JP6770886B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Description

この発明は、基板を処理する技術に関し、特に、基板を温調する技術に関する。
半導体ウエハなどの基板処理においては、基板を処理液で処理しつつ、基板の温度を昇温又は冷却する温調処理が行われる場合がある。
このような基板を温調する技術として、例えば、基板の裏面に向けて高温の薬液やスチームなどを吐出することによって、基板を昇温させる技術がある（例えば、特許文献１）。また、基板の裏面にヒータを接触又は近接させることによって、基板を昇温する技術がある（例えば、特許文献２）。
特開２０１４−０３８９４９号公報 特開２０１５−１６２５９７号公報
しかしながら、特許文献１の技術の場合、基板に加熱した薬液などを直接吐出することになるため、使用できる薬液などに制約が生じ得る。
また、特許文献２のように、ヒータを用いる場合には、特許文献１のような薬液の制約は生じにくいものの、ヒータを使用することによって、諸問題が発生し得る。
例えば、ヒータには、電源ケーブルなどが接続されているため、ヒータ自身を回転させることは困難であった。このため、処理液がヒータに落下した場合、その処理液をヒータ上から排出することが困難であった。したがって、ヒータが基板の裏面に接近していることによって、ヒータで跳ね返ったり蒸発したりした処理液が、基板の裏面を汚染するおそれがあった。
そこで、本発明は、基板の汚染を低減しつつ、基板を温調する技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、第１態様は、基板を処理する基板処理装置であって、所定の回転軸線周りに回転可能な回転台と、前記回転台を前記回転軸線周りに回転させる回転駆動部と、前記回転台の一方側の表面に設けられ、前記回転台から前記一方側に離れた位置で前記基板を保持する基板保持部材と、前記回転台の前記一方側の表面に対向する基部を有し、前記基部が前記回転台と前記基板保持部材よって保持される前記基板との間に配設された状態で、前記回転駆動部によって前記回転台とともに回転するプレート部材と、前記回転台と前記プレート部材との間に、前記プレート部材を温調する温調用流体を供給する温調用流体供給部とを備える。
また、第２態様は、第１態様の基板処理装置であって、前記プレート部材を、前記回転台より前記一方側の第１位置と、前記第１位置よりも前記基板保持部材にて保持される前記基板の裏面に接近する第２位置との間で移動させる、プレート部材移動機構、をさらに備える。
また、第３態様は、第２態様の基板処理装置であって、前記プレート部材移動機構は、前記プレート部材に設けられた第１磁石部と、前記回転台の他方側に配設され、前記第１磁石部に対して反発力を与える第２磁石部と、前記第２磁石部を支持するとともに、前記第２磁石部を前記第１磁石部に対して相対的に接近及び離隔させる相対移動機構とを備え、前記第１磁石部及び前記第２磁石部の少なくとも一方が、前記回転軸線を中心軸とする円環状に形成されている。

また、第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記温調用流体を排出する温調用流体排出部、をさらに備え、前記プレート部材は、前記回転台よりも外方の位置おいて、前記回転台よりも大きく広がる前記基部から前記回転台側に向けて張り出す環状に形成された筒状の第１スカート部、を有し、前記温調用流体排出部は、前記第１スカート部に当たって落下した前記温調用流体を排出する。
また、第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記プレート部材は、前記基板保持部材が挿通される挿通孔が設けられ、かつ、前記基板保持部材に保持される前記基板よりも大きく広がっている。
また、第６態様は、第５態様の基板処理装置であって、前記プレート部材は、前記基板保持部材が挿通される前記挿通孔に連続する孔を形成するように、前記基部から前記回転台に向けて張り出す筒状の第２スカート部、を有する。
また、第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記基板保持部材に保持される前記基板と前記プレート部材との間に、裏面処理用の流体を吐出する裏面側ノズル、をさらに備え、前記プレート部材の前記回転軸線に重なる位置に貫通孔が形成されており、該貫通孔に前記裏面側ノズルが挿入されている。
第８態様は、第７態様の基板処理装置であって、前記プレート部材は、前記裏面側ノズルが挿入される前記貫通孔に連続する孔を形成するように、前記基部から前記回転台に向けて張り出す筒状の第３スカート部、を有する。
第９態様は、第８態様の基板処理装置であって、前記温調用流体供給部は、前記プレート部材における前記第３スカート部よりも径方向外側の位置において、前記径方向外側に向けて前記温調用流体を吐出する。
また、第１０態様は、第１態様から第９態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記プレート部材は、ケイ素又は炭化ケイ素を含む材料で形成されている。
また、第１１態様は、第１態様から第１０態様のいずれか１つの基板処理装置であって、前記温調用流体が、ヘリウムガスを含む。
また、第１２態様は、基板を処理する基板処理方法であって、(a)基板を回転台の一方側の表面に設けられた基板保持部材によって保持する工程と、(b)前記(a)工程の後、前記基板と前記回転台との間に配設されたプレート部材を前記回転台とともに所定の回転軸線周りに回転させる工程と、(c)前記(b)工程において、回転する前記プレート部材及び前記回転台の間に、前記プレート部材を温調する温調用流体を供給する工程とを含む。
また、第１３態様は、第１２態様の基板処理方法であって、(d)前記(c)工程の前に、前記プレート部材を、前記回転台の一方側の第１位置から、前記第１位置よりも前記基板に接近する第２位置に移動させる工程、をさらに含む。
また、第１４態様は、第１３態様の基板処理方法であって、(e)前記(d)工程の後、前記プレート部材を、前記第２位置から前記第１位置に移動させる工程、をさらに含む。
第１態様の基板処理装置によると、プレート部材と回転台との間に温調用流体が供給されることによって、プレート部材が温調される。これによって、温調プレートの一方側に配された基板を温調できる。また、基板を回転させる回転台とともにプレート部材も回転するため、回転中の基板に供給された処理液が、プレート部材に表面に付着しても、その処理液を遠心力で外方に移動させることができる。これによって、基板の裏面の汚染を低減できる。
第２態様の基板処理装置によると、プレート部材を第１位置から第２位置に移動させて基板に接近させることができる。この状態で温調用流体を供給することによって、基板を効率よく温調できる。また、基板を温調した後に、プレート部材を第２位置から第１位置に移動させることによって、基板からプレート部材を離隔させることができる。これによって、基板の温調を速やかに停止でき、プロセスへの影響を抑制できる。
第３態様の基板処理装置によると、第２磁石部をプレート部材に取り付けられた第１磁石に接近させることによって、プレート部材を基板に接近する第２位置に保持できる。また、第１磁石部及び第２磁石部のうち少なくとも一方が円環状に形成されているため、他方が一方に対して相対的に回転している間も、これらの間に常に反発力を作用させることができる。このため、プレート部材が回転している間に、プレート部材を第２位置に適切に保持できる。
第４態様の基板処理装置によると、プレート部材の回転による遠心力によって、プレート部材の外方に向けて移動する温調用流体を、第１スカート部に当てて、温調用流体排出部によって排出できる。このため、プレート部材の外方に温調用流体が飛散することを抑制できる。
第５態様の基板処理装置によると、プレート部材が基板よりも大きく広がっているため、基板全体を均一に温調できる。また、プレート部材に基板保持部を挿通する挿通孔を設けることによって、プレート部材が基板保持部に干渉することを抑制できる。
第６態様の基板処理装置によると、挿通孔に連続する孔を形成するように第２スカート部を設けることによって、温調量流体が挿通孔に進入することを低減できる。したがって、温調用流体が挿通孔を通ってプレート部材と基板との間に進入することを低減できる。
第７態様の基板処理装置によると、プレート部材の回転軸の位置に貫通孔を設け、その貫通孔に裏面側ノズルを挿入することによって、非回転の裏面側ノズルに対してプレート部材を回転させることができる。
第８態様の基板処理装置によると、プレート部材の貫通孔に連続する孔を形成するように第３スカート部を設けることによって、温調量流体が貫通孔に侵入することを低減できる。したがって、温調量流体が貫通孔を通ってプレート部材と基板との間に進入することを低減できる。
第９態様の基板処理装置によると、温調用流体供給部がプレート部材における第３スカート部よりも径方向外側の位置において、径方向外側に向けて温調量流体を吐出することによって、温調量流体が第３スカート部の内側及び貫通孔に進入することを低減できる。
第１０態様の基板処理装置によると、プレート部材をケイ素又は炭化ケイ素で構成することによって、プレート部材に高い耐薬品性、強度及び熱伝導性を持たせることができる。また、プレート部材を容易に薄く加工できるため、プレート部材の熱容量を容易に小さくできる。
第１１態様の基板処理装置によると、熱伝導性が高いヘリウムガスを用いることによって、プレート部材を良好に温調できる。
第１２態様の基板処理方法によると、プレート部材と回転台との間に温調用流体が供給されることによって、プレート部材が温調される。これによって、温調プレートの一方側に配された基板を温調できる。また、基板を回転させる回転台とともにプレート部材も回転するため、回転中の基板に供給された処理液が、プレート部材に表面に付着しても、その処理液を遠心力で外方に移動させることができる。これによって、基板の裏面の汚染を低減できる。
第１３態様の基板処理方法によると、プレート部材を、第１位置よりも基板に接近する第２位置に配置することによって、基板を効率よく温調できる。
第１４態様の基板処理方法によると、プレート部材を第２位置から第１位置に移動させることによって、基板からプレート部材を離隔させることができる。これによって、基板の温調を速やかに停止でき、プロセスへの影響を抑制できる。
第１実施形態の基板処理システム１００の構成を模式的に示す平面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の構成を模式的に示す側面図である。 第１実施形態のプレート部材３０の外縁付近を模式的に示す側面図である。 第１実施形態のプレート部材３０の表面側（上側）を示す平面図である。 第１実施形態のプレート部材３０の裏面側（下側）を示す斜視図である。 プレート部材３０の中心付近を模式的に示す側面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。 第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。 第２実施形態のプレート部材３０の中心部付近を示す概略断面図である。 第３実施形態のプレート部材３０の中心部付近を示す概略断面図である。 変形例のプレート部材３０の外縁付近を模式的に示す側面図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。また、図示の便宜上、一部の要素が断面のみで示されている場合がある。
＜１． 第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理システム１００の構成を模式的に示す平面図である。図２は、第１実施形態の基板処理装置１０の構成を模式的に示す側面図である。図３は、第１実施形態のプレート部材３０の外縁付近を模式的に示す側面図である。なお、図３中、上段は第１位置Ｌ１にあるときのプレート部材３０を示す図であり、下段は第２位置Ｌ２にあるときのプレート部材３０を示す図である。
図１に示す基板処理システム１００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処理システムである。基板処理システム１００は、各々が複数の未処理の基板Ｗが収容された複数のキャリアＣと、各キャリアＣに対する基板Ｗの搬出入を行う基板搬送装置（移載ロボット）ＩＲとを備える。また、基板処理システム１００は、処理液（有機溶剤を含む）や処理ガスによって基板Ｗを処理する複数の基板処理装置１０と、各基板処理装置１０に対して基板Ｗの搬入及び搬出を行う搬送ロボットＣＲと、基板処理システム１００に備えられた装置の動作やバルブの開閉などを制御する制御部３とを含む。
移載ロボットＩＲは、キャリアＣから未処理の基板Ｗを取り出して、当該取り出した基板Ｗを、基板受渡位置Ｐにおいて搬送ロボットＣＲに渡す。また、移載ロボットＩＲは、基板受渡位置Ｐにおいて搬送ロボットＣＲから処理済みの基板Ｗを受け取って、当該受け取った基板Ｗを、キャリアＣに収納する。
基板処理装置１０は、円形の基板Ｗの表面ＷＳ１（パターン形成面）及び裏面ＷＳ２に対して、薬液を用いた薬液処理（洗浄処理、エッチング処理等）を施すための枚葉型のユニットである。各基板処理装置１０は、内部空間を有する箱形のチャンバ内で、一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら、基板Ｗの中心を通る鉛直方向の回転軸線Ｑ１周りに基板Ｗを回転させつつ、薬液処理を行う。以下においては、鉛直方向上側を単に「上側」とし、鉛直方向下側を単に「下側」として説明する場合がある。
図２に示すように、基板処理装置１０は、回転台２２、回転駆動部２４、基板保持部材２６、プレート部材３０、プレート部材移動機構４０、加熱用流体供給部５０、冷却用流体供給部６０、排出部７０、表面側処理流体供給部８０及び裏面側処理流体供給部９０を備える。
回転台２２は、鉛直方向から見て円形に形成された部材であり、回転軸線Ｑ１周りに回転するように構成されている。回転台２２の上側（一方側）の表面２２Ｓは、水平面と平行となっている。回転台２２の中心部には、鉛直方向に貫通する円形の貫通孔２２Ｈが形成されている。
回転駆動部２４は、回転台２２を回転軸線Ｑ１周りに回転させる。回転駆動部２４は、回転モータ２４０と、回転軸部２４２とを有する。回転軸部２４２は鉛直方向に延びる円柱状の部材であって、その先端部は回転台２２に接続されている。回転軸部２４２は、回転モータ２４０によって、回転軸線Ｑ１周りに回転する。回転軸部２４２が回転することによって、回転台２２が回転軸線Ｑ１周りに回転する。回転軸部２４２は、回転モータ２４０の回転駆動力を回転台２２に伝達する部材である。
回転軸部２４２の中心部には、鉛直方向に延びる孔２４２Ｈが形成されている。該孔２４２Ｈは、回転台２２の貫通孔２２Ｈに連続している。
基板保持部材２６は、回転台２２の表面２２Ｓに設けられ、回転台２２から上側に離れた位置で基板Ｗを水平姿勢で保持する。なお、「水平姿勢」とは、基板Ｗの両側の主面（表面ＷＳ１及び裏面ＷＳ２）が水平面に対して平行な状態をいう。本例では、回転台２２の表面に４つの基板保持部材２６が設けられている。基板保持部材２６は、基板Ｗに対応する大きさの円周に沿って等間隔で配設されており、基板Ｗの周縁部に当接して支持する部材とされている。なお、基板保持部材２６の数量は、４つに限定されない。例えば、基板保持部材２６を３つ以下としてもよく、あるいは、５つ以上としてもよい。
図３上段に示すように、基板保持部材２６は、軸部２６０と、幅広部２６２と、当接部２６４を備える。軸部２６０は、基端部が回転台２２の表面２２Ｓに取り付けられた部分であって、表面２２Ｓから上側に延びる部分である。幅広部２６２は、軸部２６０の上側に設けられ、軸部２６０よりも水平方向に幅広とされた部分である。当接部２６４は、幅広部２６２の上側に設けられた部分であって、外周部分が基板Ｗの周縁部に当接される部分である。ここでは、幅広部２６２の上面（上側の表面）が基板Ｗの裏面ＷＳ２に接触しているが、これは必須ではない。
＜プレート部材３０＞
図４は、第１実施形態のプレート部材３０の表面側（上側）を示す平面図である。図５は、第１実施形態のプレート部材３０の裏面側（下側）を示す斜視図である。
プレート部材３０は、回転台２２の表面２２Ｓに対向する円板状に形成された基部３２を有している。基部３２は、複数の基板保持部材２６によって支持される基板Ｗと、回転台２２との間に配設された状態で、回転駆動部２４によって回転台２２とともに回転する。
基部３２は、回転台２２よりも水平方向に大きく広がっている。基部３２の周縁部の下側には、第１スカート部３４が設けられている。第１スカート部３４は、回転台２２よりも水平方向（回転台２２の表面２２Ｓに平行な方向）外側の位置において、基部３２から鉛直方向下向き（回転台２２側）に張り出す環状に形成された円筒状部分である。
後述するように、回転台２２とプレート部材３０の間には、加熱用流体供給部５０又は冷却用流体供給部６０から温調用流体が供給される。温調用流体は、回転台２２及びプレート部材３０の回転によって発生する遠心力を受けて、径方向外方に移動する。第１スカート部３４は、回転台２２から外方に飛散した温調用流体を受け止めて、下側の排出部７０に導く。
プレート部材３０の基部３２には、４つの基板保持部材２６各々が挿通される挿通孔３６Ｈが形成されている。ここでは、４つの挿通孔３６Ｈ各々は、回転軸線Ｑ１を中心とする円周に沿って等間隔で配されている。挿通孔３６Ｈ各々には、図３に示すように、基板保持部材２６の軸部２６０が挿通されている。挿通孔３６Ｈの内径は、軸部２６０よりもわずかに大きく形成されている。
基部３２の下側には、挿通孔３６Ｈに連続する孔を形成する円筒状に形成された第２スカート部３６が形成されている。第２スカート部３６は、基部３２から回転台２２に向けて鉛直方向下向きに張り出す環状に形成されている。第２スカート部３６の内周面は、軸部２６０の環状の外周面に対応する環状に形成されている。
第２スカート部３６は、回転台２２の径方向外方に向けて移動する温調用流体を跳ね返すことによって、温調用流体が挿通孔３６Ｈに進入することを抑制する。
また、回転台２２が回転軸線Ｑ１周りに回転すると、基板保持部材２６各々も回転軸線Ｑ１周りに回転する。これによって、プレート部材３０の挿通孔３６Ｈの内周面が、挿通された基板保持部材２６から回転力を受けることによって、回転台２２とともに同一の回転速度及び同一の回転方向で回転する。
図５に示すように、プレート部材３０の基部３２の表面３２Ｓの中心部には、貫通孔３８Ｈが形成されている。貫通孔３８Ｈには、裏面側処理流体供給部９０の裏面側ノズル９１が挿入される。貫通孔３８Ｈを通じて、裏面側ノズル９１から裏面処理用の処理流体が、基板Ｗとプレート部材３０との間に供給される。これによって、基板Ｗの裏面ＷＳ２が処理流体で処理される。
基部３２の下側には、貫通孔３８Ｈに連続する孔を形成する円筒状に形成された第３スカート部３８が設けられている。第３スカート部３８は、基部３２から回転台２２に向けて鉛直方向下向きに張り出す環状に形成されている。第３スカート部３８の先端部は、加熱用流体供給部５０の加熱用ノズル５１の先端部と、裏面側ノズル９１の先端部との間に配設される。また、第３スカート部３８の先端部は、冷却用流体供給部６０の冷却用ノズル６１の先端部と、裏面側ノズル９１の先端部との間に配設されている。
プレート部材３０は、ケイ素（Ｓｉ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む材料で形成され得る。プレート部材３０を、ケイ素又は炭化ケイ素で形成することによって、プレート部材３０に高い耐薬品性、強度及び熱伝導性を持たせることができる。また、プレート部材３０を容易に薄く加工できるため、プレート部材３０の熱容量を容易に小さくできる。ただし、プレート部材３０の構成材料は、ケイ素又は炭化ケイ素に限定されるものではない。
＜プレート部材移動機構４０＞
プレート部材移動機構４０は、プレート部材３０を、鉛直方向に沿って上下に昇降移動させる昇降機構である。プレート部材移動機構４０は、回転台２２より上側の第１位置Ｌ１と、第１位置Ｌ１よりも基板保持部材２６にて保持される基板Ｗの裏面ＷＳ２に接近する第２位置Ｌ２との間で移動させる。
プレート部材移動機構４０は、第１磁石部４１と、第２磁石部４２と、相対移動機構４３とを備える。
第１磁石部４１は、図５に示すように、プレート部材３０における基部３２の下側に設けられている。ここでは、第１磁石部４１は、回転軸線Ｑ１を中心軸とする環状（ここでは、円環状）に形成されている。
第２磁石部４２は、図２に示すように、回転軸線Ｑ１を中心軸とする環状（ここでは、円環状）に形成されている。第２磁石部４２は、回転台２２を介して、鉛直方向において第１磁石部４１と対向する位置に配設されている。第２磁石部４２は、第１磁石部４１との間で反発力を生じさせる。
第２磁石部４２の内側には、回転軸部２４２が挿通されている。このため、第２磁石部４２は、回転軸部２４２に干渉することなく鉛直方向に昇降移動可能となっている。
相対移動機構４３は、支持部４３１と駆動部４３２とを備える。支持部４３１は、回転軸部２４２の側方において、第２磁石部４２を下側から支持する。駆動部４３２は、支持部４３１に接続されており、支持部４３１を鉛直方向に昇降移動させる。駆動部４３２が支持部４３１を昇降移動させることによって、第２磁石部４２が第１磁石部４１に対して相対的に接近又は離隔する。第２磁石部４２は、相対移動機構４３の動作によって、上述した第１位置Ｌ１と第２位置Ｌ２とに配置される。駆動部４３２は、例えばリニアモータ又はボールネジを駆動する回転モータなどで構成するとよい。駆動部４３２の動作は、制御部３によって制御される。
第１磁石部４１及び第２磁石部４２は、共に、回転軸線Ｑ１を中心軸とする同軸円環状に形成されている。このため、プレート部材３０が回転することによって、第１磁石部４１が第２磁石部４２に対して相対的に回転する間、これらの間に反発力を作用させることができる。
なお、第１磁石部４１及び第２磁石部４２のうち、どちらか一方を、他方の環状形状と同心円である円周上に分散して配置された複数の磁石としてもよい。この場合、複数の磁石で構成される一方の磁石部が、円環状の他方の磁石部に対して相対的に回転することになる。これによって、他方の磁石部が一方の磁石部に対して常に反発力を作用させることができる。したがって、プレート部材３０が回転している間、プレート部材３０を第２位置Ｌ２に適切に保持できる。
第１位置Ｌ１は、プレート部材３０の基部３２が回転台２２の表面２２Ｓに最も接近するときのプレート部材３０の鉛直方向の位置である（図２）。ここでは、プレート部材３０第１位置Ｌ１にあるとき、第２スカート部３６の下端が、回転台２２の表面２２Ｓに当接する（図３上段）。また、プレート部材３０が第１位置Ｌ１にあるとき、プレート部材３０の基部３２が回転台２２の表面２２Ｓに設けられた複数の支持部材２２１によって支持される（図２，図６）。このため、プレート部材３０が第１位置Ｌ１にあるとき、プレート部材３０の基部３２は、回転台２２の表面２２Ｓから離間した位置に配される。
なお、支持部材２２１を設けることは必須ではなく、省略可能である。この場合、プレート部材３０は、第２スカート部３６の下端のみが回転台２２に接触することによって、第１位置Ｌ１にて支持される。また、第２スカート部３６が回転台２２に接触することは必須ではない。すなわち、支持部材２２１のみが基部３２に接触することによって、プレート部材３０が第１位置Ｌ１にて支持されてもよい。
第１位置Ｌ１は、基板処理装置１０において、例えば、基板Ｗの温調を行わないときにプレート部材３０が配置される位置である。ただし、プレート部材３０を第１位置Ｌ１に配置した状態で、温調用流体を供給して、基板Ｗを温調することも可能である。この場合、プレート部材３０を基板Ｗから離れた位置に配置されているため、基板Ｗを穏やかに温調できる。
相対移動機構４３によって、第２磁石部４２が第１磁石部４１に接近すると、プレート部材３０が第１位置Ｌ１から上側へ向けて移動する。すると、プレート部材３０が基板保持部材２６の幅広部２６２の下面に接触し、上側への移動が規制される（図３下段）。このように、基板保持部材２６がストッパーとして機能することによって、プレート部材３０の上側への移動が停止する。この停止したときのプレート部材３０の位置が、第２位置Ｌ２に相当する。
プレート部材３０を第２位置Ｌ２に移動させることによって、プレート部材３０の基部３２と、回転台２２との間に、温調用の流体が供給される温調用空間３０Ｒが形成される。この温調用空間３０Ｒに、温調用流体（加熱用流体又は冷却用流体）が供給されることによって、プレート部材３０をその温調用流体の温度に応じた温度に変更できる。これによって、基板Ｗを下側から温調できる。このようにして、基板処理装置１０においては、温調を伴う基板処理を行うことが可能となっている。
図３下段に示すように、第２位置Ｌ２に配されたプレート部材３０の第１スカート部３４の下端が回転台２２の表面２２Ｓよりも下側に配されるように、第１スカート部３４の鉛直方向の長さが規定されている。これによって、温調用流体が第１スカート部３４よりも外側に飛散することを低減できる。
なお、プレート部材移動機構４０は省略することも可能である。例えば、加熱用流体供給部５０又は冷却用流体供給部６０が供給する温調用流体の単位時間あたりの流量を増減させることによって、プレート部材３０を回転台２２に対して適宜の高さ位置に移動させてもよい。
＜加熱用流体供給部５０＞
加熱用流体供給部５０は、回転中の回転台２２及びプレート部材３０の間に高温の流体を供給することによってプレート部材３０を昇温させ、もって、基板Ｗを加熱する。加熱用流体供給部５０は、加熱用ノズル５１と、配管部５２と、流体供給源５３ａ〜５３ｄと、バルブ５４ａ〜５４ｄを備えている。
図６は、プレート部材３０の中心付近を模式的に示す側面図である。なお、図６中、上段は第１位置Ｌ１にあるときのプレート部材３０を示す図であり、下段は第２位置Ｌ２にあるときのプレート部材３０を示す図である。加熱用ノズル５１は、流体供給源５３ａ〜５３ｄ各々から供給される加熱用流体を先端の吐出口５０Ｐから吐出する。
図６に示すように、吐出口５０Ｐは回転台２２の表面２２Ｓよりも上側に配置されている。また、吐出口５０Ｐは、プレート部材３０における第３スカート部３８よりも径方向外側の位置に配置されている。そして、吐出口５０Ｐは、鉛直方向に対して、プレート部材３０の径方向外側に傾斜する方向に開口している。このため、図６下段に示すように、加熱用流体は、プレート部材３０における第３スカート部３８よりも径方向外側の位置において、径方向外側に向けて加速された状態で、吐出口５０Ｐから吐出される。このように径方向外方に向けて加熱用流体が吐出されることによって、加熱用流体が第３スカート部３８の内側及び貫通孔３８Ｈに進入することを低減できる。なお、吐出口５０Ｐは、鉛直方向上側に向けられていてもよい。
配管部５２は、流体供給源５３ａ〜５３ｄ各々と、加熱用ノズル５１とを接続しており、流体供給源５３ａ〜５３ｄ各々から供給される流体を、加熱用ノズル５１に導く流路を形成している。
ここでは、流体供給源５３ａ〜５３ｄのうち、流体供給源５３ａ〜５３ｃ各々を温水（脱イオン水などの純水）、ＳＰＭ（sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture：硫酸過水）及びグリセリン各々を供給する供給源とし、流体供給源５３ｄを、常温水（脱イオン水などの純水）を供給する供給源としている。ＳＰＭ又はグリセリンは、水に比べて沸点が高いため、水よりも高温（例えば、１００℃以上）に加熱して使用できる。基板Ｗを１００℃以上の高温で加熱処理する際や、基板Ｗを急速加熱する際などに、高温のＳＰＭ又はグリセリン等が温調用空間３０Ｒに供給され得る。常温水は、温調用空間３０Ｒに供給された高温の加熱用流体を除去する際に使用され得る。流体供給源５３ａ〜５３ｄ各々は、加熱用流体を貯留するタンクと、該タンクから加熱用流体を送り出すポンプなどの送液手段を適宜備えるとよい。
なお、加熱用流体供給部５０は、温水、ＳＰＭ及びグリセリンのうち一部のみを供給可能に構成されてもよく、あるいは、これらの加熱用流体以外の他の流体（液体又は気体）を供給可能に構成されてもよい。例えば、加熱用の気体として、スチーム（例えば、２００℃の水蒸気など）も採用し得る。
バルブ５４ａ〜５４ｄ各々は、流体供給源５３ａ〜５３ｄから延びる配管部５２各々の途中に介挿されている。バルブ５４ａ〜５４ｄは、配管部５２の流路の開閉を行うことによって、流体供給源５３ａ〜５３ｄ各々から供給される加熱用流体各々の吐出口５０Ｐからの吐出を制御する。バルブ５４ａ〜５４ｄの動作は、制御部３によって制御され得る。
＜冷却用流体供給部６０＞
冷却用流体供給部６０は、回転台２２とプレート部材３０との間に低温の流体を供給することによってプレート部材３０を冷却し、もって、基板Ｗを冷却する。冷却用流体供給部６０は、冷却用ノズル６１と、配管部６２と、流体供給源６３ａ〜６３ｄと、バルブ６４ａ〜６４ｄを備えている。
冷却用ノズル６１は、流体供給源６３ａ〜６３ｄ各々から供給される冷却用流体を先端の吐出口６０Ｐから吐出する。図６に示すように、冷却用ノズル６１の吐出口６０Ｐは、加熱用ノズル５１の吐出口５０Ｐと同様に、回転台２２の表面２２Ｓよりも上側の位置に配置されている。また、吐出口６０Ｐは、プレート部材３０における第３スカート部３８よりも径方向外側の位置に配置されている。そして、吐出口６０Ｐは、鉛直方向に対して、プレート部材３０の径方向外側に傾斜する方向に開口している。このため、図６下段に示すように、冷却用流体は、プレート部材３０の径方向外側に向けて加速された状態で、吐出口６０Ｐから吐出される。このように径方向外方に向けて冷却用流体が吐出されることによって、冷却用流体が第３スカート部３８の内側及び貫通孔３８Ｈに進入することを低減できる。なお、吐出口６０Ｐは、鉛直方向上側に向けられていてもよい。
図６に示すように、プレート部材３０が第１位置Ｌ１に移動した際、プレート部材３０の基部３２の下面は、支持部材２２１に支持されることによって、加熱用ノズル５１又は冷却用ノズル６１の先端よりも上側に離れた位置に配される。これによって、プレート部材３０が、加熱用ノズル５１及び冷却用ノズル６１の先端に接触しない第１位置Ｌ１に保持される。
配管部６２は、流体供給源６３ａ〜６３ｄ各々と、冷却用ノズル６１とを接続しており、流体供給源６３ａ〜６３ｄ各々から供給される冷却用流体を、冷却用ノズル６１に導く流路を形成している。
流体供給源６３ａ〜６３ｄ各々は、ここでは、冷却水（冷却された脱イオン水など）、液体窒素、冷却ガス（ヘリウムガスなど）及び不凍液（グリセリン含有液など）各々を供給する供給源としている。なお、ヘリウムガスは、熱伝導性に優れているため、冷却用流体として利用することにより、基板Ｗを良好に温調できる。また、ヘリウムガスは、加熱用流体としても利用可能である。
冷却用流体供給部６０は、冷却水、液体窒素、冷却ガス及び不凍液のうち一部のみを供給可能に構成されてもよく、あるいは、これらの冷却用流体以外の他の流体（液体又は気体）を供給可能に構成されてもよい。
流体供給源６３ａ，６３ｂ，６３ｄは、冷却用流体として液体を供給するため、冷却用流体を貯留するタンク、及び、該タンクから冷却用流体を送液するポンプなどの送液手段を適宜備えるとよい。また、流体供給源６３ｃは、冷却用流体として気体を供給するため、圧縮によって高圧状態となっている冷却用流体を貯蔵するボンベなどを適宜備えるとよい。
バルブ６４ａ〜６４ｄ各々は、流体供給源６３ａ〜６３ｄから延びる配管部６２各々の途中に介挿されている。バルブ６４ａ〜６４ｄは、配管部６２の流路の開閉を行うことによって、流体供給源６３ａ〜６３ｄ各々から供給される冷却用流体各々の吐出口６０Ｐからの吐出を制御する。バルブ６４ａ〜６４ｄの動作は、制御部３によって制御され得る。
なお、基板処理装置１０が温調用流体供給部として加熱用流体供給部５０及び冷却用流体供給部６０の双方を備えることは必須ではなく、どちらか一方のみを備えていてもよい。
吐出口５０Ｐ又は吐出口６０Ｐから温調用流体を吐出する際の吐出流量は、適宜に設定し得る。例えば、温調用空間３０Ｒを温調用流体でほぼ満たすことが可能な吐出流量で、温調用流体が吐出されてもよい。あるいは、温調用流体をプレート部材３０の基部３２の裏面に沿って温調用流体が移動する程度の吐出流量としてもよい。具体的には、回転中のプレート部材３０の基部３２の裏面に温調用流体を当て、遠心力によってその温調用流体を基部３２の径方向外方に移動させるとよい。プレート部材３０の回転速度及び温調用流体の吐出流量などを適宜に調整することによって、温調用流体を、回転台２２の表面２２Ｓにほとんど落下させずに、基部３２の径方向外方に移動させることができる。この場合、プレート部材３０に沿わせて温調用流体を移動させるため、プレート部材３０自体の温調であり、かつ、温調用空間３０Ｒを温調用流体で満たす場合よりも、温調用流体の使用量を軽減できる。
＜排出部７０＞
排出部７０は、回転中の回転台２２及びプレート部材３０の間に供給される温調用流体、回転中の基板Ｗの表面ＷＳ１に供給される処理流体（以下、「表面側処理流体」とも称する。）、及び、回転中の基板Ｗの裏面ＷＳ２に供給される処理流体（以下、「裏面側処理流体」とも称する。）を基板処理装置１０から排出する。排出部７０は、第１カップ７１〜第４カップ７４と、カップ移動機構部７５とを備えている。
第１カップ７１は、回転台２２を囲繞する筒状に形成された部材である。第１カップ７１は、プレート部材３０の第１スカート部３４に当たって落下した温調用流体を、第１カップ７１の内側に設けられた排出口（不図示）に案内する。第１カップ７１の上端は、第２位置Ｌ２まで上昇したプレート部材３０における第１スカート部３４の下端よりも上側に配されている（図３下段参照）。これによって、第１スカート部３４の外側に飛散した温調用流体が、第１カップ７１の外側に飛散することを抑制できる。第１カップ７１の内側に形成される排出口は、温調用流体排出部の一例である。なお、温調用流体として気体を用いる場合、真空ポンプなどの吸引手段を適宜の位置に設けて、第１カップ７１の内側の排出口を介してその気体（温調用流体）を吸引してもよい。
第２カップ７２〜第４カップ７４は、回転台２２を囲繞する筒状に形成された部材である。第２カップ７２は第１カップ７１の外側に配設されており、第３カップ７３は第２カップ７２カップの外側に配設されており、第４カップ７４は第３カップ７３の外側に配設されている。第２カップ７２〜第４カップ７４は、基板Ｗの表面ＷＳ１又は裏面ＷＳ２に供給された後、基板Ｗの径方向外方に飛散した処理液を受け止めて、各々の下方に設けられた排出口（不図示）に導く。カップ移動機構部７５は、第２カップ７２〜第４カップ７４を独立して上下に移動させる。カップ移動機構部７５が、第２カップ７２〜第４カップ７４の高さ位置を変更することによって、これらの中から選択される１つのカップで基板Ｗの外方に飛散した処理液が受け止められる。
＜表面側処理流体供給部８０＞
表面側処理流体供給部８０は、回転する基板Ｗの表面ＷＳ１に処理流体を供給することによって、表面ＷＳ１を処理する。表面側処理流体供給部８０は、表面側ノズル８１と、配管部８２と、処理流体供給源８３ａ〜８３ｃと、バルブ８４ａ〜８４ｄと、混合部８５とを備えている。
表面側ノズル８１は、基板Ｗの表面ＷＳ１に向けて処理流体を吐出する。ここでは、表面側ノズル８１は、複数の基板保持部材２６に保持された状態で回転する基板Ｗの中心付近に向けて、処理流体を吐出する。なお、表面側ノズル８１は、不図示のアームの先端に取り付けられている。不図示の移動駆動部が該アームを水平面内で移動（旋回移動、直線移動など）させることによって、表面側ノズル８１が基板Ｗに処理流体を供給する供給位置（図２などに示される位置）と、回転台２２の上側から径方向外方に待避した待避位置との間で移動する。表面側ノズル８１が待避位置にある状態で、回転台２２上への基板Ｗの搬入又は回転台２２上からの基板Ｗの搬出が行われる。
配管部８２は、処理流体供給源８３ａ〜８３ｃ各々から混合部８５までの間と、混合部８５から表面側ノズル８１までの間とを接続しており、処理流体供給源８３ａ〜８３ｃ各々から供給される処理流体を表面側ノズル８１に導く流路を形成している。
処理流体供給源８３ａ〜８３ｃは、ここでは、薬液、ガス及び純水を供給する供給源とされている。なお、薬液は、例えばＩＰＡ（isopropyl alcohol：イソプロピルアルコール）、ＤＨＦ（diluted hydrofluoric acid：希フッ酸）、及び、ＳＣ−１（過酸化水素水及びアンモニアの混合液）などである。また、ガスは、例えば不活性ガス（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、又はＸｅガス、もしくはこれらの混合ガス）である。
バルブ８４ａ〜８４ｃは、処理流体供給源８３ａ〜８３ｃ各々から混合部８５までを接続する配管部８２上にそれぞれ介挿されている。バルブ８４ａ〜８４ｃは、配管部８２内の流路を開閉することによって、処理流体供給源８３ａ〜８３ｃから混合部８５への処理流体の供給を制御する。
バルブ８４ｄは、混合部８５から表面側ノズル８１までの配管部８２上に介挿されている。バルブ８４ｄは、配管部８２内の流路を開閉することによって、混合部８５から表面側ノズル８１への処理流体の供給を制御する。バルブ８４ａ〜８４ｄによる配管部８２の開閉動作は、制御部３によって制御され得る。
混合部８５は、鉛直方向に長い内部空間を形成しており、その内部空間に処理流体供給源８３ａ〜８３ｃから供給される処理流体を混合する。混合部８５にて混合された処理流体は、配管部８２を介して表面側ノズル８１に供給される。
＜裏面側処理流体供給部９０＞
裏面側処理流体供給部９０は、回転する基板Ｗの裏面ＷＳ２に処理流体を供給することによって、裏面ＷＳ２を処理する。裏面側処理流体供給部９０は、裏面側ノズル９１と、配管部９２と、処理流体供給源９３ａ〜９３ｃと、バルブ９４ａ〜９４ｄと、混合部９５とを備えている。
裏面側ノズル９１は、基板Ｗの裏面ＷＳ２に向けて処理流体を吐出する。裏面側ノズル９１は、回転軸部２４２の回転台２２の貫通孔２２Ｈ、プレート部材３０の内側に挿通され、さらに、プレート部材３０の中心部に形成された貫通孔３８Ｈに挿入されている。裏面側ノズル９１は、その先端の吐出口から処理流体を基板Ｗの裏面ＷＳ２に向けて吐出する。
配管部９２は、処理流体供給源９３ａ〜９３ｃ各々から混合部９５までの間と、混合部９５から裏面側ノズル９１までの間とを接続しており、処理流体供給源９３ａ〜９３ｃから供給される処理流体を裏面側ノズル９１に導く流路を形成している。
処理流体供給源９３ａ〜９３ｃは、ここでは、薬液、ガス及び純水を供給する供給源とされている。なお、薬液は、例えばＩＰＡ、ＤＨＦ、及び、ＳＣ−１などである。また、ガスは、例えば不活性ガス（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、又はＸｅガス、もしくはこれらの混合ガス）である。
バルブ９４ａ〜９４ｃは、処理流体供給源９３ａ〜９３ｃ各々から混合部９５までを接続する配管部９２上にそれぞれ介挿されている。バルブ９４ａ〜９４ｃは、配管部９２内の流路を開閉することによって、処理流体供給源９３ａ〜９３ｃから混合部９５への処理流体の供給を制御する。
バルブ９４ｄは、混合部９５から裏面側ノズル９１までの配管部９２上に介挿されている。バルブ９４ｄは、配管部９２内の流路を開閉することによって、混合部９５から裏面側ノズル９１への処理流体の供給を制御する。バルブ９４ａ〜９４ｄによる配管部９２の開閉動作は、制御部３によって制御され得る。
混合部９５は、鉛直方向に長い内部空間を形成しており、その内部空間に処理流体供給源９３ａ〜９３ｃから供給される処理流体を混合する。混合部９５にて混合された処理流体は、配管部９２を介して裏面側ノズル９１に供給される。
＜基板処理装置１０の動作＞
次に、基板処理装置１０の動作の一例について、図７〜図１２を参照しつつ説明する。図７〜図１２は、第１実施形態の基板処理装置１０の概略断面図である。なお、以下の基板処理装置１０の動作は、特に断らない限り、制御部３の制御下で行われるものとする。
ここでは、基板処理の例として、所定サイズ（例えば、外径３００ｍｍ）の基板Ｗの表面ＷＳ１（デバイスが形成されるべき面）に形成された酸化膜を除去する酸化膜エッチングを行う例について説明する。
まず、基板処理装置１０に未処理の基板Ｗが搬入され、複数の基板保持部材２６に保持される（保持工程）。続いて、図７に示すように、回転台２２が回転することによって基板Ｗを回転させた状態（例えば、６００〜１２００ｒｐｍ）で、表面側ノズル８１から表面ＷＳ１にＤＨＦが吐出される。吐出されたＤＨＦは、遠心力により広げられ、表面ＷＳ１の全面がＤＨＦの液膜で被覆される（ＤＨＦ被覆工程）。なお、基板Ｗの側方に飛散するＤＨＦは、第３カップ７３によって受け止められ、排出される。また、プレート部材３０は、第１位置Ｌ１に配された状態で、回転台２２とともに回転する（回転工程）。
所定の時間が経過し、基板Ｗの表面ＷＳ１全域がＤＨＦの液膜で覆われると、パドル状の液膜を基板Ｗの表面ＷＳ１に形成し保持するＤＨＦパドル工程が行われる。具体的には、基板Ｗの回転速度が、短時間に、薬液被覆工程の時の回転速度よりも小さい回転速度（例えば、約１０ｒｐｍ）に減速される。以下、この回転速度をパドル速度とする。なお、表面側ノズル８１からのＤＨＦの吐出流量は、ＤＨＦ被覆工程のときの吐出流量（例えば、毎分２．０リットル）と同一に維持される。基板Ｗの回転速度の減少によって、ＤＨＦは、表面ＷＳ１に溜められてパドル状の液膜を形成する。このパドル状の液膜によって、基板Ｗの表面ＷＳ１の全域が薬液処理される。
ＤＨＦの吐出開始から、所定の処理時間が経過すると、表面側ノズル８１からのＤＨＦの吐出が停止され、基板ＷのＤＨＦをリンス液（純水）に置換するパドルリンス工程が行われる。具体的には、図８に示すように、基板Ｗの回転速度をＤＨＦパドル工程の時の回転速度に維持したまま、基板Ｗの表面ＷＳ１に表面側ノズル８１から純水が所定の吐出流量で吐出される。そして、所定時間が経過すると、基板Ｗの表面ＷＳ１は、その全面がパドル状の純水液膜に置換される。基板Ｗの側方に流れる純水は、第１カップ７１で受け止められ、排出される。
純水の吐出開始から、所定の処理時間が経過すると、表面側ノズル８１から純水の吐出が停止され、基板Ｗ上の純水をＳＣ−１に置換するＳＣ−１パドル工程が行われる。具体的には、図９に示すように、基板Ｗの回転速度をパドル速度に維持したまま、表面側ノズル８１及び裏面側ノズル９１から、ＳＣ−１が吐出される。また、このＳＣ−１パドル工程では、基板Ｗの温調が行われる。具体的には、プレート部材移動機構４０が動作することによって、プレート部材３０が第１位置Ｌ１から第２位置Ｌ２に移動する。そして、加熱用流体供給部５０の加熱用ノズル５１から、温水（例えば、４０℃の純水）がプレート部材３０と回転台２２との間に供給される。これによって、基板Ｗが温調される。基板Ｗの表面ＷＳ１はパドル状のＳＣ−１で処理され、裏面ＷＳ２は基板Ｗとプレート部材３０との間に供給されるＳＣ−１で処理される。
ＳＣ−１の吐出開始から、所定の処理時間が経過すると、表面側ノズル８１からのＳＣ−１の吐出が停止され、基板Ｗ上のＳＣ−１をリンス液（純水）に置換するパドルリンス工程が行われる。具体的には、図１０に示すように、基板Ｗの回転速度をパドル速度に維持したまま、表面側ノズル８１から基板Ｗの表面ＷＳ１に純水が吐出される。また、裏面側ノズル９１から基板Ｗの裏面ＷＳ２に向けて純水が吐出される。
所定時間が経過すると、基板Ｗの表面ＷＳ１がパドル状の純水液膜に置換され、裏面ＷＳ２側も純水に置換される。基板Ｗの側方に流れる純水は、第１カップ７１で受け止められ、排出される。また、本パドルリンス工程においても、加熱用ノズル５１から温水（例えば、４０℃の純水）が供給されることによって、基板Ｗが温調される。ただし、温水の供給を停止することによって、基板Ｗの温調を停止してもよい。なお、温水の供給を停止した場合においても、プレート部材３０の位置を第２位置Ｌ２に維持するなど、プレート部材３０を基板Ｗに接近させることによって、基板Ｗとプレート部材３０の間の空間を小さくしてもよい。これによって、基板Ｗの裏面ＷＳ２を処理するために使用される純水の使用量を低減できる。
純水の吐出開始から、所定の処理時間が経過すると、表面側ノズル８１から純水の吐出を停止してＩＰＡを吐出することによって、基板Ｗの純水液膜をＩＰＡに置換するＩＰＡパドル工程が行われる。具体的には、図１１に示すように、基板Ｗの回転速度をパドル速度に維持したまま、表面側ノズル８１からＩＰＡを供給する。表面側ノズル８１からのＩＰＡの吐出流量は、例えば毎分０．１リットルに設定されている。基板Ｗの上面にＩＰＡが供給されることによって、基板Ｗの表面ＷＳ１の純水が、ＩＰＡに順次置換されていく。その結果、基板Ｗの上面に、基板Ｗの上面全域を覆うＩＰＡの液膜がパドル状に形成される。また、基板Ｗから径方向外側に飛散するＩＰＡは、第４カップ７４で受け止められ、排出される。
ＩＰＡパドル工程においては、基板Ｗの裏面ＷＳ２へのＩＰＡの吐出は特段行う必要はない。また、加熱用ノズル５１から加熱用流体を吐出することによって、基板Ｗが温調される。温調用流体としては、例えば８０℃もしくはそれ以上の温水を利用し得る。なお、裏面ＷＳ２へのＩＰＡの吐出を行わない場合、基板Ｗとプレート部材３０との間に熱伝導率が比較的低い空気が介在することとなるため、基板Ｗを効率的に温調することが困難である。このため、加熱用ノズル５１から、より高温の加熱流体（例えば、１８０℃のＳＰＭなど）を吐出するとよい。
ＩＰＡの吐出開始から所定の処理時間が経過すると、ＩＰＡの吐出を継続しながら、基板Ｗの回転速度をパドル速度から高回転速度まで段階的に加速させる。そして、基板Ｗが高回転速度に到達した後は、ＩＰＡの吐出開始から所定の時間が経過したことを条件として、表面側ノズル８１からのＩＰＡの吐出を停止する。
ＩＰＡの吐出が停止されると、乾燥工程が行われる。具体的には、基板Ｗの回転速度を高回転（例えば、６００〜１２００ｒｐｍ）に維持される。これによって、基板Ｗに付着しているＩＰＡが振り切られて、基板Ｗが乾燥される。また、乾燥工程においては、プレート部材３０を第２位置Ｌ２に配置した状態で、加熱用ノズル５１から８０℃の温水又は１８０℃のＳＰＭを吐出することによって、基板Ｗを加熱してもよい。
なお、ＩＰＡパドル工程においては、基板Ｗの表面ＷＳ１上の純水の液膜をＩＰＡの液膜へ置換した後、基板Ｗの表面ＷＳ１を、ＩＰＡの沸点（８２．６℃）よりも高い温度に到達させるとよい。これによって、ＩＰＡの液膜の全域において、ＩＰＡの液膜と基板Ｗの表面ＷＳ１との間に、ＩＰＡの蒸発気体膜が形成される。したがって、ＩＰＡの蒸発気体膜の上方にＩＰＡの液膜を浮上させることができる。この状態では、基板Ｗの表面ＷＳ１とＩＰＡの液膜との間に生じる摩擦力の大きさが略ゼロになるため、ＩＰＡの液膜が表面ＷＳ１上を容易に移動できる。したがって、基板Ｗを高回転速度で回転させることによって、浮上しているＩＰＡの液膜を、基板Ｗの表面ＷＳ１の上方から効果的に排除できる。
乾燥工程が所定の乾燥時間に亘って行われると、搬出工程が行われる。具体的には、加熱用ノズル５１からの加熱流体の吐出が停止される。また、基板Ｗの回転が停止され、１枚の基板Ｗに対する洗浄処理が終了する。そして、搬送ロボットＣＲによって、処理済みの基板Ｗが基板処理装置１０から搬出される。なお、搬送ロボットＣＲが基板Ｗを搬出する前に、表面側ノズル８１は、適宜基板Ｗの上方から外れた位置へ移される。
また、搬送ロボットＣＲが基板Ｗを搬出する前に、プレート部材移動機構４０が下降してプレート部材３０を第１位置Ｌ１に移動させるとよい。これによって、乾燥工程にて加熱されたプレート部材３０によって基板Ｗが余剰に加熱されることを抑制できる。ただし、搬出前にプレート部材３０を第１位置Ｌ１に移動させることは必須ではない。
また、基板Ｗが搬出された後、次の基板Ｗが搬入される前に、プレート部材３０を冷却してもよい。具体的には、プレート部材３０を第２位置Ｌ２に配置させて、回転台２２とともにプレート部材３０を回転させる。そして、冷却用ノズル６１から冷却用流体を吐出するとよい。なお、加熱用ノズル５１から常温水を供給するようにしてもよい。このようにしてプレート部材３０を冷却することによって、次の未処理の基板Ｗが搬入された際に、その未処理の基板Ｗがプレート部材３０によって不要に加熱されることを抑制できる。
また、搬送ロボットＣＲが基板Ｗを搬出する前に、図１２に示すように、プレート部材３０を第２位置Ｌ２に配置した状態で、冷却用ノズル６１から冷却用流体（冷却水など）を吐出してもよい。これによって、基板Ｗを急速に冷却できるため、搬送ロボットＣＲの基板Ｗに接触する部分が熱を持ったり、あるいは、その部分が熱で変形したりすることを抑制できる。
＜他の動作例＞
基板処理装置１０においては、いわゆる凍結洗浄技術を行うことも可能である。具体的には、基板Ｗの表面ＷＳ１又は裏面ＷＳ２に純水を供給するとともに、プレート部材３０内に純水の凝固点温度よりも低温の冷却用流体（冷却ガス、液体窒素、不凍液など）を供給するとよい。これによって、表面ＷＳ１又は裏面ＷＳ２に供給された純水を凍結させた後、冷却を停止することによって、凍結した純水とともに基板Ｗに付着したパーティクルを有効に除去できる。
＜２． 第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。
図１３は、第２実施形態のプレート部材３０の中心部付近を示す概略断面図である。本実施形態の加熱用ノズル５１ａの吐出口５０Ｐ及び冷却用ノズル６１ａの吐出口６０Ｐは、温調用空間３０Ｒにおいて、回転台２２の径方向外方に向けられている。このため、吐出口５０Ｐ，６０Ｐ吐出された温調用流体を、回転する回転台２２の径方向外方に向けて、円滑に移動させることができるため、プレート部材３０を径方向に関して良好に温調できる。
＜３． 第３実施形態＞
図１４は、第３実施形態のプレート部材３０の中心部付近を示す概略断面図である。本実施形態の加熱用ノズル５１ｂの先端部分及び冷却用ノズル６１ｂの先端部分は、回転台２２の貫通孔２２Ｈから、温調用空間３０Ｒに延びた後、回転台２２の径方向外方に向かって延びている。加熱用ノズル５１ｂ及び冷却用ノズル６１ｂの径方向外方に向かって延びる先端部分に、複数の吐出口５０Ｐ及び複数の吐出口６０Ｐが所定の間隔で形成されている。このように、温調用空間３０Ｒにおいて、回転台２２の径方向外方に延びる先端部分から温調用流体を吐出することによって、温調用空間３０Ｒに良好に温調用流体を供給できるとともに、プレート部材３０を均一に温調できる。したがって、基板Ｗを均一に温調できる。
なお、加熱用ノズル５１ｂ又は冷却用ノズル６１ｂの先端部を、基板Ｗよりも外方の位置まで延ばして、基板Ｗの径方向全体に亘って複数の吐出口５０Ｐ又は複数の吐出口６０Ｐから温調用流体を供給してもよい。これによって、基板Ｗをより均一に温調できる。ただし、加熱用ノズル５１ｂ及び６１ｂの先端部は、基板Ｗの内側まで延びるようにすることも妨げられない。
＜４． 変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
例えば、上記第１実施形態では、複数の基板保持部材２６各々に幅広部２６２を設けることによって、プレート部材３０を第２位置Ｌ２で停止させている。しかしながら、プレート部材３０を基板保持部材２６で位置決めすることは必須ではない。例えば、図１５に示すように、プレート部材３０側に係止部材２８を設けてもよい。
係止部材２８は、プレート部材３０の基部３２の下面に連結される部材である。係止部材２８は、円柱状に形成された棒状部２８１と、棒状部２８１の下端に設けられ棒状部２８１よりも水平方向に幅広な係止部２８２とを備えている。
また、回転台２２の表面２２Ｓには、係止部材２８の係止部２８２を係止させる係止穴２８Ｈが設けられている。係止穴２８Ｈの上端における開口の大きさ（水平方向の開口径）は、棒状部２８１が上下に移動可能な大きさで、かつ、係止部２８２よりも小さくなっている。
プレート部材３０がプレート部材移動機構４０によって上昇すると、係止部材２８の係止部２８２が係止穴２８Ｈの上部にて係止される。棒状部２８１の長さを適宜に設定することによって、係止部材２８によってプレート部材３０を第２位置Ｌ２にて停止させることができる。
上記実施形態では、基板処理装置の処理対象が半導体ウエハである場合について説明した。しかしながら、本発明の処理対象となる基板は、フォトマスク用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、磁気・光ディスク用のガラス又はセラミック基板、液晶表示装置用のガラス基板、有機ＥＬ用ガラス基板、太陽電池用ガラス基板又はシリコン基板、その他フレキシブル基板及びプリント基板などの電子機器向けの各種被処理基板であってもよい。
この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
１００ 基板処理システム
３ 制御部
１０ 基板処理装置
２２ 回転台
２２Ｓ 表面
２４ 回転駆動部
２６ 基板保持部材
２６０ 軸部
２６２ 幅広部
２６４ 当接部
２８ 係止部材
２８Ｈ 係止穴
３０ プレート部材
３０Ｒ 温調用空間
３２ 基部
３４ 第１スカート部
３６ 第２スカート部
３６Ｈ 挿通孔
３８ 第３スカート部
３８Ｈ 貫通孔
４０ プレート部材移動機構
４１ 第１磁石部
４２ 第２磁石部
４３ 相対移動機構
５０ 加熱用流体供給部（温調用流体供給部）
５０Ｐ 吐出口
５１，５１ａ，５１ｂ 加熱用ノズル
６０ 冷却用流体供給部（温調用流体供給部）
６０Ｐ 吐出口
６１，６１ａ，６１ｂ 冷却用ノズル
７０ 排出部
７１ 第１カップ（温調用流体排出部）
８０ 表面側処理流体供給部
８１ 表面側ノズル
９０ 裏面側処理流体供給部
９１ 裏面側ノズル
２８１ 棒状部
２８２ 係止部
Ｌ１ 第１位置
Ｌ２ 第２位置
Ｑ１ 回転軸線
Ｗ 基板
ＷＳ１ 表面
ＷＳ２ 裏面

Claims (14)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    所定の回転軸線周りに回転可能な回転台と、
    前記回転台を前記回転軸線周りに回転させる回転駆動部と、
    前記回転台の一方側の表面に設けられ、前記回転台から前記一方側に離れた位置で前記基板を保持する基板保持部材と、
    前記回転台の前記一方側の表面に対向する基部を有し、前記基部が前記回転台と前記基板保持部材よって保持される前記基板との間に配設された状態で、前記回転駆動部によって前記回転台とともに回転するプレート部材と、
    前記回転台と前記プレート部材との間に、前記プレート部材を温調する温調用流体を供給する温調用流体供給部と、
    を備える、基板処理装置。
  2. 請求項１の基板処理装置であって、
    前記プレート部材を、前記回転台より前記一方側の第１位置と、前記第１位置よりも前記基板保持部材にて保持される前記基板の裏面に接近する第２位置との間で移動させる、プレート部材移動機構、
    をさらに備える、基板処理装置。
  3. 請求項２の基板処理装置であって、
    前記プレート部材移動機構は、
    前記プレート部材に設けられた第１磁石部と、
    前記回転台の他方側に配設され、前記第１磁石部に対して反発力を与える第２磁石部と、
    前記第２磁石部を支持するとともに、前記第２磁石部を前記第１磁石部に対して相対的に接近及び離隔させる相対移動機構と、
    を備え、前記第１磁石部及び前記第２磁石部の少なくとも一方が、前記回転軸線を中心軸とする円環状に形成されている、基板処理装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記温調用流体を排出する温調用流体排出部、
    をさらに備え、
    前記プレート部材は、
    前記回転台よりも外方の位置おいて、前記回転台よりも大きく広がる前記基部から前記回転台側に向けて張り出す環状に形成された筒状の第１スカート部、を有し、
    前記温調用流体排出部は、前記第１スカート部に当たって落下した前記温調用流体を排出する、基板処理装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記プレート部材は、前記基板保持部材が挿通される挿通孔が設けられ、かつ、前記基板保持部材に保持される前記基板よりも大きく広がっている、基板処理装置。
  6. 請求項５の基板処理装置であって、
    前記プレート部材は、
    前記基板保持部材が挿通される前記挿通孔に連続する孔を形成するように、前記基部から前記回転台に向けて張り出す筒状の第２スカート部、を有する、基板処理装置。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記基板保持部材に保持される前記基板と前記プレート部材との間に、裏面処理用の流体を吐出する裏面側ノズル、
    をさらに備え、
    前記プレート部材の前記回転軸線に重なる位置に貫通孔が形成されており、該貫通孔に前記裏面側ノズルが挿入されている、基板処理装置。
  8. 請求項７の基板処理装置であって、
    前記プレート部材は、
    前記裏面側ノズルが挿入される前記貫通孔に連続する孔を形成するように、前記基部から前記回転台に向けて張り出す筒状の第３スカート部、を有する、基板処理装置。
  9. 請求項８の基板処理装置であって、
    前記温調用流体供給部は、前記プレート部材における前記第３スカート部よりも径方向外側の位置において、前記径方向外側に向けて前記温調用流体を吐出する、基板処理装置。
  10. 請求項１から請求項９のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記プレート部材は、ケイ素又は炭化ケイ素を含む材料で形成されている、基板処理装置。
  11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記温調用流体が、ヘリウムガスを含む、基板処理装置。
  12. 基板を処理する基板処理方法であって、
    (a) 基板を回転台の一方側の表面に設けられた基板保持部材によって保持する工程と、
    (b) 前記(a)工程の後、前記基板と前記回転台との間に配設されたプレート部材を前記回転台とともに所定の回転軸線周りに回転させる工程と、
    (c) 前記(b)工程において、回転する前記プレート部材及び前記回転台の間に、前記プレート部材を温調する温調用流体を供給する工程と、
    を含む、基板処理方法。
  13. 請求項１２の基板処理方法であって、
    (d) 前記(c)工程の前に、前記プレート部材を、前記回転台の一方側の第１位置から、前記第１位置よりも前記基板に接近する第２位置に移動させる工程、
    をさらに含む、基板処理方法。
  14. 請求項１３の基板処理方法であって、
    (e) 前記(d)工程の後、前記プレート部材を、前記第２位置から前記第１位置に移動させる工程、
    をさらに含む、基板処理方法。
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