JP7438015B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置に関する。
従来、半導体ウエハ等の基板に対して処理液を供給することにより、基板を処理する基板処理装置が知られている。
特許文献１には、基板を保持して回転する基板保持部と、基板保持部に保持される基板に対して処理液を供給する供給部とを備える基板処理装置が開示されている。
基板保持部は、基板の下方に位置するベースプレートと、ベースプレートの周縁部に設けられ、基板の周縁部を把持する把持機構と、ベースプレートの中央下部に設けられ、ベースプレートを回転させる回転シャフトとを備える。
特開２０１７－９２３８７号公報
本開示は、基板から流出した処理液が把持機構およびベースプレートを伝って駆動部に到達することを抑制することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、把持機構と、ベースプレートとを備える。把持機構は、基板の周縁部を把持する。ベースプレートは、把持機構に把持された基板の下方に位置し、把持機構を支持する。また、ベースプレートは、基板から把持機構を伝ってベースプレートの上面に流れ込んだ処理液を排出する液抜き穴を備える。
本開示によれば、基板から流出した処理液が把持機構およびベースプレートを伝って駆動部に到達することを抑制することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施形態に係る処理ユニットの概略構成を示す図である。 図３は、実施形態に係る基板保持機構の具体的な構成を示す断面図である。 図４は、実施形態に係る基板保持機構においてウエハを上方位置に配置させた状態を示す図である。 図５は、実施形態に係るベースプレートの平面図である。 図６は、実施形態に係る液抜き穴の構成を示す断面図である。 図７は、実施形態に係る回収カップの構成を示す断面図である。 図８は、実施形態に係る処理ユニットが実行する一連の基板処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係る一連の基板処理におけるウエハの回転数の変化を示す図である。 図１０は、第１変形例に係る保持部の構成を示す断面図である。 図１１は、第１変形例に係る第１ガイド部昇降処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、第２変形例に係る溝部の構成を示す断面図である。 図１３は、第３変形例に係る溝部の構成を示す断面図である。
以下に、本開示による基板処理装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。
特許文献１には、基板を保持して回転する基板保持部と、基板保持部に保持される基板に対して処理液を供給する供給部とを備える基板処理装置が開示されている。
基板保持部は、基板の下方に位置するベースプレートと、ベースプレートの周縁部に設けられ、基板の周縁部を把持する把持機構と、ベースプレートの中央下部に設けられ、ベースプレートを回転させる回転シャフトとを備える。かかる基板保持部は、把持機構を用いて基板の周縁部を把持することで、基板をベースプレートから離隔させた状態で保持する。
この種の基板処理装置では、特に基板を低回転で処理する場合に、基板に供給された処理液が把持機構を伝ってベースプレートの上面に流入するおそれがある。
ベースプレートには、回転シャフトやリフトピン等の各種の駆動部が配置されている。このため、ベースプレートの上面に処理液が流入すると、流入した処理液がベースプレートの上面から駆動部に流れ込んで駆動部の正常な動作を阻害するおそれがある。
そこで、特に低回転で基板を処理する場合において、基板から流出した処理液が把持機構およびベースプレートを伝って回転シャフト等の駆動部に到達することを抑制できる技術が期待されている。
＜基板処理システムの概略構成＞
図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、キャリアＣが載置される。キャリアＣは、複数枚の半導体ウエハ（以下、ウエハＷと記載する）を収容可能である。
搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。
処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。
搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持するウエハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウエハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。
処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。
また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。
処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。
＜処理ユニットの概略構成＞
次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、実施形態に係る処理ユニット１６の概略構成を示す図である。
図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、液供給部４０と、回収カップ５０とを備える。
チャンバ２０は、基板保持機構３０と液供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。
基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、回転駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウエハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、先端部において保持部３１を水平に支持する。回転駆動部３３は、たとえばモータであり、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、回転駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させる。これにより、基板保持機構３０は、保持部３１に保持されたウエハＷを回転させる。
液供給部４０は、ウエハＷに対して処理液を供給する。液供給部４０は、処理液供給源７０に接続される。
回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５５が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５５から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５６が形成される。
＜基板保持機構の具体的構成＞
次に、上記した処理ユニット１６が備える基板保持機構３０の構成について図３および図４を参照してより具体的に説明する。図３は、実施形態に係る基板保持機構３０の具体的な構成を示す断面図である。また、図４は、実施形態に係る基板保持機構３０においてウエハＷを上方位置に配置させた状態を示す図である。
図３に示すように、基板保持機構３０が備える保持部３１は、ウエハＷの周縁部を把持する複数の把持機構３０１と、複数の把持機構３０１を支持するベースプレート３０２とを備える。
複数の把持機構３０１は、本体部３１１と、回転軸部３１２とを備える。本体部３１１は、略Ｌ字形状を有している。具体的には、本体部３１１は、一の方向に延在し、先端部においてウエハＷの周縁部と接触する把持部３１１ａと、他の方向に延在し、先端部において後述するリフトピンプレート３５２の下面と接触する操作部３１１ｂとを備える。回転軸部３１２は、ベースプレート３０２の外周部に設けられ、本体部３１１をベースプレート３０２に対して回転可能に軸支する。把持機構３０１の動作については後述する。
ベースプレート３０２は、ウエハＷよりも大径の略円板状の部材であり、複数の把持機構３０１によって把持されたウエハＷの下方に位置する。
ベースプレート３０２の中央部には、後述する裏面供給部３４が挿通される第１貫通孔３２１が設けられる。第１貫通孔３２１は、ベースプレート３０２の下部に設けられた支柱部３２の中空部３２ａに連通する。
ベースプレート３０２の中間部には、後述する基板昇降機構３５の接続部３５３が挿通される複数の第２貫通孔３２２が設けられる。
ベースプレート３０２の外周部には、ベースプレート３０２の周方向（すなわち、ウエハＷの周方向）に沿って延在する溝部１００が形成されている。そして、この溝部１００には、ウエハＷから把持機構３０１を伝ってベースプレート３０２の上面に流れ込んだ処理液を排出するための複数の液抜き穴１０１が形成されている。
複数の液抜き穴１０１は、ベースプレート３０２において上述した第１貫通孔３２１および複数の第２貫通孔３２２よりも外側に位置する。このため、ベースプレート３０２の上面に流れ込んだ処理液が液抜き穴１０１から排出されることで、液抜き穴１０１よりも内側に位置する第１貫通孔３２１および複数の第２貫通孔３２２に処理液が流入することを抑制することができる。
第１貫通孔３２１および第２貫通孔３２２は、ベースプレート３０２の下方に連通しており、ベースプレート３０２の下方には、回転駆動部３３や後述する昇降駆動部３４ｂ等の駆動部が配置されている。したがって、第１貫通孔３２１および複数の第２貫通孔３２２への処理液の流入を抑制することで、これらの駆動部に処理液が到達することを抑制することができる。
このように、実施形態に係るベースプレート３０２は、液抜き穴１０１を備えることで、特に低回転でウエハＷを処理する場合に、ウエハＷから流出した処理液が把持機構３０１およびベースプレート３０２を伝って駆動部に到達することを抑制することができる。溝部１００および液抜き穴１０１の具体的な構成については、後述する。
また、ベースプレート３０２の上面において、第１貫通孔３２１および複数の第２貫通孔３２２の各周囲には、第１貫通孔３２１または第２貫通孔３２２を取り囲む複数の周壁部３２３が設けられる。このように、第１貫通孔３２１および複数の第２貫通孔３２２の周囲に周壁部３２３を設けることとした。これにより、仮に、ベースプレート３０２の中間部や中央部に処理液が到達した場合であっても、第１貫通孔３２１および複数の第２貫通孔３２２に処理液が流入することを抑制することができる。したがって、ベースプレート３０２の下方に位置する駆動部に処理液が到達することをより確実に抑制することができる。
保持部３１は、第１ガイド部３０３および第２ガイド部３０４をさらに備える。第１ガイド部３０３および第２ガイド部３０４は、リング状の部材であり、ベースプレート３０２の外周部上方にベースプレート３０２から離隔して配置される。第１ガイド部３０３および第２ガイド部３０４は、図示しない支柱によってベースプレート３０２に固定されており、ベースプレート３０２とともに回転する。第１ガイド部３０３は、第２ガイド部３０４の内側に配置される。
第１ガイド部３０３および第２ガイド部３０４は、回転するウエハＷから流出した処理液を回収カップ５０（図２参照）へ案内する。
このうち、第１ガイド部３０３は、把持機構３０１によって把持されたウエハＷの周縁部に近接して配置され、処理液を介してウエハＷと繋がることで、表面張力を利用してウエハＷから処理液を流出させる。
具体的には、第１ガイド部３０３の上面は、ウエハＷの上面とほぼ同じ高さに配置されている。ウエハＷ上の処理液は、回転に伴う遠心力によってウエハＷの周縁部からはみ出ることで第１ガイド部３０３の上面に接触する。これにより、第１ガイド部３０３とウエハＷとが処理液を介して繋がった状態となる。かかる状態となることで、ウエハＷ上の処理液は、表面張力によって第１ガイド部３０３の上面に移動するようになる。
第１ガイド部３０３の上面に移動した処理液は、第１ガイド部３０３と第２ガイド部３０４との間を通ってベースプレート３０２の上面に到達する。ベースプレート３０２に到達した処理液は、回転に伴う遠心力によってベースプレート３０２と第２ガイド部３０４との間から流出して回収カップ５０に捕集される。
ここで、第１ガイド部３０３の上面を含む表面は、たとえばブラスト処理等によって親水化されてもよい。ウエハＷを低回転で処理する場合、遠心力が弱まることで、第１ガイド部３０３の表面における処理液の液流れが悪化し、特に第１ガイド部３０３の上面に処理液が留まり易くなる。そこで、第１ガイド部３０３の表面を親水化して、第１ガイド部３０３の表面における処理液の液流れを良くすることで、ウエハＷを低回転で処理する場合であっても、処理液を効率よく排出することができる。
基板保持機構３０は、裏面供給部３４と、基板昇降機構３５とをさらに備える。裏面供給部３４は、ウエハＷの裏面に対して窒素ガス等の気体を供給する。
裏面供給部３４は、支柱部３２の中空部３２ａ、ベースプレート３０２の第１貫通孔３２１および後述するリフトピンプレート３５２の第３貫通孔３５２ａに挿通される。裏面供給部３４の内部には、気体供給路３４ａが形成されており、気体供給路３４ａは、バルブ等を介して図示しない供給源に接続される。
裏面供給部３４は、昇降駆動部３４ｂに接続される。昇降駆動部３４ｂは、裏面供給部３４を昇降させる。
基板昇降機構３５は、たとえば基板搬送装置１７（図１参照）とのウエハＷの受け渡しの際に、ウエハＷを昇降させる。具体的には、基板昇降機構３５は、複数のリフトピン３５１と、リフトピンプレート３５２と、複数の接続部３５３とを備える。
複数のリフトピン３５１は、リフトピンプレート３５２の上面に設けられ、ウエハＷの受け渡しの際に、ウエハＷを下方から支持する。なお、ウエハＷが複数の把持機構３０１によって把持される下方位置に配置されている場合、複数のリフトピン３５１は、ウエハＷの下面に接触しない。
リフトピンプレート３５２は、ベースプレート３０２と重なるようにベースプレート３０２の上面に配置される。リフトピンプレート３５２は、ベースプレート３０２よりも小径である。
リフトピンプレート３５２の中央部には、第３貫通孔３５２ａが設けられる。第３貫通孔３５２ａは、支柱部３２の中空部３２ａおよびベースプレート３０２の第１貫通孔３２１に連通しており、裏面供給部３４が挿通される。
複数の接続部３５３は、円柱状の部材であり、リフトピンプレート３５２の下面に固定される。複数の接続部３５３は、ベースプレート３０２に設けられた第２貫通孔３２２に挿通される。なお、複数の接続部３５３は、図示しない付勢部材（たとえばバネ）によって下方に付勢される。これにより、リフトピンプレート３５２は、ベースプレート３０２に押し付けられてベースプレート３０２と一体化した状態となる。
また、複数の接続部３５３の下方には図示しない昇降駆動部が配置される。昇降駆動部は、たとえば、ピストンとシリンダとを有するエアシリンダを含む。昇降駆動部は、シリンダによってピストンを上昇させることにより、ピストンの上方に位置する接続部３５３に当接させる。そして、昇降駆動部は、シリンダによってピストンをさらに上昇させることにより、接続部３５３を上昇させる。これにより、図４に示すように、リフトピンプレート３５２が上昇する。
リフトピンプレート３５２が上昇すると、リフトピンプレート３５２によって押さえ付けられていた把持機構３０１の本体部３１１が回転軸部３１２を中心に回転することで、把持機構３０１によるウエハＷの把持が解除される。そして、ウエハＷは、リフトピンプレート３５２の上面に設けられた複数のリフトピン３５１に支持される。このようにして、ウエハＷは、把持機構３０１からリフトピン３５１へ渡される。
＜溝部および液抜き穴の構成＞
次に、上述した溝部１００および液抜き穴１０１の具体的な構成例について図５および図６を参照して説明する。図５は、実施形態に係るベースプレート３０２の平面図である。また、図６は、実施形態に係る液抜き穴１０１の構成を示す断面図である。
図５に示すように、溝部１００は、ウエハＷの周方向に沿って延在する。溝部１００は、ベースプレート３０２の全周に設けられる。複数の液抜き穴１０１は、溝部１００に対して周方向に沿って設けられる。
ここで、複数の液抜き穴１０１は、溝部１００のうち把持機構３０１の周辺に多く設けられている。たとえば、溝部１００のうち、把持機構３０１を含む把持機構３０１の周辺領域を第１領域Ａ１とし、把持機構３０１を含まない領域を第２領域Ａ２とする。このとき、第１領域Ａ１に位置する液抜き穴１０１同士の間隔Ｇ１は、第２領域に位置する液抜き穴１０１同士の間隔Ｇ２よりも狭い。
ウエハＷ上の処理液は、把持機構３０１を伝ってベースプレート３０２に流入し易い。このため、把持機構３０１の周囲により多くの液抜き穴１０１を設けておくことで、把持機構３０１を伝ってベースプレート３０２に流入した処理液を効率よくベースプレート３０２から排出することができる。
図６に示すように、液抜き穴１０１は、溝部１００に開口する流入口１０１ａと、ベースプレート３０２の下面に開口する流出口１０１ｂと、流入口１０１ａおよび流出口１０１ｂを連通する流路１０１ｃとを備える。
液抜き穴１０１の流出口１０１ｂは、流入口１０１ａよりもベースプレート３０２の外周側に位置しており、流路１０１ｃは、ベースプレート３０２の外方に向かって下り傾斜している。このように構成することで、溝部１００に溜まった処理液をベースプレート３０２の回転に伴う遠心力によって液抜き穴１０１からベースプレート３０２の外部に効率よく排出することができる。
溝部１００は、ベースプレート３０２の内周側に位置する第１周壁１００ａと、ベースプレート３０２の外周側に位置する第２周壁１００ｂとを備える。そして、第１周壁１００ａは、第２周壁１００ｂよりも高く形成されている。このように構成することで、溝部１００に溜まった処理液が第１周壁１００ａを超えてベースプレート３０２の内側へ流入することを抑制することができる。
なお、ここでは、第２領域Ａ２と比べてより多くの液抜き穴１０１を第１領域Ａ１に設けることとしたが、これに限らず、たとえば、第１領域Ａ１に位置する液抜き穴１０１の開口面積を、第２領域Ａ２に位置する液抜き穴１０１の開口面積より大きくしてもよい。
また、ここでは、液抜き穴１０１の形状が平面視円形である場合の例を示したが、液抜き穴１０１の形状は、たとえばスリット状であってもよい。
＜回収カップの具体的構成＞
次に、回収カップ５０の具体的な構成例について図７を参照して説明する。図７は、実施形態に係る回収カップ５０の構成を示す断面図である。
図７に示すように、回収カップ５０は、ウエハＷの回転中心に近い内側から順に、第１カップ５１と、第２カップ５２を備える。また、回収カップ５０は、第１カップ５１よりもウエハＷの回転中心に近い内周側に、ウエハＷの回転中心を中心とする円筒状の内壁部５３を備える。
第１カップ５１、第２カップ５２および内壁部５３は、回収カップ５０の底部５４の上に設けられる。
第１カップ５１は、第１周壁部５１１と、第１液受部５１２と、昇降機構５１３とを備える。
第１周壁部５１１は、底部５４から立設されるとともに、筒状（例えば円筒状）に形成される。第１周壁部５１１と内壁部５３との間には空間が形成され、かかる空間は、処理液などを回収して排出するための第１排液溝５０１とされる。第１液受部５１２は、第１周壁部５１１の上方に設けられる。
昇降機構５１３は、第１周壁部５１１の中空部に挿通されて第１液受部５１２の下面に接続されるピストン５１３ａと、ピストン５１３ａを昇降させるシリンダ５１３ｂとを有する。かかる昇降機構５１３は、シリンダ５１３ｂを用いてピストン５１３ａを昇降させることにより、第１液受部５１２を昇降させる。
これにより、第１液受部５１２は、回転するウエハＷから飛散した処理液を受ける処理位置と、処理位置から下方側に退避した退避位置との間で移動する。
詳しくは、第１液受部５１２が処理位置にあるとき、第１液受部５１２は、ベースプレート３０２の上面と第２ガイド部３０４との間に形成される処理液の流出口４００と対向する。これにより、流出口４００から第１排液溝５０１へと通じる流路が形成される。
他方、内壁部５３には、内壁部５３からベースプレート３０２の周縁部へ向けて斜め上方に延在する延設部５３１を備える。第１液受部５１２は、退避位置にあるとき、内壁部５３の延設部５３１に当接する。これにより、第１排液溝５０１へと通じる流路が閉塞される。
第２カップ５２は、第２周壁部５２１と、第２液受部５２２とを備える。第２周壁部５２１は、底部５４において第１周壁部５１１の外周側に立設され、筒状に形成される。そして、第２周壁部５２１と第１周壁部５１１との間の空間が、処理液などを回収して排出するための第２排液溝５０２とされる。
第２液受部５２２は、第２周壁部５２１の上端から連続するように形成される。第２液受部５２２は、保持部３１に保持されたウエハＷの周囲を囲むとともに、第１液受部５１２の上方まで延びるように形成される。
第２液受部５２２は、第１液受部５１２が退避位置にあるときに、流出口４００と対向する。これにより、流出口４００から第２排液溝５０２へと通じる流路が形成される。
底部５４には、第１排液口５４１および第２排液口５４２が形成される。第１排液口５４１は、第１排液溝５０１に連通し、第２排液口５４２は、第２排液溝５０２に連通する。
第１排液口５４１は、排液管５４３に接続される。排液管５４３は、途中にバルブ５４４が介設され、かかるバルブ５４４の位置で第１排液管５４３ａと第２排液管５４３ｂとに分岐される。バルブ５４４としては、たとえば、閉弁位置と、排出経路を第１排液管５４３ａ側に開放する位置と、第２排液管５４３ｂ側に開放する位置との間で切り替え可能な三方弁を用いることができる。
第１排液管５４３ａは、たとえば図示しない廃液タンクに接続される。一方、第２排液管５４３ｂは、処理液供給源７０（図１参照）に接続され、排液を処理液供給源７０に戻す。すなわち、第２排液管５４３ｂは、循環ラインの一部を構成する。処理液が再利用可能である場合、バルブ５４４を切り替えて処理液を第２排液管５４３ｂに流す。
第２排液口５４２は、排液管５４５に接続される。排液管５４５には、バルブ５４６が介設される。排液管５４５は、たとえば図示しない廃液タンクに接続される。
内壁部５３の延設部５３１は、液抜き穴１０１の下方に位置している。かかる延設部５３１の基端部には、連通口５３２が形成されている。連通口５３２は、第１排液溝５０１に連通している。
液抜き穴１０１から流出した処理液は、延設部５３１によって受け止められた後、連通口５３２を通って第１排液溝５０１に流入して第１排液口５４１から外部へ流出する。このように、液抜き穴１０１は、連通口５３２および第１排液溝５０１を介して第１排液口５４１と繋がっている。このため、たとえば、ベースプレート３０２の内側に流れ込んだ処理液を排出するための専用の排液口を設ける必要がない。
＜処理ユニットの具体的動作＞
次に、処理ユニット１６の具体的な動作例について図８を参照して説明する。図８は、実施形態に係る処理ユニット１６が実行する一連の基板処理の手順を示すフローチャートである。基板処理システム１が備える各装置は、制御部１８の制御に従って図８に示す各処理手順を実行する。
図８に示すように、処理ユニット１６では、まず、搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。かかる搬入処理では、基板搬送装置１７（図１参照）によってチャンバ２０（図２参照）内に搬入されたウエハＷが保持部３１により保持される。具体的には、ウエハＷは、まず、上方位置に配置された基板昇降機構３５のリフトピン３５１上に載置される。その後、基板昇降機構３５が下降して下方位置に配置される。基板昇降機構３５が下降することで、基板昇降機構３５のリフトピンプレート３５２が把持機構３０１の操作部３１１ｂを押下する。これにより、把持機構３０１の把持部３１１ａが回転してウエハＷの周縁部を把持する。
その後、回転駆動部３３によってベースプレート３０２が回転する。これにより、ウエハＷは、把持機構３０１に水平に把持された状態でベースプレート３０２とともに回転する。
つづいて、処理ユニット１６では、たとえばエッチング液等の薬液を用いた薬液処理が行われる（ステップＳ１０２）。かかる薬液処理では、液供給部４０（図２参照）がウエハＷの中央上方に位置する。その後、ウエハＷの上面（たとえばパターン形成面）に対してエッチング液等の薬液が供給される。
ウエハＷへ供給されたエッチング液は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの表面に広がる。これにより、ウエハＷの上面が薬液により処理される。ウエハＷに供給された薬液は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの外方へ飛散する。具体的には、ウエハＷ上の薬液は、第１ガイド部３０３の上面に移動した後、第１ガイド部３０３と第２ガイド部３０４との間を通ってベースプレート３０２の上面外周部に到達する。そして、薬液は、ベースプレート３０２と第２ガイド部３０４との間の流出口４００（図７参照）からベースプレート３０２の外方へ流出する。薬液処理において、第１カップ５１は、処理位置に配置される。したがって、ベースプレート３０２の外方へ流出した薬液は、第１カップ５１に受け止められた後、第１排液溝５０１を通って第１排液口５４１から排出される。
また、ベースプレート３０２の内側に流れ込んだ薬液は、溝部１００に一旦溜められた後、液抜き穴１０１からベースプレート３０２の下方に流出する。液抜き穴１０１から流出した薬液は、連通口５３２および第１排液溝５０１を通って第１排液口５４１から排出される。
つづいて、処理ユニット１６では、リンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。リンス処理では、まず、第１カップ５１の第１液受部５１２が退避位置に移動する。その後、液供給部４０からＤＩＷ（脱イオン水）等のリンス液がウエハＷの上面に供給される。ウエハＷへ供給されたリンス液は、ウエハＷの回転に伴う遠心力によってウエハＷの上面に広がる。これにより、ウエハＷ上に残存する薬液がリンス液によって洗い流される。ウエハＷから飛散したリンス液は、第２排液溝５０２を通って第２排液口５４２から排出される。
つづいて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０４）。乾燥処理では、ウエハＷの回転数を増加させることによって、ウエハＷの表面に残存するリンス液を振り切ってウエハＷを乾燥させる。
つづいて、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０５）。搬出処理では、基板搬送装置１７（図１参照）によって、処理ユニット１６のチャンバ２０からウエハＷが取り出される。その後、ウエハＷは、受渡部１４および基板搬送装置１３を経由して、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣに収容される。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウエハＷについての処理が完了する。
ここで、上述した一連の基板処理におけるウエハＷの回転数の制御について図９を参照して説明する。図９は、実施形態に係る一連の基板処理におけるウエハＷの回転数の変化を示す図である。
図９に示すように、処理ユニット１６は、搬入処理（ステップＳ１０１）において、把持機構３０１を用いてウエハＷを把持した後、ベースプレート３０２の回転を開始させて第１高回転数Ｒ１まで増加させる。
つづいて、処理ユニット１６は、薬液処理（ステップＳ１０２）において、液供給部４０からウエハＷの上面への薬液の供給を開始する。このとき、処理ユニット１６は、まず、第１高回転数Ｒ１にてウエハＷを回転させることにより、ウエハＷ上に供給された薬液をウエハＷの上面全体に広げる。その後、処理ユニット１６は、ウエハＷの回転数を第１高回転数Ｒ１から第１低回転数Ｒ２に低下させ、第１低回転数Ｒ２にてウエハＷを回転させた状態で、ウエハＷの上面への薬液の供給を続ける。
排液管５４３（図７参照）は、薬液処理において第１高回転数Ｒ１にてウエハＷを回転させている間、第１排液管５４３ａと接続される。すなわち、第１高回転数Ｒ１にてウエハＷを回転させている間に、ウエハＷ上から飛散した薬液は、第１排液管５４３ａを通って廃液タンクに排出される。その後、排液管５４３の接続先は、ウエハＷの回転数が第１低回転数Ｒ２に変更されるタイミングで、第２排液管５４３ｂに切り替えられる。
薬液処理前のウエハＷの上面には、パーティクル等が付着している場合がある。この場合、薬液処理開始直後にウエハＷから飛散する薬液にパーティクル等が混在する可能性がある。そこで、処理ユニット１６では、薬液処理開始後しばらくの間、ウエハＷ上から飛散した薬液を廃液タンクに排出し、その後、ウエハＷ上から飛散した薬液を回収するようにした。これにより、循環ラインにパーティクルが混入することを抑制することができる。
なお、薬液処理において、第１低回転数Ｒ２にてウエハＷを回転させながらウエハＷの上面に薬液を供給する処理は、「基板を低回転で処理する場合」の一例に相当する。また、処理ユニット１６は、つづくリンス処理においても、第１低回転数Ｒ２にてウエハＷを回転させながらウエハＷの上面にリンス液を供給する。この処理も、「基板を低回転で処理する場合」の一例である。
リンス処理が終了して乾燥処理が開始されると、処理ユニット１６は、ウエハＷの回転数を第１低回転数Ｒ２から第２低回転数Ｒ３に増加させる。第１低回転数Ｒ２から第２低回転数Ｒ３への増加はわずかであり、たとえば、第１低回転数Ｒ２が１０ｒｐｍである場合に、第２低回転数Ｒ３は３０ｒｐｍである。その後、処理ユニット１６は、第２低回転数Ｒ３にて所定時間ウエハＷを回転させた後、ウエハＷの回転数を第２低回転数Ｒ３から第２高回転数Ｒ４に増加させる。
ウエハＷを低回転で処理した場合、ウエハＷを高回転で処理した場合と比較してウエハＷの上面に大量の薬液が残存する。このため、乾燥処理においてウエハＷ上のリンス液を振り切る際、ウエハＷの回転数を急激に増加させると、ウエハＷ上に残存する大量のリンス液が一気に流出することとなる。このときのウエハＷの回転数が高いと、リンス液が激しく飛散することでミスト化し、回収カップ５０に設けられた排気口５６（図２参照）に入り込むおそれがある。また、ウエハＷ上から流出したリンス液の一部が、ベースプレート３０２の内側に流入するおそれもある。
そこで、処理ユニット１６では、乾燥処理において、ウエハＷの回転数を第１低回転数Ｒ２よりも僅かに高い第２低回転数Ｒ３に一旦増加させた後で、ウエハＷの回転数を第２高回転数Ｒ４に増加させることとした。ウエハＷ上のリンス液の多くは、ウエハＷの回転数を僅かに増加させることでウエハＷ上から流出させることができる。このように、ウエハＷ上に残存する大量のリンス液を比較的少ない回転数でウエハＷ上から排除した後で、ウエハＷの回転数を乾燥処理に適した回転数（第２高回転数Ｒ４）まで増加させることで、リンス液の排気口５６への流入等を抑制することができる。
乾燥処理が終了して搬出処理が開始されると、処理ユニット１６は、ウエハＷの回転を停止する。
（変形例）
図１０は、第１変形例に係る保持部の構成を示す断面図である。図１０に示すように、第１変形例に係る保持部３１Ａは、第１ガイド部３０３を昇降させる昇降駆動部３３１を備える。昇降駆動部３３１は、たとえば、第１ガイド部３０３をベースプレート３０２に固定する支柱３３２に接続させる。
図１１は、第１変形例に係る第１ガイド部昇降処理の手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、処理ユニット１６は、高回転処理への切り替えタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。実施形態において、高回転処理とは、第１高回転数Ｒ１または第２高回転数Ｒ４にてウエハＷを回転させて行う処理のことである。
ステップＳ２０１において、高回転処理への切り替えタイミングが到来したと判定した場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、処理ユニット１６は、昇降駆動部３３１を用いて第１ガイド部３０３を下降させる（ステップＳ２０２）。
ステップＳ２０２の処理を終えた場合、処理ユニット１６は、低回転処理への切り替えタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。また、処理ユニット１６は、たとえば、既に高回転処理中である場合など、ステップＳ２０１において高回転処理への切り替えタイミングが到来していない場合にも（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、処理をステップＳ２０３へ移行する。
実施形態において、低回転処理とは、第１低回転数Ｒ２または第２低回転数Ｒ３にてウエハＷを回転させて行う処理のことである。ステップＳ２０３において、低回転処理に切り替わったと判定した場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、処理ユニット１６は、昇降駆動部３３１を用いて第１ガイド部３０３を上昇させる（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０３において、低回転処理への切り替えタイミングが到来していない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、または、ステップＳ２０４の処理を終えた場合、処理ユニット１６は、乾燥処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。この処理において、乾燥処理が終了していない場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、処理ユニット１６は、処理をステップＳ２０１へ戻す。一方、乾燥処理が終了したと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、処理ユニット１６は、第１ガイド部昇降処理を終了する。
このように、処理ユニット１６は、高回転処理および低回転処理のうち、低回転処理時にのみ第１ガイド部３０３を上昇させて、ウエハＷから流出する処理液を第１ガイド部３０３を用いて案内するようにしてもよい。これにより、低回転処理時において、処理液が第１ガイド部３０３を伝ってウエハＷ上から流出するようになるため、把持機構３０１を伝ってウエハＷ上から流出する処理液の量を低減させることができる。すなわち、把持機構３０１を伝ってベースプレート３０２に流入する処理液の量を低減させることができることから、処理液が駆動部に到達することを抑制することができる。
なお、第１ガイド部３０３は、必ずしもリング状であることを要しない。たとえば、第１ガイド部３０３は、ベースプレート３０２の上面に立設された円柱状の部材（ピン）であってもよい。
次に、溝部の変形例について図１２および図１３を参照して説明する。図１２は、第２変形例に係る溝部の構成を示す断面図である。また、図１３は、第３変形例に係る溝部の構成を示す断面図である。
図１２に示すように、ベースプレート３０２Ｂの溝部１００Ｂは、第１周壁１００Ｂａおよび第２周壁１００Ｂｂが溝部１００Ｂの内側に向かって下り傾斜していてよい。このように、第１周壁１００Ｂａおよび第２周壁１００Ｂｂを傾斜させることで、処理液を溝部１００Ｂ内に誘い込み易くすることができる。
また、図１３に示すように、ベースプレート３０２Ｃの溝部１００Ｃは、第１周壁１００Ｃａおよび第２周壁１００Ｃｂだけでなく、底面１００Ｃｃも傾斜していてもよい。この場合、底面１００Ｃｃは、液抜き穴１０１に向かって下り傾斜させることが好ましい。このように、溝部１００Ｃの底面１００Ｃｃを液抜き穴１０１に向かって下り傾斜させることで、溝部１００Ｃに溜まった処理液を液抜き穴１０１に効率よく流出させることができる。また、溝部１００Ｃ内に処理液の液残りが発生することを抑制することができる。
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置（一例として、処理ユニット１６）は、把持機構（一例として、把持機構３０１）と、ベースプレート（一例として、ベースプレート３０２）とを備える。把持機構は、基板（一例として、ウエハＷ）の周縁部を把持する。ベースプレートは、把持機構に把持された基板の下方に位置し、把持機構を支持する。また、ベースプレートは、基板から把持機構を伝ってベースプレートの上面に流れ込んだ処理液（一例として、薬液およびリンス液）を排出する液抜き穴（一例として、液抜き穴１０１）を備える。
ベースプレートは、ベースプレートの上面に設けられ、基板の周方向に沿って延在する溝部（一例として、溝部１００）を備えていてもよい。この場合、液抜き穴は、溝部に設けられてもよい。
ベースプレートは、溝部に対して周方向に沿って設けられた複数の液抜き穴を備えていてもよい。この場合、溝部のうち把持機構の周辺領域である第１領域（一例として、第１領域Ａ１）に位置する液抜き穴同士の間隔（一例として、間隔Ｇ１）は、溝部のうち第１領域以外の第２領域（一例として、第２領域Ａ２）に位置する液抜き穴同士の間隔（一例として、間隔Ｇ２）よりも狭くてもよい。
ベースプレートは、複数の液抜き穴を備えていてもよい。この場合、複数の液抜き穴は、溝部のうち把持機構の周辺領域である第１領域に位置する第１液抜き穴と、溝部のうち第１領域以外の第２領域に位置する第２液抜き穴とを含んでいてもよい。また、第１液抜き穴の開口面積は、第２液抜き穴の開口面積よりも大きくてもよい。
溝部は、ベースプレートの内周側に位置する第１周壁（一例として、第１周壁１００ａ）と、ベースプレートの外周側に位置する第２周壁（一例として、第２周壁１００ｂ）とを備えていてもよい。この場合、第１周壁の高さは、第２周壁の高さより高くてもよい。
液抜き穴は、ベースプレートの上面に開口する流入口（一例として、流入口１０１ａ）と、ベースプレートの下面に開口する流出口（一例として、流出口１０１ｂ）とを備えていてもよい。この場合、流出口は、流入口よりもベースプレートの外周側に位置していてもよい。
実施形態に係る基板処理装置は、ガイド部材（一例として、第１ガイド部３０３）を備えていてもよい。ガイド部材は、把持機構によって把持された基板の周縁部に近接して配置され、処理液を介して基板と繋がることで、基板から処理液を流出させる。この場合、ガイド部材は、親水性の表面を有していてもよい。
実施形態に係る基板処理装置は、ガイド部材を昇降させる昇降駆動部（一例として、昇降駆動部３３１）を備えていてもよい。
ベースプレートは、液抜き穴よりもベースプレートの内側に設けられ、ベースプレートを貫通する貫通孔（一例として、第１貫通孔３２１および第２貫通孔３２２）と、ベースプレートの上面に設けられ、貫通孔を取り囲む周壁部（一例として、周壁部３２３）とを備えていてもよい。
実施形態に係る基板処理装置は、液供給部（一例として、液供給部４０）と、回転駆動部（一例として、回転駆動部３３）と、制御部（一例として、制御部１８）とを備えていてもよい。液供給部は、把持機構を用いて把持した基板に対して処理液を供給する。回転駆動部は、ベースプレートを回転させる。制御部は、液供給部および回転駆動部を制御する。この場合、制御部は、回転駆動部を制御して基板を第１回転数（一例として、第１低回転数Ｒ２）にて回転させつつ液供給部を制御して基板に処理液を供給する液処理（一例として、薬液処理およびリンス処理）と、液処理後、回転駆動部を制御して基板の回転数を第１回転数よりも多い第２回転数（一例として、第２高回転数Ｒ４）に増加させることによって基板上の処理液を振り切る乾燥処理とを実行する。この場合において、制御部は、基板の回転数を第２回転数に増加させる前に、基板の回転数を第１回転数よりも多く第２回転数よりも少ない第３回転数（一例として、第２低回転数Ｒ３）に増加させてもよい。
実施形態に係る基板処理装置によれば、特に基板を低回転で処理する場合において、基板から流出した処理液が把持機構およびベースプレートを伝って駆動部に到達することを抑制することができる。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ ：基板処理システム
４ ：制御装置
１６ ：処理ユニット
１８ ：制御部
１９ ：記憶部
２０ ：チャンバ
３０ ：基板保持機構
３１ ：保持部
３２ ：支柱部
３３ ：回転駆動部
３４ ：裏面供給部
３５ ：基板昇降機構
４０ ：液供給部
５０ ：回収カップ
１００ ：溝部
１００ａ ：第１周壁
１００ｂ ：第２周壁
１０１ ：液抜き穴
３０１ ：把持機構
３０２ ：ベースプレート
３０３ ：第１ガイド部
３０４ ：第２ガイド部
３５１ ：リフトピン
３５２ ：リフトピンプレート
Ｒ１ ：第１高回転数
Ｒ２ ：第１低回転数
Ｒ３ ：第２低回転数
Ｒ４ ：第２高回転数
Ｗ ：ウエハ

Claims (7)

  1. 基板の周縁部を把持する把持機構と、
    前記把持機構に把持された前記基板の下方に位置し、前記把持機構を支持するベースプレートと
    を備え、
    前記ベースプレートは、
    前記基板から前記把持機構を伝って前記ベースプレートの上面に流れ込んだ処理液を排出する複数の液抜き穴と、
    前記ベースプレートの上面に設けられ、前記基板の周方向に沿って延在する溝部と
    を備え、
    複数の前記液抜き穴は、前記溝部に対して前記周方向に沿って設けられ、
    前記溝部のうち前記把持機構の周辺領域である第１領域に位置する前記液抜き穴同士の間隔は、前記溝部のうち前記第１領域以外の第２領域に位置する前記液抜き穴同士の間隔よりも狭い、基板処理装置。
  2. 基板の周縁部を把持する把持機構と、
    前記把持機構に把持された前記基板の下方に位置し、前記把持機構を支持するベースプレートと
    を備え、
    前記ベースプレートは、
    前記基板から前記把持機構を伝って前記ベースプレートの上面に流れ込んだ処理液を排出する複数の液抜き穴と、
    前記ベースプレートの上面に設けられ、前記基板の周方向に沿って延在する溝部と
    を備え、
    複数の前記液抜き穴は、
    前記溝部のうち前記把持機構の周辺領域である第１領域に位置する第１液抜き穴と、
    前記溝部のうち前記第１領域以外の第２領域に位置する第２液抜き穴と
    を含み、
    前記第１液抜き穴の開口面積は、前記第２液抜き穴の開口面積よりも大きい、基板処理装置。
  3. 基板の周縁部を把持する把持機構と、
    前記把持機構に把持された前記基板の下方に位置し、前記把持機構を支持するベースプレートと
    を備え、
    前記ベースプレートは、
    前記基板から前記把持機構を伝って前記ベースプレートの上面に流れ込んだ処理液を排出する液抜き穴と、
    前記ベースプレートの上面に設けられ、前記基板の周方向に沿って延在する溝部と
    を備え、
    前記液抜き穴は、前記溝部に設けられ、
    前記溝部は、
    前記ベースプレートの内周側に位置する第１周壁と、
    前記ベースプレートの外周側に位置する第２周壁と
    を備え、
    前記第１周壁の高さは、前記第２周壁の高さよりも高い、基板処理装置。
  4. 基板の周縁部を把持する把持機構と、
    前記把持機構に把持された前記基板の下方に位置し、前記把持機構を支持するベースプレートと
    を備え、
    前記ベースプレートは、
    前記基板から前記把持機構を伝って前記ベースプレートの上面に流れ込んだ処理液を排出する液抜き穴を備え、
    前記液抜き穴は、
    前記ベースプレートの上面に開口する流入口と、
    前記ベースプレートの下面に開口する流出口と
    を備え、
    前記流出口は、前記流入口よりも前記ベースプレートの外周側に位置する、基板処理装置。
  5. 基板の周縁部を把持する把持機構と、
    前記把持機構に把持された前記基板の下方に位置し、前記把持機構を支持するベースプレートと、
    前記把持機構によって把持された前記基板の周縁部に近接して配置されたガイド部材と、
    前記ガイド部材を昇降させる昇降駆動部と
    を備え、
    前記ベースプレートは、
    前記基板から前記把持機構を伝って前記ベースプレートの上面に流れ込んだ処理液を排出する液抜き穴を備え、
    前記ガイド部材は、親水性の表面を有し、前記処理液を介して前記基板と繋がることで、前記基板から前記処理液を流出させる、基板処理装置。
  6. 前記ベースプレートは、
    前記液抜き穴よりも前記ベースプレートの内側に設けられ、前記ベースプレートを貫通する貫通孔と、
    前記ベースプレートの上面に設けられ、前記貫通孔を取り囲む周壁部と
    を備える、請求項１～５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  7. 前記把持機構を用いて把持した前記基板に対して処理液を供給する液供給部と、
    前記ベースプレートを回転させる回転駆動部と、
    前記液供給部および前記回転駆動部を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記回転駆動部を制御して前記基板を第１回転数にて回転させつつ前記液供給部を制御して前記基板に前記処理液を供給する液処理と、前記液処理後、前記回転駆動部を制御して前記基板の回転数を前記第１回転数よりも多い第２回転数に増加させることによって前記基板上の前記処理液を振り切る乾燥処理とを実行する場合において、前記基板の回転数を前記第２回転数に増加させる前に、前記基板の回転数を前記第１回転数よりも多く前記第２回転数よりも少ない第３回転数に増加させる、請求項１～６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
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