、前記貫通孔の孔径が前記ノズルの外径よりも大きく形成されており、
   前記ノズル駆動機構は、前記処理位置として、薬液を前記処理領域に供給可能なエッチング位置と、リンス液を前記処理領域に供給可能であって前記エッチング位置とは水平方向における位置が異なるリンス位置とに前記ノズルを選択的に位置決めさせることを特徴とする基板処理装置。
2. 基板表面の周縁部を前記処理領域として該周縁部に薬液を供給してエッチング処理を施すとともに、エッチング処理された前記基板表面の周縁部にリンス液を供給して該周縁部に対してリンス処理を施す請求項１記載の基板処理装置であって、
   前記基板保持手段に保持された基板を回転させる基板回転手段をさらに備え、
   前記遮断部材では、前記貫通孔が前記処理領域に対向する位置に形成され、
   前記ノズル駆動機構は、前記リンス位置として前記ノズルを前記エッチング位置に対して前記基板の径方向内側に位置決めさせる基板処理装置。
3. 前記遮断部材が有する前記基板表面と対向する対向面と、前記基板表面との間に形成される空間にガスを供給するガス供給手段をさらに備え、
   前記基板保持手段は、鉛直軸回りに回転自在に設けられた回転部材と、前記回転部材に上方に向けて設けられ、前記基板の裏面に当接して該基板を前記回転部材から離間させて支持する少なくとも３個以上の支持部材とを有し、
   前記ガス供給手段は、前記遮断部材の対向面に設けられたガス噴出口を介して前記空間にガスを供給することによって前記基板を前記支持部材に押圧させる請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記遮断部材は、前記貫通孔の内壁に設けられ、前記貫通孔の内部にガスを導入するガス導入部を有する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記ノズルは、ノズル先端側の胴部の断面積がノズル後端側の胴部の断面積に対して小さくなるように、前記ノズル先端側の胴部と前記ノズル後端側の胴部との間に段差面を有する一方、
   前記遮断部材では、前記貫通孔の内壁に前記ノズルの段差面と当接可能な当接面が設けられており、
   前記ノズル駆動機構は、前記ノズルの段差面を前記遮断部材の当接面に押し付けることにより前記ノズルを前記処理位置に位置決めする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記遮断部材では、前記ノズル先端側の胴部径と前記貫通孔の孔径との差が前記ノズル後端側の胴部径と前記貫通孔の孔径との差に比べて大きくなるように前記貫通孔が形成される請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記遮断部材は、前記貫通孔の内壁に前記当接面に対して前記基板から離間する方向に設けられ、前記貫通孔の内部にガスを導入するガス導入部を有する請求項５または６記載の基板処理装置。
8. 基板を回転させながら前記基板に処理液を供給して所定の処理を施す基板処理装置において、
   鉛直軸回りに回転自在に設けられた回転部材と、
   前記回転部材を回転させる回転手段と、
   前記回転部材に上方に向けて設けられ、前記基板の下面に当接して該基板を前記回転部材から離間させて支持する少なくとも３個以上の支持部材を有する支持手段と、
   前記基板の上面に気体を供給することによって前記基板を前記支持部材に押圧させて前記基板を前記回転部材に保持させる遮断部材と、
   処理液を吐出して前記基板の処理領域に対して前記処理液を供給するノズルを有する供給機構とを備え、
   前記遮断部材は前記ノズルを挿入可能な上下方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記基板表面を前記基板の周囲の外部雰囲気から遮断し、
   前記供給機構は、前記ノズルを前記貫通孔に挿入して薬液を前記処理液として供給可能なエッチング位置と、水平方向における位置が前記エッチング位置とは異なりリンス液を前記処理液として供給可能なリンス位置とに前記ノズルを選択的に位置決めすることを特徴とする基板処理装置。
9. 基板表面の処理領域に第１処理液を供給して第１処理を施した後に、前記第１処理を受けた処理領域に対して前記第１処理液と異なる第２処理液を供給して該処理領域に対して第２処理を施す基板処理装置において、
   基板を保持する基板保持手段と、
   前記第１処理液および前記第２処理液を選択的に前記基板表面に向けて吐出するノズルと、
   前記基板表面に対向して配置されるとともに、上下方向に貫通する貫通孔を有するとともに、前記基板表面を前記基板の周囲の外部雰囲気から遮断する遮断部材と、
   前記ノズルを駆動して位置決するノズル駆動機構とを備え、
   前記貫通孔は前記ノズルよりも大きく形成され、前記貫通孔内で前記ノズルが水平方向に移動自在となっており、
   前記ノズル駆動機構は、前記ノズルから吐出する処理液が前記第１処理液であるか前記第２処理液であるかに応じて前記貫通孔内での前記ノズルの位置を水平方向において異ならせることを特徴とする基板処理装置。
10. 前記ノズルは、処理液を吐出するノズル先端部と、前記ノズル先端部よりも太く前記ノズル先端部の上方側に形成されたノズル後端部と、前記ノズル先端部と前記ノズル後端部の間に形成された段差面とを有し、
    前記貫通孔では前記段差面に当接可能な段差部が設けられ、
    前記第１処理液の吐出時および前記第２処理液の吐出時に前記段差面が前記段差部に当接して前記貫通孔を塞ぐ請求項９記載の基板処理装置。

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