JP5641556B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、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に対して処理を施す基板処理装置に関する。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板に対して処理液や処理ガスを用いた処理が行われる。たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置では、処理チャンバ内に、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の表面に処理液を供給するノズルと、スピンチャックを収容する有底筒状の処理カップとが収容されている。

基板に対する処理時には、基板およびスピンチャックの回転によって、スピンチャック周辺に上昇気流が生じるおそれがある。その上昇気流によって舞い上がった処理液のミストが、処理チャンバ内に拡散すると、処理チャンバの内壁や処理チャンバ内の部材が処理液のミストによって汚染される。これが処理チャンバ内で乾燥すると、パーティクルとなって雰囲気中に浮遊し、以後に処理される基板を汚染するおそれがある。そこで、処理チャンバの天面の中央部にＦＦＵ（ファンフィルタユニット）を設け、このＦＦＵの給気口から下方に向けてクリーンエアを供給するとともに、処理カップ底面に形成された排気口からの排気を行い、処理カップ内に下降気流を形成している。

また、処理カップ外の処理チャンバ内空間での処理液ミスト等の舞い上がりを抑制するために、処理チャンバの底面に形成された排気口から処理チャンバ内雰囲気を排気することにより、排気口へと向かう下降気流を形成して、処理チャンバ内の雰囲気の置換を促進する構成が採用される。
処理チャンバ内には、たとえば、スピンチャックに保持される基板の表面（上面）に対向して、その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が収容されている。遮断部材は円板状に形成されており、スピンチャックの上方に配置されている。
特開２００６−２０２９８３号公報

ところが、ＦＦＵの給気口が遮断部材の上方に形成されていると、遮断部材がクリーンエアの流れを阻害して、処理チャンバ内の気流に乱れが生じ、たとえば、処理チャンバ内で雰囲気の対流が生じる。とくに、スピンチャックの回転中には、前述の上昇気流のために、処理チャンバ内の気流が乱される傾向にある。これらが主要因となって、処理カップ外の処理チャンバ内空間における安定した下降気流の形成は、必ずしも容易ではない。

処理チャンバ内の気流を安定化して、その内部雰囲気の置換を促進するためには、処理チャンバの底部の排気口からの排気のために大きな排気能力が必要とされる。しかし、基板処理装置が設置される工場において準備可能な排気用力による制限のために、気流安定化のために必要な排気能力の確保が困難な場合もある。
そこで、この発明の目的は、排気口からの排気に大きな排気能力を必要とせずに、処理チャンバ内の雰囲気を良好に置換させることができる基板処理装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、内部で基板（Ｗ）を処理するための処理チャンバ（４）と、前記処理チャンバの内部で前記基板をその表面を上にした状態で水平に保持し、基板処理時に当該基板を当該基板の中心を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させるための基板保持手段（１７）と、前記基板保持手段の上方に配置され、当該基板保持手段に対向する対向面（５８）を有し、前記基板とほぼ同じ径を有し、基板処理時に基板の表面から微小の間隔を隔てて対向し、基板の表面上の空間全体をその周囲から遮断するための遮断部材（１４）と、前記遮断部材を、前記基板に近接する処理位置と前記基板から上方に遠ざかった離反位置との間で昇降させる遮断部材昇降手段（６，８０）と、前記処理チャンバの上部に配置され、前記処理チャンバの外部から内部に清浄空気を取り込むための給気部（７）と、前記回転軸線と直交する面の平面視において前記遮断部材の周囲を取り囲む円環状に形成された下向きの給気口（６５）とを備え、前記給気口の内周は、前記遮断部材の外径および基板径の双方よりも直径が大きな円形に形成され、前記給気部は、前記給気口から前記処理チャンバの内部に下向きの清浄空気を供給することで、前記遮断部材の上下位置に拘わらず当該遮断部材と干渉しないように、前記処理チャンバの上部から下部に向けての清浄空気の下降気流を前記処理チャンバの内部に形成する、基板処理装置（１）である。

なお、括弧内の数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、給気口が、平面視において遮断部材の周囲を取り囲む環状に形成されている。この給気口から処理チャンバ内に下向きの清浄空気が供給されるので、処理チャンバ内には遮断部材の周囲を取り囲む筒状の下降気流が形成される。そのため、下降気流と遮断部材との干渉はほとんどない。したがって、処理チャンバ内の雰囲気の対流を抑制することができ、気流を安定化させることができる。これにより、処理チャンバ内の雰囲気を効率よく置換することができる。

この構成によれば、基板の表面に遮断部材を用いた処理を施す際は、遮断部材を処理位置に配置させることができ、また、基板の表面に遮断部材を用いた処理を施さないときは、遮断部材を離反位置に配置させることができる。遮断部材が離反位置にある状態では、給気口から処理チャンバ内に給気される清浄空気と遮断部材との干渉がない。そのため、基板に遮断部材を用いた処理を施さないとき、処理チャンバ内の気流をとくに安定化させることができる。
また、請求項２に記載のように、前記遮断部材が前記離反位置にあるとき、前記遮断部材の対向面は、前記給気口と同一面または前記給気口よりも上方に位置してもよい。

請求項３記載の発明は、前記遮断部材は、前記処理チャンバの外側の領域に配設された遮断部材支持部材（５）によって支持されている、請求項１または２記載の基板処理装置である。給気口は、平面視において遮断部材の周囲を取り囲む環状に形成されているので、処理チャンバにおける遮断部材上方の領域には給気口は配置されていない。
たとえば、処理チャンバの遮断部材上方領域を利用することにより、処理チャンバの外側の領域に配設された遮断部材支持部材に遮断部材を支持させることができる。この場合、遮断部材を駆動するための構成および／または遮断部材を支持するための構成を処理チャンバ外に配置することもできる。これにより、処理チャンバのコンパクト化を図ることができる。

請求項４記載の発明は、前記処理チャンバ内において、前記基板保持手段の周囲を取り囲むように形成され、前記処理チャンバ内の雰囲気を、前記処理チャンバに接続された排気管へと導く排気口（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）が形成されている、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、排気口が基板保持手段の周囲を取り囲むように形成されている。また、給気口は、平面視において遮断部材の周囲を取り囲む環状に形成されている。遮断部材は、基板保持部材に対向して配置されているので、平面視において、給気口と排気口とが重なっている。そのため、処理チャンバ内に、安定した筒状の下降気流が形成される。これにより、下降気流と遮断部材との干渉をより確実に抑制することができる。

前記排気口は、前記基板保持手段の周囲を取り囲む環状に形成されていてもよいし、また、前記基板保持手段の周囲を取り囲む環状領域に間隔を隔てて複数個形成されていてもよい。
請求項５記載の発明は、前記基板保持手段の周囲を取り囲み、当該基板保持手段を収容する筒状の処理カップ（２０）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、処理カップ外の処理チャンバ空間内に、遮断部材の周囲を取り囲む筒状の下降気流が形成される。そのため、下降気流と遮断部材との干渉はほとんど生じない。したがって、処理カップ外の処理チャンバ空間内の雰囲気の対流を抑制でき、その空間の気流を安定化させることができる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す斜視図である。 図１に示す処理チャンバ内の構成を示す縦断面図である。 遮断板を処理位置に配置させたときの処理チャンバ内の構成を示す縦断面図である。 図２に示す切断面線IV−IVから見た縦断面図である。 図４に示す矢印Ｖから見た横断面図である。 図１に示す支柱および昇降アームの構成を示す断面図である。 図６Ａの構成を切断面線VI−VIから見た断面図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１に含まれる処理ユニット
２の構成を示す斜視図である。
基板処理装置１は、クリーンルーム内に設置され、基板Ｗに対して処理液による処理を施すための枝葉型の装置である。この基板処理装置１は処理ユニット２を備えている。処理ユニット２は、板状のベース３と、ベース３上に固定的に設けられた処理チャンバ４と、ベース３上に鉛直方向に沿って固定的に立設された支柱（遮断部材支持部材）５と、処理チャンバ４の上方を略水平方向に延び、支柱５に対して昇降可能に設けられた昇降アーム（遮断部材昇降手段）６と、処理チャンバ４の上部に取り付けられた給気ユニット（給気部）７とを備えている。処理チャンバ４は、基板Ｗに対する処理を施すための処理エリア８（図２および図３参照）を区画する円筒状の円筒隔壁９と、上面ノズル１８（後述する。図２および図３参照）を収容しておくためのノズル収容エリア１０（図２および図３参照）を区画する平面視Ｌ字状のケース体１１とを備えている。

昇降アーム６は、支柱５に支持された鉛直部１２と、鉛直部１２の上端縁から水平方向に延びる水平部１３とを備えている。水平部１３の先端部には、処理チャンバ４内に収容される遮断板（遮断部材）１４（図２および図３参照）が、ホルダ１５（図２および図３参照）を介して取り付けられている。処理チャンバ４の天井壁１６は円環状をなしていて、ホルダ１５は天井壁１６の内側に挿入された状態で、処理チャンバ４内に配置される遮断板１４を支持している。図１では、処理チャンバ４の隔壁の一部（図１に示す手前側の面）が開放された状態を示している。

図２および図３は、処理チャンバ４内の構成を示す縦断面図である。図４は、図２に示す切断面線IV−IVから見た縦断面図である。図５は、図４に示す矢印Ｖから見た横断面図である。
処理チャンバ４内には、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック１７（基板保持手段）と、スピンチャック１７に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための上面ノズル１８と、スピンチャック１７に保持された基板Ｗの下面に処理液を供給するための下面ノズル１９と、スピンチャック１７を収容する有底筒状の処理カップ２０と、スピンチャック１７の上方に配置された円板状の遮断板（遮断部材）１４とが収容されている。

円筒隔壁９は、スピンチャック１７によるウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒面を有している。この円筒隔壁９は、水平方向に延びる天井壁１６に、給気ユニット７を介して結合されている。円筒隔壁９の下端縁は、天井壁１６に対向する底壁３０に結合されている。処理エリア８は、円筒隔壁９、給気ユニット７の外表面、天井壁１６および底壁３０によって区画されており、略円柱形状の空間をなしている。スピンチャック１７および処理カップ２０は、この処理エリア８に配置されている。また、処理チャンバ４内における処理カップ２０の周囲には、処理チャンバ４（処理エリア８）内における処理カップ２０外の空間を、上下に仕切る仕切板３１が配置されている。

円筒隔壁９におけるノズル収容エリア１０に隣接する部分には、処理エリア８とノズル収容エリア１０と連通する連通用開口３２が形成されている。上面ノズル１８による処理時には、上面ノズル１８がノズル収容エリア１０から、連通用開口３２を通って、その先端部がスピンチャック１７の上方に配置される。
スピンチャック１７は、鉛直方向に延びる回転軸（図示せず）の上端に水平な姿勢で固定された円盤状のスピンベース３９と、スピンベース３９の下方に配置されて、回転軸を駆動するためのスピンモータ３３と、スピンモータ３３の周囲を包囲する筒状のカバー部材３４とを備えている。スピンベース３９の外径は、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの外径よりも僅かに大きくされている。スピンベース３９の上面周縁部には、複数（たとえば６つ。図２および図３では、２つのみ図示）の挟持部材３５が、基板Ｗの外周に対応する円周上で適当な間隔を隔てて配置されている。また、カバー部材３４は、ベース３に固定され、上端がスピンベース３９の近傍にまで及んでいる。スピンチャック１７は、各挟持部材３５を基板Ｗの周端面に当接させることにより、その基板Ｗをスピンベース３９の上方で水平に挟持することができる。また、複数の挟持部材３５によって基板Ｗを挟持した状態で、スピンモータ３３の回転駆動力を回転軸に入力させることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｃまわりに基板Ｗを回転させることができる。

上面ノズル１８は、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの高さ位置よりも上方に配置されている。上面ノズル１８は、ほぼ水平に延びるノズルアーム３６の先端に取り付けられている。ノズルアーム３６は、ノズル収容エリア１０の側方でほぼ鉛直に延びたアーム支持軸３７に支持されている。アーム支持軸３７には、モータなどの回転機構（図示しない）が結合されており、この回転機構からアーム支持軸３７に入力される回転駆動力によって、アーム支持軸３７を回動させて、基板Ｗの上面に沿って上面ノズル１８を揺動させることができるようになっている。上面ノズル１８には、処理液供給源からの処理液が、アーム支持軸３７およびノズルアーム３６の内部に挿通された処理液供給管（図示しない）を介して供給されるようになっている。図２に示す状態（上面ノズル１８による基板Ｗの処理状態）では、上面ノズル１８から吐出した処理液が、スピンチャック１７に保持された基板Ｗの上面中央部に着液する。なお、図２では上面ノズル１８が、スピンチャック１７に保持された基板Ｗの上方まで引き出された状態を示し、図３では上面ノズル１８が、ノズル収容エリア１０に収容された状態を示している（図３および図４では、上面ノズル１８は不図示）。

また、下面ノズル１９は、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの高さ位置よりも下方に配置されている。下面ノズル１９は、その吐出口がスピンチャック１７に保持された基板Ｗの下面中央部に対向するように構成されている。下面ノズル１９には処理液供給管が接続され、処理液供給源からの処理液が処理液供給管を介して供給されるようになっている。下面ノズル１９から吐出された処理液は、基板Ｗの下面中央部に着液する。

処理カップ２０は、処理チャンバ４内に収容されたたとえば円筒状の排気桶４０と、排気桶４０内に収容された複数の処理カップ２０（この実施形態では、第１カップ２１および第２カップ２２）と、排気桶４０内に収容された複数のガード（この実施形態では、第１ガード２３、第２ガード２４および第３ガード２５）とを備えている。第１〜第３ガード２３〜２５は、それぞれ、筒状の第１案内部２７、第２案内部２８および第３案内部２９を有している。処理カップ２０は、基板Ｗの周囲に飛散する処理液を各案内部２７〜２９によって受け止めて捕獲できるように構成されており、各案内部２７〜２９によって受け止めた処理液を廃液または回収できるように構成されている。

排気桶４０は、スピンチャック１７の周囲を取り囲んでいる。排気桶４０は、その内部に処理液を溜めることができるように構成されている。排気桶４０に溜められた処理液は、廃液機構（図示しない）へ導かれる。また、排気桶４０の下端部における周方向の所定箇所には、図２に太字の二点鎖線で示すように第１排気接続孔４１が形成されている。この第１排気接続孔４１には、カップ内排気ダクト４２の上流端が接続されている。カップ内排気ダクト４２の下流端は、ケース体１１の側壁に形成された第２排気接続孔４３（図４および図５参照）に接続されている。第２排気接続孔４３は、横長の長方形状をなしている。第２排気接続孔４３には、下流端が工場の排気設備（図示しない）に接続された排気管４６（図４および図５参照）の上流端が接続されている。排気桶４０内の雰囲気は、第１排気接続孔４１、カップ内排気ダクト４２、第２排気接続孔４３および排気管４６を通って排気設備によって排気される。

処理カップ２０内の排気は、たとえば、少なくとも処理チャンバ４内において基板Ｗが処理されている間、好ましくは基板Ｗが処理されていない間も含めて常時行われるようになっている。一般に、工場に備えられた排気設備の排気用力には制限がある。
第１カップ２１は、スピンチャック１７による基板Ｗの回転軸線Ｃに関してほぼ回転対称な形状に形成されている。第１カップ２１は、スピンチャック１７の周囲を取り囲んでいる。第１カップ２１は、支持部材（図示しない）によって排気桶４０内の一定位置で支持されている。第１カップ２１は、断面Ｕ字状をなしており、基板Ｗの処理に使用された処理液を集めて廃棄するための廃液溝を区画している。

第２カップ２２は、スピンチャック１７による基板Ｗの回転軸線Ｃに関してほぼ回転対称な形状に形成されている。第２カップ２２は、第１カップ２１の外側において、スピンチャック１７の周囲を取り囲んでいる。第２カップ２２は、支持部材（図示しない）によって排気桶４０内の一定位置で支持されている。第２カップ２２は、断面Ｕ字状をなしており、基板Ｗの処理に使用された処理液を集めて回収するための内側回収溝を区画している。内側回収溝に集められた処理液は回収機構（図示しない）に導かれる。

第１ガード２３は、スピンチャック１７による基板Ｗの回転軸線Ｃに関してほぼ回転対称な形状に形成されている。第１ガード２３は、スピンチャック１７の周囲を取り囲んでいる。第１ガード２３は、略筒状の第１案内部２７と、この第１案内部２７から鉛直下方に延び、内側回収溝上に位置する円筒状の処理液分離壁４７とを備えている。
第２ガード２４は、スピンチャック１７による基板Ｗの回転軸線Ｃに関してほぼ回転対称な形状に形成されている。第２ガード２４は、スピンチャック１７の周囲を取り囲んでいる。第２ガード２４は、筒状の第２案内部２８と、第２案内部２８に連続してこの第２案内部２８の外方に設けられたカップ部４８とを備えている。カップ部４８は、断面Ｕ字状をなしており、基板Ｗの処理に使用された処理液を集めて回収するための外側回収溝を区画している。外側回収溝に集められた処理液は回収機構（図示しない）に導かれる。

第３ガード２５は、スピンチャック１７による基板Ｗの回転軸線Ｃに関してほぼ回転対称な形状に形成されている。第３ガード２５は、スピンチャック１７の周囲を取り囲んでいる。第３ガード２５は、筒状の第３案内部２９を有している。
３つの案内部２７〜２９の上端部２７ｂ，２８ｂ，２９ｂは、それぞれ、基板Ｗの回転軸線Ｃに近づく方向に向かって斜め上方に延びている。３つの案内部２７〜２９の上端部２７ｂ，２８ｂ，２９ｂは、下から第１案内部２７、第２案内部２８、第３案内部２９の順番で上下方向に重なり合っている。３つのガード２３〜２５は、３つの案内部２７〜２９が同軸になるように配置されている。

また、この基板処理装置１には、第１ガード２３を昇降させるための第１昇降機構（図示しない）と、第２ガード２４を昇降させるための第２昇降機構（図示しない）と、第３ガード２５を昇降させるための第３昇降機構（図示しない）とが備えられている。３つのガード２３〜２５は、独立して昇降可能に設けられており、対応するガード２３〜２５を、当該ガード２３〜２５に設けられた案内部２７〜２９の上端がスピンチャック１７に保持される基板Ｗの高さ位置よりも上方に位置する上位置と、当該ガード２３〜２５に設けられた案内部２７〜２９の上端がスピンチャック１７に保持される基板Ｗの高さ位置よりも下方に位置する下位置との間で昇降させることができる。

排気桶４０内が排気されており（つまり減圧状態にあり）、全てのガード２３〜２５が下位置にある場合、第３ガード２５のみが上位置にあり、第１ガード２３および第２ガード２４が下位置にある場合、第２ガード２４および第３ガード２５が上位置にあり、第１ガード２３のみが下位置にある場合、ならびに全てのガード２３〜２５が上位置にある場合のいずれにおいても、処理チャンバ４内の雰囲気は、排気桶４０内に取り込まれるようになっている。

仕切板３１は、排気桶４０の側壁の上端部と同じ高さ位置において、排気桶４０の周囲を取り囲むように水平姿勢で配置されている。具体的には、図４に示すように、仕切板３１は、平面視Ｃ形をなす３枚の板状部材５０を、周方向に所定の隙間Ｇ１（図４参照）を隔てて配置した構成である。各板状部材５０の外周は、円筒状の円筒隔壁９の内壁の横断面（水平方向に沿う断面）に沿う円弧形状に形成されている。また、各板状部材５０の内周は、処理カップ２０の外周面（円筒状の排気桶４０の外周面）に沿う円弧形状に形成されている。

また、各板状部材５０の外周端と円筒隔壁９の内壁との間に隙間Ｇ２（図２〜図４参照）が設けられている。各板状部材５０の内周端と処理カップ２０の外周面（排気桶４０の外周面）との間に隙間Ｇ３（図２〜図４参照）が設けられている。
隙間Ｇ１、隙間Ｇ２および隙間Ｇ３を介して仕切板３１の上方の空間と下方の空間（以下、「下方空間」という。）５１とが部分的に繋がっている。図４に示すように、下方空間５１は処理チャンバ４の周方向に関して、カップ内排気ダクト４２が存在する領域を除くほぼ全域に形成されている。すなわち、下方空間５１は略円筒空間ということができる。

カップ内排気ダクト４２の途中部には、カップ内排気ダクト４２と下方空間５１とを連通する第１連通孔５２が形成されている。下方空間５１は、第１連通孔５２、カップ内排気ダクト４２および第２排気接続孔４３を介して排気管４６と連通する。そのため、下方空間５１に存在する雰囲気は、排気設備（図示しない）の排気用力によって排気される。そして、処理チャンバ４内の雰囲気は、隙間Ｇ１、隙間Ｇ２および隙間Ｇ３を介して、下方空間５１に取り込まれる。すなわち、隙間Ｇ１、隙間Ｇ２および隙間Ｇ３は、処理チャンバ４内の雰囲気を排気管４６へと導く排気口を構成するものである。そして、この隙間Ｇ１、隙間Ｇ２および隙間Ｇ３によって形成される排気口は、その全体形状が、スピンチャック１７の周囲を取り囲む略円環状をなしている。

カップ内排気ダクト４２は、主として垂直方向に延びる垂直部分５４と、この垂直部分５４に連続し、主として水平方向に延びる水平部分５５とを備えている。垂直部分５４はカップ内排気ダクト４２の上流側部分を構成し、水平部分５５はカップ内排気ダクト４２の下流側部分を構成する。第１連通孔５２は、カップ内排気ダクト４２の垂直部分５４に形成されている。水平部分５５の途中部には、カップ内排気ダクト４２とノズル収容エリア１０とを連通する第２連通孔５７（図４参照）が２つ形成されている。

そのため、ノズル収容エリア１０は、第２連通孔５７、カップ内排気ダクト４２および第２排気接続孔４３を介して排気管４６と連通する。そして、ノズル収容エリア１０内の雰囲気は、排気設備（図示しない）の排気用力によって排気される。これにより、ノズル収容エリア１０内に収容される上面ノズル１８を清浄状態に保つことができる。
図２および図３を参照して遮断板１４について説明する。遮断板１４は、スピンチャック１７に保持される基板Ｗとほぼ同じ径を有する円板状をなしている。遮断板１４の下面には、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの表面と対向する基板対向面（対向面）５８が形成されている。遮断板１４の上面には、スピンチャック１７の回転軸線Ｃと共通の軸線に沿う回転軸５９が固定されている。回転軸５９は、昇降アーム６の先端部に取り付けられた（支持された）円筒状のホルダ１５内に、一対の軸受６０などを介して回転自在に保持されている。ホルダ１５は、天井壁１６の内周の内部を挿通して、処理チャンバ４内に進入している。

回転軸５９には、ホルダ１５の上端に結合された遮断板回転用モータ８１の回転駆動力が入力されるようになっている。回転軸５９は中空に形成されていて、その内部には、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの表面にＤＩＷ（脱イオン水）を供給するためのＤＩＷノズルが挿通されている。ＤＩＷノズルは、スピンチャック１７に保持された基板Ｗの表面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出するためのＤＩＷ吐出口を有している。また、回転軸５９の内壁とＤＩＷノズルの外壁との間には、基板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が形成している。窒素ガス流通路は、基板対向面５８に開口する窒素ガス吐出口（不活性ガス吐出口）を有している。

昇降モータ８０（遮断部材昇降手段。後述する。図６Ａおよび図６Ｂ参照）の回転駆動により昇降アーム６を昇降させることにより、遮断板１４を、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの表面に微小の間隔を隔てて対向する処理位置（図３参照）と、スピンチャック１７の表面から上方に離反する離間位置（図２参照）との間で、昇降させることができるようになっている。したがって、基板Ｗに遮断板１４を用いた処理を施す際には、遮断板１４は処理位置に配置され、それ以外のときは、遮断板１４は離反位置に配置される。

ホルダ１５の周囲は、ベローズ６１によって被覆されている。ベローズ６１は、上下方向に伸縮自在に形成されている。ベローズ６１の上端部は、天井壁１６の内周下面に接続されている。ベローズ６１の下端部は、ホルダ１５の下端部に形成されたフランジ部６２に接続されている。遮断板１４が昇降すると、それに伴ってベローズ６１が伸縮する。遮断板１４が図２に示すような離反位置に位置しているときは、ベローズ６１は短縮状態にある。一方、遮断板１４が図３に示すような処理位置に位置しているときは、ベローズ６１は伸長状態にある。処理チャンバ４の内部空間の雰囲気は処理液のミストを含むことがあるが、ホルダ１５の周囲がベローズ６１によって被覆されているので、遮断板１４が処理位置にあるか離反位置にあるかに拘わらず、これらの雰囲気がホルダ１５などに悪影響を及ぼすことを防止することができる。

この実施形態では、天井壁１６に、清浄空気を処理チャンバ４内に取り込むための給気口が配置されていない。そのため、この天井壁１６内にホルダ１５を挿通させることもでき、これにより、遮断板１４を、処理チャンバの外に配設された支柱５に支持させることもできる。この場合、遮断板１４を支持する昇降アームを処理チャンバ４外に配置することができるので、これにより、処理チャンバ４のコンパクト化を図ることができる。

給気ユニット７は、清浄空気を処理チャンバ４内に取り込むためのものである。給気ユニット７は、遮断板１４を保持するホルダ１５の周囲を取り囲む平面視円環状に形成されている。給気ユニット７の中心軸線を切断したときの断面は、長方形状をなしている（図２および図３における給気ユニット７の右側部分の断面形状を参照）。給気ユニット７の断面形状は、周方向のほぼ全域で長方形状をなしているが、昇降アーム６の周囲の給気ユニット７では、昇降アーム６との干渉を避けるために、上壁が径方向の外周に向かうに従って低くなるように傾斜している（図２および図３における給気ユニット７の左側部分の断面形状を参照）。

給気ユニット７の上壁には、複数（たとえば２つ）の給気接続孔６３（図１では不図示。図５参照）が貫通して形成されている。各給気接続孔６３には、清浄空気供給源からの清浄空気が供給される給気管６４の先端部が接続されている。そのため、給気ユニット７内には、清浄空気が供給される。
給気ユニット７の下壁には、給気ユニット７内の清浄空気を、処理エリア８内に供給するための給気口６５が形成されている。給気口６５は、下向きの給気口であり、図４に二点鎖線で示すように、平面視において遮断板１４の周囲を取り囲む円環状に形成されている。

給気口６５は、給気ユニット７の下壁の上下面を上下方向に貫通する多数の貫通孔６６によって構成されてもよいし、給気ユニット７の下壁の上下面を上下方向に貫通し、環状に延びる多数のスリットによって構成されてもよい。また、給気ユニット７の下壁に形成された環状の開口によって形成されていてもよい。この場合、開口にフィルタが配置されていてもよい。また、給気ユニット７が箱状でなく、給気ユニット７の下面の全域が開放しており、その下面が給気口６５として機能するものであってもよい。

この実施形態では、多数の貫通孔６６によって給気口６５が形成されている場合を例に挙げて説明する。
平面視において、給気口６５の内周は、遮断板１４の外径よりも直径が大きな円形に形成されている（より具体的には、給気ユニット７の内壁の円筒面の内径が、遮断板１４の外径よりも直径がやや大きく設定されている）。給気口６５の外周は、処理チャンバ４の隔壁（円筒隔壁９）の外径よりも直径がやや小さな円状に形成されている。そのため、図４に示すように、給気口６５は、平面視においてその内周および外周が円形の円環状に形成されている。

すなわち、給気口６５および排気口６６の双方が略円環状に形成されている。しかも、図４に示すように、給気口６５および排気口６６が平面視において重なり合っている。そのため、処理チャンバ内に、安定した筒状の下降気流が形成される。したがって、下降気流と遮断板１４との干渉がほとんどない。
給気口６５は、図２に示すように離反位置にある遮断板１４の基板対向面５８と略面一をなしており、同一水平面上に位置している。基板Ｗの表面に遮断板１４を用いた処理を施す際は、遮断板１４を処理位置に配置させることができ、また、基板Ｗの表面に遮断板１４を用いた処理を施さないときは、遮断板１４を離反位置に配置させることができる。遮断板１４が離反位置にある状態では、遮断板１４の基板対向面５８と給気口６５とが面一であるので、給気口６５から処理チャンバ４内に給気される清浄空気と遮断板１４との干渉が生じない。

処理チャンバ４の円筒隔壁９には、処理チャンバ４内に対して基板Ｗを搬入および搬出するための開口部６７（図４参照）が形成されている。処理チャンバ４の外側には、開口部６７を通して処理チャンバ４内にハンドをアクセスさせ、基板Ｗを搬出入するロボットアーム（図示しない）が配置されている。開口部６７に関連して、処理チャンバ４の外側には、開口部６７を開閉するためのシャッタ６８が設けられている。シャッタ６８は上下方向に開閉可能に設けられている。

図６Ａは、支柱５および昇降アーム６の構成を示す断面図である。図６Ｂは、図６Ａの構成を切断面線VI−VIから見た断面図である。
支柱５は、鉛直方向（Ｚ方向に沿う方向）に沿い、鉛直方向に長尺な板状に形成されている。また、昇降アーム６の鉛直部１２は、鉛直方向（Ｚ方向に沿う方向）に長尺な板状に形成されている。鉛直部１２の中央部には、開口７０が形成されている。支柱５および鉛直部１２は、互いに表面を対向させて配置されている。なお、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、Ｘ方向は、支柱５および鉛直部１２から見て、処理チャンバ４の円筒隔壁９がある水平方向である。また、Ｙ方向は、Ｘ方向に直交する水平方向である。

支柱５と鉛直部１２との間には、一対のリニアガイド７１（図６Ａでは不図示。図６Ｂ参照）が介装されている。各リニアガイド７１は、鉛直方向に延びるレール７２と、レール７２に嵌装された２つのガイド７３とを備えている。各レール７２は、支柱５のＸ方向側の表面に固定的に取り付けられており、各ガイド７３は、その支柱５の表面と対向するＸ方向の反対側の面に固定的に取り付けられている。２つのレール７２は、支柱５における幅方向（Ｙ方向に沿う方向）の両端部にそれぞれ配置されている。このリニアガイド７１により、昇降アーム６の鉛直部１２は、支柱５に対して、鉛直方向に移動自在に設けられている。一対のレール７２の間には、ボールねじ機構７４が配設されている。

ボールねじ機構７４は、鉛直方向に沿って支柱５に保持されたねじ軸７５と、ねじ軸７５にねじ嵌合された円柱状のボールナット７６とを備えている。ねじ軸７５は、支柱５に、回転自在に支持されている。支柱５のＸ方向側の面には、ねじ軸７５を支柱５に対して回転自在に支持させるための上下一対のねじ軸支持部７７，７８が固定的に取り付けられている。上方のねじ軸支持部７７は、ねじ軸７５の上端部を、上方への移動を規制した状態で、軸受（図示しない）を介して回転自在に支持している。下方のねじ軸支持部７８は、ねじ軸７５の下端部を、下方への移動を規制した状態で、軸受（図示しない）を介して回転自在に支持している。

ボールナット７６は、昇降アーム６の鉛直部１２に結合されている。鉛直部１２は、リニアガイド７１によって鉛直姿勢を維持するように規制されているので、ねじ軸７５の回転移動によってはともに回転せず、ねじ軸７５の軸線方向に沿って移動する。このとき、ボールナット７６に連動して、昇降アーム６も移動する。そのため、ねじ軸７５を回転させることにより、昇降アーム６を鉛直方向に昇降させることができる。ねじ軸７５の下端部には、昇降モータ８０の回転駆動力が、カップリング７９を介して入力されるようになっている。昇降モータ８０としては、たとえばサーボモータが採用される。昇降モータ３３は、支柱５の下部に固定的に取り付けられている。

昇降モータ８０が回転駆動すると、ねじ軸７５が回転し、ボールナット７６が昇降し、これに伴って、昇降アーム６が昇降する。そして、遮断板１４を、スピンチャック１７に保持される基板Ｗの表面に微小の間隔を隔てて対向する処理位置（図３参照）と、スピンチャック１７の表面から上方に離反する離間位置（図２参照）との間で、昇降させることができる。

以上によりこの実施形態によれば、給気口６５が、平面視において遮断板１４の周囲を取り囲む円環状に形成されている。この給気口６５から処理チャンバ４内に下向きの清浄空気が供給されるので、処理カップ２０外の処理チャンバ４空間内には遮断板１４の周囲を取り囲む筒状の下降気流が形成される。そのため、下降気流と遮断板１４とはほとんど干渉しない。したがって、処理カップ２０外の処理チャンバ４空間内の雰囲気の対流を抑制することができ、気流を安定化させることができる。これにより、処理チャンバ４内の雰囲気を効率よく置換することができる。

とくに、遮断板１４が離反位置にある状態では、遮断板１４の基板対向面５８と給気口６５とが面一であるので、給気口６５から処理チャンバ４内に給気される清浄空気と遮断板１４との干渉がない。そのため、基板Ｗの表面に遮断板１４を用いた処理を施していないときの処理チャンバ４内の気流を安定化させることができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、遮断板１４が離反位置にある状態では、遮断板１４の基板対向面５８と給気口６５とが面一となっているが、遮断板１４が離反位置にある状態で、遮断板１４の基板対向面５８が給気口６５よりも上方に位置するようにしてもよい。このような構成であっても、給気口６５から処理チャンバ４内に給気される清浄空気と遮断板１４との干渉がないため、基板Ｗの表面に遮断板１４を用いた処理を施していないときの処理チャンバ４内の気流を安定化させることができる。

また、この実施形態では、給気管６４から供給された清浄空気を、処理チャンバ４内に供給する給気ユニット７を例に挙げて説明したが、この給気ユニット７に代えて、ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）を用いてもよい。このＦＦＵは、ファンおよびフィルタを上下に積層し、ファンにより取り込んだクリーンルーム内のエアをフィルタで浄化して、給気口から処理チャンバ４内に供給する構成である。

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。

１ 基板処理装置
４ 処理チャンバ
５ 支柱（遮断部材支持部材）
６ 昇降アーム（遮断部材昇降手段）
７ 給気ユニット（給気部）
９ 円筒隔壁
１４ 遮断板（遮断部材）
１７ スピンチャック（基板保持手段）
２０ 処理カップ
５８ 基板対向面（対向面）
６５ 給気口
８０ 昇降モータ（遮断部材昇降手段）
Ｃ 回転軸線
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３ 隙間（排気口）
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 内部で基板を処理するための処理チャンバと、
   前記処理チャンバの内部で前記基板をその表面を上にした状態で水平に保持し、基板処理時に当該基板を当該基板の中心を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させるための基板保持手段と、
   前記基板保持手段の上方に配置され、当該基板保持手段に対向する対向面を有し、前記基板とほぼ同じ径を有し、基板処理時に基板の表面から微小の間隔を隔てて対向し、基板の表面上の空間全体をその周囲から遮断するための遮断部材と、
   前記遮断部材を、前記基板に近接する処理位置と前記基板から上方に遠ざかった離反位置との間で昇降させる遮断部材昇降手段と、
   前記処理チャンバの上部に配置され、前記処理チャンバの外部から内部に清浄空気を取り込むための給気部と、
   前記回転軸線と直交する面の平面視において前記遮断部材の周囲を取り囲む円環状に形成された下向きの給気口とを備え、
   前記給気口の内周は、前記遮断部材の外径および基板径の双方よりも直径が大きな円形に形成され、
   前記給気部は、前記給気口から前記処理チャンバの内部に下向きの清浄空気を供給することで、前記遮断部材の上下位置に拘わらず当該遮断部材と干渉しないように、前記処理チャンバの上部から下部に向けての清浄空気の下降気流を前記処理チャンバの内部に形成する、基板処理装置。
2. 前記遮断部材が前記離反位置にあるとき、前記遮断部材の対向面は、前記給気口と同一面または前記給気口よりも上方に位置する、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記遮断部材は、前記処理チャンバの外側の領域に配設された遮断部材支持部材によって支持されている、請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記処理チャンバ内において、前記基板保持手段の周囲を取り囲むように形成され、前記処理チャンバ内の雰囲気を、前記処理チャンバに接続された排気管へと導く排気口が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記基板保持手段の周囲を取り囲み、当該基板保持手段を収容する筒状の処理カップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。