JP6255650B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、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、太陽電池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基板処理装置が用いられる。
特許文献１に記載の枚葉式の基板処理装置は、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ている基板に向けて処理液を吐出するノズルとを備えている。スピンチャックは、基板の周囲に配置される複数のチャックピンを含む。スピンチャックは、複数のチャックピンを基板の周縁部に押し付けることにより、基板を水平な姿勢で保持する。チャックピンは、カーボンを含む導電性材料で構成されている。
特開２００３−９２３４３号公報
本発明者は、基板の上面が処理液で覆われている際や、処理液が供給された基板を乾燥させる際に、基板の上方で熱源を発熱させて、基板の処理を促進させることを検討している。
しかしながら、チャックピンが基板の周囲に配置されているので、熱源が発熱すると、基板および処理液だけでなく、チャックピンも同時に加熱されてしまう。そのため、チャックピンの温度が軟化温度を超え、チャックピンが変形してしまうおそれがある。
また、特許文献１に記載されているように、一般的なチャックピンは、基板の帯電を防止するために、導電性を有する材料で形成されている。このような材料は、通常、カーボンを含む。したがって、導電性を有するチャックピンの外面は、黒色であることが多い。
黒色は光を吸収しやすいので、熱源がランプである場合には、チャックピンの温度の上昇速度が高まり、短時間でチャックピンが変形してしまうおそれがある。セラミックスなどの黒色以外の導電性材料でチャックピンを形成することも考えられるが、チャックピンが基板よりも硬いと、基板が傷つくおそれがある。
そこで、本発明の目的の一つは、加熱によるチャックピンの変形を防止でき、基板が傷つくことを防止できる基板処理装置を提供することである。
請求項１に記載の発明は、基板の周囲に配置される複数のチャックピンと、前記複数のチャックピンのそれぞれを基板の周縁部に押し付けることにより前記複数のチャックピンに基板を水平な姿勢で把持させるチャック開閉機構と、前記複数のチャックピンに把持されている基板を回転させるスピンモータとを含むスピンチャックと、前記スピンチャックに保持されている基板に処理液を供給する処理液供給装置と、前記スピンチャックに保持されている基板の上方に配置される熱源とを含み、前記複数のチャックピンは、基板よりも軟らかく且つ基板の周縁部に押し付けられる把持部を含み、炭素を含む材料で形成されており、前記把持部が基板の周縁部に押し付けられている状態で平面視で基板の外周縁から外方に突出する導電性部材と、前記把持部が基板の周縁部に押し付けられている状態で平面視で基板の外周縁から外方に突出する前記導電性部材の一部（突出部）の全域を平面視で覆うピンカバーとを含む、基板処理装置である。
この構成によれば、複数のチャックピンのそれぞれが、チャック開閉機構によって基板の周縁部に押し付けられる。これにより、基板が、複数のチャックピンによって水平な姿勢で把持される。スピンモータは、複数のチャックピンが基板を把持している状態で基板を回転させる。処理液供給装置は、複数のチャックピンに把持されている基板に処理液を供給する。熱源は、複数のチャックピンに把持されている基板の上方で熱を発する。これにより、基板と基板上の処理液との少なくとも一方が熱源により加熱される。
複数のチャックピンは、導電性を有する導電性部材と、導電性部材を覆うピンカバーとを含む。導電性部材は、炭素を含む材料で形成されており、導電性を有している。導電性部材は、基板の周縁部に押し付けられる把持部を含む。したがって、基板の回転中に基板に接している部分（把持部）が、導電性を有している。そのため、基板の回転による基板の帯電や、帯電した処理液が供給されることによる基板の帯電などを抑制または防止できる。しかも、導電性部材の把持部が基板よりも軟らかいので、基板と導電性部材との接触によって基板が傷つくことを抑制または防止できる。
また、複数の把持部が基板の周縁部に押し付けられている状態では、導電性部材の一部が、平面視で基板の周囲に配置される。ピンカバーは、複数の把持部が基板の周縁部に押し付けられている状態において平面視で基板の外周縁から外方に突出する突出部（導電性部材の一部）の全域を平面視で覆っている。したがって、導電性部材の一部がピンカバーによって熱源から保護される。また、基板の下方に位置する導電性部材の他の部分が、平面視でピンカバーから露出しているとしても、この部分は、基板によって熱源から保護される。したがって、導電性部材の全体が熱源から保護される。これにより、加熱によるチャックピンの変形を防止できる。
請求項２に記載の発明は、前記熱源は、前記スピンチャックに把持されている基板に向けて基板の上方から光（可視光線および近赤外線の少なくとも一方を含む電磁波）を発するランプを含み、前記ピンカバーは、前記導電性部材よりも光の反射率が高い、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、ランプが、スピンチャックに把持されている基板の上方に配置されている。ランプは、基板に向けて光を発する。これにより、基板に光が照射され、基板と基板上の処理液との少なくとも一方が加熱される。導電性部材を覆うピンカバーは、導電性部材よりも光の反射率が高い。言い換えると、ピンカバーは、導電性部材よりも光の吸収率が低い。したがって、ピンカバーは、導電性部材よりも加熱され難く、導電性部材よりも温度が上昇し難い。そのため、ピンカバーは、ランプの光から導電性部材を保護できるだけでなく、ピンカバー自体の温度上昇を抑制できる。これにより、チャックピンの温度上昇を抑えることができる。
請求項３に記載の発明は、前記ピンカバーは、白色（純白および乳白色を含む）の外面を含む、請求項２に記載の基板処理装置である。前記ピンカバーの外面は、その全域が白色であってもよいし、その一部の領域だけが白色であってもよい。すなわち、前記ピンカバーの外面において平面視で視認可能な領域が、白色であればよい。
この構成によれば、ピンカバーが、光を反射しやすい白色の外面を有している。これに対して、導電性部材は、黒色の炭素を含む材料で形成されており、黒色の外面を有している。したがって、ピンカバーは、導電性部材よりも光の反射率が高い。さらに、ピンカバーの外面が光を反射しやすい白色なので、ピンカバーに吸収される光の量を低減でき、ピンカバー自体の温度上昇を効率的に抑制できる。
請求項４に記載の発明は、前記チャック開閉機構は、前記把持部が基板の周縁部に押し付けられる閉位置と、前記把持部が基板の周縁部から離れる開位置との間で、前記複数のチャックピンを移動させるものであり、前記ピンカバーは、前記把持部から斜め下に延びていると共に、前記把持部が基板の周縁部から離れている状態で基板の下面周縁部を支持する支持部を含み、基板よりも軟らかい、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、チャック開閉機構が、閉位置と開位置との間で複数のチャックピンを移動させる。これにより、把持部は、把持部が基板の周縁部に押し付けられる位置と、把持部が基板の周縁部から離れる位置との間で移動する。ピンカバーは、把持部が基板の周縁部から離れている状態、すなわち、チャックピンが開位置に位置している状態で、基板の下面周縁部を支持する支持部を含む。
支持部は、把持部から斜め下に延びている。したがって、チャックピンが開位置から閉位置に移動すると、把持部が基板の周縁部に近づくと共に、支持部が基板を上方に移動させる。これにより、把持部が基板の周縁部に押し付けられ、基板が複数の把持部に把持される。また、チャックピンが閉位置から開位置に移動すると、把持部が基板の周縁部から遠ざかりながら、支持部が基板を下方に移動させる。これにより、全ての把持部が基板の周縁部から離れた状態で、基板が複数の支持部に支持される。
基板の下面周縁部を支持する支持部が、ピンカバーに設けられているので、支持部が、導電性部材に設けられている場合よりも、導電性部材が小型化する。そのため、熱源から保護すべき部分（導電性部材の一部）を減少させることができる。さらに、基板の下面と擦れ合う支持部が基板よりも軟らかいので、基板とピンカバーとの接触によって基板が傷つくことを抑制または防止できる。これにより、基板処理装置によって処理された基板の品質をさらに高めることができる。
請求項５に記載の発明は、前記ピンカバーは、前記導電性部材とは別の部材である、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、導電性部材とピンカバーとが別々の部材であり、互いに組み合わされている。ピンカバーが、導電性部材に組み合わされる導電性部材とは別の部材なので、ピンカバーが導電性部材の外面に密着したコーティング層である場合よりも、ピンカバーの形状の自由度が高い。したがって、ピンカバーの厚みを大きくしやすい。そのため、熱源から導電性部材に伝達される熱をピンカバーによってさらに減少させることができる。これにより、導電性部材の温度上昇をさらに抑えることができる。
請求項６に記載の発明は、前記ピンカバーは、少なくとも前記把持部の上面が覆われるように前記把持部を収容するピン被覆部を含み、前記把持部から前記ピン被覆部の外部まで内方に延びる内向き開口を形成している、請求項５に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、導電性部材に設けられた把持部が、ピンカバーに設けられたピン被覆部に収容されている。ピン被覆部の少なくとも一部は、把持部の上方に配置されており、把持部の上面を覆っている。したがって、ピンカバーは、熱源から把持部の上面を保護できる。さらに、把持部からピン被覆部の外部まで内方に延びる内向き開口が、ピンカバーによって形成されているので、基板の周縁部を内向き開口内に進入させることにより、把持部を基板の周縁部に押し付けることができる。したがって、ピンカバーは、把持部による基板の把持を邪魔することなく、熱源から把持部を保護できる。
請求項７に記載の発明は、前記ピンカバーは、前記把持部から前記ピン被覆部の外部まで外方に延びており、前記ピン被覆部の内面と前記把持部の外面との間の隙間に連なる外向き開口を形成している、請求項６に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、把持部からピン被覆部の外部まで外方に延びる外向き開口が、ピンカバーによって形成されている。前述のように、導電性部材とピンカバーとが別々の部材であり、互いに組み合わされているので、ピン被覆部の内面と把持部の外面との間に微小な隙間が生じる。処理液供給装置が基板に処理液を供給すると、微量の処理液がこの隙間に浸入する場合がある。外向き開口は、ピン被覆部の内面と把持部の外面との間の隙間に連なっており、外向きに開いている。したがって、ピン被覆部と把持部との間に浸入した処理液は、外向き開口に移動し、スピンチャックの回転により外向き開口から外方に排出される。これにより、チャックピン内の処理液の残留量を低減でき、残留液による基板の汚染を低減できる。
請求項８に記載の発明は、前記外向き開口は、前記把持部よりも上下方向に長い、請求項７に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、外向き開口は、把持部よりも上下方向に長く、十分な開口面積が外向き開口に確保されている。そのため、内向き開口を通ってピンカバーの内部に浸入した処理液を効率的に外向き開口から排出できる。これにより、チャックピン内の処理液の残留量を低減でき、残留液による基板の汚染を低減できる。
請求項９に記載の発明は、前記外向き開口は、外向きに開いていると共に、下向きに開いている、請求項７または８に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、外向き開口が、外向きに開いていると共に、下向きに開いている。外向き開口内の処理液は、重力によって外向き開口内を下方に流れる。したがって、外向き開口の下端が閉じられている場合、外向き開口の下端に処理液が溜まってしまう。これに対して、外向き開口が下向きに開いている場合には、外向き開口の下端に流下した処理液が、外向き開口から下方に排出される。そのため、チャックピン内の処理液の残留量を低減でき、残留液による基板の汚染を低減できる。
請求項１０に記載の発明は、前記ピンカバーは、前記導電性部材の外面に密着したコーティング層を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置である。ピンカバーは、コーティング層と、導電性部材とは別の部材（カバー部材）とを含んでいてもよいし、ピンカバーの全てが、コーティング層で構成されていてもよい。
この構成によれば、導電性部材の外面の少なくとも一部がコーティングされており、導電性部材の外面に密着するコーティング層によって覆われている。したがって、導電性部材は、コーティング層によって熱源から保護される。これにより、導電性部材の温度上昇を抑制できる。さらに、コーティング層は、厚みを薄くしやすいので、チャックピンの重量の増加を抑制できる。これにより、チャックピンの慣性質量の増加を抑制できる。そのため、基板の回転を開始する際にスピンモータがチャックピンに加える力を低下させることができる。
請求項１１に記載の発明のように、前記基板処理装置は、前記スピンチャック、処理液供給装置、および熱源を制御する制御装置をさらに含んでいてもよい。この場合、前記制御装置は、前記処理液供給装置に処理液を基板に供給させることにより、基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記液膜形成工程で形成された処理液の液膜が基板上にある状態で前記熱源を発熱させる加熱工程とを実行してもよい。
請求項１２に記載の発明のように、前記基板処理装置は、前記スピンチャック、処理液供給装置、および熱源を制御する制御装置をさらに含んでいてもよい。この場合、前記制御装置は、前記スピンチャックに基板を回転させながら、前記処理液供給装置に処理液を基板に供給させる処理液供給工程と、基板への処理液の供給が停止された状態で、前記処理液供給工程での回転速度よりも大きい回転速度で前記スピンチャックに基板を回転させることにより、基板から処理液を除去して基板を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程と並行して、前記熱源に発熱させる加熱工程とを実行してもよい。
請求項１３に記載の発明は、前記導電性部材は、基板よりも軟らかく且つ基板の周縁部に押し付けられる前記把持部と、前記把持部よりも剛性が高く且つ前記把持部を保持する保持部とを含む、請求項１〜１２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、把持部および保持部が、導電性部材に設けられている。把持部および保持部は、いずれも導電性を有している。したがって、基板と把持部との接触により、基板の帯電を抑制または防止できる。さらに、基板に接触する把持部が基板よりも軟らかいので、基板と導電性部材との接触によって基板が傷つくことを抑制または防止できる。しかも、把持部を保持する保持部が把持部よりも剛性が高いので、導電性部材全体の剛性を高めることができる。これにより、チャックピンの変形量を低減できる。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置に備えられたチャンバーの内部を水平に見た模式図である。 スピンベースおよびこれに関連する構成の模式的な平面図である。 図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うチャックピンの模式的な断面図である。 チャックピンの模式的な平面図である。 把持部およびピン被覆部を示すチャックピンの模式的な斜視図である。 図４に示すＶＩ−ＶＩ線に沿うチャックピンの模式的な断面図である。 図４に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うチャックピンの模式的な断面図である。 チャックピンを示す模式図である。 処理ユニットによって行われる基板の処理の一例について説明するための工程図である。 本発明の他の実施形態に係るチャックピンの模式的な断面図である。
以下では、本発明の実施形態を、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に備えられたチャンバー４の内部を水平に見た模式図である。図２は、スピンベース１２およびこれに関連する構成の模式的な平面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うチャックピン１３の模式的な断面図である。以下で説明するように、チャックピン１３は、閉位置と開位置との間で移動可能である。以下では、特に断りがない限り、チャックピン１３が閉位置に位置している状態について説明する。
図１に示すように、基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板Ｗに処理液を供給する複数の処理ユニット２と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置３とを含む。
図１に示すように、各処理ユニット２は、枚葉式のユニットである。各処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバー４と、チャンバー４内で一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持して、基板Ｗの中心を通る鉛直な基板回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに処理液を供給する処理液供給装置６と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗを基板Ｗの上方から加熱する加熱装置７と、基板回転軸線Ａ１まわりにスピンチャック５を取り囲む筒状のカップ８とを含む。
図１に示すように、チャンバー４は、スピンチャック５等を収容する箱形の隔壁９と、隔壁９の上部から隔壁９内にクリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ１０（ファン・フィルター・ユニット１０）と、カップ８の下部からチャンバー４内の気体を排出する排気ダクト１１とを含む。ＦＦＵ１０は、隔壁９の上方に配置されている。ＦＦＵ１０は、隔壁９の天井からチャンバー４内に下向きにクリーンエアーを送る。排気ダクト１１は、カップ８の底部に接続されており、基板処理装置１が設置される工場に設けられた排気処理設備に向けてチャンバー４内の気体を案内する。したがって、チャンバー４内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が、ＦＦＵ１０および排気ダクト１１によって形成される。基板Ｗの処理は、チャンバー４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
図１に示すように、スピンチャック５は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１２と、スピンベース１２の上面外周部から上方に突出する複数のチャックピン１３と、複数のチャックピン１３を開閉させるチャック開閉機構１４とを含む。スピンチャック５は、さらに、スピンベース１２の中央部から基板回転軸線Ａ１に沿って下方に延びるスピン軸１５と、スピン軸１５を回転させることによりスピンベース１２およびチャックピン１３を基板回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ１６とを含む。
図２に示すように、スピンベース１２の外径は、基板Ｗの直径よりも大きい。スピンベース１２の中心線は、基板回転軸線Ａ１上に配置されている。複数のチャックピン１３は、スピンベース１２の外周部でスピンベース１２に保持されている。複数のチャックピン１３は、周方向Ｃ１（基板回転軸線Ａ１まわりの方向）に間隔を空けて配置されている。チャックピン１３は、チャックピン１３が基板Ｗの周端面に押し付けられる閉位置（図２の位置）と、チャックピン１３が基板Ｗの周端面から離れる開位置との間で、スピンベース１２に対してピン回動軸線Ａ２まわりに回転可能である。図１に示すように、基板Ｗは、基板Ｗの下面とスピンベース１２の上面とが上下方向に離れた状態で、複数のチャックピン１３に把持される。この状態で、スピンモータ１６がスピン軸１５を回転させると、基板Ｗは、スピンベース１２およびチャックピン１３と共に基板回転軸線Ａ１まわりに回転する。
図３に示すように、チャックピン１３は、閉位置で基板Ｗの周端面に押し付けられる把持部４１と、開位置で基板Ｗの下面周縁部を支持する支持部５５とを含む。チャックピン１３が閉位置と閉位置との間でピン回動軸線Ａ２（基板回転軸線Ａ１と平行な軸線）まわりに回動すると、把持部４１および支持部５５が水平に移動するが、図３では、便宜上、基板Ｗが水平に移動しているように図示されている。支持部５５は、把持部４１の内方（基板回転軸線Ａ１に近づく方向）に配置されている。支持部５５の上面は、把持部４１から斜め下に内方に延びている。チャックピン１３が閉位置に配置されると、把持部４１が基板Ｗの周縁部に押し付けられ、基板Ｗの下面は支持部５５から離れる。その一方で、チャックピン１３が開位置に配置されると、把持部４１が基板Ｗの周縁部から離れ、基板Ｗの下面は支持部５５に接触する。
制御装置３は、チャック開閉機構１４を制御することにより、複数のチャックピン１３が基板Ｗを把持する閉状態と、複数のチャックピン１３による基板Ｗの把持が解除される開状態との間で、複数のチャックピン１３の状態を切り替える。基板Ｗがスピンチャック５に搬送されるときには、制御装置３は、各チャックピン１３を開位置に退避させる。制御装置３は、この状態で、搬送ロボットに基板Ｗを複数のチャックピン１３に載置させる。これにより、各支持部５５の上面が基板Ｗの下面周縁部に接触し、基板Ｗが、スピンベース１２の上面よりも上方の支持位置（図３において一点鎖線で示す位置）で水平な姿勢で支持される。
基板Ｗが複数のチャックピン１３に載置された後、制御装置３は、各チャックピン１３を開位置から閉位置に移動させる。支持部５５の上面は把持部４１に向かって斜め上に延びているので、各チャックピン１３が閉位置に向かって移動する過程で、基板Ｗが複数の支持部５５によって徐々に持ち上げられる。さらに、各チャックピン１３が閉位置に向かって移動する過程で、把持部４１が、基板Ｗの周端面に近づく。これにより、把持部４１（具体的には、後述する上側溝内面４３および下側溝内面４４）が基板Ｗの周縁部に押し付けられ、基板Ｗが、支持位置よりも上方の把持位置（図３において二点鎖線で示す位置）で水平な姿勢で把持される。
図１に示すように、処理液供給装置６は、基板Ｗの上面に向けて第１薬液を吐出する第１薬液ノズル１７と、第１薬液ノズル１７に接続された第１薬液配管１８と、第１薬液配管１８に介装された第１薬液バルブ１９と、第１薬液ノズル１７が先端部に取り付けられた第１薬液アーム２０と、第１薬液アーム２０を移動させることにより、第１薬液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させるノズル移動装置２１とを含む。
第１薬液バルブ１９が開かれると、第１薬液配管１８から第１薬液ノズル１７に供給された第１薬液が、第１薬液ノズル１７から下方に吐出される。第１薬液バルブ１９が閉じられると、第１薬液ノズル１７からの第１薬液の吐出が停止される。ノズル移動装置２１は、第１薬液ノズル１７を移動させることにより、第１薬液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させる。さらに、ノズル移動装置２１は、第１薬液ノズル１７から吐出された第１薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、第１薬液ノズル１７が平面視でスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間で第１薬液ノズル１７を移動させる。
図１に示すように、処理液供給装置６は、基板Ｗの上面に向けて第２薬液を吐出する第２薬液ノズル２２と、第２薬液ノズル２２に接続された第２薬液配管２３と、第２薬液配管２３に介装された第２薬液バルブ２４と、第２薬液ノズル２２が先端部に取り付けられた第２薬液アーム２５と、第２薬液アーム２５を移動させることにより、第２薬液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させるノズル移動装置２６とを含む。
第２薬液バルブ２４が開かれると、第２薬液配管２３から第２薬液ノズル２２に供給された第２薬液が、第２薬液ノズル２２から下方に吐出される。第２薬液バルブ２４が閉じられると、第２薬液ノズル２２からの第２薬液の吐出が停止される。ノズル移動装置２６は、第２薬液ノズル２２を移動させることにより、第２薬液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させる。さらに、ノズル移動装置２６は、第２薬液ノズル２２から吐出された第２薬液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、第２薬液ノズル２２が平面視でスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間で第２薬液ノズル２２を移動させる。
第１薬液および第２薬液は、互いに種類の異なる薬液である。第１薬液は、酸性であり、第２薬液は、アルカリ性である。第１薬液の具体例は、ＳＰＭ（硫酸と過酸化水素水との混合液）、リン酸（濃度がたとえば８０％以上１００％未満のリン酸水溶液）、フッ酸（フッ化水素酸）である。第２薬液の具体例は、ＳＣ１（アンモニア水と過酸化水素水と水との混合液）である。第１薬液の具体例は、いずれも、薄膜やパーティクルなどの不要物を基板Ｗから除去する除去液（エッチング液または洗浄液）である。また、第１薬液の具体例は、いずれも、温度の上昇に伴って除去能力が高まる薬液である。
図１に示すように、処理液供給装置６は、基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル２７と、リンス液ノズル２７に接続されたリンス液配管２８と、リンス液配管２８に介装されたリンス液バルブ２９と、リンス液ノズル２７が先端部に取り付けられたリンス液アーム３０と、リンス液アーム３０を移動させることにより、リンス液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させるノズル移動装置３１とを含む。
リンス液バルブ２９が開かれると、リンス液配管２８からリンス液ノズル２７に供給されたリンス液が、リンス液ノズル２７から下方に吐出される。リンス液バルブ２９が閉じられると、リンス液ノズル２７からのリンス液の吐出が停止される。ノズル移動装置３１は、リンス液ノズル２７を移動させることにより、リンス液の着液位置を基板Ｗの上面内で移動させる。さらに、ノズル移動装置３１は、リンス液ノズル２７から吐出されたリンス液が基板Ｗの上面に着液する処理位置と、リンス液ノズル２７がスピンチャック５の周囲に退避した退避位置との間でリンス液ノズル２７を移動させる。
リンス液ノズル２７に供給されるリンス液は、純水（脱イオン水：Ｄeionzied water）である。リンス液ノズル２７に供給されるリンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、）または希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、などであってもよい。
図１に示すように、カップ８は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（基板回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ８は、スピンベース１２を取り囲んでいる。スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、処理液が基板Ｗから基板Ｗの周囲に飛散する。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いたカップ８の上端部８ａは、スピンベース１２よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液やリンス液などの処理液は、カップ８によって受け止められる。そして、カップ８に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または排液装置に送られる。
図１に示すように、加熱装置７は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上方に配置された赤外線ヒータ３２と、赤外線ヒータ３２が先端部に取り付けられたヒータアーム３５と、ヒータアーム３５を移動させるヒータ移動装置３６とを含む。
図１に示すように、赤外線ヒータ３２は、赤外線を含む光を発する赤外線ランプ３３と、赤外線ランプ３３を収容するランプハウジング３４とを含む。赤外線ランプ３３は、ランプハウジング３４内に配置されている。図２に示すように、ランプハウジング３４は、平面視で基板Ｗよりも小さい。したがって、赤外線ヒータ３２は、平面視で基板Ｗよりも小さい。赤外線ランプ３３およびランプハウジング３４は、ヒータアーム３５に取り付けられている。したがって、赤外線ランプ３３およびランプハウジング３４は、ヒータアーム３５と共に移動する。
赤外線ランプ３３は、ハロゲンランプである。赤外線ランプ３３は、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。赤外線ランプ３３は、カーボンヒータであってもよいし、ハロゲンランプおよびカーボンヒータ以外の発熱体であってもよい。ランプハウジング３４の少なくとも一部は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。したがって、赤外線ランプ３３が光を発すると、赤外線ランプ３３からの光が、ランプハウジング３４を透過してランプハウジング３４の外面から放出される。
図１に示すように、ランプハウジング３４は、基板Ｗの上面と平行な底壁を有している。赤外線ランプ３３は、底壁の上方に配置されている。底壁の下面は、基板Ｗの上面と平行でかつ平坦な照射面３２ａを含む。赤外線ヒータ３２が基板Ｗの上方に配置されている状態では、ランプハウジング３４の照射面３２ａが、間隔を空けて基板Ｗの上面に上下方向に対向する。この状態で赤外線ランプ３３が光を発すると、赤外線を含む光が、ランプハウジング３４の照射面３２ａから基板Ｗの上面に向かい、基板Ｗの上面に照射される。照射面３２ａは、たとえば、直径が基板Ｗの半径よりも小さい円形である。照射面３２ａは、円形に限らず、長手方向の長さが基板Ｗの半径以上である矩形状であってもよいし、円形および矩形以外の形状であってもよい。
図１に示すように、ヒータ移動装置３６は、赤外線ヒータ３２を所定の高さで保持している。ヒータ移動装置３６は、スピンチャック５の周囲で上下方向に延びるヒータ回動軸線Ａ３まわりにヒータアーム３５を回動させることにより、赤外線ヒータ３２を水平に移動させる。これにより、赤外線が照射される照射位置（基板Ｗの上面内の一部の領域）が基板Ｗの上面内で移動する。図２に示すように、ヒータ移動装置３６は、平面視で基板Ｗの中心を通る円弧状の軌跡に沿って赤外線ヒータ３２を水平に移動させる。したがって、赤外線ヒータ３２は、スピンチャック５の上方を含む水平面内で移動する。また、ヒータ移動装置３６は、赤外線ヒータ３２を鉛直方向に移動させることにより、照射面３２ａと基板Ｗとの距離を変化させる。
赤外線ヒータ３２からの光は、基板Ｗの上面内の照射位置に照射される。制御装置３は、赤外線ヒータ３２が赤外線を発している状態で、スピンチャック５によって基板Ｗを回転させながら、ヒータ移動装置３６によって赤外線ヒータ３２をヒータ回動軸線Ａ３まわりに回動させる。これにより、基板Ｗの上面が、加熱位置としての照射位置によって走査される。したがって、赤外線を含む光が基板Ｗの上面に吸収され、輻射熱が赤外線ランプ３３から基板Ｗに伝達される。そのため、処理液などの液体が基板Ｗ上に保持されている状態で赤外線ランプ３３が赤外線を発すると、基板Ｗおよび処理液の温度が上昇する。
図４は、チャックピン１３の模式的な平面図である。図５は、把持部４１およびピン被覆部５１を示すチャックピン１３の模式的な斜視図である。図６は、図４に示すＶＩ−ＶＩ線に沿うチャックピン１３の模式的な断面図である。図７は、図４に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うチャックピン１３の模式的な断面図である。図８（ａ）は、図４に示す矢印ＶＩＩＩＡの方向にチャックピン１３を見た模式図である。図８（ｂ）は、図４に示す矢印ＶＩＩＩＢの方向にチャックピン１３を見た模式図である。図８（ｃ）は、図４に示す矢印ＶＩＩＩＣの方向にチャックピン１３を見た模式図である。図４、図５、および図８では、導電性部材３７をグレーで着色している。
図４に示すように、チャックピン１３は、導電性を有する導電性部材３７と、導電性部材３７を覆うピンカバー３８と、導電性部材３７とピンカバー３８とを連結する連結部材３９とを含む。
図４に示すように、導電性部材３７、ピンカバー３８、および連結部材３９は、スピンベース１２の上方に配置されている。導電性部材３７、ピンカバー３８、および連結部材３９は、スピンベース１２の外周面よりも内方に配置されている。図６および図７に示すように、導電性部材３７、ピンカバー３８、および連結部材３９は、それぞれ別々の部材である。ピンカバー３８は、着脱可能に導電性部材３７に取り付けられており、連結部材３９によって導電性部材３７に固定されている。図７に示すように、導電性部材３７は、スピンベース１２の上面から上方に突出するチャック開閉機構１４の駆動軸１４ａに固定されている。駆動軸１４ａは、ピン回動軸線Ａ２に沿って上下方向に延びている。連結部材３９は、駆動軸１４ａの上方に配置されている。駆動軸１４ａは、導電性部材３７と共にピン回動軸線Ａ２まわりに回動する。これにより、導電性部材３７、ピンカバー３８、および連結部材３９が、閉位置と開位置との間でピン回動軸線Ａ２まわりに一体となって駆動される。
導電性部材３７は、基板Ｗよりも軟らかく、かつ耐薬品性および導電性を有する複合材料で形成されている。複合材料の具体例は、樹脂と炭素とを含む材料である。導電性部材３７は、樹脂を含む樹脂材料と炭素を含む炭素材料とが交互に積層されたものであってもよいし、炭素材料が内部に分散した樹脂材料によって構成されたものであってもよい。また、導電性部材３７に含まれる炭素は、炭素繊維（カーボンファイバー）であってもよいし、炭素の粉末または粒子であってもよい。導電性部材３７に含まれる樹脂の具体例は、ＰＦＡ（tetrafluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）、ＰＣＴＦＥ（Poly Chloro Tri Furuoro Ethylene)、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene)、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）である。これらの樹脂は、いずれも、基板Ｗよりも軟らかく、かつ耐薬品性を有している。
ピンカバー３８は、基板Ｗよりも軟らかく、かつ耐薬品性を有する樹脂材料で形成されている。ピンカバー３８に含まれる樹脂の具体例は、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ（ethylene tetrafluoroethylene）、ＰＥＥＫである。これらの樹脂は、いずれも、基板Ｗよりも軟らかく、かつ耐薬品性を有している。本実施形態では、ピンカバー３８が、白色（純白および乳白色を含む）のＰＴＦＥで形成されており、白色の外面を有している。前述のように、黒色の炭素が導電性部材３７に含まれているので、導電性部材３７の外面は、黒色である。したがって、ピンカバー３８の外面は、導電性部材３７の外面よりも光（可視光線）の反射率が高い。言い換えると、ピンカバー３８の外面は、導電性部材３７の外面よりも光（可視光線）の吸収率が低い。また、光（可視光線）の反射率の面から見ると、ピンカバー３８の外面は導電性部材３７の外面よりも、反射率が高い。
図４に示すように、ピンカバー３８は、導電性部材３７の上方に配置されている。ピンカバー３８は、平面視で導電性部材３７に重なっており、導電性部材３７の大部分は、平面視でピンカバー３８に隠れている。導電性部材３７の一部（後述する上側傾斜面４５）は、平面視でピンカバー３８から露出しており、平面視で視認可能である。この導電性部材３７の一部は、複数のチャックピン１３が基板Ｗを把持している状態で基板Ｗに隠れる部分である。したがって、複数のチャックピン１３が基板Ｗを把持している状態では、導電性部材３７の全体が基板Ｗおよびピンカバー３８に隠れる。そのため、複数のチャックピン１３が基板Ｗを把持している状態で、赤外線ヒータ３２が光を発したとしても、赤外線ヒータ３２からの光が、基板Ｗおよびピンカバー３８によって遮られる。
図６に示すように、導電性部材３７は、スピンベース１２の上方に配置された土台部４０と、土台部４０の上面から上方に突出する把持部４１とを含む。
図４に示すように、平面視における土台部４０の面積は、平面視における把持部４１の面積よりも大きい。土台部４０は、ピン回動軸線Ａ２に交差している。これに対して、把持部４１は、ピン回動軸線Ａ２に交差していない。したがって、把持部４１は、ピン回動軸線Ａ２の周囲に配置されている。図７に示すように、土台部４０は、チャック開閉機構１４の駆動軸１４ａに連結されている。土台部４０は、チャック開閉機構１４によってピン回動軸線Ａ２まわりに駆動される。土台部４０は、把持部４１と共にピン回動軸線Ａ２まわりに回動する。
図６に示すように、把持部４１は、内向き（図６では、紙面の左側）に開いたＶ字状の縦断面（鉛直面で切断した断面）を有する収容溝４２を形成する２つの溝内面４３、４４と、２つの溝内面４３、４４の下端（下側溝内面４４の内端）から斜め下に内方に延びる上側傾斜面４５とを含む。２つの溝内面４３、４４は、収容溝４２の底４２ａから斜め上に内方に延びる上側溝内面４３と、収容溝４２の底４２ａから斜め下に内方に延びる下側溝内面４４と含む。
図６に示すように、上側溝内面４３および下側溝内面４４は、互いに等しい大きさで、かつ互いに反対の方向に水平面に対して傾いている。上側傾斜面４５は、上側溝内面４３および下側溝内面４４よりも下方に配置されている。したがって、上側傾斜面４５は、収容溝４２よりも下方に配置されている。上側傾斜面４５は、下側溝内面４４の内方に配置されており、下側溝内面４４に連続している。上側傾斜面４５は、水平面に対する下側溝内面４４の傾斜角度よりも小さい角度で水平面に対して傾いている。上側傾斜面４５の径方向長さ（径方向Ｒ１（基板回転軸線Ａ１に直交する方向）への長さ）は、上側溝内面４３および下側溝内面４４の径方向長さよりも小さい。また、図５に示すように、上側傾斜面４５の周方向長さは、上側溝内面４３の周方向長さと等しく、下側溝内面４４の周方向長さと等しい。上側傾斜面４５の周方向長さは、支持部５５の上面（後述する下側傾斜面４６）の周方向長さよりも大きい。
図４および図５に示すように、ピンカバー３８は、土台部４０を覆う土台被覆部４８と、把持部４１を覆うピン被覆部５１とを含む。
図６に示すように、土台被覆部４８は、ピン被覆部５１と一体である。ピン被覆部５１は、土台被覆部４８から上方に延びている。土台部４０は、土台被覆部４８内に収容されており、把持部４１は、ピン被覆部５１内に収容されている。図５に示すように、ピンカバー３８は、内向きに開いた内向き開口４７をピン被覆部５１によって形成している。内向き開口４７は、把持部４１からピン被覆部５１の外部まで内方に延びている。したがって、把持部４１は、内向き開口４７から露出している。内向き開口４７は、ピン被覆部５１の内面と把持部４１の外面との間の隙間Ｇ１に連なっている。
図４に示すように、土台被覆部４８は、土台部４０の上方に配置された下側上壁４９と、土台部４０の周囲に配置された周壁５０とを含む。
図４に示すように、下側上壁４９は、平面視で土台部４０の全域に重なっている。下側上壁４９は、平面視で土台部４０の全体を覆っており、土台部４０の全体は、平面視で土台被覆部４８（下側上壁４９）に隠れている。周壁５０は、下側上壁４９の外周部から下方に延びている。周壁５０は、平面視で下側上壁４９の外周部に沿って延びている。周壁５０は、一端部５０ａおよび他端部５０ｂを有する平面視Ｃ字状である。周壁５０の一端部５０ａは、ピン被覆部５１よりも内方に配置されており、周壁５０の他端部５０ｂは、周壁５０の一端部５０ａよりも外方に配置されている（図８（ｃ）も併せて参照）。周壁５０の一端部５０ａと周壁５０の他端部５０ｂとは、後述する外向き開口５６の一部を形成している。
図５に示すように、ピン被覆部５１は、把持部４１の上方に配置された上側上壁５２と、周方向Ｃ１における把持部４１の両側に配置された２つの側壁５３と、周方向Ｃ１に間隔を空けて把持部４１の内方に配置された２つの内方壁５４と、２つの内方壁５４の間で把持部４１の内方に配置された支持部５５とを含む。
図５に示すように、側壁５３、内方壁５４、および支持部５５は、土台被覆部４８の上面（下側上壁４９の上面）から上方に突出している。各側壁５３の上端部は、内方壁５４および支持部５５よりも上方に配置されている。２つの側壁５３は、周方向Ｃ１に間隔を空けて配置されている。上側上壁５２は、一方の側壁５３の上端部から他方の側壁５３の上端部に延びている。上側上壁５２は、内方壁５４および支持部５５よりも上方に配置されている。内方壁５４は、側壁５３の内端部から支持部５５に周方向Ｃ１に延びている。支持部５５は、収容溝４２の内方に配置されており、その周方向長さは、上側上壁５２の周方向長さよりも小さい。また図３および図６に示すように、支持部５５は、収容溝４２よりも下方に配置され、収容溝４２に向かって斜め上に延びている。したがって、支持部５５の高さは、収容溝４２に近づく従って増加している。内方壁５４の上端は、支持部５５の外端よりも下方に配置されている。
図８に示すように、上側溝内面４３および下側溝内面４４は、上側上壁５２と支持部５５との間の高さに配置されている。同様に、上側傾斜面４５は、上側上壁５２と支持部５５との間の高さに配置されている。上側上壁５２の内端は、上側溝内面４３の内端の上方に配置されている。収容溝４２の底４２ａは、上側上壁５２の内端よりも外方に配置されている。側壁５３は、上側溝内面４３および下側溝内面４４よりも外方に配置された外方部５３ａと、上側溝内面４３および下側溝内面４４よりも下方に配置された下方部５３ｂとを含む。外方部５３ａは、下方部５３ｂから上側上壁５２に上方に延びている。外方部５３ａの内端は、上側溝内面４３および下側溝内面４４よりも外方に配置されている。したがって、収容溝４２を周方向Ｃ１に水平に見ると、収容溝４２の全体がピンカバー３８から露出している（図８（ｂ）参照）。そのため、把持部４１が基板Ｗを把持する際に、基板Ｗとピンカバー３８とが接触しない。
図６に示すように、支持部５５は、上側傾斜面４５の下端（上側傾斜面４５の内端）から斜め下に内方に延びる下側傾斜面４６を含む。
図６に示すように、下側傾斜面４６は、収容溝４２よりも下方に配置されている。下側傾斜面４６は、上側傾斜面４５の内方に配置されており、上側傾斜面４５に連続している。下側傾斜面４６は、水平面に対する上側傾斜面４５の傾斜角度と等しい傾斜角度で水平面に対して傾いている。下側傾斜面４６の径方向長さは、上側傾斜面４５の径方向長さよりも大きい。基板Ｗの下面周縁部は、下側傾斜面４６によって支持される。また、下側傾斜面４６が、斜め下に内方に延びるように傾斜しているので、基板Ｗは、下側傾斜面４６によって線接触または点接触で支持される。基板Ｗが複数の下側傾斜面４６によって支持されている状態で、チャックピン１３が開位置から閉位置に移動されると、基板Ｗの周縁部は、下側傾斜面４６および上側傾斜面４５をこの順に通って、収容溝４２内に移動する。これにより、上側溝内面４３および下側溝内面４４が基板Ｗの周縁部に押し付けられ、基板Ｗが複数のチャックピン１３によって水平な姿勢で保持される。
図８に示すように、ピンカバー３８は、外向きに開いた外向き開口５６を土台被覆部４８およびピン被覆部５１によって形成している。
図８に示すように、外向き開口５６は、内向き開口４７の外方に配置されている。外向き開口５６は、把持部４１からピン被覆部５１の外部まで外方に延びている。したがって、外向き開口５６は、把持部４１の外方に配置されている。外向き開口５６は、ピン被覆部５１の内面と把持部４１の外面との間の隙間Ｇ１に連なっている。外向き開口５６は、把持部４１の上面４１ａよりも上方高さから把持部４１よりも下方の高さまで延びている。外向き開口５６は、外向きに開いていると共に、下向きに開いている。外向き開口５６は、把持部４１の一部と等しい高さから把持部４１よりも下方の高さまで延びていてもよい。
図７に示すように、連結部材３９は、ピンカバー３８の上方に配置された頭部３９ａと、頭部３９ａから下方に延びる軸部３９ｂとを含む。
図７に示すように、頭部３９ａおよび軸部３９ｂは、チャック開閉機構１４の駆動軸１４ａの上方に配置されている。軸部３９ｂは、ピン回動軸線Ａ２に沿って上下方向に延びている。軸部３９ｂは、ピンカバー３８の下側上壁４９を上下方向に貫通する取付孔５７に挿入されている。軸部３９ｂは、さらに、導電性部材３７の土台部４０に設けられた雌ネジ穴５８にネジ留めされている。ピンカバー３８の一部（下側上壁４９の一部）は、連結部材３９の頭部３９ａと導電性部材３７の土台部４０との間に配置されており、連結部材３９と導電性部材３７とによって連結部材３９の軸方向（軸部３９ｂの軸方向）に締めつけられている。これにより、ピンカバー３８が導電性部材３７に固定されている。
図９は、処理ユニット２によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するための工程図である。以下では、図１を参照する。図９については適宜参照する。
以下では、シリコン基板を処理する例について説明する。基板Ｗは、シリコン基板に限るものではなく、例えばシリコンカーバイド基板、サファイア基板、窒化ガリウム基板、またはヒ化ガリウム基板、などであってもよい。
処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるときには、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程（図９のステップＳ１）が行われる。具体的には、制御装置３は、全てのノズルがスピンチャック５の上方から退避している状態で、基板Ｗを保持している搬送ロボットのハンドをチャンバー４内に進入させる。そして、制御装置３は、搬送ロボットによって、基板Ｗを複数のチャックピン１３上に載置する。その後、制御装置３は、搬送ロボットのハンドをチャンバー４内から退避させる。また、制御装置３は、基板Ｗが複数のチャックピン１３上に載置された後、各チャックピン１３を開位置から閉位置に移動させる。その後、制御装置３は、スピンモータ１６によって基板Ｗの回転を開始させる。
次に、第１薬液の一例であるＳＰＭを基板Ｗに供給する第１薬液供給工程（図９のステップＳ２）が行われる。具体的には、制御装置３は、ノズル移動装置２１を制御することにより、第１薬液ノズル１７を退避位置から処理位置に移動させる。これにより、第１薬液ノズル１７が基板Ｗの上方に配置される。その後、制御装置３は、第１薬液バルブ１９を開いて、室温よりも高温（たとえば、１４０℃）のＳＰＭを回転状態の基板Ｗの上面に向けて第１薬液ノズル１７に吐出させる。制御装置３は、この状態でノズル移動装置２１を制御することにより、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置を中央部と周縁部との間で移動させる。
第１薬液ノズル１７から吐出されたＳＰＭは、基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に形成される。これにより、レジスト膜などの異物がＳＰＭによって基板Ｗから除去される。さらに、制御装置３は、基板Ｗが回転している状態で、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置を中央部と周縁部との間で移動させるので、ＳＰＭの着液位置が、基板Ｗの上面全域を通過し、基板Ｗの上面全域が走査される。そのため、第１薬液ノズル１７から吐出されたＳＰＭが、基板Ｗの上面全域に直接吹き付けられ、基板Ｗの上面全域が均一に処理される。
次に、基板ＷへのＳＰＭの供給を停止させた状態でＳＰＭの液膜を基板Ｗ上に保持するパドル工程（図９のステップＳ２）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５を制御することにより、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜に覆われている状態で、第１薬液供給工程での基板Ｗの回転速度よりも小さい低回転速度（たとえば１〜３０ｒｐｍ）まで基板Ｗの回転速度を低下させる。そのため、基板Ｗ上のＳＰＭに作用する遠心力が弱まり、基板Ｗ上から排出されるＳＰＭの量が減少する。制御装置３は、基板Ｗが低回転速度で回転している状態で、第１薬液バルブ１９を閉じて、第１薬液ノズル１７からのＳＰＭの吐出を停止させる。これにより、基板ＷへのＳＰＭの供給が停止された状態で、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に保持される。制御装置３は、基板ＷへのＳＰＭの供給を停止した後、ノズル移動装置２１を制御することにより、第１薬液ノズル１７をスピンチャック５の上方から退避させる。
次に、基板Ｗと基板Ｗ上のＳＰＭとを加熱する加熱工程（図９のステップＳ４）が、パドル工程と並行して行われる。具体的には、制御装置３は、赤外線ヒータ３２からの発光を開始させる。これにより、赤外線ヒータ３２の温度（加熱温度）が、第１薬液（この処理例では、ＳＰＭ）の沸点よりも高い温度まで上昇し、その温度に維持される。その後、制御装置３は、ヒータ移動装置３６によって赤外線ヒータ３２を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、赤外線ヒータ３２が基板Ｗの上方に配置された後、基板Ｗの上面に対する赤外線の照射位置が中央部および周縁部の一方から他方に移動するように、ヒータ移動装置３６によって赤外線ヒータ３２を水平に移動させる。制御装置３は、赤外線ヒータ３２による基板Ｗの加熱が所定時間にわたって行われた後、赤外線ヒータ３２を基板Ｗの上方から退避させる。その後、制御装置３は、赤外線ヒータ３２の発光を停止させる。なお、上記の赤外線ヒータ３２の発光と移動は、同時に行われてもよいし、移動してから発光を開始してもよい。
このように、制御装置３は、基板Ｗを回転させている状態で、基板Ｗの上面に対する赤外線の照射位置を中央部および周縁部の一方から他方に移動させるので、基板Ｗが均一に加熱される。したがって、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜も均一に加熱される。赤外線ヒータ３２による基板Ｗの加熱温度は、ＳＰＭのその濃度における沸点以上の温度に設定されている。したがって、基板Ｗ上のＳＰＭが、その濃度における沸点まで加熱される。特に、赤外線ヒータ３２による基板Ｗの加熱温度が、ＳＰＭのその濃度における沸点よりも高温に設定されている場合には、基板ＷとＳＰＭとの界面の温度が、沸点よりも高温に維持され、基板Ｗからの異物の除去が促進される。
次に、基板Ｗ上のＳＰＭを排出する第１薬液排出工程（図９のステップＳ５）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５を制御することにより、基板Ｗへの液体の供給が停止されている状態で、パドル工程での基板Ｗの回転速度よりも速い回転速度で基板Ｗを回転させる。これにより、パドル工程のときよりも大きな遠心力が基板Ｗ上のＳＰＭに加わり、基板Ｗ上のＳＰＭが基板Ｗの周囲に振り切られる。そのため、殆ど全てのＳＰＭが基板Ｗ上から排出される。また、基板の周囲に飛散したＳＰＭは、カップ８によって受け止められ、カップ８を介して回収装置または排液装置に案内される。
次に、リンス液の一例である純水を基板に供給する第１リンス液供給工程（図９のステップＳ６）が行われる。具体的には、制御装置３は、ノズル移動装置３１を制御することにより、リンス液ノズル２７を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、リンス液ノズル２７が基板の上方に配置された後、リンス液バルブ２９を開いて、回転状態の基板の上面に向けてリンス液ノズル２７に純水を吐出させる。これにより、基板の上面全域を覆う純水の液膜が形成され、基板に残留しているＳＰＭが純水によって洗い流される。そして、リンス液バルブ２９が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ２９を閉じて純水の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、ノズル移動装置３１を制御することにより、リンス液ノズル２７を基板の上方から退避させる。
次に、第２薬液の一例であるＳＣ１を基板に供給する第２薬液供給工程（図９のステップＳ７）が行われる。具体的には、制御装置３は、ノズル移動装置２６を制御することにより、第２薬液ノズル２２を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、第２薬液ノズル２２が基板の上方に配置された後、第２薬液バルブ２４を開いて、回転状態の基板の上面に向けてＳＣ１を第２薬液ノズル２２に吐出させる。制御装置３は、この状態でノズル移動装置２６を制御することにより、基板の上面に対するＳＣ１の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させる。そして、第２薬液バルブ２４が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、第２薬液バルブ２４を閉じてＳＣ１の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、ノズル移動装置２６を制御することにより、第２薬液ノズル２２を基板の上方から退避させる。
第２薬液ノズル２２から吐出されたＳＣ１は、基板の上面に着液した後、遠心力によって基板の上面に沿って外方に流れる。そのため、基板上の純水は、ＳＣ１によって外方に押し流され、基板の周囲に排出される。これにより、基板上の純水の液膜が、基板の上面全域を覆うＳＣ１の液膜に置換される。さらに、制御装置３は、基板が回転している状態で、基板の上面に対するＳＣ１の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させるので、ＳＣ１の着液位置が、基板の上面全域を通過し、基板の上面全域が走査される。そのため、第２薬液ノズル２２から吐出されたＳＣ１が、基板の上面全域に直接吹き付けられ、基板の上面全域が均一に処理される。
次に、リンス液の一例である純水を基板に供給する第２リンス液供給工程（図９のステップＳ８）が行われる。具体的には、制御装置３は、ノズル移動装置３１を制御することにより、リンス液ノズル２７を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、リンス液ノズル２７が基板の上方に配置された後、リンス液バルブ２９を開いて、回転状態の基板の上面に向けてリンス液ノズル２７に純水を吐出させる。これにより、基板上のＳＣ１が、純水によって外方に押し流され、基板の周囲に排出される。そのため、基板上のＳＣ１の液膜が、基板の上面全域を覆う純水の液膜に置換される。そして、リンス液バルブ２９が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ２９を閉じて純水の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、ノズル移動装置３１を制御することにより、リンス液ノズル２７を基板の上方から退避させる。
次に、基板を乾燥させる乾燥工程（図９のステップＳ９）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５によって基板の回転を加速させて、第１薬液供給工程から第２リンス液供給工程までの回転速度よりも大きい高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で基板を回転させる。これにより、大きな遠心力が基板上の液体に加わり、基板に付着している液体が基板の周囲に振り切られる。このようにして、基板から液体が除去され、基板が乾燥する。そして、基板の高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンモータ１６を制御することにより、スピンチャック５による基板の回転を停止させる。
次に、基板をチャンバー４内から搬出する搬出工程（図９のステップＳ１０）が行われる。具体的には、制御装置３は、各チャックピン１３を閉位置から開位置に移動させて、スピンチャック５による基板の把持を解除させる。その後、制御装置３は、全てのノズルがスピンチャック５の上方から退避している状態で、搬送ロボットのハンドをチャンバー４内に進入させる。そして、制御装置３は、搬送ロボットのハンドにスピンチャック５上の基板を保持させる。その後、制御装置３は、搬送ロボットのハンドをチャンバー４内から退避させる。これにより、処理済みの基板がチャンバー４から搬出される。
以上のように本実施形態では、導電性を有する導電性部材３７と、導電性部材３７を覆うピンカバー３８とが、各チャックピン１３に設けられている。導電性部材３７は、炭素を含む材料で形成されており、導電性を有している。導電性部材３７は、基板の周縁部に押し付けられる把持部４１を含む。したがって、基板の回転中に基板に接している部分（把持部４１）が、導電性を有している。そのため、基板の回転による基板の帯電や、帯電した処理液が供給されることによる基板の帯電などを抑制または防止できる。しかも、導電性部材３７が基板よりも軟らかいので、基板と導電性部材３７との接触によって基板が傷つくことを抑制または防止できる。
また、複数の把持部４１が基板の周縁部に押し付けられている状態では、導電性部材３７の一部が、平面視で基板の周囲に配置される。ピンカバー３８は、複数の把持部４１が基板の周縁部に押し付けられている状態において平面視で基板の外周縁から外方に突出する突出部（導電性部材３７の一部）の全域を平面視で覆っている。したがって、導電性部材３７の一部がピンカバー３８によって熱源から保護される。また、基板の下方に位置する導電性部材３７の他の部分が、平面視でピンカバー３８から露出しているとしても、この部分は、基板によって熱源から保護される。したがって、導電性部材３７の全体が熱源から保護される。これにより、加熱によるチャックピン１３の変形を防止できる。
また本実施形態では、赤外線ランプ３３が、スピンチャック５に把持されている基板の上方に配置されている。赤外線ランプ３３は、基板に向けて光を発する。これにより、基板に光が照射され、基板と基板上の処理液との少なくとも一方が加熱される。導電性部材３７を覆うピンカバー３８は、導電性部材３７よりも光の反射率が高い。したがって、ピンカバー３８は、導電性部材３７よりも加熱され難く、導電性部材３７よりも温度が上昇し難い。そのため、ピンカバー３８は、赤外線ランプ３３の光から導電性部材３７を保護できるだけでなく、ピンカバー３８自体の温度上昇を抑制できる。これにより、チャックピン１３の温度上昇を抑えることができる。
また本実施形態では、ピンカバー３８が、光を反射しやすい白色の外面を有している。これに対して、導電性部材３７は、黒色の炭素を含む材料で形成されており、黒色の外面を有している。したがって、ピンカバー３８は、導電性部材３７よりも光の反射率が高い。さらに、ピンカバー３８の外面が光を反射しやすい白色なので、ピンカバー３８に吸収される光の量を低減でき、ピンカバー３８自体の温度上昇を効率的に抑制できる。
また本実施形態では、基板の下面周縁部を支持する支持部５５が、ピンカバー３８に設けられている。したがって、支持部５５が、導電性部材３７に設けられている場合よりも、導電性部材３７が小型化する。そのため、熱源から保護すべき部分（導電性部材３７の一部）を減少させることができる。さらに、基板の下面と擦れ合う支持部５５が基板よりも軟らかいので、基板とピンカバー３８との接触によって基板が傷つくことを抑制または防止できる。これにより、基板処理装置１によって処理された基板の品質をさらに高めることができる。
また本実施形態では、導電性部材３７とピンカバー３８とが別々の部材であり、互いに組み合わされている。ピンカバー３８が、導電性部材３７に組み合わされる導電性部材３７とは別の部材なので、ピンカバー３８が導電性部材３７の外面に密着したコーティング層である場合よりも、ピンカバー３８の形状の自由度が高い。したがって、ピンカバー３８の厚みを大きくしやすい。そのため、熱源から導電性部材３７に伝達される熱をピンカバー３８によってさらに減少させることができる。これにより、導電性部材３７の温度上昇をさらに抑えることができる。
また本実施形態では、導電性部材３７に設けられた把持部４１が、ピンカバー３８に設けられたピン被覆部５１に収容されている。ピン被覆部５１の少なくとも一部は、把持部４１の上方に配置されており、把持部４１の上面４１ａを覆っている。したがって、ピンカバー３８は、熱源から把持部４１の上面４１ａを保護できる。さらに、把持部４１からピン被覆部５１の外部まで内方に延びる内向き開口４７が、ピンカバー３８によって形成されているので、基板の周縁部を内向き開口４７内に進入させることにより、把持部４１を基板の周縁部に押し付けることができる。したがって、ピンカバー３８は、把持部４１による基板の把持を邪魔することなく、熱源から把持部４１を保護できる。
また本実施形態では、把持部４１からピン被覆部５１の外部まで外方に延びる外向き開口５６が、ピンカバー３８によって形成されている。前述のように、導電性部材３７とピンカバー３８とが別々の部材であり、互いに組み合わされているので、ピン被覆部５１の内面と把持部４１の外面との間に微小な隙間Ｇ１（たとえば、２ｍｍ程度以下の隙間）が生じる。処理液供給装置６が基板に処理液を供給すると、微量の処理液がこの隙間Ｇ１に浸入する場合がある。外向き開口５６は、ピン被覆部５１の内面と把持部４１の外面との間の隙間Ｇ１に連なっており、外向きに開いている。したがって、ピン被覆部５１と把持部４１との間に浸入した処理液は、外向き開口５６に移動し、外向き開口５６から外方に排出される。これにより、チャックピン１３内の処理液の残留量を低減でき、残留液による基板の汚染を低減できる。
また本実施形態では、外向き開口５６は、把持部４１よりも上下方向に長く、十分な開口面積が外向き開口５６に確保されている。そのため、内向き開口４７を通ってピンカバー３８の内部に浸入した処理液を効率的に外向き開口５６から排出できる。これにより、チャックピン１３内の処理液の残留量を低減でき、残留液による基板の汚染を低減できる。
また本実施形態では、外向き開口５６が、外向きに開いていると共に、下向きに開いている。外向き開口５６内の処理液は、重力によって外向き開口５６内を下方に流れる。したがって、外向き開口５６の下端が閉じられている場合、外向き開口５６の下端に処理液が溜まってしまう。これに対して、外向き開口５６が下向きに開いている場合には、外向き開口５６の下端に流下した処理液が、外向き開口５６から下方に排出される。そのため、チャックピン１３内の処理液の残留量を低減でき、残留液による基板の汚染を低減できる。
本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、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、基板の下面周縁部に接触する支持部５５が、ピンカバー３８に設けられている場合について説明したが、支持部５５は、導電性部材３７に設けられていてもよい。
また、前述の実施形態では、導電性部材３７の一部が、平面視でピンカバー３８から露出している場合について説明したが、ピンカバー３８が、平面視で導電性部材３７の全体を覆っており、導電性部材３７の全体が、平面視でピンカバー３８に隠れていてもよい。
また、図１０に示すように、導電性部材３７は、把持部４１に加えて、把持部４１よりも剛性が高く且つ把持部４１を保持する保持部５９を含んでいてもよい。
図１０に示すように、把持部４１および保持部５９は、別々の部材である。把持部４１は、基板Ｗよりも軟らかく、かつ耐薬品性および導電性を有する前述の複合材料で形成されている。保持部５９は、把持部４１よりも硬く、かつ耐薬品性および導電性を有する材料で形成されている。
把持部４１が炭素とＰＦＡとを含む複合材料で形成されている場合、保持部５９は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）等の導電性セラミックで形成されている。保持部５９は、炭素の焼結体であってもよいし、ジルコニア（ＺｒＯ２）等のＳｉＣ以外の導電性セラミックで形成されていてもよい。
図１０に示すように、保持部５９は、前述の土台部４０と、土台部４０から上方に延びる芯部６０とを含む。把持部４１は、土台部４０の上方に配置されている。芯部６０は、把持部４１に設けられた挿入穴に挿入されている。把持部４１は、芯部６０の全周を取り囲んでいる。芯部６０の上端は、収容溝４２の底４２ａよりも上方に配置されている。芯部６０の上端は、図１０に示すように、把持部４１の上面４１ａと等しい高さに配置されていてもよいし、把持部４１の上面４１ａと収容溝４２の底４２ａとの間の高さに配置されていてもよい。チャックピン１３が閉位置に位置しているとき、芯部６０は、基板Ｗの周囲に位置する。
図１０に示す構成では、把持部４１および保持部５９が、導電性部材３７に設けられている。把持部４１および保持部５９は、いずれも導電性を有している。したがって、基板Ｗの帯電を抑制または防止できる。さらに、基板Ｗに接触する把持部４１が基板Ｗよりも軟らかいので、基板Ｗと導電性部材３７との接触によって基板Ｗが傷つくことを抑制または防止できる。しかも、把持部４１を保持する保持部５９が把持部４１よりも剛性が高いので、導電性部材３７全体の剛性を高めることができる。これにより、チャックピン１３の変形量を低減できる。特に、把持部４１が保持部５９の芯部６０によって補強されているので、把持部４１の変形を効果的に抑えることができる。
また、前述の実施形態では、基板および処理液の少なくとも一方を加熱する熱源が、赤外線ランプ３３を含む赤外線ヒータ３２である場合について説明したが、通電により発熱する電熱線を含む抵抗ヒータや、室温よりも高温の熱風を吹き出す送風機が、熱源として用いられてもよい。
また、前述の実施形態では、ピンカバー３８が導電性部材３７とは別の部材である場合について説明したが、ピンカバー３８の全部または一部は、導電性部材３７の外面に密着したコーティング層であってもよい。コーティング層は、導電性部材３７とは別の部材よりも厚みを薄くしやすい。したがって、ピンカバー３８がコーティング層を含む場合には、チャックピン１３の重量の増加を抑制できる。これにより、チャックピン１３の慣性質量の増加を抑制できる。
また、前述の実施形態では、赤外線ヒータ３２の発光が停止された状態で、乾燥工程が行われる場合について説明したが、制御装置３は、乾燥工程と並行して、赤外線ヒータ３２に基板と基板上の液体とを加熱させてもよい。この場合、制御装置３は、基板の上面に対する光の照射位置が基板の上面内で移動するように赤外線ヒータ３２を移動させてもよいし、赤外線ヒータ３２を静止させた状態で赤外線ヒータ３２を発光させてもよい。いずれの場合でも、基板および液体の加熱によって、液体の蒸発が促進されるので、基板が乾燥するまでの時間を短縮できる。
また、前述の実施形態では、第１薬液ノズル１７、第２薬液ノズル２２、およびリンス液ノズル２７が、別々のアームに取り付けられている場合について説明したが、第１薬液ノズル１７、第２薬液ノズル２２、およびリンス液ノズル２７のうちの二つ以上が、共通のアームに取り付けられていてもよい。また、前述の実施形態では、赤外線ヒータ３２がヒータアーム３５に取り付けられている場合について説明したが、赤外線ヒータ３２は、第１薬液ノズル１７、第２薬液ノズル２２、およびリンス液ノズル２７の少なくとも一つを保持するアームに取り付けられていてもよい。
また、前述の実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
また、前述の全ての実施形態のうちの２つ以上が組み合わされてもよい。
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。
１ ：基板処理装置
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
５ ：スピンチャック
６ ：処理液供給装置
７ ：加熱装置
１２ ：スピンベース
１３ ：チャックピン
１４ ：チャック開閉機構
１４ａ ：駆動軸
１６ ：スピンモータ
１７ ：第１薬液ノズル
２２ ：第２薬液ノズル
２７ ：リンス液ノズル
３２ ：赤外線ヒータ
３２ａ ：照射面
３３ ：赤外線ランプ
３７ ：導電性部材
３８ ：ピンカバー
３９ ：連結部材
４０ ：土台部
４１ ：把持部
４１ａ ：把持部の上面
４２ ：収容溝
４３ ：上側溝内面
４４ ：下側溝内面
４５ ：上側傾斜面
４６ ：下側傾斜面
４７ ：内向き開口
４８ ：土台被覆部
４９ ：下側上壁（上壁）
５０ ：周壁
５１ ：ピン被覆部
５２ ：上側上壁（上壁）
５３ ：側壁
５５ ：支持部
５６ ：外向き開口
５９ ：保持部
６０ ：芯部
Ａ１ ：基板回転軸線
Ａ２ ：ピン回動軸線
Ａ３ ：ヒータ回動軸線
Ｃ１ ：周方向
Ｇ１ ：隙間
Ｒ１ ：径方向
Ｗ ：基板

Claims (13)

  1. 基板の周囲に配置される複数のチャックピンと、前記複数のチャックピンのそれぞれを基板の周縁部に押し付けることにより前記複数のチャックピンに基板を水平な姿勢で把持させるチャック開閉機構と、前記複数のチャックピンに把持されている基板を回転させるスピンモータとを含むスピンチャックと、
    前記スピンチャックに保持されている基板に処理液を供給する処理液供給装置と、
    前記スピンチャックに保持されている基板の上方に配置される熱源とを含み、
    前記複数のチャックピンは、
    基板よりも軟らかく且つ基板の周縁部に押し付けられる把持部を含み、炭素を含む材料で形成されており、前記把持部が基板の周縁部に押し付けられている状態で平面視で基板の外周縁から外方に突出する導電性部材と、
    前記把持部が基板の周縁部に押し付けられている状態で平面視で基板の外周縁から外方に突出する前記導電性部材の一部の全域を平面視で覆うピンカバーとを含む、基板処理装置。
  2. 前記熱源は、前記スピンチャックに把持されている基板に向けて基板の上方から光を発するランプを含み、
    前記ピンカバーは、前記導電性部材よりも光の反射率が高い、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記ピンカバーは、白色の外面を含む、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記チャック開閉機構は、前記把持部が基板の周縁部に押し付けられる閉位置と、前記把持部が基板の周縁部から離れる開位置との間で、前記複数のチャックピンを移動させるものであり、
    前記ピンカバーは、前記把持部から斜め下に延びていると共に、前記把持部が基板の周縁部から離れている状態で基板の下面周縁部を支持する支持部を含み、基板よりも軟らかい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記ピンカバーは、前記導電性部材とは別の部材である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記ピンカバーは、少なくとも前記把持部の上面が覆われるように前記把持部を収容するピン被覆部を含み、前記把持部から前記ピン被覆部の外部まで内方に延びる内向き開口を形成している、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記ピンカバーは、前記把持部から前記ピン被覆部の外部まで外方に延びており、前記ピン被覆部の内面と前記把持部の外面との間の隙間に連なる外向き開口を形成している、請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記外向き開口は、前記把持部よりも上下方向に長い、請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記外向き開口は、外向きに開いていると共に、下向きに開いている、請求項７または８に記載の基板処理装置。
  10. 前記ピンカバーは、前記導電性部材の外面に密着したコーティング層を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  11. 前記基板処理装置は、前記スピンチャック、処理液供給装置、および熱源を制御する制御装置をさらに含み、
    前記制御装置は、
    前記処理液供給装置に処理液を基板に供給させることにより、基板の上面全域を覆う処理液の液膜を形成する液膜形成工程と、
    前記液膜形成工程で形成された処理液の液膜が基板上にある状態で前記熱源を発熱させる加熱工程とを実行する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  12. 前記基板処理装置は、前記スピンチャック、処理液供給装置、および熱源を制御する制御装置をさらに含み、
    前記制御装置は、
    前記スピンチャックに基板を回転させながら、前記処理液供給装置に処理液を基板に供給させる処理液供給工程と、
    基板への処理液の供給が停止された状態で、前記処理液供給工程での回転速度よりも大きい回転速度で前記スピンチャックに基板を回転させることにより、基板から処理液を除去して基板を乾燥させる乾燥工程と、
    前記乾燥工程と並行して、前記熱源に発熱させる加熱工程とを実行する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  13. 前記導電性部材は、基板よりも軟らかく且つ基板の周縁部に押し付けられる前記把持部と、前記把持部よりも硬く且つ前記把持部を保持する保持部とを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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