JP5188217B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、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、フォトマスク用基板などの基板の表面に対して処理を施す基板処理装置に関する。

たとえば、半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）の表面に対して薬液を用いた薬液処理が行われる。この薬液処理の後には、ウエハの表面に付着している処理液をＤＩＷ（deionized water）で洗い流すリンス処理が行われた後、そのウエハの表面を乾燥させるスピンドライ処理が行われる。
これらの一連の処理のために用いられる典型的な基板処理装置は、チャンバ内に、ウエハを水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されたウエハの表面（上面）に近接した位置に対向配置される円板状の遮断板とを備えている。この基板処理装置では、リンス処理の後、ウエハの表面に遮断板が近接されて、その遮断板とウエハの表面との間に不活性ガスを充満させた状態で、スピンチャックと遮断板とが同方向に回転される。これにより、ウエハに付着しているＤＩＷが振り切られて除去（乾燥）される（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−２７３３６０号公報

ところが、スピンチャックおよび遮断板が高速回転されると、ウエハの周縁部と遮断板との間で気流が乱れ、この気流の乱れにより、ウエハと遮断板との間にその周囲の雰囲気が吸い込まれることがある。薬液処理およびリンス処理後は、チャンバ内に薬液のミストを含む雰囲気が充満しているので、その薬液のミストを含む雰囲気がウエハと遮断板との間に進入すると、薬液のミストがウエハの表面上で乾燥して結晶化するおそれがある。このような薬液のミストの結晶は、パーティクルとなって基板汚染の原因となる。

そこで、この発明の目的は、基板と基板の表面に対向配置される遮断部材と間にそれらの周囲の雰囲気が進入するのを防止する基板処理装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、内部空間にダウンフローが形成される処理室（２）と、前記処理室内に設けられ、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（３）と、前記基板保持手段により保持された基板の表面に対して上方に対向配置される基板対向面（２１）を有し、当該基板の表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断部材（２２）と、蓋本体（１８）と、前記蓋本体から垂下し、前記遮断部材の側方および前記基板対向面の側方を包囲可能な形状の包囲部（１９）を有し、前記蓋本体が前記遮断部材の上方に対向し、かつ前記包囲部が前記遮断部材の周縁および前記基板対向面の周縁に対してそれぞれ側方に間隔を空けて対向する処理時位置に配置されて、前記遮断部材との間に、前記基板保持手段に保持された基板の側方にダウンフローを導くためのダウンフロー導路（３１）を形成する蓋部材（１７）とを含む、基板処理装置（１）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。
この構成によれば、処理室の内部にダウンフローが形成された環境下において、蓋部材が処理時位置にあるときには、ダウンフロー導路によりダウンフローが基板保持手段に保持された基板の側方に導かれて、基板の側方を包囲するように、そのダウンフローを利用した気流が形成される。この気流により、気流の内側と外側とが遮断されるので、遮断部材と基板との間への気流の外側の雰囲気の進入が阻止される。また、ダウンフローは、通常フィルタを通過した後の清浄な空気により形成されるので、基板の側方に形成される気流が基板と遮断部材との間に進入しても、基板の表面が汚染されることがない。

請求項２記載の発明は、基板が通過可能な開口（１６）を上面に有し、前記基板保持手段を収容するカップ（５）をさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板保持手段がカップに収容されているので、たとえば、基板保持手段に保持された基板への薬液の供給時に、その薬液のミストがカップの外部に飛散するのを防止することができる。

請求項３記載の発明は、前記包囲部は、前記蓋部材が前記処理時位置に配置された状態で、前記カップの上端部に当接する、請求項２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、蓋部材が処理時位置にある状態で、包囲部とカップの上端部とが当接する。これにより、カップの内部の空間（基板が収容された空間）は、カップの外部の空間から遮断される。そのため、カップの外部空間の雰囲気が基板と遮断部材との間に進入するのを防止することができる。

請求項４記載の発明は、前記蓋部材を前記基板保持手段に対して近接および離間させる蓋部材移動手段（２９）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、蓋部材を、前記基板保持手段に対して近接する近接位置（スピンドライ位置）と、基板保持手段から上方に離間する離間位置との間で移動させることができる。したがって、基板に所定の処理を施す際には蓋部材を近接位置に配置するとともに、それ以外のときには蓋部材を離間位置に配置することで、蓋部材が基板に対する処理の妨げとなるのを防止することができる。

請求項５記載の発明は、前記遮断部材には、リンス液吐出口（４５）が形成されており、前記リンス液吐出口を介して、前記基板保持手段により保持された基板の表面にリンス液を供給するためのリンス液供給手段（２４，２５）をさらに含む、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。
この構成によれば、基板に保持された基板の上方に遮断部材が対向配置されつつ、リンス液吐出口からリンス液が供給される。これにより、基板保持手段に保持された基板に対してリンス処理が施される。

たとえば、基板保持手段に保持される基板の表面が疎水性を示す場合には、基板に供給されたリンス液が基板の表面にはじかれて、リンス処理中の基板が部分的に露出する。かかる場合に、気流の外側の雰囲気が、基板の表面と遮断部材との間に進入すると、基板の表面を汚染するおそれがある。
しかしながら、基板の側方にダウンフローを利用した気流が形成されているために、遮断部材と基板との間にこれらの周辺の雰囲気が進入することがない。したがって、表面が疎水性を示す基板に対してリンス処理を施す場合であっても、基板の表面が汚染されるのを防止することができる。

請求項６記載の発明は、前記遮断部材には、不活性ガス吐出口（４６）が形成されており、前記不活性ガス吐出口を介して、前記基板保持手段により保持された基板の表面と前記遮断部材との間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給手段（２６，２７）をさらに含む、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。
この構成によれば、基板の表面と遮断部材との間に、基板の側方に向けて移動する不活性ガスの気流が形成される。このため、基板と遮断部材との間にそれらの周囲の雰囲気が進入するのを、より効果的に防止することができる。

請求項７記載の発明は、前記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（３）と、前記遮断部材を基板の回転軸線（Ｃ）と共通の回転軸線まわりに回転させる遮断部材回転手段（３０）とをさらに含む、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。
この構成によれば、基板とともに遮断部材を同方向に回転させることができる。その場合、基板の中央部上と遮断部材との間に安定気流を形成することができる一方で、周縁部では気流の乱れが生じるおそれがある。

しかしながら、基板の側方にダウンフローを利用した気流が形成されているために、遮断部材と基板との間に汚染雰囲気が進入するのを防止することができる。
請求項８記載の発明は、前記基板回転手段および前記遮断部材回転手段を制御して、前記基板保持手段により保持された基板および前記遮断部材をそれぞれ所定のスピンドライ回転速度で同方向に回転させるスピンドライ制御手段（４４）をさらに含む、請求項７記載の基板処理装置である。

この構成によれば、処理室の内部にダウンフローが形成された環境下において、蓋部材が処理時位置にあるときには、ダウンフロー導路によりダウンフローが基板保持手段に保持された基板の側方に導かれて、基板の側方を包囲するように、そのダウンフローを利用した気流が形成される。この気流により、気流の内側と外側とが遮断されるので、遮断部材と基板との間への気流の外側の雰囲気の進入が阻止される。

また、基板が比較的高速のスピンドライ回転速度で回転されて、基板の周縁部と遮断部材との間で気流が乱れても、フィルタなどを通過した後の空気が、基板と遮断部材との間に吸い込まれるので、基板の表面が汚染されることがない。これにより、基板の表面が汚染されることなく、基板にスピンドライ処理を施すことができる。
請求項９記載の発明は、前記蓋部材は、前記遮断部材と一体的に変位可能に設けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、遮断部材と蓋部材とを、共通の駆動源により移動させることができる。これにより、部品点数の低減を図ることができる。

以下では、本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、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を図解的に示す断面図である。図２は、スピンドライ処理時における基板処理装置１の構成を図解的に示す断面図である。
基板処理装置１は、薬液およびＤＩＷを用いて、ウエハＷから汚染物質を除去するための洗浄処理を実行するための装置である。薬液としては、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、フッ酸、バファードフッ酸（Buffered HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）、アンモニア水およびポリマ除去液などを用いることができる。この基板処理装置１は、隔壁により区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線Ｃ（図１参照）まわりにウエハＷを回転させるスピンチャック３と、このスピンチャック３を収容する処理カップ（カップ）５と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面（上面）に向けて、薬液を供給するための薬液ノズル４とを備えている。

処理室２の天面には、処理室２内にクリーンエアのダウンフローを供給するためのファンフィルタユニット９（ＦＦＵ）が設けられている。このファンフィルタユニット９は、ファン（図示しない）およびフィルタ（図示しない）を上下に積層し、ファンによる送風をフィルタで浄化して処理室２内に供給する構成になっている。
スピンチャック３は、モータ６と、このモータ６の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース７と、スピンベース７の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材８とを備えている。これにより、スピンチャック３は、複数個の挟持部材８によってウエハＷを挟持した状態で、モータ６の回転駆動力によってスピンベース７を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース７とともに回転軸線Ｃまわりに回転させることができる。

なお、スピンチャック３としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
薬液ノズル４（図２では図示を省略）は、スピンチャック３の上方でほぼ水平に延びるアーム１０の先端に取り付けられている。このアーム１０は、スピンチャック３の側方でほぼ鉛直に延びたアーム支持軸１１に支持されている。アーム支持軸１１には、ノズル駆動機構１２が結合されており、このノズル駆動機構１２の駆動力によって、アーム支持軸１１を回動させて、薬液ノズル４を揺動させることができるようになっている。

薬液ノズル４には、薬液供給源からの薬液が供給される薬液供給管１４が接続されている。薬液供給管１４の途中部には、薬液ノズル４からの薬液の吐出／吐出停止を切り換えるための薬液バルブ１５が介装されている。
スピンチャック３の上方には、ウエハＷとほぼ同じ径を有する円板状の遮断板（遮断部材）２２が設けられている。遮断板２２の下面には、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と対向する基板対向面２１が形成されている。遮断板２２の上面には、スピンチャック３の回転軸線Ｃと共通の軸線に沿う回転軸２３が固定されている。この回転軸２３は中空に形成されていて、その内部には、ウエハＷ表面にリンス液としてのＤＩＷを供給するためのＤＩＷノズル２４が挿通されている。ＤＩＷノズル２４は、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出するためのＤＩＷ吐出口（リンス液吐出口）４５を有している。ＤＩＷノズル２４には、ＤＩＷバルブ２５を介してＤＩＷが供給されるようになっている。また、回転軸２３の内壁とＤＩＷノズル２４の外壁との間は、ウエハＷの中心部に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための窒素ガス流通路２６を形成している。窒素ガス流通路２６は、基板対向面２１に開口する窒素ガス吐出口（不活性ガス吐出口）４６を有している。この窒素ガス流通路２６には、窒素ガスバルブ２７を介して窒素ガスが供給されるようになっている。回転軸２３は、ほぼ水平に延びて設けられたアーム２８の先端付近から垂下した状態に取り付けられている。

また、処理カップ５の後述する開口１６を閉塞するための蓋部材１７が、遮断板２２を取り囲むように設けられている。蓋部材１７は、遮断板２２よりもやや大径の円板状に形成されて、遮断板２２の上方に遮断板２２とほぼ平行に配置されたプレート１８と、プレート１８の周縁から垂れ下がって形成されて、遮断板２２の基板対向面２１の側方を包囲する包囲部１９とを備えている。プレート１８の中央には、回転軸２３よりも大径の円形の挿通孔２０が形成されており、この挿通孔２０には回転軸２３が挿通されている。その挿通状態で、挿通孔２０の外周と回転軸２３の内周との間に空隙４７が形成されている。包囲部１９は、開口１６よりもやや大径で回転軸線Ｃをその中心軸線とした円筒状であり、基板対向面２１の周縁に対して、側方に間隔Ｓを空けて対向している。この間隔Ｓは、たとえば５ｍｍである。

蓋部材１７と遮断板２２の上面との間には、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方にダウンフローを導くためのダウンフロー導路３１が形成されている。このダウンフロー導路３１には、挿通孔２０の外周と回転軸２３の内周との間の空隙４７を介して、処理室２内に形成されたクリーンエアのダウンフローが取り込まれるようになっている。
蓋部材１７は、アーム２８に固定されており、このアーム２８により保持されている。すなわち、アーム２８に、遮断板２２と、蓋部材１７とが保持されている。アーム２８には、アーム２８を昇降させるための昇降させるためのアーム昇降駆動機構（蓋部材移動手段）２９が結合されている。このアーム昇降駆動機構２９により、遮断板２２および蓋部材１７を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に近接するスピンドライ位置（図２参照）と、スピンチャック３の上方に離間する離間位置（図１参照）との間で、一体的に昇降させることができるようになっている。アーム２８には、また、遮断板２２をスピンチャック３によるウエハＷの回転にほぼ同期させて回転させるための遮断板回転駆動機構３０が結合されている。

処理カップ５は、ウエハＷの処理に用いられた後の薬液およびＤＩＷを処理するためのものであり、その上面には、ウエハＷが通過するための開口１６が形成されている。この開口１６は、回転軸線Ｃを中心とする円形のものである。処理カップ５は、スピンチャック３を収容する有底円筒容器状の下カップ３３と、この下カップ３３の上方に設けられ、この下カップ３３に対して昇降可能なスプラッシュガード３４とを備えている。

下カップ３３の底部には、窒素ガスおよびエアを、薬液ミストごと排気（排気液）するための排気液溝３８が、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心とする円環状に形成されている。また、下カップ３３の底部には、排気液溝３８を取り囲むように、ウエハＷの処理のために用いられた後の薬液をそれぞれ回収するための円環状の第１回収溝３６および第２回収溝３７が２重に形成されている。排気液溝３８の外側に第２回収溝３７が形成され、第２回収溝３７の外側に第１回収溝３６が形成されている。第１回収溝３６の外側に、ＤＩＷとウエハＷの処理に用いられた後の薬液との混合液を廃液するための廃液溝３５が形成されている。廃液溝３５、第１回収溝３６、第２回収溝３７および排気液溝３８には、それぞれ廃液ライン３９、第１回収ライン４０、第２回収ライン４１および排気液ライン４２が接続されている。排気液ライン４２には、この排気液溝３８に集められた窒素ガスおよびエアを排出するとともに、排気液溝３８内を強制的に排気するための図示しない排気液機構が接続されている。

スプラッシュガード３４は、薬液およびＤＩＷがウエハＷから外部に飛散することを防止するためのものであり、互いに大きさが異なる４つの傘状部材５１，５２，５３，５４を重ねて構成されている。スプラッシュガード３４には、たとえばサーボモータなどを含むガード昇降駆動機構４３が結合されており、このガード昇降駆動機構４３が制御されることによって、スプラッシュガード３４を下カップ３３に対して昇降（上下動）させることができる。

各傘状部材５１〜５４は、ウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有している。
最上の第１傘状部材５１は、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする同軸円筒状の円筒部５５と、円筒部５５の上端から中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部５７とを備えている。円筒部５５の下端は、廃液溝３５上に位置している。傾斜部５７の先端縁によって、処理カップ５の開口１６が形成されている。

第２傘状部材５２は、第１傘状部材５１の円筒部５５に取り囲まれるように設けられ、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする同軸円筒状の円筒部５８，５９と、外側の円筒部５８の上端から中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部６０とを備えている。外側の円筒部５８の下端は、廃液溝３５上に位置し、内側（中心側）の円筒部５９の下端は、第１回収溝３６上に位置している。

第３傘状部材５３は、第２傘状部材５２の内側の円筒部５９に取り囲まれるように設けられ、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする同軸円筒状の円筒部６１，６２と、外側の円筒部６１の上端から中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部６３とを備えている。外側の円筒部６１の下端は、第１回収溝３６上に位置し、内側（中心側）の円筒部６２の下端は、第２回収溝３７上に位置している。

第４傘状部材５４は、第３傘状部材５３の内側の円筒部６２に取り囲まれるように設けられ、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒状の円筒部６４と、円筒部６４の上端から中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部６５と、円筒部６４の途中部から中心側斜め下方に延びる排気案内部６６とを備えている。円筒部６４の下端は、第２回収溝３７上に位置し、排気案内部６６の下端は、排気液溝３８上に位置している。

傘状部材５１〜５４の上端縁は、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒面上において、そのウエハＷの回転軸線Ｃに沿う方向（鉛直方向）に間隔を空けて位置している。
第１傘状部材５１の上端縁と第２傘状部材５２の上端縁との間には、ウエハＷから飛散する薬液とＤＩＷとの混合液を飛入させて、その混合液を廃液溝３５に捕集するための円環状の第１開口部７１が形成されている。

また、第２傘状部材５２の上端縁と第３傘状部材５３の上端縁との間には、ウエハＷから飛散する薬液を飛入させて、その薬液を第１回収溝３６に捕集するための円環状の第２開口部７２が形成されている。
さらに、第３傘状部材５３の上端縁と第４傘状部材５４の上端縁との間には、ウエハＷから飛散する薬液を飛入させて、その薬液を第２回収溝３７に捕集するための円環状の第３開口部７３が形成されている。

第４傘状部材５４の傾斜部６５の上端縁と排気案内部６６の下端縁との間には、窒素ガスやエアを、薬液ミストごと捕獲するための第４開口部７４が形成されている。
遮断板２２および蓋部材１７を、図１に示す離間位置から図２に示すスピンドライ位置まで下降させた後に、ウエハＷにスピンドライ処理が施される。このスピンドライ位置で、遮断板２２は、ウエハＷの表面上の空間をその周囲から遮断するようになる。このとき、基板対向面２１とウエハＷの上面との間の間隔はたとえば２．５ｍｍである。

また、スピンドライ位置にある蓋部材１７が、後述する退避位置に位置するスプラッシュガード３４と当接して、処理カップ５の開口１６が蓋部材１７により閉塞される。具体的には、第１傘状部材５１の傾斜部５７の上端縁と、包囲部１９の下端縁とが当接する。
処理室２の内部にダウンフローが形成され、かつ、図外の排気液設備によって排気液溝３８内が強制的に排気された環境下において、処理カップ５の開口１６が蓋部材１７により閉塞されると、処理室２内に形成されたクリーンエアのダウンフローが、空隙４７を介してダウンフロー導路３１に取り込まれて、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方に導かれるようになる。これにより、ウエハＷの側方には、クリーンエアの気流が形成される。このとき、蓋部材１７および処理カップ５の外方の影響を一切受けないので、ウエハＷの側方には比較的強いクリーンエアの気流が形成される。

図３は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置４４を備えている。この制御装置４４には、制御対象として、モータ６、ノズル駆動機構１２、ガード昇降駆動機構４３、遮断板回転駆動機構３０、アーム昇降駆動機構２９、薬液バルブ１５、ＤＩＷバルブ２５および窒素ガスバルブ２７などが接続されている。

図４は、基板処理装置１で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。また、図５は、ウエハ処理中における基板処理装置１の図解的な部分断面図である。以下、その表面の中央部に疎水性膜が形成されたウエハＷに対して処理液による処理を施す場合を例にとって説明するが、この処理は、それ以外のウエハＷを対象とすることもできる。
また、ウエハＷに１種類の薬液を用いた処理を施す場合を例にとり、薬液を第１回収溝３６で回収するものとして説明する。しかしながら、薬液を第２回収溝３７で回収する構成としてもよい。また、ウエハＷに２種類の薬液（たとえば第１薬液および第２薬液）を用いた処理を施す場合には、たとえば、第１薬液を第１回収溝３６から回収し、第２薬液を第２回収溝３７から回収する構成を採用することができる。

ウエハＷに対する処理が行われている間、常に、ファンフィルタユニット９から処理室２内にクリーンエアのダウンフローが供給されるとともに、図外の排気液設備によって、排気液溝３８内が強制的に排気されている。
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置１内に搬入されて、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に保持される（ステップＳ１）。なお、このウエハＷの搬入時においては、その搬入の妨げにならないように、スプラッシュガード３４の最下方の退避位置（図５（ｄ）参照）に下げられている。この退避位置にあるスプラッシュガード３４は、第１傘状部材５１の上端がウエハＷ保持位置の下方に位置している。また、遮断板２２および蓋部材１７は、スピンチャック３のスピンベース７から上方に離間した離間位置に配置されている。

ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、モータ６が制御されて、スピンチャック３によるウエハＷの回転（スピンベース７の回転）が開始され、ウエハＷの回転速度がたとえば１５００ｒｐｍまで上げられる。また、ガード昇降駆動機構４３が制御されて、スプラッシュガード３４が、第２開口部７２がウエハＷの端面に対向する第２開口部対向位置（図５（ａ））まで上昇される（ステップＳ２）。さらに、ノズル駆動機構１２が制御されてアーム１０が回動し、薬液ノズル４は、スピンチャック３の側方の退避位置からウエハＷの上方位置へと移動される。

ウエハＷの回転速度が１５００ｒｐｍに達すると、薬液バルブ１５が開かれて、薬液ノズル４からウエハＷの表面の回転中心に向けて薬液が供給される。ウエハＷの表面に供給された薬液は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に薬液を用いた薬液処理が施される（ステップＳ３）。ウエハＷの周縁に向かって流れる薬液は、ウエハＷの周縁から側方へ飛散し、ウエハＷの端面に対向している第２開口部７２に飛入する。そして、第２傘状部材５２の外壁または第３傘状部材５３の内壁を伝って第１回収溝３６に集められ、第１回収ライン４０へと送られ、図外の薬液回収設備へ導かれる。

この薬液処理中を通じて、遮断板２２および蓋部材１７は、離間位置に配置されたままである（図５（ａ）参照）。そのため、遮断板２２および蓋部材１７が、ウエハＷに対する薬液処理を妨げることがない。薬液処理は所定の薬液処理時間続行される。その間、薬液ノズル４からウエハＷに対して薬液が断続的に供給されるので、薬液処理の終了後には、処理カップ５内に薬液のミストを含む雰囲気が充満している。

ウエハＷへの薬液の供給開始から所定の薬液処理時間が経過すると、薬液バルブ１５が閉じられて、薬液ノズル４からの薬液の供給が停止されるとともに、ノズル駆動機構１２が制御されてアーム１０が回動し、薬液ノズル４は、ウエハＷの上方位置からスピンチャック３の側方の退避位置に退避される。また、ガード昇降駆動機構４３が駆動されて、ウエハＷの端面に第１開口部７１が対向する第１開口部対向位置（図５（ｂ）参照）までスプラッシュガード３４が下げられる（ステップＳ４）。さらに、アーム昇降駆動機構２９が制御されて、遮断板２２および蓋部材１７が下降される（ステップＳ４）。遮断板２２および蓋部材１７が、リンス処理位置（図５（ｂ）に示す位置）まで下降されると、第１傘状部材５１の傾斜部５７の上端縁と、蓋部材１７の包囲部１９の下端縁とが当接して、処理カップ５の開口１６が蓋部材１７により閉塞される（図５（ｂ）参照）。これにより、処理室２内に形成されたクリーンエアのダウンフローが、空隙４７を介してダウンフロー導路３１に取り込まれて、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方に導かれる。これにより、ウエハＷの側方に、クリーンエアの気流が形成されるようになる。

遮断板２２および蓋部材１７がリンス処理位置まで下降すると、ＤＩＷバルブ２５が開かれて、ＤＩＷノズル２４のＤＩＷ吐出口４５から回転状態にあるウエハＷの表面の回転中心に向けてＤＩＷが吐出される。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着している薬液がＤＩＷによって洗い流される（ステップＳ５）。ウエハＷの周縁に向けて流れるＤＩＷは、ウエハＷの周縁から側方へ飛散する。ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷ（ウエハＷから洗い流された薬液を含む）は、ウエハＷの端面に対向している第１開口部７１に捕獲され、第１傘状部材５１の内壁および第２傘状部材５２の外壁を伝って廃液溝３５に集められ、その廃液溝３５から廃液ライン３９を通して図外の廃液処理設備へ導かれる。

スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面が疎水性を示しているので、リンス処理中には、ウエハＷに供給されたＤＩＷがウエハＷの表面にはじかれて、ウエハＷの表面が部分的に露出するが、ウエハＷの側方にクリーンエアの気流が形成されているために、遮断板２２とウエハＷの表面との間に薬液のミストを含む雰囲気が進入することがないために、リンス処理中におけるウエハＷの表面の汚染を防止することができる。

ＤＩＷの供給開始から所定のリンス時間が経過すると、ＤＩＷバルブ２５が閉じられて、ウエハＷへのＤＩＷの供給が停止される。その後、ガード昇降駆動機構４３が駆動されて、スプラッシュガード３４が第１開口部対向位置から最下方の退避位置（図５（ｃ）参照）に下げられる（ステップＳ６）。また、アーム昇降駆動機構２９が制御されて、遮断板２２および蓋部材１７が下降される（ステップＳ６）。遮断板２２および蓋部材１７が、スピンドライ位置まで下降されると、第１傘状部材５１の傾斜部５７の上端縁と、包囲部１９の下端縁とが当接して、処理カップ５の開口１６が蓋部材１７により閉塞される（図５（ｃ）参照）。これにより、処理室２内に形成されたクリーンエアのダウンフローが、空隙４７を介してダウンフロー導路３１に取り込まれて、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方に導かれる。これにより、ウエハＷの側方に、クリーンエアの気流が形成されるようになる。

さらに、窒素ガスバルブ２７が開かれて、窒素ガス流通路２５の窒素ガス吐出口４６から、ウエハＷの表面と遮断板２２の基板対向面２１との間に窒素ガスが供給される。これにより、図５（ｃ）に示すように、ウエハＷの表面と基板対向面２１との間に、ウエハＷの中心部からウエハＷの周縁部に向かう窒素ガスの気流が形成され、ウエハＷの表面と基板対向面２１との間が窒素ガスで充満される。

また、ウエハＷの回転速度がスピンドライ回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ）に上げられる。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に付着しているＤＩＷを遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ処理が実施される（ステップＳ７）。このスピンドライ処理時には、ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷは、第４傘状部材５４の外壁に付着する。

さらにまた、スピンドライ処理時には、遮断板２２がウエハＷの回転に同期して、ウエハＷの回転方向と同方向に回転される。そのため、ウエハＷの中央部上と遮断板２２との間に安定気流が形成される。その一方で、ウエハＷの周縁部では気流の乱れが生じるおそれがあるが、この気流の乱れにより、ウエハＷの側方を流れるクリーンエアがウエハＷと遮断板２２との間に取り込まれるようになる。

スピンドライ処理が所定のスピンドライ時間にわたって行われると、スピンチャック３および遮断板２２の回転が停止され、窒素ガスバルブ２７が閉じられる。また、アーム昇降駆動機構２９が制御されて、遮断板２２および蓋部材１７が離間位置まで上昇される（ステップＳ８、図５（ｄ））。その後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される（ステップＳ９）。

以上のように、この実施形態によれば、処理室２の内部にダウンフローが形成された環境下において、蓋部材１７がリンス処理位置にあり、スプラッシュガード３４が第１開口部対向位置にあるときには、クリーンエアのダウンフローがダウンフロー導路３１によりスピンチャック３に保持されたウエハＷの側方に導かれて、ウエハＷの側方を包囲するように、そのダウンフローを利用した気流が形成される。この気流により、気流の内側と外側とが遮断されるので、遮断板２２とウエハＷとの間への薬液のミストを含む雰囲気の進入が阻止される。これにより、ウエハＷを汚染することなく、ウエハＷにリンス処理を施すことができる。

また、処理室２の内部にダウンフローが形成された環境下において、蓋部材１７がスピンドライ位置にあり、スプラッシュガード３４が退避位置にあるときは、クリーンエアのダウンフローがダウンフロー導路３１によりスピンチャック３に保持されたウエハＷの側方に導かれて、ウエハＷの側方を包囲するように、そのダウンフローを利用した気流が形成される。この気流により、気流の内側と外側とが遮断されるので、遮断板２２とウエハＷとの間への薬液のミストを含む雰囲気の進入が阻止される。また、ウエハＷがスピンドライ回転速度で回転されて、ウエハＷの周縁部と遮断板２２との間で気流が乱れても、クリーンエアがウエハＷと遮断板２２との間に吸い込まれるので、ウエハＷの表面が汚染されることがない。これにより、ウエハＷの表面を汚染することなく、ウエハＷにスピンドライ処理を施すことができる。

しかも、このスピンドライ処理時には、ウエハＷの表面と遮断板２２との間に、ウエハＷの周縁部に向かう窒素ガスの気流が形成される。このため、ウエハＷの表面と遮断板２２との間に、薬液のミストを含む雰囲気が進入するのを、より効果的に防止することができる。
以上により、ウエハＷへの薬液処理の終了後から乾燥終了後までウエハＷの清浄状態を保つことができる。

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も可能である。
前述の説明では、リンス処理中に蓋部材１７をリンス処理位置に配置し、処理カップ５の開口１６を蓋部材１７により閉塞する構成を例示したが、リンス処理時には、蓋部材１７を離間位置に配置しておき、処理カップ５の開口１６を蓋部材１７により開放させる構成であってもよい。

また、前述の説明では、遮断板２２と蓋部材１７とが共通のアーム２８に保持されている構成を示したが、蓋部材１７が遮断板２２を保持するアーム２８とは異なる保持部材（アーム）に保持された構成することもできる。かかる場合、この保持部材に、蓋部材１７を昇降させるための昇降駆動機構が結合されて、蓋部材１７が遮断板２２と独立して昇降するものであってもよい。

さらに、前述の実施形態では、リンス液としてＤＩＷを用いる場合を例にとって説明したが、これに代えて、炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水や、希釈濃度（たとえば、１ｐｐｍ程度）のアンモニア水などを用いることができる。
さらにまた、前述の実施形態では、スピンドライ処理中にウエハＷの表面と遮断板２２との間に窒素ガスを吐出する構成を例示したが、窒素ガスでなく、エアその他の不活性ガスを吐出する構成であってもよい。

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。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。 スピンドライ処理時における基板処理装置の構成を図解的に示す断面図である。 基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 基板処理装置で行われる処理例を説明するためのフローチャートである。 ウエハ処理中における基板処理装置の図解的な部分断面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
２ 処理室
３ スピンチャック（基板保持手段、基板回転手段）
５ 処理カップ（カップ）
１６ 開口
１７ 蓋部材
１９ 包囲部
２１ 基板対向面
２２ 遮断板（遮断部材）
２４ ＤＩＷノズル（リンス液供給手段）
２５ ＤＩＷバルブ（リンス液供給手段）
２６ 窒素ガス流通路（不活性ガス供給手段）
２７ 窒素ガスバルブ（不活性ガス供給手段）
２９ アーム昇降駆動機構（蓋部材移動手段）
３１ ダウンフロー導路
４４ 制御装置（スピンドライ制御手段）
４５ ＤＩＷ吐出口（リンス液吐出口）
４６ 窒素ガス吐出口（不活性ガス吐出口）
Ｃ 回転軸線
Ｗ ウエハ（基板）

Claims (9)

1. 内部空間にダウンフローが形成される処理室と、
   前記処理室内に設けられ、基板を保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段により保持された基板の表面に対して上方に対向配置される基板対向面を有し、当該基板の表面上の空間をその周囲から遮断するための遮断部材と、
   前記基板対向面の側方を包囲可能な形状の包囲部を有し、前記包囲部が、前記基板保持手段に保持された基板の周縁および前記基板対向面の周縁に対し、それぞれ側方に間隔を空けて対向する処理時位置に配置されて、前記遮断部材との間に、前記基板保持手段に保持された基板の側方にダウンフローを導くためのダウンフロー導路を形成する蓋部材と
   を含む、基板処理装置。
2. 基板が通過可能な開口を上面に有し、前記基板保持手段を収容するカップをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記包囲部は、前記蓋部材が前記処理時位置に配置された状態で、前記カップの上端部に当接する、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記蓋部材を前記基板保持手段に対して近接および離間させる蓋部材移動手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記遮断部材には、リンス液吐出口が形成されており、
   前記リンス液吐出口を介して、前記基板保持手段により保持された基板の表面にリンス液を供給するためのリンス液供給手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記遮断部材には、不活性ガス吐出口が形成されており、
   前記不活性ガス吐出口を介して、前記基板保持手段により保持された基板の表面と前記遮断部材との間に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記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と、
   前記遮断部材を基板の回転軸線と共通の回転軸線まわりに回転させる遮断部材回転手段とをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記基板回転手段および前記遮断部材回転手段を制御して、前記基板保持手段により保持された基板および前記遮断部材をそれぞれ所定のスピンドライ回転速度で同方向に回転させるスピンドライ制御手段をさらに含む、請求項７記載の基板処理装置。
9. 前記蓋部材は、前記遮断部材と一体的に変位可能に設けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

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