JP6426499B2 - 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を処理する技術に関する。

従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板上に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の薬液処理が行われる。また、薬液処理の終了後、基板上に洗浄液が供給されて洗浄処理が行われ、その後、基板の乾燥処理が行われる。

例えば、特許文献１の基板洗浄装置では、ウエハを水平に保持するスピンチャック上に蓋部材が載置され、ウエハと共に回転する。基板の洗浄処理の際には、まず、蓋部材の上方に離間して配置された上ノズルから、蓋部材の回転中心に設けられた開口を介して、回転中の基板上に洗浄液が供給される。洗浄液としては、フッ酸、塩酸、硫酸、リン酸、アンモニア、過酸化水素水等が利用される。続いて、当該上ノズルから回転中の基板上に純水が供給されることにより、基板に付着している洗浄液が洗い流される。その後、基板の乾燥処理の際には、上記上ノズルから窒素（Ｎ_２）ガスが吐出され、蓋部材の開口を介してウエハ上に供給される。これにより、蓋部材とウエハとの間の空間における酸素濃度を低下させ、基板の乾燥を促進することができる。

上記蓋部材は、鉄等の磁性体により形成される。蓋部材をスピンチャックから上方へと離間させる際には、アームの先端の電磁石に連結された吸着部材により蓋部材が吸着され、アームと共に蓋部材が上方へと移動する。当該基板洗浄装置では、電磁石への通電をオン／オフすることにより、蓋部材を吸着／解放することができる。

特許第３６２１５６８号公報

ところで、特許文献１の基板洗浄装置では、ウエハに供給された洗浄液が、ウエハに対向する対向部材である蓋部材の下面に繰り返し付着し、繰り返し乾燥されることで、蓋部材下面に洗浄残渣等が次第に蓄積して汚染源となるおそれがある。したがって、蓋部材を基板洗浄装置から取り出してメンテナンスを行う必要がある。このとき、基板洗浄装置では、基板の洗浄等を行うことができず、生産性が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対向部材を交換して使用することにより、基板処理の生産性低下を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、水平状態の基板を保持する基板保持部と、前記基板の上面に対向する対向部材と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、前記対向部材を収容可能な対向部材収容部と、前記対向部材を保持し、上下方向の第１の位置と第２の位置との間で前記基板保持部に対して相対的に移動するとともに、前記基板保持部の上方と前記対向部材収容部との間で搬送する対向部材搬送機構とを備え、前記対向部材は、前記第１の位置にて前記対向部材搬送機構により保持されるとともに前記基板保持部から上方に離間し、前記第２の位置にて前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転し、前記対向部材搬送機構により、前記対向部材が前記基板保持部の上方から搬送されて前記対向部材収容部へと搬入され、前記対向部材収容部に収容されている他の対向部材が取り出されて前記基板保持部の上方へと搬送される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記対向部材および前記他の対向部材の種類が互いに異なる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記対向部材収容部に収容された前記対向部材を洗浄する対向部材洗浄機構をさらに備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記対向部材収容部が、前記上下方向に積層されるとともに対向部材をそれぞれ収容可能な複数の収容部を備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記対向部材搬送機構が、前記対向部材を前記対向部材収容部に対して進退させる進退機構を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記対向部材搬送機構における前記対向部材の位置ずれを制限する移動制限部をさらに備える。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記対向部材が、前記基板の前記上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材本体と、前記対向部材本体の前記対向部材開口の周囲から上方に突出するとともに前記対向部材搬送機構に保持される筒状の被保持部とを備え、前記被保持部が、前記中心軸を中心とする円筒状のフランジ接続部と、前記フランジ接続部の上端部から径方向外方に広がる対向部材フランジ部とを備え、前記対向部材搬送機構が、前記第１の位置に位置する前記対向部材の前記対向部材フランジ部の一部に下側から接して支持する第１フランジ支持部と、前記フランジ接続部を挟んで前記第１フランジ支持部と反対側に位置し、前記第１の位置に位置する前記対向部材の前記対向部材フランジ部の一部に下側から接して支持する第２フランジ支持部と、前記第１フランジ支持部および前記第２フランジ支持部が取り付けられる保持部本体とを備え、前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態で、前記対向部材搬送機構が、前記保持部本体を水平に回転することにより、前記第１フランジ支持部および前記第２フランジ支持部を、前記対向部材フランジ部から径方向外方へと離間させ、また、前記対向部材フランジ部の下方に配置し、前記フランジ接続部は、前記第１フランジ支持部と前記第２フランジ支持部との間から、前記第１フランジ支持部および前記第２フランジ支持部に沿う方向の少なくとも一方側に離脱可能である。

請求項８に記載の発明は、基板を処理する基板処理システムであって、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置と、他の基板処理装置と、前記基板処理装置を収容する装置収容室と、前記他の基板処理装置を収容する他の装置収容室とを備える。

請求項９に記載の発明は、基板を処理する基板処理システムであって、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置と、前記基板処理装置と前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構を共用し、前記基板処理装置と同様の構造を有する他の基板処理装置と、前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構が配置される共用空間と、前記基板処理装置のうち前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構を除く構成が配置される装置収容室と、前記他の基板処理装置のうち前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構を除く構成が配置される他の装置収容室とを備える。

請求項１０に記載の発明は、水平状態の基板を保持する基板保持部と、前記基板の上面に対向する対向部材と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構とを備える基板処理装置において基板を処理する基板処理方法であって、前記基板処理装置が、前記対向部材を収容可能な対向部材収容部と、前記対向部材を保持し、上下方向の第１の位置と第２の位置との間で前記基板保持部に対して相対的に移動するとともに、前記基板保持部の上方の位置と前記対向部材収容部との間で搬送する対向部材搬送機構とをさらに備え、前記対向部材は、前記第１の位置にて前記対向部材搬送機構により保持されるとともに前記基板保持部から上方に離間し、前記第２の位置にて前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転し、前記基板処理方法が、ａ）前記対向部材を前記基板保持部の上方から搬送して前記対向部材収容部へと搬入する工程と、ｂ）前記対向部材収容部に収容されている他の対向部材を搬出して前記基板保持部の上方へと搬送する工程とを備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の基板処理方法であって、前記対向部材および前記他の対向部材の種類が互いに異なり、前記ｂ）工程後に前記基板処理装置において行われる処理の性質に応じて、前記ｂ）工程よりも前に、前記他の対向部材の種類を決定する工程をさらに備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程よりも後に、前記対向部材収容部に収容された前記対向部材を洗浄する工程をさらに備える。

請求項１３に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程において、前記対向部材が前記対向部材収容部に対して進退することにより前記対向部材収容部に搬入される。

請求項１４に記載の発明は、請求項１０ないし１３のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ａ）工程において、搬送中の前記対向部材の位置ずれが制限される。

本発明では、対向部材を交換して使用することができる。

第１の実施の形態に係る基板処理システムの平面図である。 基板処理システムの断面図である。 処理ユニットの平面図である。 処理ユニットの一部を示す平面図である。 処理ユニットの一部を示す断面図である。 対向部材保持部の先端部近傍を拡大して示す斜視図である。 処理ユニットの一部を示す断面図である。 対向部材収容部の側面図である。 処理ユニットの一部を示す平面図である。 処理ユニットの一部を示す断面図である。 気液供給部を示すブロック図である。 処理ユニットの一部を示す断面図である。 処理ユニットの一部を示す平面図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板の処理の流れを示す図である。 処理ユニットの一部を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る基板処理システムの処理ユニットの平面図である。 処理ユニットの一部を示す平面図である。 処理ユニットの一部を示す平面図である。 処理ユニットの平面図である。 第３の実施の形態に係る基板処理システムの平面図である。 基板処理システムの断面図である。 処理ユニットの一部を示す断面図である。 対向部材保持部の他の例を示す処理ユニットの一部を示す平面図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理システム１０の内部を示す平面図である。図２は、基板処理システム１０を図１中のＩＩ−ＩＩの位置にて切断した断面図である。図２では、断面よりも奥の構成も合わせて描いている。基板処理システム１０は、半導体基板（以下、単に「基板」という。）を処理するシステム（装置）である。

基板処理システム１０は、インデクサ部７と、プロセス部６とを備える。インデクサ部７は、複数の基板収容器７１と、複数の基板収容器載置部７２と、インデクサロボット７３とを備える。複数の基板収容器７１はそれぞれ、複数の基板収容器載置部７２上に載置される。複数の基板収容器７１は、図１および図２中において、インデクサロボット７３の左側に配置される。各基板収容器７１は、複数の基板を収容する。各基板収容器７１では、水平状態の複数の基板が上下方向に互いに離間しつつ配列されて収容される。

インデクサロボット７３は、インデクサハンド７４と、ハンド駆動機構７５とを備える。インデクサハンド７４は、１つの基板を水平状態にて保持可能である。ハンド駆動機構７５は、例えば、インデクサハンド７４を水平方向に進退させる進退機構と、インデクサハンド７４を上下方向に移動する昇降機構と、インデクサハンド７４を上下方向に平行な回転軸を中心として回転する回転機構とを備える。

ハンド駆動機構７５によりインデクサハンド７４が駆動されることにより、基板収容器７１から基板（例えば、処理が済んでいない未処理基板）が搬出され、また、基板収容器７１に基板（例えば、処理済み基板）が搬入される。詳細には、ハンド駆動機構７５は、インデクサハンド７４を基板収容器７１に対向させた後、前進させて基板収容器７１内に挿入する。そして、インデクサハンド７４を上昇させることにより基板を保持した後、後退させて基板収容器７１から基板を搬出する。基板を搬入する場合は、上記と反対の動作が行われる。

プロセス部６は、複数の処理ユニット６１と、中間ユニット６２と、主搬送ロボット６３とを備える。各処理ユニット６１は、基板に対して処理液を供給して基板を処理するユニットである。複数の処理ユニット６１は、平面視において、中間ユニット６２および主搬送ロボット６３が配置される空間６６を取り囲んで配置される。空間６６は、複数の処理ユニット６１により共有される主搬送ロボット６３用の空間であり、以下の説明では「共用空間６６」という。図１および図２に示す例では、基板処理システム１０は１２個の処理ユニット６１を有する。詳細には、基板処理システム１０では、共用空間６６の両側にそれぞれ６つの処理ユニット６１が配置される。共用空間６６の一方側のみに処理ユニット６１が配置されてもよい。

主搬送ロボット６３は、基板搬送ハンド６４と、ハンド駆動機構６５とを備える。基板搬送ハンド６４は、１つの基板を水平状態にて保持可能である。ハンド駆動機構６５は、例えば、基板搬送ハンド６４を水平方向に進退させる進退機構と、基板搬送ハンド６４を上下方向に移動する昇降機構と、基板搬送ハンド６４を上下方向に平行な回転軸を中心として回転する回転機構とを備える。

ハンド駆動機構６５により基板搬送ハンド６４が駆動されることにより、処理ユニット６１へと基板（例えば、未処理基板）が搬入され、また、処理ユニット６１から基板（例えば、処理済み基板）が搬出される。詳細には、ハンド駆動機構６５は、基板搬送ハンド６４を処理ユニット６１の搬出入口に対向させた後、前進させて基板を処理ユニット６１内に挿入する。そして、基板搬送ハンド６４から処理ユニット６１内の基板保持部３１（後述）に基板を渡した後、基板搬送ハンド６４を後退させて処理ユニット６１から退出させる。基板を搬出する場合は、上記と反対の動作が行われる。

中間ユニット６２は、インデクサロボット７３と主搬送ロボット６３との間で基板の受け渡しが行われる際に、基板を一時的に保持するユニットである。例えば、インデクサロボット７３により、基板収容器７１から未処理基板が搬出され、中間ユニット６２に搬入されて中間ユニット６２にて一時的に保持される。そして、主搬送ロボット６３により、当該未処理基板が中間ユニット６２から搬出され、処理ユニット６１に搬入される。また、主搬送ロボット６３により、処理済み基板が処理ユニット６１から搬出され、中間ユニット６２に搬入されて中間ユニット６２にて一時的に保持される。そして、インデクサロボット７３により、当該処理済み基板が中間ユニット６２から搬出され、基板収容器７１に搬入される。

図３は、１つの処理ユニット６１の内部を示す平面図である。図４は、図３に示す処理ユニット６１の一部を拡大して示す平面図である。図５は、処理ユニット６１の一部を図４中のＶ−Ｖの位置にて切断した断面図である。処理ユニット６１は、基板処理装置１と、ハウジング１１とを備える。基板処理装置１は、基板９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、装置収容室であるハウジング１１内に収容される。図３ないし図５では、ハウジング１１を破線にて示す。以下の同様の図においても、ハウジング１１を破線にて示す。基板処理システム１０では、他の処理ユニット６１の構造も、図３ないし図５に示すものと同様である。他の処理ユニット６１では、他の基板処理装置１が、他の装置収容室である他のハウジング１１内に収容される。他の基板処理装置１は、図３ないし図５に示す基板処理装置１と同様の構造を有する。

図３ないし図５に示すように、基板処理装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部３７と、第１処理液ノズル４１１と、第２処理液ノズル４２１と、ノズル移動機構４３と、ノズル洗浄部４４と、トッププレート５１と、対向部材保持部５３と、対向部材昇降機構５５と、対向部材保持部移動機構５７と、対向部材収容部８１とを備える。図３に示すように、基板処理装置１はさらに制御部２１を備える。制御部２１は、基板回転機構３３、ノズル移動機構４３、ノズル洗浄部４４、対向部材昇降機構５５、対向部材保持部移動機構５７等の構成を制御する。図４および以降の図では、制御部２１の図示を省略する。

図３および図４では、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１は、平面視においてトッププレート５１から離間し、トッププレート５１の周囲のそれぞれの退避位置に位置する。以下の説明では、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１を区別する必要がない場合は、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１をまとめて、あるいは、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１のいずれか一方を、単に「処理液ノズル」ともいう。

図４および図５に示すように、ノズル移動機構４３は、第１ノズル昇降機構４３１、第１ノズル回転機構４３２、第２ノズル昇降機構４３３および第２ノズル回転機構４３４を備える。第１処理液ノズル４１１は、第１ノズル昇降機構４３１および第１ノズル回転機構４３２から水平方向に延びる第１アーム４１２の先端部に接続される。第１ノズル昇降機構４３１は、第１処理液ノズル４１１を第１アーム４１２と共に上下方向に移動する。第１ノズル回転機構４３２は、第１処理液ノズル４１１を第１アーム４１２と共に水平に回転する。

図４に示すように、第２処理液ノズル４２１は、第２ノズル昇降機構４３３および第２ノズル回転機構４３４から水平方向に延びる第２アーム４２２の先端部に接続される。第２ノズル昇降機構４３３は、第２処理液ノズル４２１を第２アーム４２２と共に上下方向に移動する。第２ノズル回転機構４３４は、第２処理液ノズル４２１を第２アーム４２２と共に水平に回転する。

図４および図５に示す基板保持部３１は、水平状態の基板９を保持する。基板保持部３１は、ベース部３１１と、複数のチャック３１２と、複数の係合部３１３とを備える。ベース部３１１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。基板９は、ベース部３１１の上方に配置される。複数のチャック３１２は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、ベース部３１１の上面の外周部に周方向に配置される。基板保持部３１では、複数のチャック３１２により、水平状態の基板９の外縁部が保持される。複数の係合部３１３は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、ベース部３１１の上面の外周部に周方向に配置される。複数の係合部３１３は、複数のチャック３１２よりも径方向外側に配置される。基板回転機構３３は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部３１と共に回転する。

カップ部３７は、中心軸Ｊ１を中心とする環状の部材であり、基板９および基板保持部３１の径方向外側に配置される。カップ部３７は、基板９および基板保持部３１の周囲を全周に亘って覆い、基板９から周囲に向かって飛散する処理液等を受ける。カップ部３７の底部には、図示省略の排出ポートが設けられる。カップ部３７にて受けられた処理液等は、当該排出ポートを介してハウジング１１の外部へと排出される。また、当該排出ポートを介してカップ部３７内のガスがハウジング１１の外部へと排出される。

トッププレート５１は、平面視において略円形の部材である。トッププレート５１は、基板９の上面９１に対向する対向部材であり、基板９の上方を遮蔽する遮蔽板である。トッププレート５１は、対向部材本体５１１と、被保持部５１２と、複数の係合部５１３とを備える。対向部材本体５１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。対向部材本体５１１は、基板９の上面９１に対向する。対向部材本体５１１の中央部には、対向部材開口５１４が設けられる。対向部材開口５１４は、例えば、平面視において略円形である。対向部材開口５１４の直径は、基板９の直径に比べて十分に小さい。複数の係合部５１３は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、対向部材本体５１１の下面の外周部に周方向に配置される。

被保持部５１２は、対向部材本体５１１の対向部材開口５１４の周囲から上方に突出する筒状の部位である。被保持部５１２は、フランジ接続部５１５と、対向部材フランジ部５１６とを備える。フランジ接続部５１５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。フランジ接続部５１５は、対向部材開口５１４のエッジ近傍において対向部材本体５１１に接続される。対向部材フランジ部５１６は、フランジ接続部５１５の上端部から径方向外方に広がる。対向部材フランジ部５１６は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。

対向部材保持部５３は、トッププレート５１の被保持部５１２を保持する。対向部材保持部５３は、保持部本体５３１と、第１フランジ支持部５３２と、第１接続部５３３と、第２フランジ支持部５３４と、第２接続部５３５とを備える。保持部本体５３１は、略水平に延びる棒状のアームである。保持部本体５３１の基部（すなわち、図５中の右側の端部）は、対向部材昇降機構５５および対向部材保持部移動機構５７に接続される。基板処理装置１では、対向部材保持部５３、対向部材昇降機構５５および対向部材保持部移動機構５７により、トッププレート５１を搬送する対向部材搬送機構が構成される。対向部材搬送機構は、他の構成を含んでいてもよい。

第１フランジ支持部５３２、第１接続部５３３、第２フランジ支持部５３４および第２接続部５３５は、保持部本体５３１の先端部に取り付けられる。第１フランジ支持部５３２および第１接続部５３３は、保持部本体５３１の先端近傍に位置し、第２フランジ支持部５３４および第２接続部５３５は、第１フランジ支持部５３２および第１接続部５３３と保持部本体５３１の基部との間に配置される。第２フランジ支持部５３４は、トッププレート５１のフランジ接続部５１５を挟んで、第１フランジ支持部５３２と反対側に位置する。

図６は、対向部材保持部５３の先端部近傍を拡大して示す斜視図である。図６では、保持部本体５３１および対向部材本体５１１の図示を省略している。図４ないし図６に示すように、第１接続部５３３および第２接続部５３５はそれぞれ、保持部本体５３１の下面から下方に広がる略平板状の部位である。第１接続部５３３および第２接続部５３５はそれぞれ、保持部本体５３１の長手方向に略垂直な方向に広がる。第１フランジ支持部５３２は、第１接続部５３３の下端部から略水平に広がる略平板状の部位である。第１フランジ支持部５３２は、第１接続部５３３から保持部本体５３１の基部側へと広がる。第２フランジ支持部５３４は、第２接続部５３５の下端部から略水平に広がる略平板状の部位である。第２フランジ支持部５３４は、第２接続部５３５から保持部本体５３１の先端側へと広がる。

保持部本体５３１の長手方向における第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間の距離は、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６の外径よりも小さく、かつ、フランジ接続部５１５の外径よりも大きい。保持部本体５３１の長手方向における第１接続部５３３と第２接続部５３５との間の距離は、対向部材フランジ部５１６の外径よりも大きい。

図４に示す例では、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４は、第１接続部５３３および第２接続部５３５を介して、保持部本体５３１に固定される。換言すれば、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４は、対向部材保持部５３における非可動部であり、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４の保持部本体５３１に対する相対位置は変化しない。

図５に示す位置にトッププレート５１が位置する状態では、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４はそれぞれ、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６の一部に下側から接して支持する。これにより、トッププレート５１が、基板９および基板保持部３１の上方にて、対向部材保持部５３により吊り下げられる。以下の説明では、図５に示すトッププレート５１の上下方向の位置を「第１の位置」という。トッププレート５１は、第１の位置にて、対向部材保持部５３により保持されて基板保持部３１から上方に離間する。

基板処理装置１は、図６に示すように、対向部材保持部５３に保持されたトッププレート５１の位置ずれ（すなわち、トッププレート５１の移動および回転）を制限する移動制限部５８をさらに備える。図６に示す例では、移動制限部５８は、複数の突起部５８１と、複数の孔部５８２とを含む。突起部５８１は、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４の上面からそれぞれ上方に突出する。複数の孔部５８２は、対向部材フランジ部５１６の外周部に設けられる貫通孔である。第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に設けられた突起部５８１が、対向部材フランジ部５１６の孔部５８２に挿入されることにより、トッププレート５１の位置ずれが制限される。基板処理装置１では、複数の突起部５８１が、例えば、対向部材フランジ部５１６の外縁から径方向内方に向かう凹部と嵌合することにより、トッププレート５１の位置ずれが制限されてもよい。移動制限部５８は、他の様々な構造であってもよい。後述する基板処理装置１ａにおいても同様である。

対向部材昇降機構５５は、トッププレート５１を対向部材保持部５３と共に上下方向に移動させる。図７は、トッププレート５１が図５に示す第１の位置から下降した状態の処理ユニット６１の一部を示す断面図である。以下の説明では、図７に示すトッププレート５１の上下方向の位置を「第２の位置」という。すなわち、対向部材昇降機構５５は、トッププレート５１を第１の位置と第２の位置との間で上下方向に移動する。第２の位置は、第１の位置よりも下方の位置である。換言すれば、第２の位置は、トッププレート５１が第１の位置よりも上下方向において基板保持部３１に近接する位置である。

トッププレート５１が第２の位置に位置する状態では、トッププレート５１の複数の係合部５１３がそれぞれ、基板保持部３１の複数の係合部３１３と係合する。複数の係合部５１３は、複数の係合部３１３により下方から支持される。例えば、係合部３１３は、上下方向に略平行なピンであり、係合部３１３の上端部が、係合部５１３の下端部に上向きに形成された凹部に嵌合する。また、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６は、対向部材保持部５３の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４から上方に離間する。これにより、トッププレート５１は、第２の位置にて、基板保持部３１により保持されて対向部材保持部５３から離間する（すなわち、対向部材保持部５３と非接触状態となる。）。トッププレート５１が第２の位置に位置する状態で基板回転機構３３が駆動されると、トッププレート５１は基板保持部３１と共に回転する。

対向部材保持部５３は、トッププレート５１が第２の位置に位置する状態で、すなわち、対向部材フランジ部５１６が第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４から上方に離間した状態で、水平移動が可能な状態となる。対向部材保持部移動機構５７は、水平移動が可能となった状態の対向部材保持部５３を水平に移動させる。対向部材保持部５３の移動は、図４に示すように、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１がそれぞれの退避位置に位置する状態で行われる。対向部材保持部移動機構５７が保持部本体５３１を水平に回転することにより、対向部材保持部５３が水平に移動する。

対向部材保持部移動機構５７は、対向部材保持部５３を、図３中において実線にて示すトッププレート５１の上方の位置と、二点鎖線にて示す対向部材収容部８１に重なる位置との間で移動させる。以下の説明では、図３中において実線にて示す対向部材保持部５３の平面視における位置を「保持位置」という。また、図３中において二点鎖線にて示す対向部材保持部５３の平面視における位置を「交換位置」という。

基板処理装置１では、対向部材保持部５３、対向部材昇降機構５５および対向部材保持部移動機構５７により、トッププレート５１を、図３に示す対向部材収容部８１に収容されている他のトッププレートと交換することができる。図８は、対向部材収容部８１を示す側面図である。対向部材収容部８１は、複数のトッププレートを収容可能な略直方体の箱状の部材である。対向部材収容部８１では、２つの側面が側壁により閉塞されており、他の２つの側面は開放されている。対向部材収容部８１では、当該開放された側面から、トッププレートおよび対向部材保持部５３の出入りが可能となっている。

対向部材収容部８１は、上下方向に積層された複数の収容部８２を備える。複数の収容部８２はそれぞれ、１つのトッププレートを収容可能である。図８に示す例では、３つの収容部８２が上下方向に積層される。１番上の収容部８２にはトッププレート５１ａが収容され、１番下の収容部８２にはトッププレート５１ｂが収容される。図７に示すトッププレート５１が対向部材収容部８１に収容される際には、中央の収容部８２に収容される。以下の説明では、トッププレート５１，５１ａ，５１ｂを区別する必要がない場合、トッププレート５１，５１ａ，５１ｂをまとめて、あるいは、トッププレート５１，５１ａ，５１ｂのいずれか１つまたは２つを、単に「トッププレート」ともいう。

トッププレートは、各収容部８２の側面に形成された収容部開口８３を介して、収容部８２に搬入され、また、収容部８２から搬出される。基板処理装置１は、各収容部８２に収容されたトッププレートを洗浄する対向部材洗浄機構８４をさらに備える。対向部材洗浄機構８４は、複数の洗浄ノズル８４１を備える。複数の洗浄ノズル８４１は、各収容部８２の上面および下面に設けられ、トッププレートに純水等の洗浄液を供給することによりトッププレートの洗浄を行う。各収容部８２では、例えば、洗浄終了後のトッププレートの乾燥も行われる。各収容部８２では、例えば、収容部開口８３を閉塞するシャッタ等が設けられ、トッププレートの洗浄および乾燥の際に、収容部開口８３が閉塞されてもよい。

トッププレート５１，５１ａ，５１ｂの種類は互いに異なる。トッププレートの種類とは、例えば、トッププレートの形状、材質または構造である。後述するように、本実施の形態では、トッププレート５１ａの形状は、トッププレート５１と異なる。トッププレートの材質が異なるケースとして、例えば、一のトッププレートの下面が疎水性のテフロン（登録商標）にて形成されており、他のトッププレートの下面が親水性である場合がある。下面が親水性のトッププレートを利用することにより、トッププレートと基板９との間を液密状態として基板９の処理を行うことが可能となる。また、トッププレートの構造が異なるケースとして、例えば、一のトッププレートがテフロンにて形成されており、他のトッププレートが金属製の芯材をテフロンに埋め込む構造とされる場合がある。金属製の芯材が埋め込まれた高剛性のトッププレートを利用することにより、基板９を加熱しつつ処理する場合等に、トッププレートの変形を抑制することができる。なお、基板処理装置１では、基板９の上方のトッププレート５１と同じ種類のトッププレート５１が対向部材収容部８１に収容されていてもよい。

図９は、処理ユニット６１の一部を示す平面図である。対向部材保持部５３は、上述の保持位置と交換位置との中間の退避位置に位置している。対向部材保持部５３の退避位置は、平面視において、トッププレート５１の周囲の位置、すなわち、トッププレート５１の上方を避けた位置である。基板処理装置１では、トッププレート５１が第２の位置（図７参照）に位置する状態で、対向部材保持部移動機構５７が保持部本体５３１を水平に回転することにより、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が水平に移動する。

これにより、図４に示す保持位置に位置する対向部材保持部５３の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、対向部材フランジ部５１６およびフランジ接続部５１５から径方向外方へと離間する。このとき、フランジ接続部５１５は、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間から、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に沿う方向の一方側に離脱する。具体的には、図４中における保持部本体５３１の長手方向に垂直な幅方向において、対向部材保持部５３の基部から先端部を見た場合の左側に離脱する。そして、対向部材保持部５３は、図９中に示す退避位置へと移動する。

基板処理装置１では、また、対向部材保持部移動機構５７により対向部材保持部５３が水平に回転することにより、退避位置に位置する対向部材保持部５３の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、図４に示す保持位置へと移動して対向部材フランジ部５１６の下方に配置される。

図１０は、処理ユニット６１の一部を示す断面図である。図１０では、トッププレート５１が第２の位置にて基板保持部３１により保持された状態を示す。また、対向部材保持部５３は、対向部材保持部移動機構５７により保持位置から退避位置に退避している。図９および図１０に示すように、第１処理液ノズル４１１は、対向部材保持部５３が退避した状態で、第１ノズル昇降機構４３１および第１ノズル回転機構４３２により退避位置から移動し、トッププレート５１の被保持部５１２の上部開口５１７から被保持部５１２に挿入される。第１処理液ノズル４１１は、被保持部５１２の内側に位置する。換言すれば、第１処理液ノズル４１１の外側面は、被保持部５１２の内側面と径方向に対向する。以下の説明では、図１０に示す第１処理液ノズル４１１の位置を「供給位置」という（第２処理液ノズル４２１においても同様）。図１０に示す例では、供給位置に位置する第１処理液ノズル４１１の先端（すなわち、下端）は、対向部材本体５１１の対向部材開口５１４の下端縁よりも上方に位置する。第１処理液ノズル４１１の先端は、上下方向において対向部材開口５１４の下端縁と同じ位置に位置してもよい。

図１１は、基板処理装置１におけるガスおよび処理液の供給に係る気液供給部４を示すブロック図である。気液供給部４は、第１処理液ノズル４１１と、第２処理液ノズル４２１と、第１処理液供給部４１３と、第２処理液供給部４１８と、第３処理液供給部４２３と、ガス供給部４５とを備える。

第１処理液供給部４１３および第２処理液供給部４１８は、第１処理液ノズル４１１に接続される。第１処理液供給部４１３は、第１処理液ノズル４１１が基板９の上方に位置する状態で、第１処理液ノズル４１１を介して基板９の上面９１に第１処理液を供給する。第２処理液供給部４１８は、第１処理液ノズル４１１が基板９の上方に位置する状態で、第１処理液ノズル４１１を介して基板９の上面９１に第２処理液を供給する。第１処理液ノズル４１１では、第１処理液および第２処理液の一方の処理液が選択的に基板９に供給される。例えば、第１処理液ノズル４１１から基板９に第１処理液が供給された後、第２処理液が供給される。

第３処理液供給部４２３は、第２処理液ノズル４２１に接続される。第３処理液供給部４２３は、後述するように、第２処理液ノズル４２１が基板９の上方に位置する状態で、第２処理液ノズル４２１を介して基板９の上面９１に第３処理液を供給する。ガス供給部４５は、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１に接続され、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１にガスを供給する。

基板処理装置１では、第１処理液、第２処理液および第３処理液として、様々な種類の液体が利用される。第１処理液は、例えば、基板９の薬液処理に用いられる薬液（例えば、ポリマー除去液、フッ酸や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液）である。第２処理液は、例えば、基板９の洗浄処理に用いられる純水（ＤＩＷ：deionized water）や炭酸水等の洗浄液である。第３処理液は、例えば、基板９上の液体を置換するために供給されるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。ガス供給部４５から供給されるガスは、例えば、窒素（Ｎ_２）ガス等の不活性ガスである。ガス供給部４５からは、不活性ガス以外の様々なガスが供給されてもよい。

図１０に示す第１処理液ノズル４１１から第１処理液が供給される場合、第１処理液供給部４１３からの第１処理液は、第１処理液ノズル４１１の下端面に設けられた吐出口から、対向部材開口５１４を介して基板９の上面９１に向けて吐出される。また、第１処理液ノズル４１１から第２処理液が供給される場合、第２処理液供給部４１８からの第２処理液は、第１処理液ノズル４１１の下端面に設けられた他の吐出口から、対向部材開口５１４を介して基板９の上面９１に向けて吐出される。ガス供給部４５から供給された不活性ガスは、例えば、第１処理液ノズル４１１の下端面に設けられた噴射口から、対向部材開口５１４を介してトッププレート５１と基板９との間の空間９０（以下、「処理空間９０」という。）に供給される。

基板処理装置１では、図１２に示すように、第１処理液ノズル４１１が、対向部材本体５１１の対向部材開口５１４から下方に突出してもよい。換言すれば、第１処理液ノズル４１１の先端が、対向部材開口５１４の下端縁よりも下方に位置する。ガス供給部４５から供給された不活性ガスは、第１処理液ノズル４１１内にて対向部材開口５１４を介して下方に流れ、第１処理液ノズル４１１の下端面から処理空間９０に供給される。第１処理液供給部４１３から供給された第１処理液、および、第２処理液供給部４１８から供給された第２処理液は、第１処理液ノズル４１１内にて対向部材開口５１４を介して下方に流れ、第１処理液ノズル４１１の下端面から基板９の上面９１に向けて吐出される。

以下の説明では、第１処理液または第２処理液が対向部材開口５１４を介して供給されるという場合、対向部材開口５１４よりも上方にて第１処理液ノズル４１１から吐出された第１処理液または第２処理液が対向部材開口５１４を通過する状態のみならず、図１２のように、対向部材開口５１４に挿入された第１処理液ノズル４１１を介して第１処理液または第２処理液が吐出される状態も含む。後述する第２処理液ノズル４２１および第３処理液に関しても同様である。

図１３は、処理ユニット６１の一部を示す平面図である。図１３では、第１処理液ノズル４１１は、第１ノズル昇降機構４３１および第１ノズル回転機構４３２により、図９に示すトッププレート５１の上方の供給位置から移動し、図１３に示すように、トッププレート５１の上方から離間したトッププレート５１の周囲の退避位置に位置している。また、第２処理液ノズル４２１は、第２ノズル昇降機構４３３および第２ノズル回転機構４３４により、図９に示すトッププレート５１の周囲の退避位置から移動し、図１３に示すトッププレート５１の上方の供給位置に位置している。第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１の退避位置は、当該退避位置にて第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１の揺動が許容される程度の広がりを有する空間（すなわち、退避空間）をも含む概念である。

第２処理液ノズル４２１は、図１０に示す第１処理液ノズル４１１と同様に、上述の供給位置において、トッププレート５１の被保持部５１２の上部開口５１７から被保持部５１２の内側に挿入される。また、第２処理液ノズル４２１の先端（すなわち、下端）は、図１０に示す第１処理液ノズル４１１と同様に、上述の供給位置において、対向部材本体５１１の対向部材開口５１４の下端縁よりも上方に位置する。第２処理液ノズル４２１の先端は、上下方向において対向部材開口５１４の下端縁と同じ位置に位置してもよい。

図１０および図１３に示す第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１の供給位置は、詳細には、トッププレート５１の対向部材開口５１４の上方の位置である。また、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１のそれぞれの退避位置は、基板保持部３１の周囲の位置である。ノズル移動機構４３は、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１を、供給位置とそれぞれの退避位置との間で個別に移動する。

図１３に示すように、ノズル洗浄部４４は、第１洗浄部４４１と、第２洗浄部４４２とを備える。第１洗浄部４４１は、第１処理液ノズル４１１の退避位置近傍に設けられる。第１洗浄部４４１は、退避位置に位置する第１処理液ノズル４１１を洗浄する。第１洗浄部４４１は、例えば、第１処理液ノズル４１１に向けて純水等の洗浄液を供給することにより、第１処理液ノズル４１１の洗浄を行う。第２洗浄部４４２は、第２処理液ノズル４２１の退避位置近傍に設けられる。第２洗浄部４４２は、図４に示す退避位置に位置する第２処理液ノズル４２１を洗浄する。第２洗浄部４４２は、例えば、第２処理液ノズル４２１に向けて純水等の洗浄液を供給することにより、第２処理液ノズル４２１の洗浄を行う。第１洗浄部４４１および第２洗浄部４４２では、例えば、洗浄終了後の第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１の乾燥も行われる。第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１の洗浄および乾燥の際には、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１が退避位置（すなわち、退避空間）にて揺動されてもよい。

次に、基板処理装置１における基板９の処理の流れの一例について、図１４Ａ、図１４Ｂおよび図１４Ｃを参照しつつ説明する。まず、トッププレート５１が図５に示す第１の位置に位置する状態で、基板９がハウジング１１内に搬入され、基板保持部３１により保持される（ステップＳ１１）。このとき、トッププレート５１は対向部材保持部５３により保持されており、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１は、それぞれの退避位置に位置する。

続いて、制御部２１（図３参照）により対向部材昇降機構５５が制御されることにより、対向部材保持部５３が下方へと移動する。これにより、トッププレート５１が第１の位置から第２の位置へと下方に移動し、図７に示すように、トッププレート５１が基板保持部３１により保持される（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２では、対向部材保持部５３の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４は、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６から下方に離間している。この状態で、制御部２１により対向部材保持部移動機構５７が制御されることにより、対向部材保持部５３が水平に回転する。これにより、対向部材保持部５３がトッププレート５１の上方の保持位置から退避し、上述の退避位置へと移動する（ステップＳ１３）。

次に、対向部材保持部５３が退避位置に退避した状態で、制御部２１により第１ノズル昇降機構４３１および第１ノズル回転機構４３２が制御されることにより、第１処理液ノズル４１１が退避位置から移動し、供給位置に位置する（ステップＳ１４）。第１処理液ノズル４１１は、図９および図１０に示すように、トッププレート５１の被保持部５１２の上部開口５１７から挿入され、被保持部５１２の内側に位置する。第１処理液ノズル４１１が供給位置に位置すると、制御部２１によりガス供給部４５が制御されることにより、第１処理液ノズル４１１の下端面から不活性ガスが処理空間９０に供給される。

また、制御部２１により基板回転機構３３が制御されることにより、基板保持部３１、基板９およびトッププレート５１の回転が開始される（ステップＳ１５）。第１処理液ノズル４１１からの不活性ガスの供給は、ステップＳ１５以降も継続される。なお、トッププレート５１等の回転開始（ステップＳ１５）は、第１処理液ノズル４１１の供給位置への移動（ステップＳ１４）よりも前に行われてもよい。例えば、ステップＳ１５は、ステップＳ１２とステップＳ１３との間に行われてもよい。この場合、ステップＳ１３では、対向部材保持部５３は回転中のトッププレート５１から離間して退避位置へと移動する。

そして、第１処理液供給部４１３により、第１処理液ノズル４１１が供給位置に位置する状態で、第１処理液が、第１処理液ノズル４１１から第２の位置に位置するトッププレート５１の対向部材開口５１４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１６）。供給位置に位置する第１処理液ノズル４１１から基板９の中央部に供給された第１処理液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと広がり、基板９の上面９１全体に付与される。第１処理液は、基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、カップ部３７により受けられる。第１処理液が所定時間付与されることにより、第１処理液による基板９の処理が終了する。

第１処理液は、例えば、ポリマー除去液やエッチング液等の薬液であり、ステップＳ１６において、基板９に対する薬液処理が行われる。なお、第１処理液の供給（ステップＳ１６）は、基板９の回転開始（ステップＳ１５）よりも前に行われてもよい。この場合、静止状態の基板９の上面９１全体に第１処理液がパドル（液盛り）され、第１処理液によるパドル処理が行われる。

第１処理液による基板９の処理が終了すると、第２処理液が、第１処理液ノズル４１１から第２の位置に位置するトッププレート５１の対向部材開口５１４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１７）。基板９の中央部に供給された第２処理液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと広がり、基板９の上面９１全体に付与される。第２処理液は、基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、カップ部３７により受けられる。第２処理液が所定時間付与されることにより、第２処理液による基板９の処理が終了する。第２処理液は、例えば、純水や炭酸水等の洗浄液であり、ステップＳ１７において、基板９に対する洗浄処理が行われる。ステップＳ１７においても、第２処理液によるパドル処理が行われてもよい。

第２処理液による基板９の処理が終了すると、第１処理液ノズル４１１からの第２処理液の供給が停止される。そして、基板保持部３１、基板９およびトッププレート５１の回転が停止される（ステップＳ１８）。ステップＳ１８では、第１処理液ノズル４１１からの不活性ガスの供給も停止される。回転停止後の基板９の上面９１は、略全面に亘って第２処理液の液膜により覆われている。また、第１ノズル昇降機構４３１および第１ノズル回転機構４３２により、第１処理液ノズル４１１が供給位置から退避位置へと移動する（ステップＳ１９）。退避位置に配置された第１処理液ノズル４１１は、第１洗浄部４４１により洗浄される。

続いて、トッププレートの交換が行われる。まず、制御部２１（図３参照）により、トッププレートの交換後に基板処理装置１にて行われる処理の性質に応じて、次に使用される他のトッププレートの種類が決定される（ステップＳ２０）。本実施の形態では、後述するように、トッププレートの交換後に行われる処理が基板９の乾燥処理であるため、薬液処理および洗浄処理用のトッププレート５１が、乾燥処理用のトッププレート５１ａ（図８参照）に交換される。

トッププレート５１とトッププレート５１ａとが交換される際には、対向部材昇降機構５５および対向部材保持部移動機構５７により、退避位置に位置する対向部材保持部５３が保持位置へと移動される（ステップＳ２１）。そして、対向部材保持部５３が上昇することにより、図５に示すように、トッププレート５１が対向部材保持部５３により保持されて、基板９および基板保持部３１の上方の第１の位置へと移動する（ステップＳ２２）。

続いて、対向部材保持部移動機構５７により対向部材保持部５３が図３中における時計回りに回転し、保持位置から交換位置へと移動する。これにより、トッププレート５１が、基板９および基板保持部３１の上方から搬送され、図８に示す対向部材収容部８１の中央の収容部８２に収容部開口８３を介して搬入される（ステップＳ２３）。交換位置における保持部本体５３１の先端部は、当該収容部８２の内部に位置している。基板処理装置１では、図６に示す移動制限部５８により、上述の対向部材搬送機構における対向部材保持部移動機構５７による搬送中のトッププレート５１の位置ずれ（すなわち、トッププレート５１の対向部材保持部５３に対する相対的な移動および回転）が制限される。

トッププレート５１が収容部８２に搬入されると、対向部材昇降機構５５により対向部材保持部５３が下降することにより、トッププレート５１が収容部８２の下面に載置され、対向部材保持部５３の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６から下方に離間する。

その後、対向部材保持部５３が図３中における反時計回りに回転することにより、対向部材保持部５３が中央の収容部８２から退避する。このとき、トッププレート５１のフランジ接続部５１５は、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間から、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に沿う方向の他方側に離脱する。具体的には、図３中における保持部本体５３１の幅方向において、対向部材保持部５３の基部から先端部を見た場合の右側に離脱する。基板処理装置１では、フランジ接続部５１５は、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間から、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に沿う方向の両側にて離脱可能である。図８に示すように、対向部材収容部８１では、対向部材洗浄機構８４により、中央の収容部８２に収容されたトッププレート５１の洗浄が行われる（ステップＳ２４）。

次に、対向部材保持部５３が上昇して１番上の収容部８２の側方に位置し、図３中における時計回りに回転することにより、当該収容部８２に収容部開口８３を介して進入する。第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４は、次のトッププレート５１ａの対向部材フランジ部５１６の下方に配置される。続いて、対向部材保持部５３が上昇することにより、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が対向部材フランジ部５１６に接し、トッププレート５１ａが対向部材保持部５３により保持される。

そして、対向部材保持部移動機構５７により対向部材保持部５３が図３中における反時計回りに回転し、交換位置から保持位置へと移動する。これにより、対向部材収容部８１に収容されているトッププレート５１ａが搬出され、基板９および基板保持部３１の上方の第１の位置へと搬送される（ステップＳ２５）。基板処理装置１では、移動制限部５８（図６参照）により、対向部材保持部移動機構５７による搬送中のトッププレート５１ａの位置ずれ（すなわち、トッププレート５１ａの対向部材保持部５３に対する相対的な移動および回転）が制限される。対向部材保持部移動機構５７は、基板９および基板保持部３１の上方と対向部材収容部８１との間でトッププレートを搬送する。なお、上述のステップＳ２０における次のトッププレートの種類の決定は、トッププレート５１ａの搬出（ステップＳ２５）よりも前に行われていればよい。

続いて、対向部材保持部５３が下方へと移動することにより、トッププレート５１ａが第１の位置から第２の位置へと下方に移動し、図１５に示すように、トッププレート５１ａが基板保持部３１により保持される（ステップＳ２６）。

トッププレート５１ａは、対向部材本体５１１の下面に下方へと突出する凸部５２１が設けられる点を除き、図５、図７および図１０に示すトッププレート５１と同様の構造を有する。凸部５２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。凸部５２１の外径は、基板９の直径よりも大きい。凸部５２１は、基板９の上面９１の略全面に亘って基板９と上下方向に対向する。凸部５２１の下面は、基板９の上面９１から上方に離間している。なお、凸部５２１では、基板保持部３１のチャック３１２と対向する部位は、チャック３１２を避けるために上方に窪んでいる。凸部５２１の下面と基板９の上面９１との間の上下方向の距離は、基板９の上面９１の略全面に亘って、図１０に示すトッププレート５１の対向部材本体５１１の下面と基板９の上面９１との間の上下方向の距離よりも小さい。

トッププレート５１ａが第２の位置に位置すると、対向部材保持部５３が水平に回転し、トッププレート５１ａの上方の保持位置から上述の退避位置へと移動する（ステップＳ２７）。

そして、制御部２１により第２ノズル昇降機構４３３および第２ノズル回転機構４３４が制御されることにより、第２処理液ノズル４２１が退避位置から供給位置へと移動する（ステップＳ２８）。第２処理液ノズル４２１は、図１３および図１５に示すように、対向部材保持部５３が退避位置に退避した状態で、トッププレート５１の被保持部５１２の上部開口５１７から挿入され、被保持部５１２の内側に位置する。第２処理液ノズル４２１が供給位置に位置すると、ガス供給部４５からの不活性ガスは、第２処理液ノズル４２１の下端面から処理空間９０に供給される。また、基板回転機構３３により、基板保持部３１、基板９およびトッププレート５１ａの回転が開始される（ステップＳ２９）。第２処理液ノズル４２１からの不活性ガスの供給は、ステップＳ２９以降も継続される。ステップＳ１８〜Ｓ２９の間、基板９の上面９１は、略全面に亘って第２処理液の液膜により覆われている。換言すれば、基板９の上面９１が当該液膜により保護されている。このため、上述のトッププレートの交換の際に、基板９の上面が外気に曝されることを防止することができる。なお、基板９の上面９１を液膜により保護する必要がない場合、第１処理液ノズル４１１からの不活性ガスの供給は行われなくてもよい。

続いて、制御部２１により第２処理液供給部４２３が制御されることにより、第２処理液ノズル４２１が供給位置に位置する状態で、第３処理液が、第２処理液ノズル４２１から第２の位置に位置するトッププレート５１の対向部材開口５１４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ３０）。供給位置に位置する第２処理液ノズル４２１から基板９の中央部に供給された第３処理液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと広がり、基板９の上面９１全体に付与される。これにより、基板９の上面９１上に存在する第２処理液（例えば、純水等の洗浄液）が、基板９上から除去される。第３処理液は、例えば、イソプロピルアルコールであり、ステップＳ３０において、基板９上における洗浄液の置換処理が行われる。第３処理液は、基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、カップ部３７により受けられる。第３処理液が所定時間付与されることにより、第３処理液による基板９の処理が終了する。

第３処理液による基板９の処理が終了すると、第２処理液ノズル４２１からの第３処理液の供給が停止される。そして、第２ノズル昇降機構４３３および第２ノズル回転機構４３４により、第２処理液ノズル４２１が供給位置から退避位置へと移動する（ステップＳ３１）。退避位置に配置された第２処理液ノズル４２１は、第２洗浄部４４２により洗浄される。

基板処理装置１では、基板９の回転は維持され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ３２）。乾燥処理の際の基板９の回転速度は、ステップＳ２９における第３処理液による基板９の処理の際の回転速度よりも速い。

また、対向部材保持部移動機構５７により、対向部材保持部５３が水平に回転し、退避位置から保持位置へと移動する（ステップＳ３３）。このとき、対向部材保持部５３の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４は、第２の位置にて回転中のトッププレート５１ａの対向部材フランジ部５１６から下方に離間している。

続いて、基板回転機構３３による基板保持部３１、基板９およびトッププレート５１ａの回転が停止する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４では、第２処理液ノズル４２１からの不活性ガスの供給も停止される。そして、対向部材昇降機構５５により対向部材保持部５３が上方に移動することにより、トッププレート５１ａが第２の位置から第１の位置へと上方に移動する（ステップＳ３５）。トッププレート５１ａは、基板保持部３１から上方に離間して対向部材保持部５３により保持される。

次に、制御部２１（図１参照）により、次の基板９に対して基板処理装置１にて行われる処理の性質に応じて、次に使用される他のトッププレートの種類が決定される（ステップＳ３６）。本実施の形態では、薬液処理および洗浄処理用のトッププレート５１が、次に使用されるトッププレートに決定される。そして、対向部材保持部５３が保持位置から交換位置へと移動する。これにより、トッププレート５１ａが、基板９および基板保持部３１の上方から搬送され、図８に示す対向部材収容部８１の１番上の収容部８２に収容部開口８３を介して搬入される（ステップＳ３７）。搬送中のトッププレート５１ａの位置ずれは、移動制限部５８（図６参照）により制限される。対向部材収容部８１では、対向部材洗浄機構８４により、１番上の収容部８２に収容されたトッププレート５１ａの洗浄が行われる（ステップＳ３８）。

基板処理装置１では、対向部材保持部５３により、中央の収容部８２に収容されている次のトッププレート５１が搬出され、基板９および基板保持部３１の上方の第１の位置へと搬送される（ステップＳ３９）。搬送中のトッププレート５１の位置ずれは、移動制限部５８により制限される。また、ステップＳ３６〜Ｓ３９におけるトッププレートの交換と並行して、基板９がハウジング１１から搬出される（ステップＳ４０）。ステップＳ４０は、好ましくは、ステップＳ３７と並行して行われる。ステップＳ４０は、ステップＳ３６〜Ｓ３９の終了後に行われてもよく、ステップＳ３６〜Ｓ３９よりも前に行われてもよい。

上述のように、第１処理液および第２処理液による基板９の処理は、トッププレート５１が第２の位置に位置する際に行われ、第３処理液による基板９の処理は、トッププレート５１ａが第２の位置に位置する際に行われる。したがって、上記第２の位置を「処理位置」と捉えることもできる。

基板処理装置１では、複数の基板９に対して、上述のステップＳ１１〜Ｓ４０が順次行われ、複数の基板９が処理される。基板処理装置１では、ステップＳ３８におけるトッププレート５１ａの洗浄は、ステップＳ３７よりも後、かつ、次の基板９に対するステップＳ２５（すなわち、トッププレート５１ａの搬出）よりも前に行われていればよい。また、ステップＳ２４におけるトッププレート５１の洗浄は、ステップＳ２３よりも後、かつ、ステップＳ３９（すなわち、トッププレート５１の搬出）よりも前に行われていればよい。

以上に説明したように、基板処理装置１では、対向部材保持部移動機構５７により、トッププレートが基板９および基板保持部３１の上方から搬送されて対向部材収容部８１へと搬入され、対向部材収容部８１に収容されている他のトッププレートが取り出されて基板９および基板保持部３１の上方へと搬送される。これにより、１つの基板処理装置１において、トッププレートを交換して使用することができる。

また、基板処理装置１では、当該トッププレートおよび当該他のトッププレート（すなわち、トッププレート５１およびトッププレート５１ａ）の種類が互いに異なる。これにより、１つの基板処理装置１において、基板９に対する複数種類の処理にそれぞれ適したトッププレートを使用して基板９の処理を行うことができる。

基板処理装置１では、いずれのトッププレートが使用される場合であっても、トッププレートと基板９との間の処理空間９０にガスを供給することにより、処理空間９０を所望のガス雰囲気として、基板９の処理を当該ガス雰囲気にて行うことができる。例えば、処理空間９０に不活性ガスを供給する場合、基板９を不活性ガス雰囲気（すなわち、低酸素雰囲気）にて処理することができる。

上述の例では、基板９に対する薬液処理および洗浄処理の際に、図１０に示すトッププレート５１が使用され、基板９に対する置換処理および乾燥処理の際に、図１５に示すトッププレート５１ａが使用される。トッププレート５１が使用される場合、基板９の上面９１と対向部材本体５１１の下面との間の距離が比較的大きいため、薬液や洗浄液が対向部材本体５１１の下面に付着することを抑制することができる。その結果、対向部材本体５１１に付着した薬液や洗浄液が乾燥して発生するパーティクル等が、基板９に付着することを抑制することができる。

トッププレート５１ａが使用される場合、基板９の上面９１とトッププレート５１ａの凸部５２１の下面との間の距離が比較的小さいため、基板９の乾燥に要する時間を短くすることができる。その結果、基板９の上面９１にウォーターマークが形成されることを抑制することができる。また、基板９の上面９１にパターンが形成されている場合、当該パターンの間に残存する処理液による表面張力がパターンに作用する時間を短くすることができるため、パターンの倒壊等を抑制することができる。

なお、ステップＳ３０における第３処理液による置換処理の際には、トッププレート５１が使用されてもよい。この場合、第２処理液による洗浄処理（ステップＳ１７）が終了した後、トッププレート５１および基板９の回転を停止することなく、第１処理液ノズル４１１が退避位置へと移動される（ステップＳ１９）。そして、第２処理液ノズル４２１が供給位置へと移動され（ステップＳ２８）、第２処理液ノズル４２１から基板９に第３処理液が供給される（ステップＳ３０）。その後、ステップＳ１８，Ｓ２０〜Ｓ２７，Ｓ２９，Ｓ３１〜Ｓ４０が順次行われる。

上述の例では、トッププレート５１とトッププレート５１ａとの違いは、主に形状差による基板９の上面９１との間の距離の差であるが、トッププレート５１とトッププレート５１ａとは略同形状であってもよい。例えば、トッププレート５１の下面が親水性を有し、トッププレート５１ａの下面が撥水性を有していてもよい。これにより、第１処理液および第２処理液による処理の際に、トッププレート５１の下面に付着した処理液が基板９上に落下することを抑制することができる。また、乾燥処理の際に、トッププレート５１ａの下面に処理液が付着することを抑制し、トッププレート５１ａと基板９との間の空間から処理液を迅速に排除して乾燥処理に要する時間を短くすることができる。

また例えば、比較的高温の処理液（ＳＰＭ液等）を第１処理液として使用する場合、トッププレート５１として、熱変形を抑制することができる金属心材が内部に埋め込まれた高剛性のトッププレートが使用されてもよい。この場合、トッププレート５１ａとしては、好ましくは金属心材を有しない軽量のものが使用される。これにより、乾燥処理時の高速回転を容易とすることができる。

上述のように、ステップＳ２０におけるトッププレートの種類の決定は、ステップＳ２５におけるトッププレート５１ａの対向部材収容部８１からの搬出後に基板処理装置１において行われる処理の性質に応じて（すなわち、ステップＳ２９〜Ｓ３４にて行われる処理に応じて）、ステップＳ２５よりも前に行われる。ステップＳ３６におけるトッププレートの種類の決定も同様に、ステップＳ３９における対向部材収容部８１からのトッププレート５１の搬出後に基板処理装置１において行われる処理（すなわち、次の基板９への処理）の性質に応じて、ステップＳ３９よりも前に行われる。これにより、１つの基板処理装置１において、基板９に対する複数種類の処理にそれぞれ適したトッププレートを使用して基板９の処理を行うことができる。ステップＳ２０，Ｓ３６におけるトッププレートの種類の決定は、例えば、基板処理装置１に記憶されているレシピから、予め決定されているトッププレートの種類を読み出すことにより行われてもよい。

基板処理装置１は、対向部材収容部８１に収容されたトッププレートを洗浄する対向部材洗浄機構８４をさらに備える。これにより、トッププレートに付着した処理液等を除去することができ、使用していないトッププレートを清浄な状態に維持することができる。また、トッププレートの洗浄を、他のトッププレートを使用した基板９の処理と並行して行うことにより、基板処理装置１の生産性を低下させることなく、トッププレートに付着した処理液等を除去することができる。

上述のように、対向部材収容部８１は、上下方向に積層されるとともにトッププレートをそれぞれ収容可能な複数の収容部８２を備える。これにより、複数の収容部８２が水平に配置される場合に比べて、基板処理装置１のフットプリントを小さくすることができる。

基板処理装置１は、対向部材保持部移動機構５７による搬送中のトッププレートの位置ずれを制限する移動制限部５８をさらに備える。これにより、トッププレートの搬送時に、トッププレートが対向部材保持部５３に対して相対的に移動および回転することを防止することができる。その結果、トッププレートを位置精度良く第１の位置へと移動することができ、基板保持部３１によるトッププレートの保持を容易に行うことができる。

また、基板処理装置１では、対向部材保持部５３が、第１フランジ支持部５３２と、フランジ接続部５１５を挟んで第１フランジ支持部５３２の反対側に位置する第２フランジ支持部５３４と、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が取り付けられる保持部本体５３１とを備える。第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４はそれぞれ、第１の位置に位置するトッププレートの対向部材フランジ部５１６の一部に下側から接して支持する。トッププレートが第２の位置に位置する状態では、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を水平に移動することにより、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を対向部材フランジ部５１６から径方向外方へと離間させ、また、対向部材フランジ部５１６の下方に配置する。

これにより、第２の位置に位置するトッププレートが静止状態であっても回転中であっても、簡素な構造にて第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を対向部材フランジ部５１６から容易に離間させ、対向部材保持部５３を退避位置へと移動することができる。また、トッププレートが静止状態であっても回転中であっても、簡素な構造にて第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を対向部材フランジ部５１６の下方へと容易に挿入し、対向部材保持部５３を保持位置へと移動することができる。すなわち、基板処理装置１では、簡素な構造にてトッププレートを保持することができるとともに、トッププレートの状態にかかわらず、簡素な構造にて対向部材保持部５３を保持位置と退避位置（または、交換位置）との間で移動することができる。このように、基板処理装置１では、対向部材保持部５３の保持位置と退避位置（または、交換位置）との間の移動を、トッププレート５１等の回転中に行うことができるため、基板９の処理に要する時間を短縮することができる。

基板処理装置１では、フランジ接続部５１５は、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間から、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に沿う方向の両側にて離脱可能である。これにより、保持位置に位置する対向部材保持部５３を、図３中における時計回りに交換位置に向かって回転させることにより、基板９の上方に位置するトッププレート上から退避させることができる。また、交換位置に位置する対向部材保持部５３を、図３中における反時計回りに保持位置に向かって回転させることにより、対向部材収容部８１に配置されたトッププレート上から退避させることができる。その結果、基板処理装置１では、トッププレートを容易に対向部材収容部８１に搬入することができるとともに、対向部材収容部８１から容易に搬出して基板９の上方に配置することができる。

基板処理システム１０では、複数の処理ユニット６１のそれぞれにおいて、対向部材収容部８１を有する基板処理装置１がハウジング１１に収容される。これにより、１枚の基板９の処理中に、ハウジング１１を開放することなく、トッププレートを交換することができる。

基板処理装置１では、必ずしも、１枚の基板９の処理に使用する複数種類のトッププレートが対向部材収容部８１に収容される必要はない。例えば、対向部材収容部８１には、基板９に対する上述の一連の処理（すなわち、薬液処理、洗浄処理、置換処理および乾燥処理）とは異なる処理に適したトッププレートが収容されてもよい。この場合、基板処理装置１にて基板９に対して行われる一連の処理の種類が変更される際に、基板保持部３１上のトッププレートが、次に行われる処理に適したトッププレートに交換される。これにより、基板処理装置１を基板９に対する複数種類の一連の処理（すなわち、複数の処理レシピ）に適した構成に切り替えることができる。その結果、基板処理装置１を基板９に対する様々な種類の処理に使用することができる。

基板処理装置１では、基板９の上方に配置されるトッププレート、および、対向部材収容部８１に収容されるトッププレートの種類は、必ずしも互いに異なる必要はない。例えば、基板９の上方に配置されるトッププレート５１と同じ種類のトッププレート５１が対向部材収容部８１に収容されていてもよい。この場合、例えば、基板９の上方に配置されているトッププレート５１に処理液等が付着して洗浄が必要になると（すなわち、トッププレート５１のメンテナンスが必要になると）、当該トッププレート５１と対向部材収容部８１に収容されているトッププレート５１とが交換される。トッププレート５１の交換は、例えば、１枚の基板９の処理中に行われてもよく、あるいは、処理済みの基板９をハウジング１１から搬出した後、かつ、次の基板９がハウジング１１に搬入される前に行われてもよい。

図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａが設けられる処理ユニット６１の内部を示す平面図である。図１７は、図１６に示す処理ユニット６１の一部を拡大して示す平面図である。基板処理装置１ａでは、図４に示す対向部材保持部５３とは第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４の向きが異なる対向部材保持部５３ａが、対向部材保持部５３に代えて設けられる。対向部材保持部５３ａには、支持部移動機構５３０も設けられる。また、基板処理装置１ａでは、対向部材収容部８１ａが図３に示す位置とは異なる位置に配置される。基板処理装置１ａのその他の構成は、図４に示す基板処理装置１と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。

図１７に示すように、対向部材保持部５３ａでは、第１フランジ支持部５３２、第１接続部５３３、第２フランジ支持部５３４および第２接続部５３５は、保持部本体５３１に支持部移動機構５３０を介して取り付けられる。第１フランジ支持部５３２、第１接続部５３３、第２フランジ支持部５３４、第２接続部５３５および支持部移動機構５３０は、保持部本体５３１の長手方向のおよそ全長に亘って設けられる。第２フランジ支持部５３４は、トッププレート５１のフランジ接続部５１５を挟んで、第１フランジ支持部５３２と反対側に位置する。

第１接続部５３３および第２接続部５３５はそれぞれ、支持部移動機構５３０から下方に広がる略平板状の部位である。第１接続部５３３および第２接続部５３５はそれぞれ、保持部本体５３１の長手方向に略平行な方向に広がる。第１フランジ支持部５３２は、第１接続部５３３の下端部から略水平に広がる略平板状の部位である。第１フランジ支持部５３２は、第１接続部５３３から第２フランジ支持部５３４に近づく方向へと広がる。第２フランジ支持部５３４は、第２接続部５３５の下端部から略水平に広がる略平板状の部位である。第２フランジ支持部５３４は、第２接続部５３５から第１フランジ支持部５３２に近づく方向へと広がる。

保持部本体５３１の幅方向における第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間の距離は、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６の外径よりも小さく、かつ、フランジ接続部５１５の外径よりも大きい。保持部本体５３１の幅方向における第１接続部５３３と第２接続部５３５との間の距離は、対向部材フランジ部５１６の外径よりも大きい。

支持部移動機構５３０は、第１接続部５３３および第１フランジ支持部５３２と、第２接続部５３５および第２フランジ支持部５３４とを、保持部本体５３１の長手方向に略平行な方向に略水平に移動する。すなわち、対向部材保持部５３ａでは、支持部移動機構５３０により、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、保持部本体５３１に対して相対的に移動可能である。支持部移動機構５３０は、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を保持部本体５３１に対して進退させる。

基板処理装置１ａでは、保持部本体５３１が保持位置に位置した状態で、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、第１の位置に位置するトッププレート５１の対向部材フランジ部５１６の一部に下側から接してトッププレート５１を支持する。図１７に示す例では、対向部材フランジ部５１６は、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４の先端部（すなわち、保持部本体５３１の先端部側の端部）に接する。また、保持部本体５３１が保持位置に位置し、トッププレート５１が第２の位置に位置した状態で、支持部移動機構５３０により第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が保持部本体５３１の基部側へと移動することにより、図１８に示すように、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が対向部材フランジ部５１６から径方向外方へと離間する。この状態で対向部材保持部移動機構５７により対向部材保持部５３ａが水平に回転することにより、対向部材保持部５３ａが保持位置と退避位置との間で移動する。

また、基板処理装置１ａでは、保持部本体５３１が保持位置に位置し、トッププレート５１が第２の位置に位置した状態で、支持部移動機構５３０により第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が保持部本体５３１の先端側へと移動することにより、図１７に示すように、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が対向部材フランジ部５１６の下方に配置される。

基板処理装置１ａでは、図４に示す基板処理装置１と同様に、第２の位置に位置するトッププレート５１が静止状態であっても回転中であっても、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を対向部材フランジ部５１６から離間させ、対向部材保持部５３ａを退避位置へと移動することができる。また、トッププレート５１が静止状態であっても回転中であっても、対向部材保持部５３ａを退避位置から保持位置へと移動し、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４を対向部材フランジ部５１６の下方へと配置することができる。すなわち、基板処理装置１ａでは、簡素な構造にてトッププレート５１を保持することができるとともに、トッププレート５１の状態にかかわらず、簡素な構造にて対向部材保持部５３ａを保持位置と退避位置（または、交換位置）との間で移動することができる。このように、基板処理装置１ａでは、図４に示す基板処理装置１と同様に、対向部材保持部５３ａの保持位置と退避位置（または、交換位置）との間の移動を、トッププレート５１等の回転中に行うことができるため、基板９の処理に要する時間を短縮することができる。

基板処理装置１ａにおける基板９の処理の流れは、図１４Ａないし図１４Ｃに示す基板処理装置１における基板９の処理の流れとおよそ同様である。また、基板処理装置１ａにおける各構成の動作は、基板処理装置１と同様に、制御部２１により制御される。ステップＳ２３におけるトッププレート５１の対向部材収容部８１ａへの搬入の際には、トッププレート５１を保持した対向部材保持部５３ａが、対向部材保持部移動機構５７により図１６中における時計回りに回転し、実線にて示す保持位置から二点鎖線にて示す交換位置へと移動する。なお、図１６では、図の理解を容易にするために、対向部材収容部８１ａに収容されている他のトッププレートの図示を省略している（図１９においても同様）。

交換位置における保持部本体５３１の先端部は、対向部材収容部８１ａの外部に位置し、対向部材収容部８１ａの側面に対向する。対向部材収容部８１ａは、図８に示す対向部材収容部８１と同様に、複数のトッププレートを収容可能な略直方体の箱状の部材である。対向部材収容部８１ａでは、３つの側面が側壁により閉塞されており、交換位置に位置する対向部材保持部５３ａに対向する１つの側面が開放されている。開放された当該側面に、複数の収容部８２のそれぞれの収容部開口８３が設けられる。

基板処理装置１ａでは、図１９に示すように、交換位置に位置する対向部材保持部５３ａにおいて、支持部移動機構５３０により第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が保持部本体５３１の先端側へと前進する。これにより、図１９中において二点鎖線にて示すように、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、保持部本体５３１の先端から長手方向に突出し、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４により保持されたトッププレート５１が、対向部材収容部８１ａの収容部８２に搬入される。

基板処理装置１ａでは、上述の基板処理装置１と同様に、移動制限部５８（図６参照）により、対向部材保持部移動機構５７および支持部移動機構５３０による搬送中のトッププレート５１の位置ずれ（すなわち、トッププレート５１の第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に対する相対的な移動および回転）が制限される。トッププレート５１が収容部８２に搬入されると、対向部材昇降機構５５により対向部材保持部５３ａが下降することにより、トッププレート５１が収容部８２の下面に載置され、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、トッププレート５１の対向部材フランジ部５１６から下方に離間する。その後、支持部移動機構５３０により、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が保持部本体５３１の基部側へと後退し、対向部材収容部８１ａから退避する。

ステップＳ２５におけるトッププレート５１ａの対向部材収容部８１ａからの搬出の際には、対向部材昇降機構５５が駆動され、対向部材保持部５３ａが、トッププレート５１ａが収容されている収容部８２と対向する位置へと移動する。続いて、支持部移動機構５３０により第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が保持部本体５３１の先端側へと前進する。これにより、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が、保持部本体５３１の先端から長手方向に突出し、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４の先端部が、トッププレート５１ａの対向部材フランジ部５１６の下方に配置される。

次に、対向部材保持部５３ａが上昇することにより、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が対向部材フランジ部５１６に接し、トッププレート５１ａが対向部材保持部５３ａにより保持される。そして、支持部移動機構５３０により、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４が保持部本体５３１の基部側へと後退し、対向部材収容部８１ａから退避する。これにより、トッププレート５１ａが対向部材収容部８１ａから搬出される。その後、対向部材保持部移動機構５７により対向部材保持部５３ａが水平に回転し、交換位置から保持位置へと移動する。これにより、トッププレート５１ａが対向部材収容部８１ａから搬出され、基板９および基板保持部３１の上方の第１の位置へと搬送される。

ステップＳ３７におけるトッププレート５１ａの対向部材収容部８１ａへの搬入、および、ステップＳ３９におけるトッププレート５１の対向部材収容部８１ａからの搬出における基板処理装置１ａの動作はそれぞれ、上述のステップＳ２３およびステップＳ２５と同様である。

基板処理装置１ａでは、トッププレートを搬送する上述の対向部材搬送機構が、対向部材保持部５３、対向部材昇降機構５５および対向部材保持部移動機構５７に加えて、支持部移動機構５３０も備える。支持部移動機構５３０は、トッププレートを対向部材収容部８１ａに対して進退させる進退機構である。これにより、対向部材収容部８１ａへのトッププレートの搬入、および、対向部材収容部８１ａからのトッププレートの搬出を、容易に行うことができる。また、対向部材収容部８１ａを、対向部材保持部移動機構５７によるトッププレートの回転経路上に配置する必要がないため、対向部材収容部８１ａの配置の自由度を向上することができる。

図２０は、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理システム１０ａの内部を示す平面図である。図２１は、基板処理システム１０ａを図２０中のＸＸＩ−ＸＸＩの位置にて切断した断面図である。図２１では、断面よりも奥の構成も合わせて描いている。基板処理システム１０ａでは、各処理ユニット６１から対向部材収容部８１（図３参照）が省略され、共用の対向部材収容部８１ｂがプロセス部６の共用空間６６に配置される。また、共用空間６６に配置される主搬送ロボット６３が、基板搬送ハンド６４に加えて、トッププレートを水平状態にて保持可能な対向部材搬送ハンド６７をさらに備える。基板処理システム１０ａのその他の構成は、図１および図２に示す基板処理システム１０と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。

対向部材保持部である対向部材搬送ハンド６７は、対向部材保持部移動機構であるハンド駆動機構６５により基板搬送ハンド６４と共に移動する。対向部材搬送ハンド６７は、例えば、基板搬送ハンド６４の下方に配置される。対向部材搬送ハンド６７は、例えば、ハンド駆動機構６５により水平に進退し、上下方向に移動し、上下方向に平行な回転軸を中心として回転する。なお、主搬送ロボット６３では、対向部材搬送ハンド６７が、基板搬送ハンド６４とは個別に移動されてもよい。

対向部材収容部８１ｂは、図８に示す対向部材収容部８１と同様に、複数のトッププレートを収容可能な略直方体の箱状の部材である。対向部材収容部８１ｂは、例えば、上下方向に積層された複数の収容部８２（図８参照）を備える。複数の収容部８２はそれぞれ、１つのトッププレートを収容可能である。対向部材収容部８１ｂは、例えば、中間ユニット６２の下方に配置される。対向部材収容部８１ｂは、例えば、中間ユニット６２の上方や、共用空間６６の他の位置に配置されてもよい。

主搬送ロボット６３において対向部材搬送ハンド６７が駆動されることにより、処理ユニット６１からトッププレートが搬出され、対向部材収容部８１ｂに搬入される。詳細には、ハンド駆動機構６５は、対向部材搬送ハンド６７を処理ユニット６１の搬出入口に対向させた後、前進させて対向部材搬送ハンド６７を処理ユニット６１内に挿入する。対向部材搬送ハンド６７は、図２２に示すように、基板保持部３１に保持されているトッププレート５１の対向部材フランジ部５１６の下方に配置される。

続いて、対向部材搬送ハンド６７が上昇することにより、対向部材フランジ部５１６の下面に対向部材搬送ハンド６７が接し、トッププレート５１が対向部材搬送ハンド６７により保持される。トッププレート５１は、基板保持部３１から上方に離間する。次に、対向部材搬送ハンド６７が後退することにより処理ユニット６１から退出する。これにより、トッププレート５１が処理ユニット６１から搬出される。対向部材搬送ハンド６７およびトッププレート５１は、対向部材収容部８１ｂに対向する位置へと移動する。そして、対向部材搬送ハンド６７が前進することにより、対向部材搬送ハンド６７に保持されたトッププレート５１が対向部材収容部８１ｂに搬入される。

また、主搬送ロボット６３において対向部材搬送ハンド６７が駆動されることにより、対向部材収容部８１ｂからトッププレートが搬出され、処理ユニット６１に搬入される。詳細には、ハンド駆動機構６５は、対向部材搬送ハンド６７を対向部材収容部８１ｂに対向させた後、前進させて対向部材搬送ハンド６７を対向部材収容部８１ｂ内に挿入する。続いて、対向部材搬送ハンド６７によりトッププレートを保持した後、対向部材搬送ハンド６７が後退することにより、対向部材収容部８１ｂからトッププレートが搬出される。次に、対向部材搬送ハンド６７を処理ユニット６１の搬出入口に対向させ、前進させて対向部材搬送ハンド６７を処理ユニット６１内に挿入することにより、トッププレートが処理ユニット６１内に搬入される。そして、トッププレートが対向部材搬送ハンド６７から基板保持部３１へと渡され、対向部材搬送ハンド６７が後退して処理ユニット６１から退出する。

基板処理システム１０ａでは、トッププレートを搬送する上述の対向部搬送機構が、対向部材保持部５３、対向部材昇降機構５５および対向部材保持部移動機構５７等に加えて、主搬送ロボット６３も備える。対向部材搬送ハンド６７には、図６に示す対向部材保持部５３と同様に、搬送中のトッププレートの位置ずれを制限する移動制限部が設けられる。当該移動制限部の構造は、例えば、図６に示す移動制限部５８と同様である。これにより、トッププレートの搬送時に、トッププレートが対向部材搬送ハンド６７に対して相対的に移動および回転することを防止することができる。その結果、トッププレートを位置精度良く基板保持部３１上へと移動することができ、基板保持部３１によるトッププレートの保持を容易に行うことができる。

主搬送ロボット６３のハンド駆動機構６５は、上述のように、トッププレートを対向部材収容部８１ｂに対して進退させる進退機構を備える。これにより、対向部材収容部８１ｂへのトッププレートの搬入、および、対向部材収容部８１ｂからのトッププレートの搬出を、容易に行うことができる。

基板処理システム１０ａでは、主搬送ロボット６３および対向部材収容部８１ｂが、複数の処理ユニット６１により共用される。２つの処理ユニット６１に注目すると、基板処理システム１０ａは、基板処理装置１と、装置収容室であるハウジング１１と、他の基板処理装置１と、他の装置収容室である他のハウジング１１とを備える。他の基板処理装置１は、基板処理装置１と対向部材収容部８１ｂおよび対向部材搬送機構の一部である主搬送ロボット６３を共用し、当該基板処理装置１と同様の構造を有する。ハウジング１１には、基板処理装置１のうち対向部材収容部８１ｂおよび主搬送ロボット６３を除く構成が配置される。他のハウジング１１も同様に、他の基板処理装置１のうち対向部材収容部８１ｂおよび主搬送ロボット６３を除く構成が配置される。

これにより、基板処理システム１０ａの構造を簡素化することができる。また、各処理ユニット６１のハウジング１１を小さくすることができる。その結果、基板処理システム１０ａを小型化することができる。

基板処理システム１０ａでは、例えば、処理ユニット６１にて使用されているトッププレート５１と同じ種類のトッププレート５１が対向部材収容部８１ｂに収容される。この場合、例えば、処理ユニット６１で使用中のトッププレート５１に処理液等が付着して洗浄が必要になると（すなわち、トッププレート５１のメンテナンスが必要になると）、当該トッププレート５１と対向部材収容部８１ｂに収容されているトッププレート５１とが交換される。これにより、基板処理システム１０ａの生産性を低下させることなく、トッププレート５１の交換を行うことができる。

トッププレートの交換は、例えば、処理済みの基板９を処理ユニット６１から搬出した後、かつ、次の基板９が処理ユニット６１に搬入される前に行われる。あるいは、トッププレートの交換は、基板９の搬出入と並行して行われてもよい。すなわち、処理済みの基板９の処理ユニット６１からの搬出と同時に、トッププレートも処理ユニット６１から搬出され、未処理基板９の処理ユニット６１への搬入と同時に、次のトッププレート５１が処理ユニット６１に搬入されてもよい。

基板処理システム１０ａでは、また、処理ユニット６１にて使用されているトッププレート５１と異なる種類のトッププレートが対向部材収容部８１ｂに収容されてもよい。例えば、対向部材収容部８１ｂには、基板９に対する複数種類の一連の処理（すなわち、複数の処理レシピ）にそれぞれ適した複数種類のトッププレートが収容される。この場合、処理ユニット６１にて基板９に対して行われる一連の処理の種類が変更される際に、処理ユニット６１内のトッププレート５１が、次に行われる処理に適したトッププレートに交換される。これにより、基板処理システム１０ａでは、各処理ユニット６を基板９に対する複数種類の一連の処理に適した構成に切り替えることができる。その結果、各処理ユニット６を基板９に対する様々な種類の処理に使用することができる。

上述の基板処理装置１，１ａおよび基板処理システム１０，１０ａでは、様々な変更が可能である。

例えば、基板処理システム１０，１０ａの対向部材収容部８１，８１ａ，８１ｂでは、必ずしも複数の収容部８２が上下方向に積層される必要はなく、複数の収容部８２が水平に配置されてもよい。また、対向部材収容部８１，８１ａ，８１ｂは、収容部８２を１つのみ備えていてもよい。対向部材収容部は、上述の対向部材搬送機構がアクセスできる範囲内であれば、ハウジング１１および共用空間６６以外の空間に配置されてもよい。換言すれば、対向部材搬送機構がアクセス可能な空間を、ハウジング１１および共用空間６６を含めて、広義の共用空間と捉えることもできる。

トッププレートでは、被保持部５１２の構造および配置は様々に変更されてよい。また、対向部材開口５１４は、必ずしも設けられなくてよい。

基板処理装置１では、必ずしも、対向部材保持部５３が退避位置に位置する状態で第１処理液ノズル４１１または第２処理液ノズル４２１が被保持部５１２に挿入される必要はない。また、必ずしも、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１が退避位置に位置する状態で、対向部材保持部５３が退避位置から保持位置へと移動する必要はない。例えば、図２３に示すように、保持部本体５３１の側面に、第１処理液ノズル４１１のノズルフランジ部４１４よりも大きな切り欠き部５３１ａが設けられ、供給位置に位置する第１処理液ノズル４１１は、保持位置に位置する対向部材保持部５３の切り欠き部５３１ａに平面視において収容されてもよい。この場合、対向部材保持部５３が保持位置に位置する状態で、処理液ノズル（すなわち、第１処理液ノズル４１１または第２処理液ノズル４２１）が被保持部５１２に挿入されてもよい。また、処理液ノズルが被保持部５１２に挿入されている状態で、対向部材保持部５３が退避位置から保持位置へと移動してもよい。トッププレート５１が静止状態であっても回転中であっても、フランジ接続部５１５は、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４との間から、第１フランジ支持部５３２および第２フランジ支持部５３４に沿う方向の一方側に離脱可能である。

基板処理装置１，１ａでは、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１から、それぞれ複数種類の処理液が基板９上に順次供給されてもよい。また、第１処理液ノズル４１１および第２処理液ノズル４２１に加えて、他の処理液ノズルが設けられてもよい。基板処理装置１，１ａでは、第２処理液ノズル４２１、第２ノズル昇降機構４３３、第２ノズル回転機構４３４および第２洗浄部４４２が省略されてもよい。

基板処理装置１，１ａでは、対向部材保持部５３，５３ａの保持部本体５３１に貫通孔が設けられ、対向部材保持部５３，５３ａが保持位置に位置する状態で、第１処理液ノズル４１１または第２処理液ノズル４２１が、当該貫通孔を介して被保持部５１２の内側に挿入されてもよい。

基板処理装置１，１ａでは、処理液ノズルの供給位置は、対向部材開口５１４の上方の位置であれば、被保持部５１２の内側には限定されない。例えば、処理液ノズルは、被保持部５１２の上部開口５１７の上方に配置されてもよい。

基板処理システム１０ａの基板処理装置１では、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４とが、図１３中の右側の端部等で部分的に接続されていてもよい。基板処理装置１ａでは、第１フランジ支持部５３２と第２フランジ支持部５３４とが、保持部本体５３１の基部側の端部等で部分的に接続されていてもよい。

基板処理装置１，１ａでは、対向部材昇降機構５５は、必ずしもトッププレートを上下方向に移動する必要はなく、トッププレートを基板保持部３１に対して相対的に移動すればよい。例えば、対向部材昇降機構５５は、トッププレートを移動することなく、基板保持部３１を上下方向に移動することにより、トッププレートを上下方向の第１の位置と第２の位置との間で基板保持部３１に対して相対的に移動してもよい。この場合、対向部材保持部５３により保持されて基板保持部３１から上方に離間した状態におけるトッププレートの位置が第１の位置であり、基板保持部３１により保持された状態におけるトッププレートの位置が第２の位置である。

基板処理装置１，１ａでは、カップ部３７は、同心円状に配置された複数のカップを備えていてもよい。この場合、基板９上に供給される処理液の種類が切り替えられる際に（例えば、薬液から洗浄液に切り替えられる際に）、基板９からの処理液を受けるカップも切り替えられることが好ましい。これにより、複数の処理液を容易に分別して回収または廃棄することができる。

基板処理装置１，１ａでは、基板保持部３１の中央部に下部ノズルが設けられ、基板９の下面に処理液が供給されてもよい。

基板処理装置１，１ａでは、トッププレートを利用して、低酸素環境下で行うことが望ましい様々な処理を行うことができる。処理空間９０に供給されるガスは、窒素ガスには限定されず、アルゴン等の他の不活性ガスであってもよい。また、処理空間９０に供給されるガスは、基板９上を所望のガス雰囲気とするためのガス、例えば、ガス組成比が管理された混合ガス（すなわち、複数種類のガスが混合されたもの）であってもよい。処理空間９０に供給されるガスは、処理内容によっては、例えば低湿度のドライエアであってもよい。

基板処理装置１，１ａでは、半導体基板以外の様々な基板に対する処理が行われてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１，１ａ 基板処理装置
９ 基板
１０，１０ａ 基板処理システム
１１ ハウジング
３１ 基板保持部
３３ 基板回転機構
５１，５１ａ，５１ｂ トッププレート
５３，５３ａ 対向部材保持部
５５ 対向部材昇降機構
５７ 対向部材保持部移動機構
５８ 移動制限部
６５ ハンド駆動機構
６６ 共用空間
６７ 対向部材搬送ハンド
８１，８１ａ，８１ｂ 対向部材収容部
８２ 収容部
８４ 対向部材洗浄機構
９１ （基板の）上面
４１３ 第１処理液供給部
４１８ 第２処理液供給部
４２３ 第３処理液供給部
５１１ 対向部材本体
５１２ 被保持部
５１４ 対向部材開口
５１５ フランジ接続部
５１６ 対向部材フランジ部
５３０ 支持部移動機構
５３１ 保持部本体
５３２ 第１フランジ支持部
５３４ 第２フランジ支持部
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ４０ ステップ

Claims (14)

1. 基板を処理する基板処理装置であって、
   水平状態の基板を保持する基板保持部と、
   前記基板の上面に対向する対向部材と、
   前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、
   前記上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、
   前記対向部材を収容可能な対向部材収容部と、
   前記対向部材を保持し、上下方向の第１の位置と第２の位置との間で前記基板保持部に対して相対的に移動するとともに、前記基板保持部の上方と前記対向部材収容部との間で搬送する対向部材搬送機構と、
   を備え、
   前記対向部材は、前記第１の位置にて前記対向部材搬送機構により保持されるとともに前記基板保持部から上方に離間し、前記第２の位置にて前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転し、
   前記対向部材搬送機構により、前記対向部材が前記基板保持部の上方から搬送されて前記対向部材収容部へと搬入され、前記対向部材収容部に収容されている他の対向部材が取り出されて前記基板保持部の上方へと搬送されることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記対向部材および前記他の対向部材の種類が互いに異なることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
   前記対向部材収容部に収容された前記対向部材を洗浄する対向部材洗浄機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記対向部材収容部が、前記上下方向に積層されるとともに対向部材をそれぞれ収容可能な複数の収容部を備えることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記対向部材搬送機構が、前記対向部材を前記対向部材収容部に対して進退させる進退機構を備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記対向部材搬送機構における前記対向部材の位置ずれを制限する移動制限部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記対向部材が、
   前記基板の前記上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材本体と、
   前記対向部材本体の前記対向部材開口の周囲から上方に突出するとともに前記対向部材搬送機構に保持される筒状の被保持部と、
   を備え、
   前記被保持部が、
   前記中心軸を中心とする円筒状のフランジ接続部と、
   前記フランジ接続部の上端部から径方向外方に広がる対向部材フランジ部と、
   を備え、
   前記対向部材搬送機構が、
   前記第１の位置に位置する前記対向部材の前記対向部材フランジ部の一部に下側から接して支持する第１フランジ支持部と、
   前記フランジ接続部を挟んで前記第１フランジ支持部と反対側に位置し、前記第１の位置に位置する前記対向部材の前記対向部材フランジ部の一部に下側から接して支持する第２フランジ支持部と、
   前記第１フランジ支持部および前記第２フランジ支持部が取り付けられる保持部本体と、
   を備え、
   前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態で、前記対向部材搬送機構が、前記保持部本体を水平に回転することにより、前記第１フランジ支持部および前記第２フランジ支持部を、前記対向部材フランジ部から径方向外方へと離間させ、また、前記対向部材フランジ部の下方に配置し、
   前記フランジ接続部は、前記第１フランジ支持部と前記第２フランジ支持部との間から、前記第１フランジ支持部および前記第２フランジ支持部に沿う方向の少なくとも一方側に離脱可能であることを特徴とする基板処理装置。
8. 基板を処理する基板処理システムであって、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置と、
   他の基板処理装置と、
   前記基板処理装置を収容する装置収容室と、
   前記他の基板処理装置を収容する他の装置収容室と、
   を備えることを特徴とする基板処理システム。
9. 基板を処理する基板処理システムであって、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置と、
   前記基板処理装置と前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構を共用し、前記基板処理装置と同様の構造を有する他の基板処理装置と、
   前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構が配置される共用空間と、
   前記基板処理装置のうち前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構を除く構成が配置される装置収容室と、
   前記他の基板処理装置のうち前記対向部材収容部および前記対向部材搬送機構を除く構成が配置される他の装置収容室と、
   を備えることを特徴とする基板処理システム。
10. 水平状態の基板を保持する基板保持部と、前記基板の上面に対向する対向部材と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、を備える基板処理装置において基板を処理する基板処理方法であって、
    前記基板処理装置が、
    前記対向部材を収容可能な対向部材収容部と、
    前記対向部材を保持し、上下方向の第１の位置と第２の位置との間で前記基板保持部に対して相対的に移動するとともに、前記基板保持部の上方の位置と前記対向部材収容部との間で搬送する対向部材搬送機構と、
    をさらに備え、
    前記対向部材は、前記第１の位置にて前記対向部材搬送機構により保持されるとともに前記基板保持部から上方に離間し、前記第２の位置にて前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転し、
    前記基板処理方法が、
    ａ）前記対向部材を前記基板保持部の上方から搬送して前記対向部材収容部へと搬入する工程と、
    ｂ）前記対向部材収容部に収容されている他の対向部材を搬出して前記基板保持部の上方へと搬送する工程と、
    を備えることを特徴とする基板処理方法。
11. 請求項１０に記載の基板処理方法であって、
    前記対向部材および前記他の対向部材の種類が互いに異なり、
    前記ｂ）工程後に前記基板処理装置において行われる処理の性質に応じて、前記ｂ）工程よりも前に、前記他の対向部材の種類を決定する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
12. 請求項１０または１１に記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程よりも後に、前記対向部材収容部に収容された前記対向部材を洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
13. 請求項１０ないし１２のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程において、前記対向部材が前記対向部材収容部に対して進退することにより前記対向部材収容部に搬入されることを特徴とする基板処理方法。
14. 請求項１０ないし１３のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ａ）工程において、搬送中の前記対向部材の位置ずれが制限されることを特徴とする基板処理方法。

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