JP6499472B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、薬液を用いて基板の上面を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板の例には、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、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１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられる。枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、基板保持機構に保持された基板の上面に薬液を供給するノズルとを備えている。
１枚の処理に必要な薬液の消費量の低減を図るために、たとえば下記特許文献１に示すように、スピンチャックによる基板の回転速度を零または低速に維持することにより、基板の上面に薬液の液膜を保持し、この薬液の液膜により基板の表面を薬液処理する薬液パドル処理が知られている。薬液パドル処理において、基板上に薬液の液膜が形成された後には、基板への処理液の供給を停止することも可能であるから、薬液の消費量を最低限に抑制でき、これにより、処理コストの低減を図ることができる。

特開２０１３−２１４１５７号公報

前記の薬液パドル処理においては、基板の上面の全域を覆う薬液を所定の処理期間（薬液を用いた処理を完遂するために必要な期間）に亘って基板に保持し続けることにより、基板の上面が処理される。
しかしながら、薬液の液膜の上面が周囲の雰囲気と接触しているため、薬液の液膜が周囲の雰囲気の影響を受け易い。周囲の雰囲気の影響（蒸発・零れ）により基板の上面から薬液の一部が逸失する（消失・流出）おそれがある。薬液の液膜に含まれる薬液の液量が少なくなると、薬液の液膜によって基板の上面全域を覆うことが困難になる。

また、薬液の種類によっては、薬液の液膜を用いた処理の進行に伴って基板の上面が疎水性を呈するようになることがあり、この場合、基板の上面において薬液が濡れ難くなる。その結果、薬液の液膜に割れが生じ、基板の上面に薬液の液膜を保持し続けることが困難になる。
つまり、薬液パドル処理においては、基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を安定して保持し続けることが難しかった。

そこで、本発明の目的は、薬液の液膜を基板の上面に安定して保持させ続けることができ、これにより、薬液の省液を図りながら基板の上面を処理できる、基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板を水平な姿勢で保持する基板保持手段と、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成すべく、当該上面に薬液を供給する薬液供給手段と、前記基板の上面に対向する対向面を有する対向部材であって、前記基板の上面に形成された前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜または前記基板保持手段によって保持される対向部材とを含み、前記対向部材が、前記エッチング液よりも比重が小さい材料を用いて形成されている対向板であり、前記対向板が、前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜の上面に保持される、基板処理装置を提供する。

この構成によれば、基板の上面の全域を覆う薬液の液膜に対向板の対向面が接液しながら、対向板が当該薬液の液膜または基板保持手段によって保持される。
この状態では、薬液の液膜の上方が対向板によって覆われている。そのため、薬液の液膜が周囲の雰囲気から遮断される。これにより、薬液の液膜が周囲の雰囲気から影響を受けることを回避できる。

また、薬液の液膜に対向板の対向面が接液する。換言すると、薬液の液膜が対向面に接触している。そのため、対向面と薬液の液膜の上面との間に表面張力が作用し、薬液が膜状を保持し易い。そのため、基板の上面の性質によらずに、基板の上面に、薬液の液膜を保持できる。
薬液の液膜の上面に対向板が保持される。液の液膜の上面に配置されているから、対向板と基板の上面との間に含まれる薬液の量を低減させて、基板の上面に保持される薬液の液膜の厚みを薄くすることが可能である。これにより、薬液の消費量の低減をより一層図ることができる。
対向板は、エッチング液よりも比重が小さい材料を用いて形成されていてもよい。この場合、対向板がエッチング液の液膜上に浮く。これにより、エッチング液の上方に対向板を配置し続けることができ、エッチング液の液膜の上面に対向板を良好に保持させることができる。
以上により、薬液の液膜を基板の上面に安定して保持させ続けることができ、ゆえに、薬液の省液を図りながら基板の上面を処理できる。

前記の目的を達成するための請求項２に記載の発明は、基板を水平な姿勢で保持する基板保持手段と、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成すべく、当該上面に薬液を供給する薬液供給手段と、前記基板の上面に対向する対向面を有する対向板であって、前記基板の上面に形成された前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜または前記基板保持手段によって保持される対向板と、吸引口を有する下面を有し、前記対向板を上方側から支持するための支持部材と、前記吸引口の内部を吸引する吸引手段と、前記支持部材を昇降する支持部材昇降手段とを含み、前記対向板が、前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜の上面に保持される、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、基板の上面の全域を覆う薬液の液膜に対向板の対向面が接液しながら、対向板が当該薬液の液膜または基板保持手段によって保持される。
この状態では、薬液の液膜の上方が対向板によって覆われている。そのため、薬液の液膜が周囲の雰囲気から遮断される。これにより、薬液の液膜が周囲の雰囲気から影響を受けることを回避できる。
また、薬液の液膜に対向板の対向面が接液する。換言すると、薬液の液膜が対向面に接触している。そのため、対向面と薬液の液膜の上面との間に表面張力が作用し、薬液が膜状を保持し易い。そのため、基板の上面の性質によらずに、基板の上面に、薬液の液膜を保持できる。
薬液の液膜の上面に対向板が保持される。液の液膜の上面に配置されているから、対向板と基板の上面との間に含まれる薬液の量を低減させて、基板の上面に保持される薬液の液膜の厚みを薄くすることが可能である。これにより、薬液の消費量の低減をより一層図ることができる。
以上により、薬液の液膜を基板の上面に安定して保持させ続けることができ、ゆえに、薬液の省液を図りながら基板の上面を処理できる。
また、吸引口の内部の吸引により、支持部材の下面に対向板を吸着支持できる。そして、薬液の液膜の上方で吸引口の内部の吸引を解除することにより、対向板が薬液の液膜上に配置させられる。さらに、支持部材を下降させ、支持部材の下面を対向板に接近させた状態で、吸引口の内部を吸引することにより、対向板が支持部材に支持される。これにより、薬液の液膜に対する対向板（対向面）の接液および、薬液の液膜からの対向板（対向面）の退避の双方を、円滑に実現できる。

請求項３に記載のように、前記対向板は、低剛性材料を用いて形成されていてもよい。
対向板が高い剛性を有していると、対向板が基板に当たった場合に、基板や当該対向板が破損するおそれがある。しかしながら、請求項３では、対向板が低剛性材料を用いて形成されているので、仮に対向板が基板に当っても基板が破損するおそれがない。

前記の目的を達成するための請求項４に記載の発明は、基板を基板保持手段により水平な姿勢で保持する基板保持工程と、前記基板の上面に、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、前記薬液の前記液膜の形成後、下面に対向面が形成された対向部材を前記薬液の前記液膜または前記基板保持手段に保持させて、前記薬液の前記液膜に前記対向面を接液させる接液工程とを含む、基板処理方法である。

この方法によれば、基板の上面に、当該上面の全域を覆う薬液の液膜が形成された後、対向部材が当該薬液の液膜または基板保持手段によって保持される。この状態において、薬液の液膜に対向部材の対向面が接液される。
薬液の液膜の上方が対向部材によって覆われているので、薬液の液膜が周囲の雰囲気から遮断される。これにより、薬液の液膜が周囲の雰囲気から影響を受けることを回避できる。

また、薬液の液膜の上面に対向面が接液する。換言すると、薬液の液膜が対向面に接触している。そのため、対向面と薬液の液膜の上面との間に表面張力が作用し、薬液が膜状を保持し易い。そのため、基板の上面の性質によらずに、基板の上面に、当該全域を覆う薬液の液膜を保持できる。
以上により、薬液の液膜を基板の上面に安定して保持させ続けることができ、ゆえに、薬液の省液を図りながら基板の上面を処理できる。

請求項５に記載の発明は、前記接液工程は、前記薬液の前記液膜に前記対向部材を保持させることにより、前記薬液の前記液膜に前記対向面を接液させる工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、薬液の液膜の上面に対向部材が保持される。薬液の液膜の上面に対向部材が配置されているから、対向部材と基板の上面との間に含まれる薬液の量を低減させて、基板の上面に保持される薬液の液膜の厚みを薄くすることが可能である。これにより、薬液の消費量の低減をより一層図ることが可能である。

請求項６に記載の発明は、前記液膜形成工程に並行して、前記基板を鉛直軸線回りに回転させる回転工程と、前記接液工程に並行して、前記基板を静止状態のまま維持する静止工程とを含む、請求項４または５に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板を鉛直軸線回りに回転させながら薬液を供給することにより、基板の上面に供給された薬液を、基板の上面に拡げることができる。これにより、基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を比較的容易に形成できる。

また、対向部材が薬液の液膜に接液した状態では、基板を静止状態のまま維持する。この状態では、薬液の液膜に基板の回転による遠心力が作用しないから、基板の上面から薬液の流出がない。そのため、少量の薬液で薬液の液膜を形成でき、これにより、薬液の消費量の低減をより一層図ることができる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置を水平方向に見た図である。 前記基板処理装置によって行われるエッチング処理例について説明するためのフローチャートである。 前記エッチング処理例を説明するための図解的な図である。 図３Ｂに続く工程を説明するための図解的な図である。 図３Ｄに続く工程を説明するための図解的な図である。 図３Ｆに続く工程を説明するための図解的な図である。 前記エッチング処理例の変形例を説明するための図解的な図である。 本発明の他の実施形態に係る基板処理装置によって行われるエッチング処理例を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を水平方向に見た図である。
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、処理液や処理ガスによって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（エッチング液およびリンス液）を用いて処理する処理ユニット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。

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４と、チャンバ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（基板保持手段）５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に、エッチング液を供給するためのエッチング液供給ユニット（薬液供給手段）６と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に、リンス液を供給するためのリンス液供給ユニット７と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面に対向して配置される対向板（対向部材）８と、対向板８を上方から支持する支持板（支持部材）９と、スピンチャック５の周囲を取り囲む筒状のカップ１０とを含む。

チャンバ４は、スピンチャック５やノズルを収容する箱状の隔壁１１と、隔壁１１の上部から隔壁１１内に清浄空気（フィルタによってろ過された空気）を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１２と、隔壁１１の下部からチャンバ４内の気体を排出する排気ダクト１３とを含む。ＦＦＵ１２は、隔壁１１の上方に配置されており、隔壁１１の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１２は、隔壁１１の天井からチャンバ４内に下向きに清浄空気を送る。排気ダクト１３は、カップ１０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４内の気体を導出する。したがって、チャンバ４内を下方に流れるダウンフロー（下降流）が、ＦＦＵ１２および排気ダクト１３によって形成される。基板Ｗの処理は、チャンバ４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。

スピンチャック５として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック５は、スピンモータ（基板回転手段）１３と、このスピンモータ１４の駆動軸と一体化されたスピン軸１５と、スピン軸１５の上端に略水平に取り付けられた円板状のスピンベース１６とを含む。
スピンベース１６の上面には、その周縁部に複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材１７が配置されている。複数個の挟持部材１７は、スピンベース１６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。

また、スピンチャック５としては、挟持式のものに限らず、たとえば、基板Ｗの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、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、スピンチャック５に保持された基板Ｗを回転させ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。
エッチング液供給ユニット６は、エッチング液を吐出するエッチング液ノズル１８と、エッチング液ノズル１８に接続されたエッチング液配管１９と、エッチング液配管１９に介装されたエッチング液バルブ２０と、エッチング液ノズル１８が先端部に取り付けられた第１のノズルアーム２１と、第１のノズルアーム２１を揺動させることにより、エッチング液ノズル１８を移動させる第１のノズル移動ユニット２２とを含む。エッチング液ノズル１８に供給されるエッチング液として、ＨＦ（ふっ酸）、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液：ammonia−hydrogen peroxide mixture）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水：hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture）、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などを例示できる。

エッチング液バルブ２０が開かれると、エッチング液配管１９からエッチング液ノズル１８に供給されたエッチング液が、エッチング液ノズル１８から下方に吐出させられる。エッチング液バルブ２０が閉じられると、エッチング液ノズル１８からのエッチング液の吐出が停止させられる。第１のノズル移動ユニット２２は、エッチング液ノズル１８から吐出されたエッチング液が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、エッチング液ノズル１８が平面視でスピンチャック５の側方に退避した退避位置との間でエッチング液ノズル１８を移動させる。

リンス液供給ユニット７は、リンス液を吐出するリンス液ノズル２３と、リンス液ノズル２３に接続されたリンス液配管２４と、リンス液配管２４に介装されたリンス液バルブ２５と、リンス液ノズル２３が先端部に取り付けられた第２のノズルアーム２６と、第２のノズルアーム２６を揺動させることにより、リンス液ノズル２３を移動させる第２のノズル移動ユニット２７とを含む。

リンス液バルブ２５が開かれると、リンス液配管２４からリンス液ノズル２３に供給された水が、リンス液ノズル２３から下方に吐出させられる。リンス液バルブ２５が閉じられると、リンス液ノズル２３からの水の吐出が停止させられる。第２のノズル移動ユニット２７は、リンス液ノズル２３から吐出された水が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、リンス液ノズル２３が平面視でスピンチャック５の側方に退避した退避位置との間でリンス液ノズル２３を移動させる。

リンス液ノズル２３に供給されるリンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
エッチング液ノズル１８およびリンス液ノズル２３の双方を、スキャンノズルであるとして説明しているが、エッチング液ノズル１８およびリンス液ノズル２３の少なくとも１つを、吐出口を静止した状態で処理液（エッチング液または水）を吐出する固定ノズルとして設けることもできる。

対向板８は、基板Ｗとほぼ同じ径またはそれ未満の径を有する円板状をなしている。対向板８の下面には、基板Ｗの上面に対向する円形の対向面８ａが形成されている。対向板８の上面および対向面８ａは、それぞれ互いに平行な平坦面を有している。支持部材９の下面３０に対向板８が吸着支持された状態で、対向面８ａは水平姿勢をなす。
対向板８の材質として、耐洗紙（水に強い紙）を例示できる。この場合、対向板８は、軽量（エッチング液や水と比べて比重が小さい）であるだけでなく、低剛性を有している。より具体的には、対向板８の重さは３５ｇ以下である。

支持部材９は、中空に形成された円板状の部材である。支持部材９は円形で平坦な下面３０と、支持部材９の下面３０に形成された複数の吸引口（たとえば、等間隔に配置された多数の吸引口）３１と、支持部材９の内部に設けられた流通空間３２とを含む。支持部材９には、中空に形成されたホルダ２９が上方から固定されている。ホルダ２９の内部には、上配管３３が上下に延びて挿通している。支持部材９は、スピンチャック５の上方位置において、下面３０が水平に沿い、かつその中心軸線Ａ２が基板Ｗの回転軸線Ａ１と一致した状態でホルダ２９に保持されている。上配管３３には、吸引配管（吸引手段）３４の一端および気体供給配管３５の一端がそれぞれ接続されている。

ホルダ２９には、支持部材昇降ユニット（支持部材昇降手段）３６が結合されている。支持部材昇降ユニット３６の駆動により、支持部材９の下面３０が、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に近接する近接位置と、スピンチャック５の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させられる。
吸引配管３４には吸引バルブ３７が介装されており、吸引配管３４の他端は、吸引装置（図示しない）に接続されている。吸引装置は常時作動状態とされている。

気体供給配管３５には気体供給バルブ３８が介装されており、気体供給配管３５の他端には、エア供給源等の気体供給源からの気体が供給されるようになっている。
したがって、気体供給バルブ３８が閉じられた状態で吸引バルブ３７が開かれることにより、吸引配管３４の内部、上配管３３の内部および流通空間３２の内部が強制的に排気されて、各吸引口３１の周囲の雰囲気が当該吸引口３１に吸引される。支持部材９の下面３０が対向板８の上面に接近した状態で吸引バルブ３７が開かれることにより、各吸引口３１の内部が減圧され、対向板８が、支持部材９の下面３０に吸着支持される。

一方、吸引バルブ３７が閉じられた状態で、気体供給バルブ３８が開かれると、上配管３３の内部および流通空間３２に気体が供給され、各吸引口３１の内部が元の圧力に復元する。支持部材９の下面３０に吸着支持されている状態で、気体供給バルブ３８が開かれることにより、対向板８が、支持部材９の下面３０から離脱し、エッチング液の液膜（薬液の液膜）４５上に対向板８が配置させられる。そして、支持部材９を下降させ、支持部材９の下面を対向板８に接近させた状態で、吸引口３１の内部を吸引することにより、対向板８が支持部材９に支持される。これにより、基板Ｗの上面に形成されたエッチング液の液膜４５（図３Ｃ参照）に対する対向面８ａの接液、およびエッチング液の液膜４５からの対向板８の退避の双方を、円滑に実現できる。

カップ１０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（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ１０は、それぞれ昇降可能に設けられた１つまたは複数個（図１ではたとえば４つ）の円筒状のガード３９を含む。各ガード３９は、円筒状であり、スピンチャック５を取り囲んでいる。各ガード３９は、回転軸線Ａ１に向かって斜め上方に延びる円筒状の傾斜部４０と、傾斜部４０の下端から下方に延びる円筒状の案内部４１とを含む。

カップ１０の上端部には、支持部材９に支持されている対向板８の対向面８ａを洗浄するための洗浄液ノズル４２が設けられている。洗浄液ノズル４２は、最も外側のガード３９の傾斜部４０に、吐出口を斜め上方に向けて設けられている。洗浄液ノズル４２から吐出された洗浄液は、対向板８の対向面８ａに着液し、これにより対向板８の対向面８ａが洗浄される。洗浄液ノズル４２には、洗浄液配管４３が接続されている。洗浄液配管４３には、当該洗浄液配管４３を開閉するための洗浄液バルブ４４が介装されている。洗浄液配管４３から洗浄液ノズル４２に供給される洗浄液として、たとえば水（ＤＩＷ等）を例示できる。

カップ１０は、スピンベース１６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（エッチング液やリンス液など）が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。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１０の上端部１０ａは、スピンベース１６よりも上方に配置させられる。したがって、基板Ｗの周囲に排出された処理液は、カップ１０によって受け止められる。そして、カップ１０に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。

図２は、基板処理装置１によって行われるエッチング処理例について説明するためのフローチャートである。図３Ａ〜３Ｈは、エッチング処理例を説明するための図解的な図である。
以下では、たとえば直径３００ｍｍの基板Ｗの表面（パターン形成面）に対し、エッチング処理が施される例について説明する。主として図１および図２を参照しながらエッチング処理例について説明する。図３Ａ〜３Ｈについては適宜参照する。

基板処理装置１の運転中には、吸引装置（図示しない）は常時稼働状態にある。基板処理装置１の運転開始時には、制御装置３が基板処理装置１を駆動することにより、またはオペレータの手作業により、支持部材９の下面３０に対向板８が吸着支持される。
基板処理装置１によって基板Ｗが処理されるときには、チャンバ４内に基板Ｗが搬入される（ステップＳ１）。具体的には、制御装置３は、図３Ａに示すように、エッチング液ノズル１８（図１参照）、リンス液ノズル２３（図１参照）、対向板８、支持部材９等のチャンバ４内の構成がスピンチャック５の上方から退避している状態で、搬送ロボット（図示しない）に基板Ｗをチャンバ４内に搬入させる。そして、制御装置３は、基板Ｗの表面（パターン形成面）が上に向けられた状態で、搬送ロボットに基板Ｗをスピンチャック５上に載置させる。その後、制御装置３は、基板Ｗがスピンチャック５に保持されている状態でスピンモータ１４を回転させる。これにより、基板Ｗの回転が開始される（ステップＳ２）。制御装置３は、スピンチャック５上に基板Ｗが載置された後、搬送ロボットをチャンバ４内から退避させる。

基板Ｗが所定の液盛り回転速度（たとえば、１０〜１５０ｒｐｍ）に達すると、次いで、基板Ｗの上面に対するエッチング液の吐出が開始される。具体的には、制御装置３は、第１のノズル移動ユニット２２を制御して、図３Ｂに示すように、エッチング液ノズル１８を退避位置から基板Ｗの上方に移動させる。エッチング液ノズル１８が基板Ｗの上面中央部に配置された後、制御装置３は、エッチング液バルブ２０を開いて、図３Ｂに示すように、回転状態の基板Ｗの上面中央部に向けてエッチング液ノズル１８からエッチング液を吐出させる（ステップＳ３）。このときのエッチング液の吐出流量は、たとえば２（リットル／分）に設定されている。エッチング液ノズル１８からのエッチング液は、基板Ｗの上面中央部に着液し、後続のエッチング液によって押されて基板Ｗ上を外方に広がっていく。基板Ｗが液盛り速度で回転しているから、エッチング液に作用する遠心力は小さい。そのため、基板Ｗに供給されたエッチング液は、基板Ｗの周囲に飛散せずに基板Ｗ上に溜まる。基板Ｗに対してエッチング液の供給し続けることにより、基板Ｗの上面の全域が、エッチング液の液膜によって覆われる。

また、エッチング液の吐出開始からエッチング液吐出期間が経過すると、制御装置３は、エッチング液バルブ２０を閉じて、エッチング液ノズル１８からのエッチング液の吐出を停止させる（ステップＳ４）。その後、制御装置３は、第１のノズル移動ユニット２２を制御して、図３Ｃに示すように、エッチング液ノズル１８をスピンチャック５の上方から退避させる。

また、エッチング液の吐出開始から、前記のエッチング液吐出期間が経過すると、制御装置３は、図３Ｃに示すように、スピンモータ１４を制御して基板Ｗの回転を停止させる（ステップＳ５）。基板Ｗの回転停止により、基板Ｗの周縁部からのエッチング液の流出がより一層抑制され、基板Ｗの上面に、その全域を覆うパドル状のエッチング液の液膜４５が保持される。

この明細書において、「パドル状」とは、基板Ｗの上面に存在する液（エッチング液）に零または小さな遠心力しか作用せず、その結果、基板Ｗの上面に液が表面張力および重力により滞留して液膜を形成する状態をいう。この状態においては、基板Ｗの上面の液膜に作用する遠心力が、基板Ｗの上面と液膜との間で作用する表面張力および重力の和よりも小さいかあるいは拮抗する。そして、この実施形態では、基板Ｗの回転が停止させられるので、基板Ｗの上面に存在するエッチング液に遠心力が作用しない。そのため、基板Ｗの上面に、エッチング液の液膜４５が安定して保持される。

また、エッチング液ノズル１８がスピンチャック５の上方から退避させられた後、制御装置３は、支持部材昇降ユニット３６を制御して、図３Ｄに示すように、支持部材９を退避位置から近接位置まで下降させる。支持部材９の近接位置は、スピンチャック５の上方において、支持部材９に支持されている対向板８の対向面８ａが、エッチング液の液膜４５に接液可能な位置である。支持部材９が近接位置に位置する状態において、支持部材９に支持されている対向板８の対向面８ａと、スピンチャックに保持されている基板Ｗの上面との間隔は、たとえば１ｍｍである。支持部材９が近接位置に配置させられることにより、対向板８の対向面８ａがエッチング液の液膜４５に接液する（ステップＳ６）。

この状態で、制御装置３は、吸引バルブ３７を閉じて各吸引口３１からの吸引を停止すると共に、図３Ｄに示すように、気体供給バルブ３８を開いて上配管３３に気体を供給する。これにより、支持部材９による対向板８の吸着が解除される。これにより、対向板８がパドル状のエッチング液の液膜４５上に浮く。そのため、対向板８がエッチング液の液膜４５の上面に配置される。そして、対向板８は、エッチング液の液膜４５の表面張力により、液膜４５の上面に保持される。つまり、対向板８の吸着解除後、気体供給バルブ３８が閉じられる。エッチング液の液膜４５への対向板８の受け渡しが完了した後、制御装置３は、支持部材昇降ユニット３６を制御して、図３Ｅに示すように支持部材９を退避位置まで上昇させる。

その後、そのままの静止状態が所定の期間に亘って維持される。これにより、基板Ｗの上面の全域に、パドル状のエッチング液の液膜４５を用いたエッチングが行われる（ステップＳ７）。
エッチング液の吐出停止から予め定める時間が経過すると、制御装置３は、支持部材昇降ユニット３６を制御して、図３Ｆに示すように、支持部材９を退避位置から近接位置まで下降させる。この状態で、支持部材９の下面３０は、対向板８の上面に近接または接触している。そして、制御装置３は、吸引バルブ３７を開いて各吸引口３１からの吸引を開始する。これにより、対向板８が支持部材９の下面３０に吸着支持される。支持部材９への対向板８の受け渡しが完了した後、制御装置３は、支持部材昇降ユニット３６を制御して、支持部材９を退避位置まで上昇させる。これにより、対向板８（対向面８ａ）が基板Ｗの上面から退避する（ステップＳ８）。

対向板８の退避後、制御装置３は、スピンモータ１４を制御して、基板Ｗの回転を再開させ（ステップＳ９）、その回転速度を液処理速度（たとえば約３００ｒｐｍ）まで上昇させ、この液処理速度に維持する。これにより、基板Ｗの上面のエッチング液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面周縁部から飛散し、その結果、基板Ｗの上面においてエッチング液の液膜４５は消失する。

次いで、リンス液を基板Ｗに供給するリンス処理（ステップＳ１０）が行われる。具体的には、制御装置３は、第２のノズル移動ユニット２７を制御して、図３Ｇに示すように、リンス液ノズル２３を退避位置から基板Ｗの中央部の上方に移動させる。その後、制御装置３は、リンス液バルブ２５を開いて、回転状態の基板Ｗの上面の中央部に向けてリンス液ノズル２３からリンス液を吐出させる。リンス液により、基板Ｗの上面に付着しているエッチング液が洗い流される。基板Ｗの上面に供給されたリンス液は、基板Ｗの上面周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、カップ１０に受け止められた後、排液処理される。

また、リンス処理（Ｓ１０）に並行して、対向板８の対向面８ａが洗浄液を用いて洗浄される（Ｓ１０：対向面洗浄）。具体的には、制御装置３は洗浄液バルブ４４を開いて、図３Ｈに示すように、支持部材９に支持されている対向板８の対向面８ａに洗浄液を供給する。この実施形態では、洗浄液として水（たとえばＤＩＷ）が用いられる。これにより、対向板８の対向面８ａを洗浄できる。対向板８に供給された洗浄液が落液し、基板Ｗの上面に供給される。洗浄液は、リンス液と共に、基板Ｗの上面周縁部から基板Ｗの側方に向けて飛散し、カップ１０に受け止められた後、排液処理される。

リンス液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ２５を閉じてリンス液の吐出を停止する。これにより、リンス処理（Ｓ１０）が終了する。その後、制御装置３は、第２のノズル移動ユニット２７を制御して、図３Ｈに示すように、リンス液ノズル２３をスピンチャック５の上方から退避させる。
また、洗浄液の吐出開始から予め定める期間が経過すると、制御装置３は、洗浄液バルブ４４を閉じて洗浄液の吐出を停止する。これにより、対向面洗浄（Ｓ１０）が終了する。

リンス処理（Ｓ１０）および対向面洗浄（Ｓ１０）の終了後、次いで、制御装置３は、スピンモータ１４を制御して、基板Ｗの回転速度を振り切り乾燥速度（たとえば数千ｒｐｍ）まで加速する。これにより、基板Ｗの上面に付着しているリンス液が振り切られて基板Ｗが乾燥される（Ｓ８：乾燥工程）。
乾燥工程（Ｓ８）が予め定める期間に亘って行われると、制御装置３は、スピンモータ１４を制御して、スピンチャック５の回転（基板Ｗの回転）を停止させる（ステップＳ９）。

これにより、一枚の基板Ｗに対するエッチング処理が終了し、制御装置３は、基板Ｗを搬入したときと同様に、処理済みの基板Ｗを搬送ロボットによってチャンバ４内から搬出させる（ステップＳ１０）。
以上によりこの実施形態によれば、基板Ｗの上面の全域を覆うエッチング液の液膜４５に対向板８の対向面８ａが接液しながら、対向板８が当該エッチング液の液膜４５の上面によって保持される（対向板８が液膜４５上に浮く）。この状態では、エッチング液の液膜４５の上方が対向板８によって覆われている。そのため、エッチング液の液膜４５が周囲の雰囲気から遮断される。これにより、エッチング液の液膜４５が周囲の雰囲気から影響を受けることを回避できる。具体的には、周囲の雰囲気によるエッチング液の蒸発や、周囲の気流による、液膜４５からのエッチング液の流出を防止または抑制できる。

ところで、エッチング液としてふっ酸を用いる場合には、ふっ酸処理の進行に伴って基板Ｗの上面が疎水性を呈するようになることがあり、この場合、基板Ｗの上面において、その後に供給されるふっ酸が濡れ難くなり、その結果、ふっ酸の液膜に割れが生じ、基板Ｗの上面にふっ酸の液膜を保持し続けることが困難になることも考えられる。
しかしながら、この実施形態では、エッチング液（ふっ酸）の液膜４５の上面に対向面８ａが接液している（エッチング液（ふっ酸）の液膜４５が対向面８ａに接触している）から、対向面８ａとエッチング液（ふっ酸）の液膜４５の上面との間に表面張力が作用し、エッチング液（ふっ酸）が膜状を保持し易い。そのため、エッチング液としてふっ酸を用いる場合であっても、基板Ｗの上面にエッチング液の液膜４５を保持できる。

これにより、エッチング液の液膜４５を基板Ｗの上面に安定して保持させ続けることができ、ゆえに、エッチング液の省液を図りながら基板Ｗの上面を処理できる。
ところで、エッチング液の消費量の低減を図るべく、エッチング液の液膜４５の薄膜化、すなわち、対向板８と基板Ｗの上面との間隔はできるだけ微小であることが望ましい。しかしながら、仮に、アーム等を支持装置で、対向部材を、基板Ｗの上面との間隔が微小になるように支持すると、支持装置の組み立て精度や、支持装置を構成する各部品の加工精度の誤差があるから、対向部材と基板Ｗの上面との間の間隔を微小に設定すると、対向部材が基板Ｗの上面に当るおそれがある。そして、対向部材が高い剛性を有している場合には、対向部材が基板Ｗに当ると基板Ｗや当該対向部材が破損するから、対向部材と基板Ｗの上面との間の間隔を微小に設けることはできない（当該間隔には限界値がある）。そのため、エッチング液の省液を十分に図ることができなかった。

これに対し、この実施形態では、エッチング液の液膜４５の上面に対向板８が保持される（エッチング液の液膜４５上に浮いている）。エッチング液の液膜４５によって対向板８が保持されているから、仮に対向板８が基板Ｗの上面に当っても、その際の衝撃は小さい。しかも、対向板８が低剛性材料を用いて形成され、かつ軽量であるので、その衝撃はより一層小さい。したがって、対向板８の対向面８ａと基板Ｗの上面との間の間隔を微小に設けることができる。これにより、基板Ｗの上面に保持されるエッチング液の液膜４５の厚みを薄くでき、ゆえに、エッチング液の消費量の低減をより一層図ることができる。

また、図３Ｉは、エッチング処理例の変形例を説明するための図解的な図である。
エッチング処理例の変形例では、図２に二点鎖線で示すように、エッチング（Ｓ７）の終了後、制御装置３は、第２のノズル移動ユニット２７を制御して、リンス液ノズル２３を基板Ｗの中央部の上方に配置すると共に、リンス液バルブ２５を開いて、基板Ｗ上面のエッチング液の液膜４５に保持されている対向板８の上面に向けてリンス液ノズル２３からリンス液を吐出させる。これにより、対向板８の上面に洗浄液を供給でき、これにより、対向板８の上面を洗浄できる。その後、制御装置３は、支持部材昇降ユニット３６を制御して、図３Ｆに示すように、支持部材９を退避位置から近接位置まで下降させると共に、吸引バルブ３７を開いて各吸引口３１からの吸引を開始する。これにより、対向板８が支持部材９の下面３０に吸着支持される。その後、制御装置３は、支持部材昇降ユニット３６を制御して、支持部材９を退避位置まで上昇させる。これにより、対向板８（対向面３０）が基板Ｗの上面から退避する（ステップＳ８）。

図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の他の実施形態に係る基板処理装置２０１によって行われるエッチング処理例を示す図である。
図４Ａおよび図４Ｂの実施形態において、図１〜図３Ｉの実施形態に示された各部に対応する部分には、図１〜図３Ｉの場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
基板処理装置２０１が、図１〜図３Ｉの実施形態に係る基板処理装置１と相違する点は、エッチング処理（図２のＳ７）において、対向板（対向部材）２０２が、エッチング液の液膜４５に対向面２０２ａが接液しながら、スピンチャック５に含まれる複数個の挟持部材１７に保持される点にある。各挟持部材１７の上端部１７ａは、挟持部材１７によって支持される基板Ｗの上面よりも、微小量だけ高く設けられている。

対向部材として、対向板８に代えて対向板２０２が採用される。対向板２０２は、複数の挟持部材１７が配置される円周上と同等の径あるいはそれ以上の径を有する円板状をなしている。対向板２０２は、耐洗紙製ではなく、たとえば樹脂製である。対向板２０２は、高い剛性を有しており、対向板２０２の比重は、エッチング液よりも大きい。
対向板２０２の下面には、基板Ｗの上面に対向する円形の対向面２０２ａが形成されている。対向板２０２の対向面２０２ａは、平坦面を有している。

対向板２０２は、支持アーム２０３によって支持されている。支持アーム２０３には、対向板２０２を昇降させるためのアーム昇降ユニット２０４が結合されている。アーム昇降ユニット２０４の駆動により、対向板２０２の対向面２０２ａが、スピンチャック５に保持された基板Ｗの上面に近接する近接位置と、スピンチャック５の上方に大きく退避した退避位置との間で昇降させられる。

対向板２０２の上面には、筒状のホルダ２０５が固定されている。ホルダ２０５の上端部には、径方向外方に向けて張り出すフランジ部２０６が設けられている。支持アーム２０３の先端部には、支持環２０７が設けられている。支持環２０７の内径は、ホルダ２０５の外形よりも大きく、かつフランジ部２０６の外径よりも小さく設けられている。ホルダ２０５が支持環２０７を上下に挿通している。

図４Ａおよび図４Ｂの実施形態に係る基板処理装置２０１では、図２のフローチャートに示す流れと同様の流れで、エッチング処理が実行される。図４Ａには、エッチング液吐出開始（Ｓ３）時の状態を示し、図４Ｂには、対向面接液（Ｓ６）時の状態を示す。
対向板２０２が退避位置に配置されている状態では、対向板２０２に自重が作用し、対向板２０２に下向きの力が作用する。これにより、図４Ａに示すように、フランジ部２０６の下面の周縁部が、支持環２０７の上端面に係合している。

エッチング液ノズル１８からのエッチング液の吐出開始からエッチング液吐出期間が経過すると、エッチング液の吐出が停止され、エッチング液ノズル１８がスピンチャック５の上方から退避させられると共に、基板Ｗの回転が停止させられる（Ｓ４，Ｓ５）。これにより、図４Ａに示すように、基板Ｗの上面に、その全域を覆うパドル状のエッチング液の液膜４５が保持される。

エッチング液ノズル１８がスピンチャック５の上方から退避させられた後、制御装置３は、アーム昇降ユニット２０４を制御して、図４Ｂに示すように、支持アーム２０３を下降させて、対向板２０２を退避位置から下降させる。支持アーム２０３を下降させ続けると、やがて、対向面２０２ａの周端部が各挟持部材１７の上面と当接し、複数の挟持部材１７の上端部１７ａに基板Ｗの周縁部が載置される。その状態からさらに支持アーム２０３を下降させることにより、対向板２０２が支持アーム２０３から離脱し、複数個の挟持部材１７によって保持されるようになる。

各挟持部材１７の上端部１７ａは、挟持部材１７によって支持される基板Ｗの上面よりも高いが、その差は微小量である。そのため、対向板２０２が複数の挟持部材１７と係合する係合位置で、対向面２０２ａと基板Ｗの上面とは微小間隔を介して隔てられている。そのため、基板Ｗの上面にエッチング液の液膜４５が形成されている状態では、当該エッチング液の液膜４５の上面に、対向板２０２の対向面２０２ａが接液する。これにより、係合位置に位置する対向板２０２の対向面２０２ａと、基板Ｗの上面との間がエッチング液により液密にされる。その後、そのままの静止状態が所定の期間に亘って維持される。これにより、基板Ｗの上面の全域に、パドル状のエッチング液の液膜４５を用いたエッチングが行われる。

以上により、図４Ａおよび図４Ｂの実施形態によれば、基板Ｗの上面の全域を覆うエッチング液の液膜４５に対向板８の対向面８ａが接液しながら、対向板８が複数の挟持部材１７の上端部１７ａによって保持される。この状態では、エッチング液の液膜４５の上方が対向板８によって覆われている。そのため、エッチング液の液膜４５が周囲の雰囲気から遮断される。これにより、エッチング液の液膜４５が周囲の雰囲気から影響を受けることを回避できる。具体的には、周囲の雰囲気によるエッチング液の蒸発や、周囲の気流による、液膜４５からのエッチング液の流出を防止または抑制できる。

ところで、エッチング液としてふっ酸を用いる場合には、ふっ酸処理の進行に伴って基板Ｗの上面が疎水性を呈するようになることがあり、この場合、基板Ｗの上面において、その後に供給されるふっ酸が濡れ難くなり、その結果、ふっ酸の液膜に割れが生じ、基板Ｗの上面にふっ酸の液膜を保持し続けることが困難になることも考えられる。
しかしながら、この実施形態では、エッチング液（ふっ酸）の液膜４５の上面に対向面８ａが接液している（エッチング液（ふっ酸）の液膜４５が対向面８ａに接触している）から、対向面８ａとエッチング液（ふっ酸）の液膜４５の上面との間に表面張力が作用し、エッチング液（ふっ酸）が膜状を保持し易い。そのため、エッチング液としてふっ酸を用いる場合であっても、基板Ｗの上面にエッチング液の液膜４５を保持できる。

これにより、エッチング液の液膜４５を基板Ｗの上面に安定して保持させ続けることができ、ゆえに、エッチング液の省液を図りながら基板Ｗの上面を処理できる。
以上、この発明の２つの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、図１〜図３Ｉの実施形態において、対向板８の材質を、耐洗紙以外の紙材とすることもできる。この場合にも、対向板を、低剛性かつ軽量（エッチング液や水と比べて比重が小さい）とすることができる。

また、対向板８の材質を、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂材料とすることもできる。この場合、対向板を、軽量（エッチング液や水と比べて比重が小さい）とすることができる。
また、図１〜図３Ｉの実施形態において、支持部材９は、中心軸線Ａ２まわりに回転可能に設けられてもよい。とくに、図３Ｇに示す対向面洗浄時において、対向面８ａへの洗浄液の供給に並行して、支持部材９を回転させて対向板８を中心軸線Ａ２まわりに回転させることにより、対向面８ａの全域に（広範囲に亘って）洗浄液を供給できる。これにより、対向面８ａの全域を良好に洗浄できる。

また、図１〜図３Ｉの実施形態のエッチング処理において、エッチング処理毎に対向面洗浄（図２のＳ１０）を行うのではなく、所定の複数枚のエッチング処理を空けて、対向面洗浄を行うようにしてもよい。
また、図１〜図３Ｉの実施形態のエッチング処理において、対向面洗浄（図２のＳ１０）を、リンス処理（図２のＳ１０）に並行して行うとしたが、リンス処理とは別に行ってもよい。

また、各実施形態のエッチング処理では、基板Ｗを停止させた状態でエッチング（図２のＳ７参照）を行うものとして説明したが、エッチング（Ｓ７）において基板Ｗの回転を完全に停止させずに、低速（たとえば１０ｒｐｍ程度）で回転させるようにしてもよい。このときの速度は、回転に伴って発生する遠心力の大きさが、基板Ｗの上面とエッチング液の液膜４５との間で作用する表面張力および重力の和よりも小さいかあるいは拮抗する程度の低速である。この場合、基板Ｗの上面にエッチング液が表面張力および重力により滞留して、エッチング液の液膜４５を形成する。

また、前述の各実施形態では、基板処理装置１，２０１がエッチング処理を行い、パドル状のエッチング液の液膜４５を用いて基板の上面を処理する場合について説明したが、本発明は、エッチング処理以外の他の薬液処理（たとえば洗浄処理）にも適用できる。
また、前述の各実施形態では、基板処理装置１，２０１が円板状の基板Ｗ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１，２０１が、液晶表示装置用ガラス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。

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
５ スピンチャック（基板保持手段）
６ エッチング液供給ユニット（薬液供給手段）
８ 対向板（対向部材）
８ａ 対向面
９ 支持部材
３０ 下面
３１ 吸引口
３４ 吸引配管（吸引手段）
３６ 支持部材昇降ユニット（支持部材昇降手段）
４５ エッチング液の液膜（薬液の液膜）
２０１ 基板処理装置
２０２ 対向板（対向部材）
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 基板を水平な姿勢で保持する基板保持手段と、
   前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成すべく、当該上面に薬液を供給する薬液供給手段と、
   前記基板の上面に対向する対向面を有する対向部材であって、前記基板の上面に形成された前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜または前記基板保持手段によって保持される対向部材とを含み、
   前記対向部材が、前記エッチング液よりも比重が小さい材料を用いて形成されている対向板であり、
   前記対向板が、前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜の上面に保持される、基板処理装置。
2. 基板を水平な姿勢で保持する基板保持手段と、
   前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成すべく、当該上面に薬液を供給する薬液供給手段と、
   前記基板の上面に対向する対向面を有する対向板であって、前記基板の上面に形成された前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜または前記基板保持手段によって保持される対向板と、
   吸引口を有する下面を有し、前記対向板を上方側から支持するための支持部材と、
   前記吸引口の内部を吸引する吸引手段と、
   前記支持部材を昇降する支持部材昇降手段とを含み、
   前記対向板が、前記薬液の前記液膜に前記対向面が接液しながら、前記薬液の前記液膜の上面に保持される、基板処理装置。
3. 前記対向板は、低剛性材料を用いて形成されている、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 基板を基板保持手段により水平な姿勢で保持する基板保持工程と、
   前記基板の上面に、前記基板の上面の全域を覆う薬液の液膜を形成する液膜形成工程と、
   前記薬液の前記液膜の形成後、下面に対向面が形成された対向部材を前記薬液の前記液膜または前記基板保持手段に保持させて、前記薬液の前記液膜に前記対向面を接液させる接液工程とを含む、基板処理方法。
5. 前記接液工程は、前記薬液の前記液膜に前記対向部材を保持させることにより、前記薬液の前記液膜に前記対向面を接液させる工程を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
6. 前記液膜形成工程に並行して、前記基板を鉛直軸線回りに回転させる回転工程と、
   前記接液工程に並行して、前記基板を静止状態のまま維持する静止工程とを含む、請求項４または５に記載の基板処理方法。

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