JP5208666B2

JP5208666B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP5208666B2
Application number: JP2008264080A
Authority: JP
Inventors: 篤郎永徳
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010093189A

Description

この発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、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、セラミック基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理するための基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。
この基板処理装置で基板を処理する場合は、たとえば、スピンチャックを回転させておく一方で処理液ノズルからの処理液の吐出を継続し、スピンチャック上で処理液の流れを形成しながら基板表面の処理を進行させる方法（連続吐出処理）が行われる。また、他の方法としては、スピンチャックを停止状態または低速回転状態とする一方で処理液ノズルから基板表面に処理液を供給して当該表面に液盛りし、基板表面で液膜を保持した状態で処理を進めるパドル処理（液盛り処理）が知られている。
特開２００１−２３７２１４号公報

ところが、連続吐出処理を行う場合、処理液の消費量が多くなってしまう。特に、表面が疎水状態の基板に連続吐出処理を行う場合は、基板表面が濡れにくいため、処理液を大流量で連続供給しつつ、基板を高速回転させる必要があり、処理液の消費量が一層多くなってしまう。また、処理液を大流量で供給するための大型の配管や、基板を高速回転させるための大型のアクチュエータが必要となることがあり、装置が大型化してしまう。近年、基板が大型化する傾向にあるので、これらの問題が一層顕在化している。

一方、パドル処理を行う場合には、連続吐出処理に比べて処理液の消費量を低減することができる。また、処理液を大流量で連続供給したり、基板を高速回転させたりする必要がないので、装置の大型化を抑制または防止することができる。しかしながら、パドル処理を行う場合には、基板上に液膜を形成する過程で基板表面の外周縁から処理液が零れ落ちてしまうので、基板表面全域を覆うのに必要な量よりも処理液の消費量が多くなってしまう。特に、表面が疎水状態の基板は、親水状態の基板に比べて処理液が零れ落ち易いので、処理液の消費量が一層多くなってしまう。

この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、処理液の消費量を低減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。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を水平に保持するための保持部（８，１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８）を有と、前記保持部を鉛直軸線（Ｌ１）まわりに回転させる回転手段（９）とを有する基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液供給手段（４，５）と、前記基板保持手段および処理液供給手段を制御する制御手段（５０）とを含み、前記保持部は、基板の全周を取り囲んで当該基板の外周縁を外方に拡張するように設けられた、少なくとも一部が水平な環状の拡張面（３６，１３６，２３６，３３６）を有し、前記拡張面は、処理液に対する疎液性が基板よりも高い疎液面とされており、前記制御手段は、前記処理液供給手段を制御して基板の上面に処理液を供給させることにより、当該基板の上面に液盛りを行って当該上面を覆う処理液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記保持部に保持されている基板を前記基板保持手段によって鉛直軸線まわりに回転させて、処理液の液膜を基板上から前記拡張面に移動させる遠心力を基板上の処理液に与えることにより、基板から処理液を排液させる排液工程とを実行する、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。
この発明によれば、基板を水平に保持するための保持部が、当該基板の全周を取り囲んで当該基板の外周縁を外方に拡張するように設けられた環状の拡張面を有している。また、拡張面は、処理液に対する疎液性が基板よりも高い疎液面とされている。したがって、処理液供給手段から保持部に保持された基板の上面に供給され、当該基板の上面周縁部に達した処理液は、拡張面に向かって外方に移動できるものの、その移動が疎液面とされた拡張面によって抑制される。これにより、基板の外周縁から処理液が零れ落ちること抑制し、処理液の消費量を低減することができる。また、拡張面が処理液の移動を抑制する力よりも大きな力を基板上の処理液に与えれば、基板の上面周縁部から拡張面に向かって外方に処理液を移動させることができるので、基板上から処理液を排液させて、処理液による処理や乾燥処理などを円滑に行うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板に対する処理を円滑に行うことができる。
具体的には、制御手段により液膜形成工程を実行させることにより、処理液供給手段から供給された処理液によって基板の上面に液盛りを行って、当該基板の上面を覆う処理液の液膜を形成することができる。これにより、基板の上面で液膜を保持した状態で処理を進めるパドル処理（液盛り処理）を行うことができる。また、制御手段により排液工程を実行させることにより、保持部に保持された基板から処理液を排液することができるので、基板上から処理液の液膜を排液させて、基板を乾燥させることができる。
前述のように、基板の上面周縁部から拡張面への処理液の移動を抑制できるので、処理液の液膜を形成する過程で、当該基板の外周縁から零れ落ちる処理液の量を低減することができる。これにより、処理液の消費量を低減することができる。また、排液工程では、基板を鉛直軸線まわりに回転させて基板上の処理液に遠心力を与えることにより、拡張面が処理液の移動を抑制する力よりも大きな力を与えるので、基板の上面周縁部から拡張面に処理液を移動させて基板上から処理液を容易に排液することができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板に対する処理を円滑に行うことができる。

請求項２記載の発明は、前記保持部は、基板の下方に空間（Ｓ１）が生じるように当該基板の下面周縁部を全周にわたって支持できるように形成されたものであり、当該空間を当該保持部の周囲の空間に連通させるための連通部（３８，４３８）を有している、請求項１記載の基板処理装置である。

この発明によれば、保持部に基板を保持させた状態で当該保持部を鉛直軸線まわりに回転させることにより、基板の下方に生じた空間の気体を遠心力によって連通部から排出させて、当該空間を負圧にすることができる。したがって、この負圧により基板を吸着保持することができる。これにより、基板を吸着保持した状態で、保持部とともに一体回転させることができる。

また、保持部は、基板の下面周縁部を支持するので、基板の下面周縁部以外の部分を非接触にした状態で、基板を吸着保持することができる。これにより、基板と保持部との接触面積を低減できるので、パーティクルなどの異物が保持部から基板に移って、当該基板が汚染されることを抑制または防止することができる。
請求項３記載の発明は、前記保持部は、内側に向かって下方に傾斜する環状のテーパ面（３５，５５）を含み、前記テーパ面は、基板の下面周縁部を線接触で支持するように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置である。

この発明によれば、テーパ面が基板の下面周縁部を線接触で支持するように形成されているので、基板と保持部との接触面積を小さくすることができる。これにより、保持部から基板に異物が移って、当該基板が汚染されることを抑制または防止することができる。
請求項４記載の発明は、前記保持部は、環状に配置された複数の支持部（５７）を有し、前記複数の支持部は、それぞれ、基板の下面周縁部を点接触で支持するように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置である。

この発明によれば、各支持部を基板の下面周縁部に点接触させることにより、これらの支持部を協働させて基板を支持することができる。また、各支持部と基板との接触が点接触であるので、基板と保持部との接触面積を小さくすることができ、これによって、基板の汚染を抑制または防止することができる。

以下では、この発明の実施形態を、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の構成を説明するための図解図である。
基板処理装置１は、隔壁で区画された処理室２内に、１枚の基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック３（基板保持手段）と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液としての洗浄液を供給するための洗浄液ノズル４（処理液供給手段）と、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上面に処理液としてのリンス液を供給するためのリンス液ノズル５（処理液供給手段）とを備えている。基板処理装置１は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板Ｗは、この実施形態では、半導体ウエハのような円形基板である。

スピンチャック３は、鉛直方向に延びる回転軸６と、回転軸６の上端に水平に取り付けられた円板状のスピンベース７と、このスピンベース７上に配置された支持リング８（保持部）と、回転軸６に結合されたモータ９（回転手段）とを備えている。スピンチャック３は、基板Ｗの下面周縁部を支持リング８により支持した状態で当該基板Ｗを水平に保持することができる。また、スピンチャック３は、モータ９の駆動力により、保持した基板Ｗを当該基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。回転軸６は、筒状のカバー１０を挿通しており、カバー１０には、モータ９が収容されている。スピンベース７は、この実施形態では、基板Ｗよりも直径の大きな円板状の部材である。

また、回転軸６は中空軸とされている。回転軸６の内部には、下側処理液供給管１１が非接触状態で挿通されている。下側処理液供給管１１の上端には、基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する下面ノズル１２が設けられている。下面ノズル１２は、その吐出口１２ａが支持リング８により支持された基板Ｗの下面中央部に近接するように配置されている。

また、下側処理液供給管１１には、下側洗浄液供給管１３および下側リンス液供給管１４が接続されている。下側処理液供給管１１には、下側洗浄液供給管１３を介して図示しない洗浄液供給源からの洗浄液が供給される。また、下側処理液供給管１１には、下側リンス液供給管１４を介して図示しないリンス液供給源からのリンス液が供給される。下側処理液供給管１１には、処理液としての洗浄液およびリンス液が選択的に供給されるようになっている。これにより、下側処理液供給管１１から下面ノズル１２に処理液を供給し、下面ノズル１２の吐出口１２ａから基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出させることができる。

下側洗浄液供給管１３には、下面ノズル１２への洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための下側洗浄液バルブ１５が介装されている。また、下側リンス液供給管１４には、下面ノズル１２へのリンス液の供給および供給停止を切り換えるための下側リンス液バルブ１６が介装されている。
下側処理液供給管１１に供給される洗浄液としては、たとえば、薬液やリンス液を用いることができる。薬液としては、たとえば、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。また、リンス液としては、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。

また、回転軸６と下側処理液供給管１１との間には、下側処理液供給管１１を取り囲む下側ガス供給路１７が形成されている。下側ガス供給路１７の上端は、スピンベース７の上面中央部に位置する環状の下側ガス吐出口１８となっている（図３参照）。下側ガス供給路１７には、下側ガス供給管１９を介して図示しないガス供給源からのガスが供給される。下側ガス供給路１７に供給されたガスは、下側ガス吐出口１８から上方に向けて吐出される。下側ガス供給管１９には、下側ガス供給路１７へのガスの供給および供給停止を切り換えるための下側ガスバルブ２０と、下側ガス供給路１７に供給されるガスの流量を調整するためのガス流量調整バルブ２１とが介装されている。下側ガス供給路１７に供給されるガスとしては、たとえば、不活性ガスの一例である窒素ガスが用いられている。

洗浄液ノズル４は、たとえば、連続流の状態で洗浄液を吐出するストレートノズルである。洗浄液ノズル４は、水平に延びるノズルアーム２２の先端部に取り付けられている。洗浄液ノズル４は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
洗浄液ノズル４には、第１洗浄液供給管２３および第２洗浄液供給管２４が接続されている。洗浄液ノズル４には、第１洗浄液供給管２３を介して図示しない洗浄液供給源からの第１洗浄液が供給される。また、洗浄液ノズル４には、第２洗浄液供給管２４を介して図示しない洗浄液供給源からの第２洗浄液が供給される。洗浄液ノズル４には、処理液としての第１洗浄液および第２洗浄液が選択的に供給されるようになっている。第１および第２洗浄液は、互いに種類の異なる洗浄液である。

第１洗浄液供給管２３には、洗浄液ノズル４への第１洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための第１洗浄液バルブ２５が介装されている。また、第２洗浄液供給管２４には、洗浄液ノズル４への第２洗浄液の供給および供給停止を切り換えるための第２洗浄液バルブ２６が介装されている。第１および第２洗浄液としては、それぞれ、たとえば、薬液やリンス液を用いることができる。この実施形態では、第２洗浄液として、下面ノズル１２に供給される洗浄液と同種の洗浄液が用いられている。

また、ノズルアーム２２には、鉛直方向に沿って延びる支持軸２７が結合されている。支持軸２７は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸２７には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構２８が結合されている。ノズル揺動駆動機構２８の駆動力が支持軸２７に入力されることにより、洗浄液ノズル４およびノズルアーム２２が、支持軸２７の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方に洗浄液ノズル４を配置したり、スピンチャック３の上方から洗浄液ノズル４を退避させたりすることができる。

リンス液ノズル５は、たとえば、連続流の状態でリンス液を吐出するストレートノズルである。リンス液ノズル５は、水平に延びるノズルアーム２９の先端部に取り付けられている。リンス液ノズル５は、その吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック３よりも上側に配置されている。
リンス液ノズル５には、リンス液供給管３０が接続されている。リンス液ノズル５には、リンス液供給管３０を介して図示しないリンス液供給源からのリンス液が供給される。リンス液供給管３０には、リンス液ノズル５へのリンス液の供給および供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ３１が介装されている。リンス液ノズル５には、下側リンス液供給管１４を介して下面ノズル１２に供給されるリンス液と同種のリンス液が供給されるようになっている。すなわち、この実施形態では、リンス液ノズル５および下面ノズル１２から同種のリンス液が吐出されるようになっている。

また、ノズルアーム２９には、鉛直方向に沿って延びる支持軸３２が結合されている。支持軸３２は、その中心軸線まわりに揺動可能とされている。支持軸３２には、たとえばモータ等で構成されたノズル揺動駆動機構３３が結合されている。ノズル揺動駆動機構３３の駆動力が支持軸３２に入力されることにより、リンス液ノズル５およびノズルアーム２９が、支持軸３２の中心軸線まわりに一体的に水平移動させられる。これにより、スピンチャック３に保持された基板Ｗの上方にリンス液ノズル５を配置したり、スピンチャック３の上方からリンス液ノズル５を退避させたりすることができる。

図２は、スピンチャック３の図解的な縦断面図である。また、図３は、スピンチャック３の図解的な平面図である。以下では、図２および図３を参照して、支持リング８およびそれに関連する構成について説明する。
支持リング８は、たとえば、円環状をなす平板状の部材である。支持リング８の厚みは、たとえば、数ｍｍ〜数ｃｍ程度にされている。支持リング８の内径は、基板Ｗの外径よりも小さくされており、支持リング８の外径は、基板Ｗの外径よりも大きくされている。この実施形態では、支持リング８の外径が、スピンベース７の外径とほぼ同じ大きさにされている。支持リング８は、スピンベース７と同軸となるように、スピンベース７の上面周縁部に沿って水平に配置されている。

支持リング８は、スピンベース７の上方で、基板Ｗの下面周縁部を全周にわたって支持することができる。支持リング８によって基板Ｗの下面周縁部を支持した状態で、スピンベース７の上面と当該基板Ｗの下面との間には、水平方向に沿う狭空間Ｓ１（空間）が生じるようになっている。
また、支持リング８の断面形状（鉛直面に沿う断面形状）は、その内周側に向かって先細りとなる楔状をなしている。支持リング８の下面は、円環状の水平面にされており、支持リング８の上面には、円環状の水平面３４と、この水平面３４の内周縁から支持リング８の内側に向かって下方に傾斜する円環状のテーパ面３５とが設けられている。

テーパ面３５は、内径が基板Ｗの外径よりも小さくされており、外径が基板Ｗの外径よりも大きくされている。テーパ面３５は、基板Ｗの下面外周縁に対して全周にわたって線接触した状態で、当該基板Ｗを支持することができる。水平面３４およびテーパ面３５は、テーパ面３５によって基板Ｗが支持された状態で、水平面３４の高さが、基板Ｗの上面と同一または基板Ｗの上面よりも低くなるように形成されている。

また、図３に示すように、支持リング８の上面において基板Ｗよりも外方に位置する部分（テーパ面３５の外周部と水平面３４とを含む部分。以下では、「拡張面３６」という。）は、当該基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲んでいる。支持リング８は、基板Ｗの上面に供給された処理液を当該基板Ｗの上面から拡張面３６に向かって外方へと流すことができるように形成されている。拡張面３６の内周部は、テーパ面３５の外周部に相当するので、支持リング８の内側に向かって下方に傾斜している。

また、拡張面３６は、処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い疎液面とされている。具体的には、たとえば、処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い材料によって支持リング８が形成されている。すなわち、基板Ｗがシリコンウエハである場合には（シリコンウエハと水との接触角は、７０度）、たとえば、水との接触角が１１４度であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）や、水との接触角が１０９度であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシエチレン）によって支持リング８が形成されている。これにより、拡張面３６を含む支持リング８の全ての外表面が処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い疎液面とされている。

また、支持リング８は、スピンベース７に一体回転可能に連結されている。具体的には、スピンベース７と支持リング８との間に複数の連結部材３７が介在しており、これらの連結部材３７によって、支持リング８がスピンベース７に一体回転可能に連結されている。支持リング８は、モータ９の駆動力により、スピンベース７および回転軸６とともに鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに一体回転される。回転軸線Ｌ１は、支持リング８により支持される基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線である。

図３に示すように、複数の連結部材３７は、支持リング８の周方向に間隔を隔てて配置されている。また、図２に示すように、複数の連結部材３７は、スピンベース７の上面に対して離隔させた状態で、支持リング８をスピンベース７に連結している。スピンベース７と支持リング８との間の鉛直方向への間隔Ｇ１は、狭くされている（たとえば０．５ｍｍに設定されている。）。スピンベース７と支持リング８との間の鉛直方向への間隔Ｇ１を狭くすることにより、狭空間Ｓ１の高さが低減され、狭空間Ｓ１の体積が一層小さくされている。

また、支持リング８の下面とスピンベース７の上面との間には、水平方向に広がる連通部としての隙間３８が形成されている。この隙間３８は、支持リング８の内側の空間に連通している。したがって、支持リング８の下面とスピンベース７の上面との間の隙間３８は、スピンベース７の上面と基板Ｗの下面との間に形成される狭空間Ｓ１に連通する。狭空間Ｓ１は、この隙間３８によって、支持リング８の周囲の空間に連通される。

支持リング８によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、スピンベース７および支持リング８が、低回転速度（たとえば１０〜３０ｒｐｍ程度）で回転されると、支持リング８に支持された基板Ｗが、その中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転する。このとき、支持リング８に支持された基板Ｗは、支持リング８との間に生じる摩擦力により、支持リング８に対して滑ることなく支持リング８と一体回転する。

一方、支持リング８によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、スピンベース７および支持リング８が所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）で回転されると、スピンベース７の上面と基板Ｗの下面との間の形成された狭空間Ｓ１が負圧となり、支持リング８によって支持された基板Ｗが、スピンチャック３に吸着保持される。
すなわち、基板Ｗおよびスピンベース７が前記所定の回転速度で回転されると、狭空間Ｓ１に存在する気体には外向きの力（回転軸線Ｌ１から離れる方向への遠心力）が作用する。また、狭空間Ｓ１は、連通部としての隙間３８によって支持リング８の周囲の空間に連通されている。さらに、基板Ｗの下面周縁部が全周にわたって支持リング８に支持されているので、基板Ｗの下面周縁部と支持リング８との間は、ほぼ密閉された状態となっている。したがって、基板Ｗおよびスピンベース７が前記所定の回転速度で回転されると、狭空間Ｓ１に存在する気体は遠心力によって隙間３８から排出され、狭空間Ｓ１が負圧となる。そのため、支持リング８によって支持された基板Ｗは、スピンチャック３に吸着保持され、この状態で支持リング８とともに回転軸線Ｌ１まわりに回転する。これにより、支持リング８によって支持された基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに一体回転させることができる。支持リング８によって支持された基板Ｗは、基板Ｗの下面周縁部以外の部分がスピンチャック３に対して非接触となった状態で、スピンチャック３に吸着保持されるようになっている。

次に、支持リング８に対して基板Ｗを載置するための構成について説明する。引き続き、図２および図３を参照する。
支持リング８に対する基板Ｗの載置は、スピンベース７に取り付けられた複数の突上げピン３９により行われる。各突上げピン３９は、鉛直方向に延びる軸部４０と、軸部４０の上端に連結された上端部４１とを有している。上端部４１の上面には、球面状の微少突起４２が形成されている。複数の突上げピン３９は、微少突起４２を基板Ｗの下面に点接触させることにより、当該基板Ｗを協働して支持することができる。

複数の突上げピン３９は、それぞれ、スピンベース７を厚み方向（図２では、紙面の上下方向）に貫通する複数の貫通孔４３を挿通している。各突上げピン３９は、スピンベース７に対して上下動可能に取り付けられている。また、各突上げピン３９は、スピンベース７に対して一体回転可能に取り付けられている。
図３に示すように、複数の貫通孔４３は、支持リング８と同心の所定の円周上で間隔を隔てて配置されている。同様に、複数の突上げピン３９も、支持リング８と同心の所定の円周上で間隔を隔てて配置されている。また、図２に示すように、各貫通孔４３には、環状のシール４４が保持されている。各突上げピン３９の軸部４０は、対応するシール４４を挿通している。これにより、各突上げピン３９の軸部４０とスピンベース７との間が封止されている。各突上げピン３９は、対応するシール４４に対して上下動可能となっている。

また、各突上げピン３９の軸部４０の下端は、回転軸６を取り囲む円環状の支持部材４５に連結されている。複数の突上げピン３９は、上端の高さが揃えられた状態で支持部材４５に連結されている。支持部材４５の下方には、プッシャ４６が配置されており、支持部材４５は、プッシャ４６によって上昇される。プッシャ４６は、本体部４７に対してロッド４８を上方に進出させることにより、支持部材４５を上昇させることができる。プッシャ４６が支持部材４５を上昇させることにより、複数の突上げピン３９が鉛直上方に一体的に上昇される。プッシャ４６は、各突上げピン３９の上端部４１が支持リング８よりも上方となる上位置（図２における上側の突上げピン３９の位置）まで各突上げピン３９を上昇させることができる。

また、各突上げピン３９の軸部４０には、コイルばね４９が外嵌されている。各コイルばね４９は、スピンベース７と支持部材４５との間で鉛直方向に圧縮されている。各コイルばね４９の上端は、スピンベース７の下面に係合しており、各コイルばね４９の下端は、支持部材４５の上面に係合している。各突上げピン３９は、複数のコイルばね４９の弾性復元力により、上端部４１の上面（微少突起４２の周囲の面）がスピンベース７の上面と同じ高さになる下位置で待機させられている。

プッシャ４６により各突上げピン３９が上位置まで上昇されると、各コイルばね４９がさらに圧縮され弾性変形する。そして、各突上げピン３９が上位置に達した後、プッシャ４６のロッド４８が降下されると、複数のコイルばね４９の弾性復元力により、各突上げピン３９が降下していく。これにより、各突上げピン３９を上位置から下位置に降下させることができる。

処理室２内に基板Ｗを搬入して、支持リング８に基板Ｗを載置するときは、最初に、プッシャ４６により支持部材４５が上昇され、各突上げピン３９が上位置まで上昇される。そして、図示しない搬送ロボットによって処理室２内に基板Ｗが搬入され、複数の突上げピン３９上に基板Ｗが載置される。その後、プッシャ４６のロッド４８が降下されていき、コイルばね４９の弾性復元力により各突上げピン３９が下位置まで降下される。複数の突上げピン３９に載置された基板Ｗは、各突上げピン３９が降下する過程で、支持リング８のテーパ面３５上に載置される。これにより、支持リング８に基板Ｗが載置される。

一方、支持リング８から基板Ｗを払い出すときは、プッシャ４６により支持部材４５を上昇させ、各突上げピン３９を上位置まで上昇させる。支持リング８に支持された基板Ｗは、各突上げピン３９が上昇する過程で、複数の突上げピン３９上に移動する。そして、複数の突上げピン３９により支持された基板Ｗが、上位置において、搬送ロボットによって受け取られ、処理室２から搬出される。これにより、支持リング８から基板Ｗが払い出され、処理室２から基板Ｗが搬出される。

このように、本実施形態では、搬送ロボットから支持リング８に基板Ｗを直接載置するのではなく、複数の突上げピン３９を介して支持リング８に基板Ｗを載置することができる。したがって、たとえば搬送ロボットが基板Ｗの下面を支持する形式のものである場合でも、スピンベース７などに搬送ロボットを衝突させることなく、支持リング８に基板Ｗを載置することができる。これにより、支持リング８に対して基板Ｗを確実に載置することができる。同様に、複数の突上げピン３９を用いることにより、スピンベース７などに搬送ロボットを衝突させることなく、支持リング８から基板Ｗを確実に払い出すことができる。

図４は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
この基板処理装置１は、制御部５０（制御手段）を備えている。制御部５０は、モータ９、ノズル揺動駆動機構２８,３３、プッシャ４６などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられたバルブの開閉、および流量調整バルブの開度の調整は、制御部５０によって制御される。

図５は、基板処理装置１による基板Ｗの第１処理例を説明するための工程図である。また、図６〜図８は、それぞれ、基板Ｗの処理中におけるスピンチャック３の図解的な側面図である。
以下では、図１および図５を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第１処理例について説明する。また、この第１処理例の各処理工程において、図２、および図６〜図８を適宜参照する。

未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され（ステップＳ１１）、複数の突上げピン３９（図２参照）を介して支持リング８上に載置される。支持リング８によって基板Ｗが支持されることにより、スピンベース７の上面と当該基板Ｗの下面との間には、水平方向に沿う狭空間Ｓ１が形成される。
次に、基板Ｗの上面で第１洗浄液の液膜を保持させた状態で処理を進める第１洗浄液によるパドル処理（液盛り処理）が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、最初に、制御部５０によりノズル揺動駆動機構２８が制御されて、基板Ｗの中心部の上方に洗浄液ノズル４が配置される。そして、制御部５０により下側ガスバルブ２０が開かれて、下側ガス吐出口１８から窒素ガスが吐出される。下側ガス吐出口１８から吐出された窒素ガスは、外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって狭空間Ｓ１を広がっていき、支持リング８の下面とスピンベース７の上面との間の隙間３８を通って狭空間Ｓ１から排出される。

次に、制御部５０によりモータ９が制御されて、スピンベース７が停止状態、または低速回転状態（たとえば１０〜３０ｒｐｍ程度の回転速度で回転されている状態）にされる。スピンベース７が低速回転状態にされた場合には、スピンベース７とともに支持リング８が回転し、支持リング８に支持された基板Ｗが、回転軸線Ｌ１まわりに回転する。支持リング８に支持された基板Ｗは、支持リング８との間に生じる摩擦力により、支持リング８に対して滑ることなく支持リング８と一体回転する。

次に、制御部５０により第１洗浄液バルブ２５が開かれて、洗浄液ノズル４から基板Ｗの上面中心部に向けて第１洗浄液が吐出される。吐出された第１洗浄液は、基板Ｗの上面中心部に着液し、周縁部に向かって広がっていく。このとき、基板Ｗが停止状態または低速回転状態とされているので、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの周囲に飛散する第１洗浄液は殆どなく、供給された第１洗浄液は基板Ｗ上に溜まっていく。これにより、基板Ｗの上面に第１洗浄液による液盛りが行われ、図６に示すように、基板Ｗの上面全域を覆う第１洗浄液の液膜が形成される（液膜形成工程）。

第１洗浄液の液膜が基板Ｗ上に形成された後は、洗浄液ノズル４からの第１洗浄液の吐出が停止され、基板Ｗの上面で第１洗浄液の液膜が保持された状態が所定時間にわたって維持される。このようにして、基板Ｗ上で第１洗浄液の液膜を保持した状態で処理を進める第１洗浄液によるパドル処理が基板Ｗの上面に対して行われる。
前述のように、支持リング８は、基板Ｗの上面に供給された処理液を当該基板Ｗの上面から拡張面３６に向かって外方へと流すことができるように形成されている。したがって、基板Ｗ上に第１洗浄液による液膜を形成する過程で、第１洗浄液が基板Ｗの上面周縁部から支持リング８の拡張面３６に向かって外方に移動していく場合がある。しかし、支持リング８の拡張面３６が、処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い疎液面にされているので、基板Ｗの上面から拡張面３６への第１洗浄液の移動が抑制されている。

また、基板Ｗの上面から拡張面３６に第１洗浄液が移動したとしても、拡張面３６の内周部（テーパ面３５の外周部に相当）が内側に向かって下方に傾斜しているので、拡張面３６上に移動した第１洗浄液には支持リング８の内側に向かう力が働く。したがって、拡張面３６上に移動した第１洗浄液は、図６に示すように、基板Ｗの周端面に沿って溜まり、当該周端面に沿う液溜りを形成する。すなわち、拡張面３６の内周部により、液溜りを形成するための環状凹部が形成されている。

基板Ｗの上面周縁部に達した第１洗浄液は、この液溜りによって内方に押されるので、支持リング８への移動が一層抑制される。したがって、基板Ｗの上面に液盛りをするときに、支持リング８上に移動する第１洗浄液の量を低減することができる。そのため、基板Ｗの上面を覆うのに必要な量とほぼ同じ量の第１洗浄液を洗浄液ノズル４から吐出させることにより、基板Ｗの上面全域を覆うことができる。これにより、第１洗浄液の消費量を低減することができる。

基板Ｗの上面に対するパドル処理が行われた後は、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる（ステップＳ１３）。具体的には、最初に、制御部５０により２つのノズル揺動駆動機構２８，３３が制御されて、洗浄液ノズル４が基板Ｗ上から退避された後、リンス液ノズル５が基板Ｗの中心部の上方に配置される（図７参照）。そして、制御部５０によりモータ９が制御されて、所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）でスピンベース７が回転される。これにより、支持リング８によって支持された基板Ｗが、スピンベース７に対して非接触の状態で、スピンチャック３に吸着保持され、支持リング８とともに前記所定の回転速度で回転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。このとき制御部５０によりガス流量調整バルブ２１の開度が制御され、下側ガス吐出口１８からの窒素ガスの吐出流量が、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量に調整されている。

次に、制御部５０によりリンス液バルブ３１が開かれて、リンス液ノズル５から基板Ｗの上面中心部に向けてリンス液が吐出される。吐出されたリンス液は、図７に示すように、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域にリンス液が供給され、リンス液によって基板Ｗ上から第１洗浄液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。基板Ｗの上面に対するリンス処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部５０によりリンス液バルブ３１が閉じられて、基板Ｗの上面へのリンス液の供給が停止される。

基板Ｗの上面に対するリンス処理において、基板Ｗの上面周縁部に達した処理液（ここでは、リンス液および第１洗浄液）は、パドル処理のときと同様に、疎液面である拡張面３６や、基板Ｗの周端面を取り囲む処理液の液溜りにより、拡張面３６に向かう外方への移動が抑制される。しかし、基板Ｗの上面に対するリンス処理では、パドル処理のときに比べて基板Ｗの回転速度が大きくされており、処理液に作用する遠心力が大きくなっている。したがって、基板Ｗの上面に供給された処理液は、基板Ｗの上面周縁部でとどまることなく拡張面３６に向かって外方に移動していく。これにより、基板Ｗ上から処理液を容易に排液させることができる。すなわち、基板Ｗから拡張面３６への処理液の移動を抑制できるものの、基板Ｗの回転速度を上げることにより基板Ｗ上から処理液を排液させることができるので、基板Ｗの上面に対するリンス処理を円滑に行うことができる。

また、本実施形態では、水平面３４の高さが、支持リング８に支持された基板Ｗの上面と同一、または基板Ｗの上面よりも低くなるようにされているので、拡張面３６の内周部に溜まった処理液の液溜りが、拡張面３６の外周部（水平面３４に相当）に移動し易くなっている。これにより、処理液の液溜りを外方に移動させて拡張面３６上から容易に排液することができる。したがって、基板Ｗから拡張面３６に移動した処理液を、基板Ｗ側に逆流させることなく、支持リング８の外方に排液することができる。これにより、基板Ｗの上面に対するリンス処理を円滑に行うことができる。

拡張面３６の内周部に溜まった処理液の排液性は、たとえば、当該内周部の傾斜角度や、水平面３４の高さ、基板Ｗ上の処理液に加わる遠心力の大きさなどを変更することにより調整することができる。
また、この第１処理例では、基板Ｗの上面に対するリンス処理において、支持リング８の下面とスピンベース７の上面との間に形成された隙間３８から、狭空間Ｓ１に存在する気体や、下側ガス吐出口１８から吐出された窒素ガスを外方に向かって吹き出させている。さらに、スピンベース７と支持リング８との間の鉛直方向への間隔Ｇ１が狭くされており（図２参照）、隙間３８の鉛直方向の大きさが小さくされている。したがって、処理液のミストやパーティクルなどの異物が、隙間３８を介して狭空間Ｓ１に進入することが抑制または防止されている。これにより、処理液や異物が基板Ｗの下面に付着して、当該下面が汚染されることを抑制または防止することができる。

基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ１４）。具体的には、最初に、制御部５０によりモータ９が制御されて、高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）でスピンベース７が回転される。このとき下側ガス吐出口１８からは、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される吐出流量で、窒素ガスが吐出されている。

スピンベース７が高回転速度で回転されることにより、支持リング８に支持された基板Ｗは、スピンチャック３に吸着保持された状態で、支持リング８とともに高回転速度で回転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。基板Ｗに付着しているリンス液は、図８に示すように、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの周囲に振り切られ、基板Ｗから排液される（排液工程）。これにより、基板Ｗが乾燥する。

基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、モータ９の回転が停止され、スピンチャック３による基板Ｗの回転が停止される。その後、処理済みの基板Ｗが、複数の突上げピン３９（図２参照）によって支持リング８から受け取られ、当該基板Ｗが、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（ステップＳ１５）。
図９は、基板処理装置１による基板Ｗの第２処理例を説明するための工程図である。また、図１０は、第２処理例の実行中におけるスピンチャック３の図解的な側面図である。

この第２処理例と前述の第１処理例との相違点は、基板Ｗの上面に対するパドル処理およびリンス処理を行った後に、基板Ｗの上面および下面に対して、洗浄処理およびリンス処理を行うことにある。以下では、図１および図９を参照して、基板処理装置１による基板Ｗの第２処理例について説明する。また、この第２処理例の各処理工程において、図２、図６〜図８、および図１０を適宜参照する。

未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室２に搬入され（ステップＳ２１）、複数の突上げピン３９（図２参照）を介して支持リング８上に載置される。支持リング８によって基板Ｗが支持されることにより、スピンベース７の上面と当該基板Ｗの下面との間には、水平方向に沿う狭空間Ｓ１が形成される（図６参照）。
次に、基板Ｗの上面で第１洗浄液の液膜を保持させた状態で処理を進める第１洗浄液によるパドル処理（液盛り処理）が行われる（ステップＳ２２）。具体的には、最初に、制御部５０によりノズル揺動駆動機構２８が制御されて、基板Ｗの中心部の上方に洗浄液ノズル４が配置される（図６参照）。そして、制御部５０により下側ガスバルブ２０が開かれて、下側ガス吐出口１８から窒素ガスが吐出される。下側ガス吐出口１８から吐出された窒素ガスは、外方（回転軸線Ｌ１から離れる方向）に向かって狭空間Ｓ１を広がっていき、支持リング８の下面とスピンベース７の上面との間の隙間３８を通って狭空間Ｓ１から排出される。

次に、制御部５０によりモータ９が制御されて、スピンベース７が停止状態、または低速回転状態（たとえば１０〜３０ｒｐｍ程度の回転速度で回転されている状態）にされる。スピンベース７が低速回転状態にされた場合には、スピンベース７とともに支持リング８が回転し、支持リング８に支持された基板Ｗが、その中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転する。支持リング８に支持された基板Ｗは、支持リング８との間に生じる摩擦力により、支持リング８に対して滑ることなく支持リング８と一体回転する。

次に、制御部５０により第１洗浄液バルブ２５が開かれて、洗浄液ノズル４から基板Ｗの上面中心部に向けて第１洗浄液が吐出される。吐出された第１洗浄液は、基板Ｗの上面中心部に着液し、周縁部に向かって広がっていく。このとき、基板Ｗが停止状態または低速回転状態とされているので、基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの周囲に殆ど飛散する第１洗浄液は殆どなく、供給された第１洗浄液は基板Ｗ上に溜まっていく。これにより、基板Ｗの上面に第１洗浄液による液盛りが行われ、図６に示すように、基板Ｗの上面全域を覆う第１洗浄液の液膜が形成される（液膜形成工程）。

第１洗浄液の液膜が基板Ｗ上に形成された後は、洗浄液ノズル４からの第１洗浄液の吐出が停止され、基板Ｗの上面で第１洗浄液の液膜が保持された状態が所定時間にわたって維持される。このようにして、基板Ｗ上で第１洗浄液の液膜を保持した状態で処理を進める第１洗浄液によるパドル処理が基板Ｗの上面に対して行われる。
基板Ｗの上面に対するパドル処理が行われた後は、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる（ステップＳ２３）。具体的には、最初に、制御部５０により２つのノズル揺動駆動機構２８，３３が制御されて、洗浄液ノズル４が基板Ｗ上から退避された後、リンス液ノズル５が基板Ｗの中心部の上方に配置される（図７参照）。そして、制御部５０によりモータ９が制御されて、所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）でスピンベース７が回転される。これにより、支持リング８によって支持された基板Ｗが、スピンベース７に対して非接触の状態で、スピンチャック３に吸着保持され、支持リング８とともに前記所定の回転速度で回転軸線Ｌ１まわりに一体回転する。

基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われた後は、基板Ｗの上面および下面に対する洗浄処理が同時に行われる（ステップＳ２４）。具体的には、最初に、制御部５０により２つのノズル揺動駆動機構２８，３３が制御されて、リンス液ノズル５が基板Ｗ上から退避された後、洗浄液ノズル４が基板Ｗの中心部の上方に配置される。そして、制御部５０によりモータ９が制御されて、所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）でスピンベース７が回転される。このとき下側ガス吐出口１８からは窒素ガスが吐出され続けており、その吐出流量は、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量に制御されている。

次に、制御部５０により第２洗浄液バルブ２６および下側洗浄液バルブ１５が開かれて、洗浄液ノズル４および下面ノズル１２から同種の洗浄液（第２洗浄液）が吐出される。洗浄液ノズル４から吐出された第２洗浄液は、図１０に示すように、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域に第２洗浄液が供給される。このようにして、基板Ｗの上面に対する第２洗浄液による洗浄処理が行われる。

一方、下面ノズル１２から吐出された第２洗浄液は、図１０に示すように、基板Ｗの下面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面に沿って中心部から周縁部に向かって広がっていく。これにより、基板Ｗの下面全域に第２洗浄液が供給される。より具体的には、基板Ｗの下面において、その中心部から周縁部に向かう流れを有する第２洗浄液の液膜が形成される。下面ノズル１２からの第２洗浄液の吐出流量は、第２洗浄液の液膜の膜厚がたとえば数μｍ〜数百μｍとなり、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量に設定されている。

基板Ｗの下面は、その全域を覆う第２洗浄液の液膜によって処理される。このようにして、基板Ｗの下面に対する第２洗浄液による洗浄処理が行われ、基板Ｗの上面および下面に対する第２洗浄液による洗浄処理が同時に行われる。基板Ｗの上面および下面に対する第２洗浄液による洗浄処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部５０により第２洗浄液バルブ２６および下側洗浄液バルブ１５が閉じられて、基板Ｗの上面および下面への第２洗浄液の供給が停止される。

次に、基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が同時に行われる（ステップＳ２５）。具体的には、最初に、制御部５０により２つのノズル揺動駆動機構２８，３３が制御されて、洗浄液ノズル４が基板Ｗ上から退避された後、リンス液ノズル５が基板Ｗの中心部の上方に配置される。そして、制御部５０によりモータ９が制御されて、所定の回転速度（たとえば数百ｒｐｍ以上）でスピンベース７が回転される。このとき下側ガス吐出口１８からは窒素ガスが吐出され続けており、その吐出流量は、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量に制御されている。

次に、制御部５０によりリンス液バルブ３１および下側リンス液バルブ１６が開かれて、リンス液ノズル５および下面ノズル１２から同種のリンス液が吐出される。リンス液ノズル５から吐出されたリンス液は、基板Ｗの上面中心部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面中心部から周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域にリンス液が供給され、リンス液によって基板Ｗ上から第２洗浄液が洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面に対するリンス処理が行われる。

一方、下面ノズル１２から吐出されたリンス液は、基板Ｗの下面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面に沿って中心部から周縁部に向かって広がっていく。これにより、基板Ｗの下面において、その中心部から周縁部に向かう流れを有するリンス液の液膜が形成される。下面ノズル１２からのリンス液の吐出流量は、リンス液の液膜の膜厚がたとえば数μｍ〜数百μｍとなり、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される量に制御されている。

基板Ｗの下面に付着している第２洗浄液は、基板Ｗの下面に供給されたリンス液によって洗い流される。このようにして、基板Ｗの下面に対するリンス処理が行われ、基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が同時に行われる。基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部５０によりリンス液バルブ３１および下側リンス液バルブ１６が閉じられて、基板Ｗの上面および下面へのリンス液の供給が停止される。

基板Ｗの上面および下面に対するリンス処理が同時に行われた後は、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ２６）。具体的には、最初に、制御部５０によりモータ９が制御されて、高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）でスピンベース７が回転される。このとき下側ガス吐出口１８からは、スピンチャック３による基板Ｗの吸着状態が維持される吐出流量で、窒素ガスが吐出されている。

基板Ｗの高速回転が所定時間にわたって続けられた後は、モータ９の回転が停止され、スピンチャック３による基板Ｗの回転が停止される。その後、処理済みの基板Ｗが、複数の突上げピン３９（図２参照）によって支持リング８から受け取られ、当該基板Ｗが、搬送ロボットによって処理室２から搬出される（ステップＳ２７）。
以上のように本実施形態では、基板Ｗを支持する支持リング８が、基板Ｗの全周を取り囲んで当該基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように設けられた円環状の拡張面３６を有しており、この拡張面３６が、処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い疎液面とされている。したがって、基板Ｗの上面に供給され、当該基板Ｗの上面周縁部に達した処理液は、拡張面３６に向かって外方に移動できるものの、その移動が疎液面とされた拡張面３６によって抑制される。そのため、基板Ｗの上面に対するパドル処理において、基板Ｗ上に処理液の液膜が形成される過程で、当該基板Ｗの外周縁から零れ落ちる処理液の量を低減することができる。これにより、処理液の消費量を低減することができる。

また、基板Ｗを鉛直な軸線である回転軸線Ｌ１まわりに回転させて、拡張面３６が処理液の移動を抑制する力よりも大きな遠心力を基板Ｗ上の処理液に与えれば、基板Ｗの上面周縁部から拡張面３６に向かって外方に処理液を移動させることができる。したがって、基板Ｗの上面に対するリンス処理や乾燥処理などを円滑に行うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、処理液による処理から乾燥に至るまでの一連の基板処理を円滑に行うことができる。

さらに、この実施形態では、スピンベース７および支持リング８の回転速度を高めることにより、支持リング８に支持された基板Ｗを吸着保持できるので、たとえば、複数の挟持部材により基板Ｗの周端面を挟持して当該基板Ｗを保持するメカニカルチャック機構や、狭空間Ｓ１内の空気を吸引することにより基板Ｗを吸着保持するためのバキューム機構などの保持機構を別途設けなくてもよい。そのため、基板処理装置１の構造を簡易にすることができ、基板処理装置１の製造コストを低減することができる。また、基板処理装置１を小型化することもできる。さらに、メカニカルチャック機構を設けなくてもよいので、たとえば前述の乾燥処理において、基板Ｗ上で外方に移動する処理液が挟持部材に当たって跳ね返ったり、回転軸線Ｌ１まわりの挟持部材の回転により気流が乱れたりして、基板Ｗから排出された処理液が当該基板Ｗに再付着することを抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。

さらにまた、この実施形態では、支持リング８のテーパ面３５が基板Ｗの下面周縁部を線接触で支持するようになっているので、基板Ｗとテーパ面３５との接触面積が小さくなっている。これにより、パーティクルなどの異物がテーパ面３５から基板Ｗに移って、当該基板Ｗが汚染されることを抑制または防止できる。また、スピンチャック３によって基板Ｗを吸着保持するときに、基板Ｗの下面周縁部以外の部分をスピンチャック３に対して非接触とすることができるので、スピンチャック３から基板Ｗに異物が移って、当該基板Ｗが汚染されることを抑制または防止することができる。

以下では、図１１〜図１６を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。この図１１〜図１６において、前述の図１〜図１０に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図１０と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
前述の実施形態では、支持リング８が円環状をなす平板状の部材であり、その断面形状が、その内周側に向かって先細りとなる楔状をなしている場合について説明したが、支持リング８の形状はこれに限らない。具体的には、たとえば、支持リング８が図１１〜図６に示す形状にされていてもよい。

図１１に示す支持リング１０８（保持部）は、円環状をなす平板状にされていて、その断面形状（鉛直面に沿う断面形状）が矩形にされていている。支持リング１０８の上面および下面は、それぞれ円環状の水平面となっている。また、支持リング１０８の内径は、基板Ｗの外径よりも小さくされており、支持リング１０８の外径は、基板Ｗの外径よりも大きくされている。この実施形態では、支持リング１０８の外径が、スピンベース７の外径とほぼ同じ大きさにされている。支持リング１０８は、スピンベース７と同軸となるように、スピンベース７の上面周縁部に沿って水平に配置されている。基板Ｗの下面周縁部は、支持リング１０８の上面内周部によって支持されている。支持リング１０８によって基板Ｗを支持した状態で、基板Ｗよりも外方に位置する支持リング１０８の上面の一部が、基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲む拡張面１３６となっている。

また、図１２に示す支持リング２０８（保持部）は、円環状をなす平板状にされていて、内周上側の角部が全周にわたって下方に切りかかれている。この切りかかれた部分により、支持リング２０８と同心で円環状をなす環状段部５１が形成されている。環状段部５１は、支持リング２０８の内周面上端から外方に延びる円環状の水平面５２と、この水平面５２の外周縁から上方に向かって延びる円筒状の鉛直面５３とを有している。水平面５２は、内径が基板Ｗの外径よりも小さくされており、外径が基板Ｗの外径よりもやや大きくされている。鉛直面５３は、高さが基板Ｗの厚みと同程度にされている。

基板Ｗの下面周縁部は、水平面５２によって支持されている。水平面５２によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、鉛直面５３は、基板Ｗの周端面に近接した位置で対向している。鉛直面５３を基板Ｗの周端面に近接させることで、水平方向への基板Ｗの位置ずれを抑制または防止することができる。
また、支持リング２０８の上面は、円環状の水平面にされており、水平面５２によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、基板Ｗの上面周縁部に連なるように形成されている。この支持リング２０８の上面が、基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲む拡張面２３６となっている。

また、図１３に示す支持リング３０８（保持部）は、円環状をなす平板状にされていて、内周上側の角部が全周にわたって下方に切りかかれている。この切りかかれた部分により、支持リング３０８と同心で円環状をなす環状段部５４が形成されている。環状段部５４は、支持リング３０８の内周面上端から外方に延びる円環状のテーパ面５５と、このテーパ面５５の外周縁から上方に向かって延びる円筒状の鉛直面５６とを有している。テーパ面５５は、支持リング３０８の内側に向かって下方に傾斜している。テーパ面５５は、内径が基板Ｗの外径よりも小さくされており、外径が基板Ｗの外径よりもやや大きくされている。

テーパ面５５は、線接触で基板Ｗの下面周縁部を支持することができる。テーパ面５５によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、鉛直面５６は、基板Ｗの周端面に近接した位置で対向している。鉛直面５６を基板Ｗの周端面に近接させることで、水平方向への基板Ｗの位置ずれを抑制または防止することができる。
また、支持リング３０８の上面は、円環状の水平面にされており、テーパ面５５によって基板Ｗの下面周縁部が支持された状態で、基板Ｗの上面周縁部に連なるように形成されている。この支持リング３０８の上面が、基板Ｗの外周縁を外方に拡張するように、当該基板Ｗの全周を取り囲む拡張面３３６となっている。

また、図１４に示す支持リング４０８（保持部）は、図２に示す支持リング８と同様の形状にされており、さらに、テーパ面３５から上方に突出する複数（３つ以上）の支持部５７を有している。図１４においては、支持部５７を１つだけ図示している。複数の支持部５７は、テーパ面３５上において、支持リング４０８の周方向に間隔を隔てて環状に配置されている。

各支持部５７は、外表面が球面状にされており、点接触で基板Ｗの下面を支持することができる（いわゆる、プロキシミティボール）。各支持部５７は、基板Ｗの下面においてたとえば外周縁から１〜２ｍｍ中心側の位置を支持するように配置されている。支持リング４０８は、各支持部５７を基板Ｗの下面周縁部に点接触させることにより、これらの支持部５７を協働させて基板Ｗを支持することができる。

また、各支持部５７のテーパ面３５からの突出量は小さくされている。支持リング４０８は、基板Ｗの下面周縁部をテーパ面３５に近接させた状態で、当該基板Ｗを支持することができる。複数の支持部５７により基板Ｗを支持した状態で、基板Ｗの下面とテーパ面３５との間には、支持部５７により支持された部分を除き、隙間４３８が生じるようになっている。スピンベース７の上面と基板Ｗの下面との間に形成される狭空間Ｓ１は、この隙間４３８により、支持リング４０８の周囲の空間に連通されている。すなわち、この実施形態では、隙間４３８が、狭空間Ｓ１を支持リング４０８の周囲の空間に連通させる連通部として機能する。したがって、この実施形態では、図１４に示すように、スピンベース７の上面と支持リング４０８の下面との間に隙間を設けずに、スピンベース７の上面に対して支持リング４０８の下面を密着させても、狭空間Ｓ１に存在する気体を、基板Ｗの下面周縁部とテーパ面３５との間の隙間４３８から排出させて、狭空間Ｓ１を負圧にすることができる。これにより、支持リング４０８に支持された基板Ｗを吸着保持することができる。なお、図示はしないが、この実施形態において、スピンベース７の上面と支持リング４０８の下面との間に、図２に示すような間隔Ｇ１を設けるような構成としてもよい。

図示はしないが、図１１〜図１３に示す支持リング１０８，２０８，３０８に、複数の支持部５７を設けて、これらの支持部５７によって基板Ｗを支持してもよい。
また、図１５に示す支持リング５０８（保持部）は、図２に示す支持リング８と同様の形状にされた平板部５８と、この平板部５８の外周部から下方に延びる筒状部５９とを有している。筒状部５９は、平板部５８の外周部から下方に向かって鉛直に延びている。筒状部５９は、スピンベース７の外側に位置しており、隙間３８を取り囲んでいる。筒状部５９の内周面と、スピンベース７の外周面との間には、所定の隙間が形成されている。この筒状部５９により、処理液のミストやパーティクルなどの異物が、隙間３８を介して狭空間Ｓ１に進入することを抑制または防止することができる。これにより、処理液や異物が基板Ｗの下面に付着して、当該下面が汚染されることを抑制または防止することができる。

また、図１６に示す支持リング６０８（保持部）は、図２に示す支持リング８と同様の形状にされた平板部５８と、この平板部５８の外周部から下方に延びる筒状部６０とを有している。筒状部６０は、平板部５８の外周部から外方に広がりつつ下方に延びている。筒状部６０は、スピンベース７の外側に位置しており、隙間３８を取り囲んでいる。筒状部６０の内周面と、スピンベース７の外周面との間には、所定の隙間が形成されている。

この筒状部６０により、処理液のミストやパーティクルなどの異物が、隙間３８を介して狭空間Ｓ１に進入することを抑制または防止することができる。また、筒状部６０が平板部５８の外周部から外方に広がりつつ下方に延びているので、隙間３８から外方に排出された処理液を、筒状部６０の内周面により下方に導くことができる。これにより、隙間３８から排出された処理液が筒状部６０に当たって跳ね返り、再び隙間３８に進入することを抑制または防止することができる。その結果、隙間３８からの処理液の排出性の低下を抑制または防止することができる。

図示はしないが、図１１〜図１３に示す支持リング１０８，２０８，３０８に、筒状部５９または筒状部６０を設けてもよい。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、支持リング８，１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８とスピンベース７とが別体である場合について説明したが、支持リング８，１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８とスピンベース７とが一体形成されていてもよい。具体的には、たとえば図１７に示すように、支持リング８、スピンベース７および複数の連結部材３７が一体形成されていてもよい。

また、前述の実施形態では、保持部として機能する支持リング８，１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８がそれぞれ環状である場合について説明したが、保持部は、環状でなくてもよい。たとえば、平板状の部材を保持部として用いてもよい。この場合、前記平板状の部材に小径の吸引孔を形成し、この吸引孔から基板の下面を吸引することにより、前記平板状の部材上で基板を吸着保持することができる。

また、前述の実施形態では、スピンベース７の上面中央部に位置する環状の下側ガス吐出口１８から上方に向けて窒素ガスを吐出させる場合について説明したが、これに限らず、たとえばスピンベース７の上面周縁部に複数の吐出口を形成し、これらの吐出口から上方に向けて窒素ガスを吐出させてもよい。この場合、スピンベース７と支持リング８との間の隙間３８から確実に窒素ガスを吹き出させて、この隙間３８に処理液や異物が進入することを一層確実に抑制または防止することができる。

また、前述の実施形態では、処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い材料によって支持リング８を形成することにより、拡張面３６が疎液面とされている場合について説明したが、これに限らず、たとえば、処理液に対する疎液性が基板Ｗよりも高い材料によって支持リング８の外表面をコーティングすることにより、拡張面３６を疎液面としてもよい。

また、前述の実施形態では、処理対象となる基板Ｗとして半導体ウエハを取り上げたが、半導体ウエハに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ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他の種類の基板が処理対象とされてもよい。
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説明するための図解図である。スピンチャックの図解的な縦断面図である。スピンチャックの図解的な平面図である。基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。基板処理装置による基板の第１処理例を説明するための工程図である。基板の処理中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。基板の処理中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。基板の処理中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。基板処理装置による基板の第２処理例を説明するための工程図である。第２処理例の実行中におけるスピンチャックの図解的な側面図である。本発明の他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係る支持リングおよびそれに関連する構成の図解的な縦断面図である。

符号の説明

１基板処理装置
３スピンチャック
４洗浄液ノズル
５リンス液ノズル
８支持リング
９モータ
３５テーパ面
３６拡張面
３８隙間
５０制御部
５５テーパ面
５７支持部
１０８支持リング
１３６拡張面
２０８支持リング
２３６拡張面
３０８支持リング
３３６拡張面
４０８支持リング
４３８隙間
５０８支持リング
６０８支持リング
Ｌ１回転軸線
Ｓ１狭空間
Ｗ基板

Claims

基板を水平に保持するための保持部と、前記保持部を鉛直軸線まわりに回転させる回転手段とを有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に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段および処理液供給手段を制御する制御手段とを含み、
前記保持部は、基板の全周を取り囲んで当該基板の外周縁を外方に拡張するように設けられた、少なくとも一部が水平な環状の拡張面を有し、前記拡張面は、処理液に対する疎液性が基板よりも高い疎液面とされており、
前記制御手段は、前記処理液供給手段を制御して基板の上面に処理液を供給させることにより、当該基板の上面に液盛りを行って当該上面を覆う処理液の液膜を形成させる液膜形成工程と、前記保持部に保持されている基板を前記基板保持手段によって鉛直軸線まわりに回転させて、処理液の液膜を基板上から前記拡張面に移動させる遠心力を基板上の処理液に与えることにより、基板から処理液を排液させる排液工程とを実行する、基板処理装置。
前記保持部は、基板の下方に空間が生じるように当該基板の下面周縁部を全周にわたって支持できるように形成されたものであり、当該空間を当該保持部の周囲の空間に連通させるための連通部を有している、請求項１記載の基板処理装置。
前記保持部は、内側に向かって下方に傾斜する環状のテーパ面を含み、
前記テーパ面は、基板の下面周縁部を線接触で支持するように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置。
前記保持部は、環状に配置された複数の支持部を有し、
前記複数の支持部は、それぞれ、基板の下面周縁部を点接触で支持するように形成されている、請求項１または２記載の基板処理装置。