JP7179466B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

この発明は、基板処理装置に関する。処理対象になる基板には、例えば、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の基板が含まれる。
基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転可能なスピンベースと、スピンベースに設けられ、基板を保持する保持ピンとを含む。このような基板処理装置を用いた基板処理では、処理液ノズルから吐出された処理液によって、回転状態の基板の上面を処理することができる。
しかし、基板処理中には、回転する構造物（スピンベースや保持ピン）の周囲に気流が発生し、基板処理中に発生した処理液のミスト（微小な液滴）が気流に乗って基板の下方に回り込み、基板の下面に処理液が付着することがある。そのため、基板の上面および周縁を伝って基板の下面に付着することを防止した場合であっても、基板の下面に処理液が付着するおそれがある。
下記特許文献１に記載の基板処理装置では、基板の下面とスピンベースとの間に保護ディスクを設けることによって、基板の下面を保護しながら基板の上面を処理する基板処理が提案されている。詳細には、保護ディスクをスピンベースから浮上させて基板の下面に接近させることにより、保護ディスクと基板の下面との間への処理液のミストの進入が抑制される。
特開２０１５－２３２８号公報
しかしながら、上記技術の場合、保護ディスクを基板の下面に接近させたとしても、基板の周縁部においては、保護ディスクとの間に隙間が形成される。このため、処理液のミストが、この隙間を通ることによって、基板の下面を汚染するおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、基板の下面の汚染を軽減する技術を提供することである。
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、鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転するスピンベースと、前記スピンベースの回転方向に互いに間隔を隔てて前記スピンベースに設けられ、前記スピンベースよりも上方で前記基板の周縁部を保持する複数の保持部と、前記スピンベースと前記基板との間に配置され、前記基板から下方に離間した離間位置と、前記離間位置よりも前記基板に近接した近接位置との間で昇降可能である対向部材と、前記対向部材と前記複数の保持部に保持される基板との間に気体を供給する気体供給部とを備え、前記対向部材の上面は、前記基板の前記周縁部のうち、外周端より径方向内方の部分の下面に対向する平坦面と、前記平坦面よりも径方向内方に設けられ且つ前記平坦面よりも下方に設けられている内方面とを有し、前記平坦面は、前記基板を基板の側方から把持するための複数の保持部を挿通するための、平面視において前記基板の前記周縁部と交わる複数のピン挿通孔と、前記複数のピン挿通孔の径方向内方に位置する第１平坦部と、前記平坦面の周方向に前記複数のピン挿通孔から離隔された位置に形成されるとともに、前記ピン挿通孔よりも径方向外方に全周にわたって形成され、前記基板の前記外周端を含む下面に対向する第２平坦部と、を有し、前記第１平坦部と前記第２平坦部とが連続した１つの面を形成して成り、前記平坦面と前記内方面との間には傾斜面が設けられており、前記傾斜面は、前記第１平坦部と接続する第１傾斜面と、前記第２平坦部と接続する第２傾斜面とを含み、前記第１平坦部は前記第２平坦部よりも径方向内方に突出し、前記回転軸線から前記第２平坦部までの距離が前記回転軸線から前記第１平坦部までの距離よりも大きい。
また、第２態様は、第１態様の基板処理装置であって、前記対向部材の上面は、前記内方面と前記平坦面との間に径方向外方に向かって上方へ傾く前記傾斜面、を含む。
また、第３態様は、第１または第２の基板処理装置であって、前記対向部材の前記平坦面は、前記複数の保持部よりも径方向内方の位置から径方向外方に延びている。
また、第４態様は、第３の基板処理装置であって、前記対向部材の前記平坦面は、前記ピン挿通孔よりも径方向内方の所定位置から径方向外方に延びている。
また、第５態様は、第１から第４のいずれか１項の基板処理装置であって、前記平坦面は、前記基板よりも径方向外方に延びている。
また、第６態様は、第１から第５のいずれか１項の基板処理装置であって、前記複数の保持部に保持される前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給部とをさらに備える。
第１態様の基板処理装置によると、基板の周縁部に対向する対向部材の平坦面が、内方面よりも上方にある。このため、基板の周面部と対向部材との隙間を小さくすることができる。したがって、この隙間において径方向外方に向かう気流の線速度を大きくすることができる。また、基板の周縁部に対向する部分が平坦面であるため、基板の周縁部と対向部材の平坦面との間において、径方向外方へ向かう気流を整えることができる。したがって、基板の周縁部における気流を整えることができるため、基板の下面側に異物が進入することを抑制することができる。
第２態様の基板処理装置によると、基板と対向部材との間において、内方面から平坦面へ向かう気流が、それらの高低差によって乱されることを軽減することができる。
第３態様の基板処理装置によると、保持部の付近における気流の乱れの発生を軽減することができる。
第４態様の基板処理装置によると、対向部材の平坦面が、基板のうち保持部よりも径方向内方の部分から対向するため、径方向外方へ向かう気流に乱れ発生を有効に軽減することができる。
第５態様の基板処理装置によると、平坦面が基板よりも径方向外方に延びているため、基板の外周端付近における気流の乱れの発生を軽減することができる。
第６態様の基板処理装置によると、対向部材と基板との間に気体が供給されることにより、対向部材と基板との間から、径方向外方に向かう気流を形成することができる。当該気流により、基板の上面の処理液が基板の下面側へ回り込むことを軽減することができる。
図１は、第１実施形態の基板処理装置１の構成を示す図解的な平面図である。 図２は、第１実施形態の処理ユニット２の構成例を説明するための模式図である。 図３は、第１実施形態のスピンベース２１を上方から視た平面図である。 図４は、保護ディスク１０を上方から視た概略平面図である。 図５は、保持ピン２０の周辺を示す概略側面図である。 図６は、第１実施形態の基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図７は、第１実施形態の基板処理装置１による基板処理の一例を説明するための流れ図である。 図８は、保持ピン２０の周辺を示す概略平面図である。 図９は、変形例に係る保持ピン２０の周辺を示す概略平面図である。
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。
＜１． 第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の基板処理装置１の構成を示す図解的な平面図である。基板処理装置１は、シリコンウエハなどの基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Ｗは、円板状の基板である。基板処理装置１は、薬液やリンス液などの処理液で基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２と、処理ユニット２で処理される複数枚の基板Ｗを収容するキャリアＣが載置されるロードポートＬＰと、ロードポートＬＰと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットＩＲおよびＣＲと、基板処理装置１を制御する制御ユニット３とを含む。搬送ロボットＩＲは、キャリアＣと搬送ロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。搬送ロボットＣＲは、搬送ロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット２は、例えば、同様の構成を有している。
図２は、第１実施形態の処理ユニット２の構成例を説明するための模式図である。処理ユニット２は、一枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持しながら基板Ｗの中央部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５と、基板Ｗの上面に脱イオン水（Deionized Water：ＤＩＷ）などの処理液を供給する処理液供給ユニット８と、基板Ｗの上面にブラシ３１を擦り付けて基板Ｗの上面を洗浄する洗浄ユニット９と、基板Ｗに下方から対向し、基板処理中に発生した処理液のミストから基板Ｗの下面を保護する保護ディスク１０とをさらに含む。保護ディスク１０は、基板Ｗの少なくとも周縁部ＷＥＰ１に下方から対向する対向部材の一例である。処理ユニット２は、基板Ｗの下面と保護ディスク１０との間の空間Ｂ１に窒素（Ｎ２）ガスなどの気体を供給する気体供給ユニット１１をさらに含む。
なお、本願において、回転軸線Ａ１に直交する方向を「径方向」という。また、径方向において回転軸線Ａ１に向かう方向を「径方向内方」といい、径方向において回転軸線Ａ１側とは反対側に向かう方向を「径方向外方」という。
処理ユニット２は、スピンチャック５を収容するチャンバ１６（図１参照）をさらに含む。チャンバ１６には、チャンバ１６内に基板Ｗを搬入したり、チャンバ１６内から基板Ｗを搬出したりするための出入口（図示せず）が形成されている。チャンバ１６には、この出入口を開閉するシャッタユニット（図示せず）が備えられている。
スピンチャック５は、スピンベース２１と、スピンベース２１よりも上方で基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１を保持する複数の保持ピン２０と、スピンベース２１の中央に結合された回転軸２２と、回転軸２２に回転力を与える電動モータ２３とを含む。回転軸２２は、回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向に延びている。回転軸２２は、スピンベース２１を貫通しており、スピンベース２１よりも上方に上端を有する。スピンベース２１は、水平方向に沿う円板形状を有している。複数の保持ピン２０は、回転方向Ｓに間隔を空けてスピンベース２１の上面の周縁部ＷＥＰ１に設けられている。
複数の保持ピン２０を開閉駆動するために、開閉ユニット２５が備えられている。複数の保持ピン２０は、開閉ユニット２５によって閉状態にされることによって基板Ｗを保持する。複数の保持ピン２０は、開閉ユニット２５によって開状態にされることによって基板Ｗに対する保持を解放する。
開閉ユニット２５は、例えば、リンク機構（図示せず）と、駆動源（図示せず）とを含む。当該駆動源は、例えば、ボールねじ機構と、それに駆動力を与える電動モータとを含む。開閉ユニット２５は、磁力によって、複数の保持ピン２０を開閉させるように構成されていてもよい。この場合、開閉ユニット２５は、例えば、保持ピン２０に取り付けられた第１磁石（図示せず）と、第１磁石に近接することによって第１磁石に反発力または吸引力を付与する第２磁石（図示せず）とを含んでいる。第２磁石が第１磁石に付与する反発力または吸引力によって保持ピン２０の開閉が切り替えられる。
電動モータ２３は、回転軸２２を回転させることにより、スピンベース２１を回転させる。このスピンベース２１の回転により、基板Ｗが回転軸線Ａ１のまわりに回転する。スピンチャック５は、基板Ｗを保持し鉛直方向に沿う回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させる基板保持回転ユニットに含まれる。処理液供給ユニット８は、基板Ｗの上面にＤＩＷなどの処理液を供給する処理液ノズル４０と、処理液ノズル４０に結合された処理液供給管４１と、処理液供給管４１に介装された処理液バルブ４２とを含む。処理液供給管４１には、処理液供給源から、処理液が供給される。
処理液ノズル４０は、一定位置に固定されている固定ノズルであってもよいし、水平方向および鉛直方向に移動可能な移動ノズルであってもよい。また、処理液ノズル４０から供給される処理液は、ＤＩＷに限られず、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、還元水（水素水）であってもよい。
洗浄ユニット９は、基板Ｗの上面を洗浄するためのブラシ３１と、ブラシ３１を支持するブラシアーム３５と、ブラシアーム３５を回動させる回動軸３６と、回動軸３６を駆動することによって、ブラシアーム３５を水平方向および鉛直方向に移動させるアーム移動機構３７とを含む。ブラシ３１は、ブラシ３１の上方に配置されたブラシホルダ３２に保持されている。ブラシホルダ３２は、ブラシアーム３５から下方に突出している。
ブラシ３１は、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの合成樹脂で作製された弾性変形可能なスポンジブラシである。ブラシ３１は、ブラシホルダ３２から下方に突出している。ブラシ３１は、スポンジブラシに限らず、樹脂製の複数の繊維によって形成された毛束を備えるブラシであってもよい。
アーム移動機構３７は、回動軸３６を回動軸線Ａ２まわりに回動させることによってブラシアーム３５を水平に移動させるブラシ水平駆動機構（図示せず）と、回動軸３６を鉛直に移動させることによってブラシアーム３５を鉛直に移動させるブラシ鉛直駆動機構（図示せず）とを含む。ブラシ水平駆動機構は、例えば、回動軸３６を回動させる電動モータを含む。ブラシ鉛直駆動機構は、例えば、ボールねじ機構と、当該ボールねじ機構を駆動する電動モータとを含む。
気体供給ユニット１１は、基板Ｗの下面と保護ディスク１０の上面との間の空間Ｂ１に窒素ガスなどの気体を供給する気体ノズル５０と、気体ノズル５０に結合された気体供給管５１と、気体供給管５１に介装され、気体の流路を開閉する気体バルブ５２とを含む。気体供給管５１には、気体供給源から、窒素ガスなどの気体が供給される。
気体供給源から気体供給管５１に供給される気体としては、窒素ガスなどの不活性ガスが好ましい。不活性ガスとは、窒素ガスに限らず、基板Ｗの上面およびパターンに対して不活性なガスのことである。不活性ガスの例としては、窒素ガス以外に、ヘリウムやアルゴンなどの希ガス類、ホーミングガス（窒素ガスと水素ガスとの混合ガス）が挙げられる。また、気体供給源から気体供給管５１に供給される気体として空気を利用することも可能である。
気体ノズル５０は、回転軸２２に挿通されている。気体ノズル５０の上端は、回転軸２２の上端から露出されている。気体ノズル５０の上端よりも上方には、気体ノズル５０から吐出される気体を整えるする整流部材５４が設けられていてもよい。保護ディスク１０は、略円環状である。保護ディスク１０の中心に形成された挿通孔１０Ｈに、回転軸２２が挿通している。保護ディスク１０は、保持ピン２０に保持された基板Ｗとスピンベース２１との間に配置されている。保護ディスク１０は、回転軸２２に対して上下動可能である。
保護ディスク１０は、保護ディスク１０を昇降させる保護ディスク昇降ユニット６０に連結されている。保護ディスク１０は、保護ディスク昇降ユニット６０によって、基板Ｗから下方に離間した離間位置と、当該離間位置よりも上方において保持ピン２０に保持された基板Ｗの下面に近接した近接位置との間で移動可能である。保護ディスク昇降ユニット６０は、対向部材を昇降させる対向部材昇降ユニットの一例である。
保護ディスク昇降ユニット６０は、例えば、ボールねじ機構（図示せず）と、当該ボールねじ機構に駆動力を与える電動モータ（図示せず）とを含む。また、保護ディスク昇降ユニット６０は、磁力によって保護ディスク１０を昇降させるように構成されていてもよい。この場合、保護ディスク昇降ユニット６０は、例えば、保護ディスク１０に取り付けられた第１磁石（図示せず）と、第１磁石に反発力を付与することで第１磁石とともに保護ディスク１０を上昇させる第２磁石（図示せず）とによって構成されている。
保護ディスク１０の下面には、回転軸線Ａ１と平行に鉛直方向に延びるガイド軸６１が結合されている。ガイド軸６１は、基板Ｗの回転方向Ｓに等間隔を隔てて複数箇所に配置されている。ガイド軸６１は、スピンベース２１の対応箇所に設けられたリニア軸受６２と結合されている。ガイド軸６１は、このリニア軸受６２によって案内されながら、鉛直方向、すなわち回転軸線Ａ１に平行な方向へ移動可能である。また、保護ディスク１０の下面に結合されたガイド軸６１がリニア軸受６２と結合されているため、保護ディスク１０は、回転軸線Ａ１まわりにスピンベース２１と一体回転する。
ガイド軸６１は、リニア軸受６２を貫通している。ガイド軸６１は、その下端において、側方に突出するフランジ６３を備えている。フランジ６３がリニア軸受６２の下端に当接することにより、ガイド軸６１の上方への移動、すなわち保護ディスク１０の上方への移動が規制される。すなわち、フランジ６３は、保護ディスク１０の上方への移動を規制する規制部材である。
保持ピン２０は、挟持部２０ａと、支持部２０ｂとを含む。挟持部２０ａは、水平方向から基板Ｗの周端に当接する部分であり、他の挟持部２０ａとの間で基板Ｗを挟持する。支持部２０ｂは、基板Ｗを下方から支持する部分である。本例では、支持部２０ｂの上面は、回転軸線Ａ１側（径方向内方側）に向かうに連れて下方に傾く傾斜面となっている。当該傾斜面は、ここでは一定の傾きで傾斜している。
図３は、第１実施形態のスピンベース２１を上方から視た平面図である。図４は、保護ディスク１０を上方から視た概略平面図である。図５は、保持ピン２０の周辺を示す概略側面図である。図３においては、説明の便宜上、基板Ｗを二点鎖線で示している。図３～図５に示すように、保護ディスク１０は、複数のピン挿通孔２０Ｈを備えている。複数のピン挿通孔２０Ｈは、水平方向において複数の保持ピン２０各々に対応する位置（すなわち、鉛直方向に重なる位置）に設けられている。そして、複数のピン挿通孔２０Ｈの各々には、対応する位置に配された１つの保持ピン２０が挿通されている。
保護ディスク１０の上面は、内方面１２Ｓと、平坦面１３Ｓとを有する。内方面１２Ｓは、保持ピン２０よりも径方向内方に設けられた面である。内方面１２Ｓは、本例では、水平面に平行な平坦面である。ただし、内方面１２Ｓが、平坦面であることは必須ではない。
平坦面１３Ｓは、内方面１２Ｓよりも径方向外方に設けられている。本例では、平坦面１３Ｓは、内方面１２Ｓの外周を取り囲む環状に設けられており、保護ディスク１０の上面の周縁部ＷＥＰ１（保護ディスク１０の外周端から所定の長さだけ径方向内方の部分）を占めている。平坦面１３Ｓは、本例では、水平面に平行であり、複数の保持ピン２０に水平に保持された基板Ｗの下面と略平行に配されている。内方面１２Ｓは、平坦面１３Ｓよりも低くなっている。なお、対向部材１０の上面において、平坦面１３Ｓよりも内方に、平坦面１３Ｓよりも高くなる部分が設けられることは妨げられない。
平坦面１３Ｓは、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１（基板Ｗの外周端ＷＥおよびその外周端ＷＥから僅かに内方の部分）に対向する。平坦面１３Ｓは、基板Ｗの外周端ＷＥから好ましくは３ｍｍ以上内方の部分までの周縁部ＷＥＰ１に対向する。
なお、保護ディスク１０において、基板Ｗと接近する領域が大きくなると、基板Ｗと接触するおそれがある。このため、平坦面１３Ｓは、基板Ｗの外周端ＷＥから例えば１０ｍｍまでの周縁部ＷＥＰ１と対向するように設けるとよい。
保護ディスク１０の上面は、さらに、傾斜面１４Ｓを含む。傾斜面１４Ｓは、内方面１２Ｓと平坦面１３Ｓとの間に設けられており、本例では円環状に形成されている。また、傾斜面１４Ｓは、内方面１２Ｓから径方向外側に向かって上方へ一定の傾きで傾いている。
図５に示すように、本例では、傾斜面１４Ｓの外方端（径方向外方の端部）は、平坦面１３Ｓの内方端（径方向内方の端部）と直につながっている。基板Ｗが保持ピン２０に保持されている状態では、平坦面１３Ｓおよび傾斜面１４Ｓとの境界部分１３０（平坦面１３Ｓの内方端）は、保持ピン２０に保持されている基板Ｗの外周端ＷＥよりも径方向内方に配される。
保護ディスク１０が近接位置に移動すると、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１が保護ディスク１０の平坦面１３Ｓに対向することにより、これらの間に整流空間Ｂ２が形成される。気体ノズル５０から供給された気体は径方向外方へ移動するが、当該気体が整流空間Ｂ２を通過することによって、当該気体の流れ（気流Ｆ１）が整えられる。そして、当該気体は、整流された状態で、基板Ｗの外周端ＷＥから径方向外方へ抜けていく。これにより、基板Ｗの外周端ＷＥ付近において、外方から整流空間Ｂ２に処理液などが進入することを抑止することができる。
また、保護ディスク１０の上面のうち、内方面１２Ｓと平坦面１３Ｓとの間の接続部分を平滑な傾斜面１４Ｓとすることにより、空間Ｂ１にて径方向外方へ向かう気流Ｆ１が整流空間Ｂ２に進入するまでに乱されることを軽減することができる。
図６は、第１実施形態の基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。制御ユニット３は、マイクロコンピュータを備えており、所定のプログラムに従って、基板処理装置１に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、制御ユニット３は、プロセッサ（ＣＰＵ）３Ａと、プログラムが格納されたメモリ３Ｂとを含む。プロセッサ３Ａがプログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御を実行するように構成されている。制御ユニット３は、例えば、搬送ロボットＩＲ，ＣＲ、アーム移動機構３７、電動モータ２３、保護ディスク昇降ユニット６０、開閉ユニット２５およびバルブ類４２，５２などの動作を制御する。
＜基板処理装置１の動作＞
図７は、第１実施形態の基板処理装置１による基板処理の一例を説明するための流れ図である。以下に説明する各処理は、特に断らない限り、制御ユニット３がプログラムを実行することによって実現されるものとする。
まず、制御ユニット３は、基板搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。具体的には、未処理の基板Ｗが、搬送ロボットＩＲ，ＣＲによってキャリアＣから処理ユニット２に搬入され、スピンチャック５に渡される。基板Ｗは、搬送ロボットＣＲによって搬出されるまでの間、スピンベース２１の上面から上方に間隔を空けて略水平に保持される。
基板搬入処理の後、制御ユニット３は、基板保持処理を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、開閉ユニット２５が、複数の保持ピン２０に基板Ｗの周縁を保持させる。このとき、複数の保持ピン２０は、基板Ｗにおいてデバイスが形成されているデバイス面を下方に向けた状態で基板Ｗを保持する。
基板保持処理の後、制御ユニット３は、保護ディスク上昇処理を行う（ステップＳ１０３）。具体的には、保護ディスク昇降ユニット６０が、保護ディスク１０を近接位置まで上昇させる。これにより、図５に示すように、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１と保護ディスク１０の平坦面１３Ｓと間に整流空間Ｂ２が形成される。
保護ディスク上昇処理の後、制御ユニット３は、気体供給開始処理を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、気体バルブ５２が開かれることにより、保護ディスク１０の上面と基板Ｗの下面との間の空間Ｂ１へ、気体（窒素ガスなど）の供給が開始される。このときの気体の供給流量は、例えば、１００～２００Ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）である。気体の供給は、後述する気体供給停止処理（ステップＳ１１１）まで行われる。
気体供給開始処理の後、制御ユニット３は、基板回転開始処理を行う（ステップＳ１０５）。具体的には、電動モータ２３がスピンベース２１を回転させることにより、保持ピン２０に水平に保持された基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる。このときの基板Ｗの回転速度は、例えば１００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍである。
基板回転開始処理の後、制御ユニット３は、処理液供給開始処理を行う（ステップＳ１０６）。具体的には、保護ディスク１０の上面と基板Ｗの下面との間の空間Ｂ１への気体の供給を継続した状態で、処理液バルブ４２が開かれる。これにより、基板Ｗの上面へ処理液（ＤＩＷなど）の供給が開始される。
洗浄液供給起始処理の後、制御ユニット３は、スクラブ洗浄処理を行う（ステップＳ１０７）。具体的には、アーム移動機構３７がブラシアーム３５を移動させることにより、ブラシアーム３５を基板Ｗの上面に押しつける。基板Ｗは、上記基板回転開始処理（ステップＳ１０５）により回転しているため、ブラシ３１が基板Ｗの上面に擦り付けられる。ブラシ３１が基板Ｗに当接されてから所定時間が経過すると、アーム移動機構３７は、ブラシ３１をスピンチャック５の上方から側方へと退避させる。
スクラブ洗浄処理の後、制御ユニット３は、処理液供給停止処理を行う（ステップＳ１０８）。具体的には、処理液バルブ４２が閉じられることにより、処理液ノズル４０からの処理液の供給が停止される。
処理液供給停止処理の後、制御ユニット３は、基板高速回転処理を行う（ステップＳ１０９）。具体的には、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転を加速させることにより、基板Ｗの回転速度を増大させる。これにより、基板Ｗの上面および周端面（外周端ＷＥの端面）の液滴が、遠心力によって振り切られ、もって、基板Ｗが乾燥される。すなわち、基板高速処理は、スピンドライ処理に相当する。このスピンドライ処理のときの基板Ｗの回転速度は、例えば１５００～３０００ｒｐｍである。
高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御ユニット３は、基板回転停止処理を行う（ステップＳ１１０）。具体的には、電動モータ２３が、スピンベース２１の回転を停止させることにより、基板Ｗの回転を停止させる。
基板回転停止処理の後、制御ユニット３は、気体供給停止処理を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、気体バルブ５２が閉じられ、基板Ｗの下面と保護ディスク１０の上面との間の空間Ｂ１への気体（窒素ガスなど）の供給が停止される。
気体供給停止処理の後、制御ユニット３は、保護ディスク下降処理を行う（ステップＳ１１２）。具体的には、保護ディスク昇降ユニット６０が、保護ディスク１０を離間位置まで下降させる。
保護ディスク下降処理の後、制御ユニット３は、基板保持解除処理を行う（ステップＳ１１３）。具体的には、開閉ユニット２５各々が複数の保持ピン２０各々を開状態にすることにより、基板Ｗが複数の保持ピン２０による保持から解放される。
基板保持解除処理の後、制御ユニット３は、基板搬出処理を行う。具退廷には、搬送ロボットＣＲが、処理ユニット２に進入して、スピンチャック５から処理済みの基板Ｗをすくい取って、処理ユニット２外へと搬出する。その基板Ｗは、搬送ロボットＣＲから搬送ロボットＩＲへと渡され、搬送ロボットＩＲによって、キャリアＣに収納される。
＜基板の周縁部付近における気流について＞
回転する構造物の周囲には、気流が発生することが知られている。具体的には、基板Ｗ、保護ディスク１０およびスピンベース２１が回転することにより、基板Ｗの下面と保護ディスク１０の上面との間の空間Ｂ１に、径方向外方から雰囲気が進入し得る。また、保持ピン２０と保護ディスク１０との間を介して、径方向外方から雰囲気が空間Ｂ１へ流入し得る。このように、径方向外方から空間Ｂ１への気流が発生すると、基板Ｗ上面から振り切られて基板Ｗの端面に到達した処理液が、当該気流とともに空間Ｂ１へ進入し、基板Ｗの下面を汚染する虞がある。
そこで、基板処理装置１では、基板Ｗの下面と保護ディスク１０の上面との間に気体を供給することにより、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１付近において、径方向外方への気流Ｆ１（図５参照）を発生させる。これにより、径方向外方から空間Ｂ１への雰囲気の進入が抑制される。本実施形態では、保護ディスク１０の上面のうち、内方面１２Ｓよりも上方に設けられた平坦面１３Ｓが、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１に対向する。このため、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１と保護ディスク１０の間の隙間は、内方面１２Ｓに対向する基板Ｗの内方の部分よりも小さい。したがって、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１から径方向外方へ抜ける気流Ｆ１の線速度を大きくすることができるため、径方向外方から基板Ｗの下面側へ処理液が進入することを抑制することができる。
当該気流Ｆ１に乱れが発生すると、径方向外方からの雰囲気および処理液の進入を防げないおそれがある。このため、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１において、径方向外方へ向かう気流Ｆ１を整えるすることが望ましい。これに対して、本実施形態では、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１に保護ディスク１０の平坦面１３Ｓを対向させることにより、整流空間Ｂ２が形成される。整流空間Ｂ２は、基板Ｗの平坦な下面と、保護ディスク１０の平坦面１３Ｓとに挟まれた空間である。このため、整流空間Ｂ２を径方向外方へ向かう気流Ｆ１を、整えることができる。
特に、保護ディスク１０の平坦面１３Ｓは、基板Ｗの平坦な下面と略平行である。このため、整流空間Ｂ２の高さ幅は、径方向において略一定となる。したがって、径方向外方に向かう気流Ｆ１を効果的に整えることができる。
また、保護ディスク１０の平坦面１３Ｓは、ピン挿通孔２０Ｈよりも径方向内方の位置から径方向外方に延びている。このため、保持ピン２０よりも径方向内方において、気流Ｆ１を整流することができる。
また、平坦面１３Ｓは、基板Ｗの外周端ＷＥよりもさらに径方向外方に延びている。この場合、基板Ｗの外周端ＷＥまで平坦面１３Ｓが対向するため、外周端ＷＥに極めて近い領域まで、気流Ｆ１を整えることができる。すなわち、外周端ＷＥの近傍において、気流Ｆ１が乱れることを軽減することができる。
図８は、保持ピン２０の周辺を示す概略平面図である。図８に示すように、本例の保護ディスク１０の平坦面１３Ｓうち、保持ピン２０に対して径方向内方に位置する部分１３０Ｓ（平坦面１３Ｓのうち、平面視において、保持ピン２０の中心（重心）と回転軸線Ａ１とを結ぶ直線Ｌ１上に位置する部分（図３参照））は、回転方向Ｓの他の部分よりも径方向内方に突出している。本例では、平坦面１３Ｓのうち、保持ピン２０が挿通されるピン挿通孔２０Ｈに対して径方向内方に位置する部分１３０Ｓが、回転方向Ｓの他の部分よりも径方向内方に突出している。これにより、保持ピン２０に対して径方向内方の位置においても、基板Ｗの下面に平坦面１３Ｓを対向させることができる。このため、保持ピン２０に対して径方向内方の領域においても、径方向外方へ向かう気流Ｆ１を整えることができる。
＜２． 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。
図９は、変形例に係る保持ピン２０の周辺を示す概略平面図である。図８に示す例では、ピン挿通孔２０Ｈに対して径方向内方の位置において、平坦面１３Ｓが径方向内方に向けて凸となる曲線状に突出している。これに対して、図９に示す例では、平坦面１３Ｓが径方向内方に向けて凸となる折線状に突出している。この場合においても、保持ピン２０より径方向内方において、基板Ｗの下面に平坦面１３Ｓを対向させることができる。したがって、保持ピン２０よりも径方向内方で、径方向外方へ向かう気流Ｆ１を整えることができる。
例えば、第１実施形態において、ピン挿通孔２０Ｈは、円環状の貫通孔状に形成されているが、保護ディスク１０の外周端から内方に凹む切欠き状に形成されていてもよい。
保護ディスク１０の平坦面１３Ｓが基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１の周方向（回転方向Ｓ）全部に対向する平坦面１３Ｓを備えることは必須ではない。例えば、保護ディスク１０が、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１のうち外周端ＷＥを除いて外周端ＷＥより内方の部分に対向する平坦面を備えていてもよい。
保護ディスク１０の上面のうち、内方面１２Ｓと平坦面１３Ｓとの接続部分は、傾きが一定の傾斜面１４Ｓとしている。しかしながら、当該接続部分は、傾きが一定でなくてもよい。また、傾斜面１４Ｓは、連続的に高さが変化する傾斜状に形成されているが、不連続に高さが変化する階段状に形成されていてもよい。
保護ディスク１０が、周縁部ＷＥＰ１の全体に対向する平坦面１３Ｓを備えることは必須ではない。例えば、保護ディスク１０が、基板Ｗの周縁部ＷＥＰ１のうち外周端ＷＥを除いた内方の部分に対向する平坦面を有していてもよい。
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。上記各実施形態およ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。
１ 基板処理装置
２ 処理ユニット
５ スピンチャック
８ 処理液供給ユニット
９ 洗浄ユニット
１０ 保護ディスク（対向部材）
１１ 気体供給ユニット（気体供給部）
１２Ｓ 内方面
１３Ｓ 平坦面
１４Ｓ 傾斜面
２０ 保持ピン（保持部）
２０Ｈ ピン挿通孔
２１ スピンベース
２３ 電動モータ
４０ 処理液ノズル
５０ 気体ノズル
６０ 保護ディスク昇降ユニット
Ａ１ 回転軸線
Ｂ２ 整流空間
Ｆ１ 気流
Ｗ 基板
ＷＥ 外周端
ＷＥＰ１ 周縁部

Claims (6)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    鉛直方向に沿う回転軸線まわりに回転するスピンベースと、
    前記スピンベースの回転方向に互いに間隔を隔てて前記スピンベースに設けられ、前記スピンベースよりも上方で前記基板の周縁部を保持する複数の保持部と、
    前記スピンベースと前記基板との間に配置され、前記基板から下方に離間した離間位置と、前記離間位置よりも前記基板に近接した近接位置との間で昇降可能である対向部材と、
    前記対向部材と前記複数の保持部に保持される基板との間に気体を供給する気体供給部と、
    を備え、
    前記対向部材の上面は、
    前記基板の前記周縁部のうち、外周端より径方向内方の部分の下面に対向する平坦面と、
    前記平坦面よりも径方向内方に設けられ且つ前記平坦面よりも下方に設けられている内方面と、
    を有し、
    前記平坦面は、
    前記基板を基板の側方から把持するための複数の保持部を挿通するための、平面視において前記基板の前記周縁部と交わる複数のピン挿通孔と、
    前記複数のピン挿通孔の径方向内方に位置する第１平坦部と、
    前記平坦面の周方向に前記複数のピン挿通孔から離隔された位置に形成されるとともに、前記ピン挿通孔よりも径方向外方に全周にわたって形成され、前記基板の前記外周端を含む下面に対向する第２平坦部と、を有し、前記第１平坦部と前記第２平坦部とが連続した１つの面を形成して成り、
    前記平坦面と前記内方面との間には傾斜面が設けられており、
    前記傾斜面は、
    前記第１平坦部と接続する第１傾斜面と、
    前記第２平坦部と接続する第２傾斜面と
    を含み、
    前記第１平坦部は前記第２平坦部よりも径方向内方に突出し、
    前記回転軸線から前記第２平坦部までの距離が前記回転軸線から前記第１平坦部までの距離よりも大きい、基板処理装置。
  2. 請求項１の基板処理装置であって、
    前記対向部材の上面は、
    前記内方面と前記平坦面との間に径方向外方に向かって上方へ傾く前記傾斜面、を含む、基板処理装置。
  3. 請求項１または請求項２の基板処理装置であって、
    前記対向部材の前記平坦面は、前記複数の保持部よりも径方向内方の位置から径方向外方に延びている、基板処理装置。
  4. 請求項３の基板処理装置であって、
    前記対向部材の前記平坦面は、前記ピン挿通孔よりも径方向内方の所定位置から径方向外方に延びている、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、
    前記平坦面は、前記基板よりも径方向外方に延びている、基板処理装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか１項の基板処理装置であって、
    前記複数の保持部に保持される前記基板の上面に処理液を供給する処理液供給部と、
    をさらに備える、基板処理装置。
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