JP5824225B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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、隔壁で区画された処理室内に、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上面に処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。

この基板処理装置による基板の処理では、たとえば、回転状態の基板の上面中央部に向けて処理液ノズルから処理液が吐出される。処理液ノズルから吐出された処理液は、基板の上面中央部に着液し、基板の回転による遠心力を受けて、基板の上面周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板の上面全域に処理液が供給され、基板の上面に処理液による処理が行われる。処理液による処理が行われた後は、スピンチャックによって基板を高速回転させて当該基板を乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。

特許文献１に示されるようなこの種の基板処理装置においては、基板に対して塵埃を付着させないことがきわめて大切であり、そのためには処理室そのものを清浄に保つことが要求される。そのため、基板処理装置が設置されるクリーンルーム内の清浄なダウンフロー（下降気流）を処理室内に取り込み、また処理室の下方から排気するようにしている。

特開２００６−３５１８０５号公報 特開２０１０−２３８７５８号公報

しかしながら、それでも処理室内の基板に微細な塵埃が付着してしまう可能性があり、特にこの種の基板処理装置では、処理室内で基板を回転させながら処理液を使用して処理するため、処理液の飛沫、ミストが発生して、それらが基板に付着して基板を汚染する可能性があった。

それに対し、特許文献２には、処理室内に気体を吐出するノズルを設け、処理液による処理後のスピンドライ工程において、基板の表面を清浄な気流で覆うように気体を吐出して、基板に対する処理液の飛沫等の付着を抑制する技術が記載されている。しかしこの特許文献２に記載の技術では、気体を吐出するノズルには乾燥用のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を吐出するノズルはあるものの、基板に対してエッチングや洗浄の処理を施す処理液を供給することはできず、処理液を供給して基板を処理しながら、その基板に処理液の飛沫等の付着を抑制することはできなかった。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、処理液による処理中においても、基板への処理液の飛沫などの付着を防止して清浄に保つ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。

請求項１に係る発明は、基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構に保持される基板の上部に配置可能とされ、内側に上下方向に貫通した開口を有する環状をなし、その外側面に気体吐出口が形成されて、放射状に気体を吐出する気体吐出ノズルと、前記気体吐出ノズルとは別体であって、前記気体吐出ノズルの前記開口に臨む位置に配置可能とされ、前記開口を介して前記基板に処理液を供給する液供給ノズルと、前記気体吐出ノズルと液供給ノズルの各々を、前記基板保持機構に保持される基板の上方と、前記基板の上方から退避した位置との間を移動させ、また前記気体吐出ノズルと前記液供給ノズルとの位置関係を保ちながらそれらを前記基板に対して前記基板の表面に沿う方向に相対移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置である。

請求項２に係る発明は、前記気体吐出ノズルの前記開口の内面にも気体吐出穴を形成したことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。

請求項３に係る発明は、前記液供給ノズルを複数設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置である。

請求項４に係る発明は、前記移動機構は、前記複数の液供給ノズルのうちいずれか１つを選択的に前記気体吐出ノズルの前記開口に臨ませるように移動させることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置である。
請求項５に係る発明は、基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構に保持される基板の上部に配置可能とされ、内側に上下方向に貫通した開口を有する環状をなし、その外側面に気体吐出口が形成されて、放射状に気体を吐出する気体吐出ノズルと、前記気体吐出ノズルとは別体であって、前記気体吐出ノズルの前記開口に臨む位置に配置可能とされ、前記開口を介して前記基板に処理液を供給する複数の液供給ノズルと、前記複数の液供給ノズルの各々を、前記基板の上部に配置された前記気体吐出ノズルの前記開口に臨む位置と、前記基板の上方から退避した位置との間を移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置である。
請求項６に係る発明は、前記気体吐出ノズルの前記開口の内面にも気体吐出口を形成したことを特徴とする請求項５記載の基板処理装置である。

請求項７に係る発明は、前記基板保持機構を収容している処理室には、当該処理室内に下降気流を形成する機構が付設されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項８に係る発明は、前記気体吐出ノズルと前記液供給ノズルの相対距離を調整する昇降機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項１乃至８に係る発明によれば、処理液による基板の処理中に、気体吐出ノズルの外側面の気体吐出口から気体が放射状に気体が吐出されて基板表面をほぼ覆うように流れるので、処理室内の処理液の飛沫などが存在していても基板への付着を阻止または抑制できて、基板を清浄に保つことができる。基板への処理液の供給は気体吐出ノズルの開口からなされる。

請求項２に係る発明によれば、気体吐出ノズルの開口にも気体が吐出されるので、この開口を処理液の飛沫などが通過して基板に付着するのを阻止または抑制でき、さらに基板を清浄に保つことができる。

請求項３に係る発明によれば、液供給ノズルを複数設けて使用することができる。

請求項４に係る発明によれば、複数の液供給ノズルのいずれかを選択して前記気体吐出ノズルの開口に望ませて使用することができる。
請求項５に係る発明によれば、処理液による基板の処理中に、気体吐出ノズルの外側面の気体吐出口から気体が放射状に気体が吐出されて基板表面をほぼ覆うように流れるので、処理室内の処理液の飛沫などが存在していても基板への付着を阻止または抑制できて、基板を清浄に保つことができる。基板への処理液の供給は、気体吐出ノズルとは別体の複数の液供給ノズルを気体吐出ノズルの開口に臨む位置に移動させて、当該開口を介してなされる。
請求項６に係る発明によれば、気体吐出ノズルの開口にも気体が吐出されるので、この開口を処理液の飛沫などが通過して基板に付着するのを阻止または抑制でき、さらに基板を清浄に保つことができる。

請求項７に係る発明によれば、処理室内に下降気流を形成し、気体吐出ノズルによる基板表面の気流がより基板表面の近傍を流れるようにでき、両者があいまってより基板を清浄に保つことができる。

請求項８に係る発明によれば、前記気体吐出ノズルと前記液供給ノズルの相対距離を調整することができ、ノズルの種類等に応じて気体吐出ノズルとの相対距離を適切に調整でき、さらに良好な処理を行うことができる。

この発明の一実施形態が適用された基板処理装置１のレイアウトを示す模式的な平面図である。 基板処理装置１に備えられた処理ユニット６の中心部分の概略構成を示す模式図である。 気体吐出ノズル１１の左半分を断面にした片側断面図である。 基板処理装置１による基板処理時における各ノズル等の動作の一例を示す模式的側面図である。 気体吐出ノズル１１と液ノズル９の処理中の状態を示す側面図である。

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。

＜＜基板処理装置１の全体構成＞＞

図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す模式的な平面図である。この基板処理装置１は、半導体ウエハ等の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、インデクサブロック２と、インデクサブロック２に結合された処理ブロック３とを備えている。

インデクサブロック２は、キャリア保持部４と、インデクサロボットＩＲと、インデクサロボット移動機構５（以下では、「ＩＲ移動機構５」という。）とを備えている。キャリア保持部４には、複数枚の基板Ｗを収容できるキャリアＣが保持される。キャリアＣは、所定の配列方向Ｕ（以下「キャリア配列方向Ｕ」という。）に沿って配列された状態で、キャリア保持部４に保持される。また、ＩＲ移動機構５は、キャリア配列方向Ｕに沿ってインデクサロボットＩＲを水平に移動させることができる。

インデクサロボットＩＲは、第１上アームの先端に取り付けられた第１上ハンドＨ１と、第１下アームの先端に取り付けられた第１下ハンドＨ２とを備えている。第１上ハンドＨ１および第１下ハンドＨ２は、互いに干渉しないように、上下方向に高さをずらして配置されている。図１では、第１上ハンドＨ１および第１下ハンドＨ２が上下に重なり合っている状態が示されている。インデクサロボットＩＲは、各ハンドＨ１，Ｈ２によって基板Ｗを保持することができる。また、インデクサロボットＩＲは、キャリアＣに対向する位置で、当該キャリアＣに対して処理済の基板Ｗを搬入する搬入動作、および未処理の基板Ｗを当該キャリアＣから搬出する搬出動作を行うことができる。

一方、処理ブロック３は、基板Ｗを一枚ずつ処理する複数の処理ユニット６と、センターロボットＣＲとを備えている。本実施形態では、処理ユニット６がたとえば８つ設けられている。８つの処理ユニット６は、２つずつ上下に積層され、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置されている（図１では上段の４つの処理ユニット６が示されている。）。各処理ユニット６では、たとえば、洗浄、エッチング、剥離等の処理が１枚の基板Ｗに対して行われる。

また、センターロボットＣＲは、第２上アームの先端に取り付けられた第２上ハンドＨ３と、第２下アームの先端に取り付けられた第２下ハンドＨ４とを備えている。第２上ハンドＨ３および第２下ハンドＨ４は、互いに干渉しないように、上下方向に高さをずらして配置されている。図１では、第２上ハンドＨ３および第２下ハンドＨ４が上下に重なり合っている状態が示されている。センターロボットＣＲは、各ハンドＨ３，Ｈ４によって基板Ｗを保持することができる。また、センターロボットＣＲは、各処理ユニット６に対して未処理の基板Ｗを搬入する搬入動作、および処理済の基板Ｗを各処理ユニット６から搬出する搬出動作を行うことができる。さらに、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから未処理の基板Ｗを受け取ることができ、処理済の基板ＷをインデクサロボットＩＲに渡すことができる。

キャリアＣに収容された未処理の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって搬出される。そして、インデクサロボットＩＲからセンターロボットＣＲに未処理の基板Ｗが受け渡され、センターロボットＣＲによって、何れかの処理ユニット６に未処理の基板Ｗが搬入される。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから受け渡される基板Ｗを複数の処理ユニット６に順次搬入していく。

一方、処理ユニット６で処理された処理済の基板Ｗは、センターロボットＣＲによって処理ユニット６から搬出される。そして、センターロボットＣＲからインデクサロボットＩＲに処理済の基板Ｗが受け渡され、インデクサロボットＩＲによって、処理済の基板ＷがキャリアＣ内に搬入される。センターロボットＣＲは、複数の処理ユニット６から処理済の基板Ｗを順次搬出していく。このようにして、複数枚の基板Ｗが処理される。

＜＜処理ユニット６の構成＞＞

図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット６の中心部分の概略構成を示す模式図である。

各処理ユニット６は、図示しない隔壁で区画された処理室７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８（基板保持機構）と、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための第１液ノズル９および第２液ノズル１０と、基板Ｗ上で気体を吐出する気体吐出ノズル１１とを備えている。さらにスピンチャック８の側方には、基板Ｗの上面に処理液を供給するための第３液ノズル１７を備えている。

図示はしないが、処理ユニット６には、基板処理装置１が設置されるクリーンルーム内の清浄空気をさらに清浄化して処理室７内に取り込むためのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）が取り付けられ、また処理室７の下部には図示しない排気機構が備えられ、これらによって、処理室７内には、このＦＦＵから供給される清浄空気による下降気流（ダウンフロー）が形成されている。

スピンチャック８は、鉛直な方向に延びる回転軸１２と、回転軸１２の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース１３と、このスピンベース１３上に配置された複数個の挟持部材１４と、回転軸１２に連結されたモータ１５とを備えている。複数個の挟持部材１４は、スピンベース１３の上面周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。スピンチャック８は、各挟持部材１４を基板Ｗの周端面に当接させることにより当該基板Ｗを挟持して、スピンベース１３の上方で水平な姿勢で基板Ｗを保持することができる。複数個の挟持部材１４によって基板Ｗが保持された状態で、モータ１５の駆動力が回転軸１２に入力されることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線まわりに基板Ｗが回転する。モータ１５は、制御部１６により制御される。

なお、スピンチャック８としては、このような構成のものに限らず、たとえば、基板Ｗの下面（裏面）を真空吸着することにより基板Ｗを水平な姿勢で保持して、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持した基板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。

第１液ノズル９は、吐出口が下方に向けられた状態で、支持アーム２１ｂによってスピンチャック８よりも上方の高さに支持されている。第１液ノズル９には、第１液バルブ２４が介装された液供給管２５を介して図示しない液供給源からのリンス液が供給される。

また、第２液ノズル１０は、吐出口が下方に向けられた状態で、支持アーム２１ｃによってスピンチャック８よりも上方の高さに支持されている。第２液ノズル１０には、第２液バルブ２９が介装された液供給管３０を介して図示しない液供給源からの処理液が供給される。

また、第３液ノズル１７は、処理室７を形成する前記隔壁の、スピンチャック８よりも上方の高さの位置に取り付け固定されている。第３液ノズル１７には、第３液バルブ１９が介装された液供給管１８を介して図示しない液供給源からの処理液が供給される。

前述した液供給源から第１液ノズル９、第２液ノズル１０、第３液ノズル１７に対して供給される処理液としては、燐酸、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤、乾燥処理に使用する有機溶剤（例えばＩＰＡ：イソプロピルアルコール、ＨＭＤＳ：ヘキサメチルジシラザン、ＨＦＥ：ハイドロフルオロエーテル）などの薬液のうち少なくとも一つを含む液、あるいは純水（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）の塩酸水などのリンス用液などを例示することができる。この実施形態においては、例えば第１液ノズル９には純水が、第２液ノズル１０には硫酸を含む処理液が、第３液ノズル１７にはＩＰＡが、それぞれ供給されるものとする。

また、第１液ノズル９、第２液ノズル１０、第３液ノズル１７として用いるノズルも、直管ノズル、シャワーノズル、二流体スプレーノズルなど、適宜のものを選択して使用できる。この実施形態では、第２液ノズル１０、第３液ノズル１７には直管ノズルを、第１液ノズル９にはスプレーノズルを使用するものとする。これら第１液ノズル９、第２液ノズル１０、第３液ノズル１７に供給される処理液は、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面に向けて吐出され供給される。

第１液ノズル９、第２液ノズル１０を支持する支持アーム２１ｂ、２１ｃは、スピンチャック８の側方に設けられた鉛直な揺動軸線まわりに個別に揺動可能に形成されており、ノズル揺動機構２６によって所定の揺動軸線まわりに揺動される。ノズル揺動機構２６が支持アーム２１ｂ、２１ｃを揺動させることにより、第１液ノズル９、第２液ノズル１０が水平移動する。これにより、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上方に第１液ノズル９、第２液ノズル１０を配置したり、スピンチャック８の上方から第１液ノズル９、第２液ノズル１０を退避させたりすることができる。支持アーム２１ｂ、２１ｃの揺動軸線は、第１液ノズル９、第２液ノズル１０がスピンチャック８に保持された基板Ｗの中央部上方を通る所定の軌跡に沿って水平移動するように設定されている。

また、支持アーム２１ｂ、２１ｃには、その支持アーム２１ｂ、２１ｃを鉛直方向に昇降させるノズル昇降機構（図示せず）が連結されている。ノズル昇降機構は、支持アーム２１ｂ、２１ｃを鉛直方向に昇降させることにより、第１液ノズル９、第２液ノズル１０を鉛直方向に昇降させることができる。したがって、第１液ノズル９、第２液ノズル１０がスピンチャック８に保持された基板Ｗの中央部上方に位置する状態で、ノズル昇降機構が支持アーム２１ｂ、２１ｃを昇降させることにより、第１液ノズル９、第２液ノズル１０を基板Ｗの上面に対して、また後述する気体吐出ノズル１１に対して、相対的に近接させたり、基板Ｗの上方に離間させたりすることができる。ノズル昇降機構は、例えば、第１液ノズル９、第２液ノズル１０として使用するノズルの種類等に応じて、基板Ｗとの間隔を調節したり、例えば二流体ノズルを使用する場合には、後述する気体吐出ノズル１１との間を近接させたり、あるいは気体吐出ノズル１１の開口１１ｇ内に先端を挿入するなど、より適切な使用を可能にする。ノズル揺動機構２６およびノズル昇降機構は、それぞれ、制御部１６により制御される。

＜＜気体吐出ノズル１１の構成＞＞

図３は気体吐出ノズル１１の左半分を断面にした片側断面図である。気体吐出ノズル１１は、中心に開口１１ｇを有する円環状の本体１１ａよりなり、本体１１ａの外径はスピンチャック８に保持される基板Ｗよりも小さい。本体１１ａの内部は中空となっており気体流路１１ｆを形成する。本体１１ａの外側の側面１１ｂには上下２列に並んだ多数の外側気体吐出穴１１ｃが形成され、また本体１１ａの円環の内側の側面１１ｄすなわち中心開口１１ｇの側面１１ｄには１列に並んだ多数の内側気体吐出穴１１ｅが形成されている。外側気体吐出穴１１ｃと内側気体吐出穴１１ｅとを比べると、両者の大きさは同じであるが、形成されている密度は外側気体吐出穴１１ｃのほうが高くなっており、内側気体吐出穴１１ｅから吐出される気体は外側気体吐出穴１１ｃからの気体よりも少ない。

そして、気体吐出ノズル１１は、スピンチャック８の上方において基板と平行となる水平姿勢で支持アーム２１ａに支持されている。気体吐出ノズル１１には、第１気体バルブ２２が介装された第１気体供給管２３（気体供給手段）が接続されている。気体吐出ノズル１１には、第１気体供給管２３を介して図示しない気体供給源からの気体が供給される。後述するように、気体吐出ノズル１１は、スピンチャック８の上方において、基板Ｗの表面に対して垂直な方向からみたとき、外側気体吐出穴１１ｃと内側気体吐出穴１１ｅとから気体をその周囲に放射状に吐出できるように構成されている。気体吐出ノズル１１に供給され吐出される気体としては、窒素ガスなどの不活性ガス、乾燥空気、清浄空気などを例示することができる。この実施形態では窒素ガスを吐出するものとする。

また、支持アーム２１ａは、スピンチャック８の側方に設けられた鉛直な揺動軸線まわりに揺動可能に形成されている。支持アーム２１ａは、ノズル揺動機構２６によって所定の揺動軸線まわりに揺動される。ノズル揺動機構２６が支持アーム２１ａを揺動させることにより、気体吐出ノズル１１が水平移動する。これにより、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上方に気体吐出ノズル１１を配置したり、スピンチャック８の上方から気体吐出ノズル１１を退避させたりすることができる。支持アーム２１ａの揺動軸線は、気体吐出ノズル１１の本体１１ａの中心（すなわちドーナツ状の中央の穴の中心）がスピンチャック８に保持された基板Ｗの中央部上方を通る所定の軌跡に沿って水平移動するように設定されている。そして、例えば気体吐出ノズル１１の中心位置（すなわち開口１１ｇの中心）の上方に第１液ノズル９または第２液ノズル１０を臨ませ、その両者の位置関係を保ったままでスピンチャック８に支持された基板Ｗの表面をスキャンすることが可能となっている。

また、支持アーム２１ａには、支持アーム２１ａを鉛直方向に昇降させるノズル昇降機構（図示せず）が連結されている。ノズル昇降機構は、支持アーム２１ａを鉛直方向に昇降させることにより、気体吐出ノズル１１を鉛直方向に昇降させることができる。したがって、気体吐出ノズル１１がスピンチャック８に保持された基板Ｗの上方に位置する状態で、ノズル昇降機構が支持アーム２１ａを昇降させることにより、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面に近接させたり、基板Ｗの上方に離間させたりすることができる。ノズル昇降機構は、気体吐出ノズル１１が基板Ｗの上面に近接する近接位置と、近接位置よりも上方に位置する上方位置との間で気体吐出ノズル１１を昇降させることができる。ノズル揺動機構２６およびノズル昇降機構は、それぞれ、制御部１６により制御される。

＜＜処理ユニット６の動作＞＞

図４は、基板処理装置１による基板処理時における処理ユニット６の各ノズル等の動作の一例を示す模式図である。これを参照して処理ユニット６の動作を説明する。

（ａ）まず、未処理の基板Ｗを搬送してスピンチャック８に支持させる。

（ｂ）次に図４（ｂ）に示すように、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの中心位置でかつ基板Ｗと近接する近接位置に位置させるとともに、第２液ノズル１０を気体吐出ノズル１１の中心の開口１１ｇに望ませる。そして、スピンチャック８を回転駆動して基板Ｗを回転させながら、第２液ノズル１０から硫酸を含む処理液を、また気体吐出ノズル１１から気体を吐出させつつ、この気体吐出ノズル１１と第２液ノズル１０を、互いの位置関係を保ったまま基板Ｗ表面に沿って基板Ｗの中心から周辺まで揺動させる。これにより、吐出された処理液は気体吐出ノズルの中心の開口１１ｇを通って基板Ｗの表面全体に至り、基板Ｗの表面を処理するとともに、基板Ｗの回転により処理室７内部に飛散する。またこのとき、気体吐出ノズル１１の外側の側面１１ｂの外側気体吐出穴１１ｃから気体が略水平方向に吐出される。吐出された気体は処理室７内のダウンフローに押されながら若干斜め下向きに進み、基板Ｗの周縁に至るまで基板Ｗの表面に沿った気体の流れを作る。この気体の流れは基板Ｗをほぼ覆うように流れるので、処理室７内に飛散した薬液の飛沫が存在していても、その飛沫を基板Ｗ周縁方向に押し流すことによって、基板Ｗ表面への付着を阻止または抑制する。

また、開口１１ｇ内の内側気体吐出穴１１ｅからも気体が吐出される。吐出された気体は開口１１ｇ内で衝突し、一部は開口１１ｇの上部からあふれ、気体吐出ノズル１１の上を通って基板Ｗの上面に流れ、それに沿って上述の外側気体吐出穴１１ｃからの気体とともに基板Ｗの周縁まで流れる。また他の一部は開口１１ｇの下部に流れ、基板Ｗの表面に沿って基板Ｗの周縁まで流れる。これにより、第２液ノズル１０から吐出された処理液の流れが開口１１ｇを通過することは妨げられず、また処理室７内部に飛散した処理液の飛沫が気体吐出ノズル１１の上方から開口１１ｇを通って基板Ｗ表面側に侵入するのは阻止される。この状態は薬液処理が終了するまで所定時間行われる。

（ｃ）次に図４（ｃ）に示すように、気体吐出ノズル１１は基板Ｗの中心位置でかつ基板Ｗと近接する近接位置に位置させるとともに、第２液ノズル１０に代わって、第１液ノズル９を気体吐出ノズル１１の中心の開口１１ｇに望ませる。なお、第２液ノズル１０はその前にスピンチャック８の上方から退避させておく。そして、スピンチャック８を回転駆動して基板Ｗを回転させながら、第１液ノズル９から純水を、また気体吐出ノズル１１から気体を吐出させつつ、この気体吐出ノズル１１と第１液ノズル９を、互いの位置関係を保ったまま基板Ｗ表面に沿って基板Ｗの中心から周辺まで揺動させる。これにより、吐出された純水は気体吐出ノズルの中心の開口１１ｇを通って基板Ｗの表面全体に至り、基板Ｗの表面をリンス処理するとともに、基板Ｗの回転により処理室７内部に飛散する。またこのときも、上記工程（ｂ）と同様に気体吐出ノズル１１の外側の側面１１ｂの外側気体吐出穴１１ｃから気体が略水平方向に吐出される。吐出された気体は処理室７内のダウンフローに押されながら若干斜め下向きに進み、基板Ｗの周縁に至るまで基板Ｗの表面に沿った気体の流れを作る。この気体の流れは基板Ｗをほぼ覆うように流れるので、処理室７内に飛散した純水の飛沫が存在していても、その飛沫を基板Ｗ周縁方向に押し流すことによって、基板Ｗ表面への付着を阻止または抑制する。

また、開口１１ｇ内の内側気体吐出穴１１ｅからも気体が吐出され、同様に、吐出された気体は開口１１ｇ内で衝突し、一部は開口１１ｇの上部からあふれ、気体吐出ノズル１１の上を通って基板Ｗの上面に流れ、それに沿って上述の外側気体吐出穴１１ｃからの気体とともに基板Ｗの周縁まで流れる。また他の一部は開口１１ｇの下部に流れ、基板Ｗの表面に沿って基板Ｗの周縁まで流れる。これにより、第１液ノズル９から吐出された純水の流れが開口１１ｇを通過することは妨げられず、また処理室７内部に飛散した純水の飛沫が気体吐出ノズル１１の上方から開口１１ｇを通って基板Ｗ表面側に侵入するのは阻止される。この工程はリンス処理が終了するまで所定時間行われる。

図５はこのときの気体吐出ノズル１１と第１液ノズル９の処理中の状態を示す模式図である。気体吐出ノズル１１の開口１１ｇに臨ませた第１液ノズル９は純水を図中に破線で示す三角錐のように吐出し、その純水は図中に破線の矢印で示すように基板Ｗの表面を流れる。一方、気体吐出ノズル１１は気体を図中に実線の矢印で示すように吐出する。外側気体吐出穴１１ｃから吐出された気体は、ほぼ、気体吐出ノズル１１を上面とする円錐台の側面の形状で基板Ｗの端縁に向って流れ、基板Ｗを覆うような気流を形成する。また内側気体吐出穴１１ｅから吐出された気体は開口１１ｇの上側と下側から流れ出る。

（ｄ）次に図４（ｄ）に示すように、気体吐出ノズル１１は基板Ｗの中心位置でかつ基板Ｗと近接する近接位置に位置させるとともに、第１液ノズル９をスピンチャック８の上方から退避させる。そして、基板Ｗを回転させた状態で、第３液ノズル１７から基板Ｗに対してＩＰＡが吐出される。第３液ノズル１７から出たＩＰＡは気体吐出ノズル１１の中心の開口１１ｇを通って基板Ｗ表面の中心付近に供給される。このとき、気体吐出ノズル１１は揺動せず停止させる。吐出されたＩＰＡは気体吐出ノズルの中心の開口１１ｇを通って基板Ｗの表面全体に至り、基板Ｗの表面を処理するとともに、基板Ｗの回転により処理室７内部に飛散する。またこのときも、上記工程（ｂ）と同様に気体吐出ノズル１１の外側の側面１１ｂの外側気体吐出穴１１ｃから気体が略水平方向に吐出される。吐出された気体は処理室７内のダウンフローに押されながら若干斜め下向きに進み、基板Ｗの周縁に至るまで基板Ｗの表面に沿った気体の流れを作る。この気体の流れは基板Ｗをほぼ覆うように流れるので、処理室７内に飛散したＩＰＡの飛沫が存在していても、その飛沫を基板Ｗ周縁方向に押し流すことによって、基板Ｗ表面への付着を阻止または抑制する。

また、開口１１ｇ内の内側気体吐出穴１１ｅからも気体が吐出され、同様に、吐出された気体は開口１１ｇ内で衝突し、一部は開口１１ｇの上部からあふれ、気体吐出ノズル１１の上を通って基板Ｗの上面に流れ、それに沿って上述の外側気体吐出穴１１ｃからの気体とともに基板Ｗの周縁まで流れる。また他の一部は開口１１ｇの下部に流れ、基板Ｗの表面に沿って基板Ｗの周縁まで流れる。これにより、第３液ノズル１７から吐出されたＩＰＡの流れが開口１１ｇを通過することは妨げらえず、また処理室７内部に飛散したＩＰＡの飛沫が気体吐出ノズル１１の上方から開口１１ｇを通って基板Ｗ表面側に侵入するのは阻止される。この工程は処理が終了するまで所定時間行われる。

（ｅ）次に図４（ｅ）に示すように、気体吐出ノズル１１はそのまま基板Ｗの中心位置でかつ基板Ｗと近接する近接位置に位置させるとともに、第３液ノズル１７からのＩＰＡの吐出を停止させ、基板Ｗを回転させてスピンドライ処理を行う。このとき、気体吐出ノズル１１は揺動せず停止させるが、気体吐出ノズル１１の外側の側面１１ｂの外側気体吐出穴１１ｃおよび内側気体吐出穴１１ｅからの気体の吐出は継続され、吐出された気体は同様に基板Ｗの周縁に至るまで基板Ｗの表面を覆う気体の流れを作り、処理室７内に飛散して残留しているＩＰＡ等の飛沫が存在していても、その飛沫を基板Ｗ周縁方向に押し流すことによって、基板Ｗ表面への付着を阻止または抑制するとともに、また、気体吐出ノズル１１の上方から開口１１ｇを通って残留するＩＰＡ等の飛沫が基板Ｗ表面側に侵入するのを抑制、阻止する。この工程はスピンドライ処理が終了するまで所定時間行われる。スピンドライ処理が終了すると、気体吐出ノズル１１はスピンチャック８の上方から退避し、基板Ｗが搬出されて、一連の処理を終了する。

＜＜変形例＞＞

気体吐出ノズル１１の気体吐出口として、外側気体吐出穴１１ｃ、内側気体吐出穴１１ｅを多数形成していたが、これに限らず、例えば気体吐出ノズル１１の周囲に連続的に開口したスリット状の吐出口としてもよい。また気体吐出ノズル１１としては円環形状にかぎらず、例えば多角形形状であってもよい。また、全周が一つに連続した気体流路１１ｆを持つものにも限らず、実質的に基板Ｗの上面を覆うだけの気流を作ることができれば、例えば気体流路１１ｆが連続していないもの、即ち一部が閉塞しているものであってもよい。

＜＜効果＞＞

以上のように上記の実施形態によれば、処理液による基板の処理中に、気体吐出ノズルの外側面の気体吐出穴から気体が放射状に気体が吐出されて基板表面をほぼ覆うように流れるので、処理室内の処理液の飛沫などが存在していても基板への付着を阻止または抑制できて、基板を清浄に保つことができる。基板への処理液の供給は気体吐出ノズルの開口からなされる。また、支持されている基板の直下空間の薬液雰囲気の置換も速やかに行うことができる。

また、気体吐出ノズルの開口にも気体が吐出されるので、この開口を処理液の飛沫などが通過して基板に付着するのを阻止または抑制でき、さらに基板を清浄に保つことができる。

また、液供給ノズルを複数設けて使用することができ、複数の液供給ノズルのいずれかを選択して前記気体吐出ノズルの開口に望ませて使用することができる。

また、処理室内に下降気流を形成し、気体吐出ノズルによる基板表面の気流がより基板表面の近傍を流れるようにでき、両者があいまってより基板を清浄に保つことができる。

また、気体吐出ノズルと液供給ノズルの相対距離を調整することができ、ノズルの種類等に応じて気体吐出ノズルとの相対距離を適切に調整でき、さらに良好な処理を行うことができる。

１ 基板処理装置
６ 処理ユニット
７ 処理室
８ スピンチャック
９ 第１液ノズル
１０ 第２液ノズル
１１ 気体吐出ノズル
１１ｃ 外側気体吐出穴
１１ｅ 内側気体吐出穴
１１ｇ 開口
１７ 第３液ノズル
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 支持アーム
２６ ノズル揺動機構
Ｗ 基板

Claims (8)

1. 基板を保持する基板保持機構と、
   前記基板保持機構に保持される基板の上部に配置可能とされ、内側に上下方向に貫通した開口を有する環状をなし、その外側面に気体吐出口が形成されて、放射状に気体を吐出する気体吐出ノズルと、
   前記気体吐出ノズルとは別体であって、前記気体吐出ノズルの前記開口に臨む位置に配置可能とされ、前記開口を介して前記基板に処理液を供給する液供給ノズルと、
   前記気体吐出ノズルと液供給ノズルの各々を、前記基板保持機構に保持される基板の上方と、前記基板の上方から退避した位置との間を移動させ、また前記気体吐出ノズルと前記液供給ノズルとの位置関係を保ちながらそれらを前記基板に対して前記基板の表面に沿う方向に相対移動させる移動機構と、
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記気体吐出ノズルの前記開口の内面にも気体吐出口を形成したことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記液供給ノズルを複数設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記移動機構は、前記複数の液供給ノズルのうちいずれか１つを選択的に前記気体吐出ノズルの前記開口に臨ませるように移動させることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 基板を保持する基板保持機構と、
   前記基板保持機構に保持される基板の上部に配置可能とされ、内側に上下方向に貫通した開口を有する環状をなし、その外側面に気体吐出口が形成されて、放射状に気体を吐出する気体吐出ノズルと、
   前記気体吐出ノズルとは別体であって、前記気体吐出ノズルの前記開口に臨む位置に配置可能とされ、前記開口を介して前記基板に処理液を供給する複数の液供給ノズルと、
   前記複数の液供給ノズルの各々を、前記基板の上部に配置された前記気体吐出ノズルの前記開口に臨む位置と、前記基板の上方から退避した位置との間を移動させる移動機構と、
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
6. 前記気体吐出ノズルの前記開口の内面にも気体吐出口を形成したことを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記基板保持機構を収容している処理室には、当該処理室内に下降気流を形成する機構が付設されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記気体吐出ノズルと前記液供給ノズルの相対距離を調整する昇降機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の基板処理装置。

Images