WO2015107950A1 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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WO2015107950A1
WO2015107950A1 PCT/JP2015/050228 JP2015050228W WO2015107950A1 WO 2015107950 A1 WO2015107950 A1 WO 2015107950A1 JP 2015050228 W JP2015050228 W JP 2015050228W WO 2015107950 A1 WO2015107950 A1 WO 2015107950A1
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pure water
substrate
line
nozzle
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PCT/JP2015/050228
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隼 澤島
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株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
  • substrate In the process of manufacturing a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”), various processes are performed on the substrate using a substrate processing apparatus. For example, by supplying a chemical solution to a substrate having a resist pattern formed on the surface, a process such as etching is performed on the surface of the substrate. In addition, after the etching process is completed, a process of removing the resist on the substrate or cleaning the substrate is also performed.
  • JP 2012-74642 A discloses a substrate processing apparatus having a mixing valve and supplying a plurality of types of processing liquids to a substrate.
  • a pure water inlet is disposed at an intermediate position of the mixing portion of the mixing valve, and an SC1 outlet and an SC2 outlet are respectively disposed at both ends of the mixing portion.
  • an SC1 inlet to which a chemical solution used for the generation of SC1 is introduced is arranged, and between the pure water inlet and the SC2 outlet, the SC2 is generated.
  • An SC2 inlet for introducing a chemical stock solution used in is provided.
  • SC1 generated in the mixing unit is derived from the SC1 outlet
  • SC2 generated in the mixing unit is derived from the SC2 outlet. This prevents SC1 and SC2 from reacting in the mixing section.
  • a chemical liquid mixing unit having a plurality of chemical liquid introduction valves and pure water supply valves is connected to a processing liquid supply nozzle via a pipe.
  • a liquid level adjustment unit that adjusts the position of the liquid level in the pipe via the chemical liquid mixing unit is provided.
  • the pure water in the processing liquid supply nozzle is sucked by the liquid level adjustment section through the chemical liquid mixing section and the pipe. Thereby, the liquid surface of pure water is pulled back to the part exceeding the convex curved part above the pipe, and the drop of pure water is prevented.
  • the chemical solution supplied on the substrate is collected and reused.
  • the pure water is discharged from the same nozzle after the discharge of the chemical solution from the nozzle, the inside of the nozzle And the chemical
  • the present invention is directed to a substrate processing apparatus and aims to efficiently recover and reuse a chemical solution.
  • a substrate processing apparatus includes a holding unit that holds a substrate, a nozzle that discharges a processing liquid toward the substrate, the nozzle and a pure water supply unit, and a pure water valve.
  • a supply line, a chemical solution introduction position between the nozzle and the pure water valve in the supply line, and a chemical solution supply unit, and a chemical solution introduction line provided with a chemical solution valve, and the supply line A chemical solution recovery line having one end connected to a chemical solution recovery position between the chemical solution introduction position and the pure water valve, and a pump provided in the chemical solution recovery line, and in the supply line, the nozzle and the And a chemical recovery unit that recovers a chemical existing between the chemical recovery position.
  • the chemical solution can be efficiently recovered and reused.
  • the substrate processing apparatus includes a pure water discharge line having one end connected to a pure water discharge position between the chemical solution introduction position and the pure water valve in the supply line, and the pure water discharge line.
  • a pure water discharge unit that has a pump provided in the water discharge line and discharges pure water existing between the nozzle and the pure water discharge position in the supply line;
  • the substrate processing apparatus connects an auxiliary recovery position between the nozzle and the pure water valve in the supply line and the chemical recovery unit, and an auxiliary valve is provided.
  • An auxiliary recovery line, and the chemical solution valve and the auxiliary valve are opened immediately before the chemical solution is discharged from the nozzle, so that the chemical solution from the chemical solution supply unit is transferred to the chemical solution recovery unit via the auxiliary recovery line.
  • the chemical solution supply unit includes a heater for heating the chemical solution to a constant temperature.
  • connection space in which an area of a cross section perpendicular to a flow direction of pure water from the pure water supply unit to the nozzle is larger than an area in another part. It is provided as a connection space, the connection space is long in the vertical direction, the flow direction in the connection space is directed from the lower side to the upper side, and the chemical solution introduction position and the chemical solution recovery position are the connection positions with the connection space. Yes, the chemical solution recovery position is located below the chemical solution introduction position.
  • the substrate processing apparatus extends along the upper surface of the substrate so as to cover the substrate above the substrate, and when the chemical solution is supplied from the nozzle to the substrate, the upper surface A top plate adjacent to the top plate, and the nozzle supplies a chemical solution between the top plate and the top surface.
  • the present invention is also directed to a substrate processing method.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that supplies a processing liquid to a substantially disk-shaped semiconductor substrate 9 (hereinafter simply referred to as “substrate 9”) to process the substrates 9 one by one.
  • substrate 9 substantially disk-shaped semiconductor substrate 9
  • FIG. 1 the application of parallel oblique lines to the cross section of a part of the configuration of the substrate processing apparatus 1 is omitted (the same applies to other cross sectional views).
  • the substrate processing apparatus 1 includes a chamber 12, a top plate 123, a chamber opening / closing mechanism 131, a substrate holding unit 14, a substrate rotating mechanism 15, a liquid receiving unit 16, and a cover 17.
  • the cover 17 covers the upper side and the side of the chamber 12.
  • the chamber 12 includes a chamber main body 121 and a chamber lid portion 122.
  • the chamber 12 has a substantially cylindrical shape with a lid and a bottom with a central axis J1 facing in the vertical direction as a center.
  • the chamber main body 121 includes a chamber bottom portion 210 and a chamber side wall portion 214.
  • the chamber bottom portion 210 has a substantially disc-shaped central portion 211, a substantially cylindrical inner wall portion 212 extending downward from the outer edge portion of the central portion 211, and a radially outer side from the lower end of the inner wall portion 212.
  • the chamber side wall 214 has an annular shape centering on the central axis J1.
  • the chamber side wall portion 214 projects upward from the inner edge portion of the base portion 216.
  • a member forming the chamber side wall portion 214 also serves as a part of the liquid receiving portion 16 as described later.
  • a space surrounded by the chamber side wall part 214, the outer wall part 215, the annular bottom part 213, the inner wall part 212, and the outer edge part of the central part 211 is referred to as a lower annular space 217.
  • the lower surface 92 of the substrate 9 faces the upper surface of the central portion 211 of the chamber bottom portion 210.
  • the central portion 211 of the chamber bottom 210 is referred to as a “lower surface facing portion 211”.
  • the chamber lid part 122 has a substantially disc shape perpendicular to the central axis J1 and includes the upper part of the chamber 12.
  • the chamber lid 122 closes the upper opening of the chamber body 121.
  • FIG. 1 shows a state where the chamber lid 122 is separated from the chamber main body 121.
  • the outer edge of the chamber lid 122 contacts the upper portion of the chamber side wall 214.
  • the chamber opening / closing mechanism 131 moves the chamber lid 122, which is a movable part of the chamber 12, relative to the chamber body 121, which is another part of the chamber 12, in the vertical direction.
  • the chamber opening / closing mechanism 131 is a lid raising / lowering mechanism that raises / lowers the chamber lid 122.
  • the top plate 123 also moves in the vertical direction together with the chamber lid 122.
  • the chamber lid 122 is in contact with the chamber main body 121 to close the upper opening, and the chamber lid 122 is pressed toward the chamber main body 121, whereby the chamber space 120 which is an internal space sealed in the chamber 12. (See FIG. 9) is formed.
  • the chamber space 120 is sealed by closing the upper opening of the chamber body 121 by the chamber lid 122.
  • the chamber lid part 122 and the chamber body 121 are sealed space forming parts that form the chamber space 120.
  • the substrate holding unit 14 is disposed in the chamber space 120 and holds the substrate 9 in a horizontal state. That is, the substrate 9 is held by the substrate holding unit 14 with one main surface 91 (hereinafter referred to as “upper surface 91”) on which a fine pattern is formed facing upwards perpendicular to the central axis J1.
  • the substrate holding portion 14 includes the above-described substrate support portion 141 that supports the outer edge portion of the substrate 9 (that is, the portion in the vicinity of the outer periphery including the outer periphery) from the lower side, and the outer edge of the substrate 9 supported by the substrate support portion 141. And a substrate pressing part 142 for pressing the part from above.
  • the substrate support portion 141 has a substantially annular shape centered on the central axis J1.
  • the substrate support portion 141 includes a substantially annular plate-like support portion base 413 centering on the central axis J1 and a plurality of first contact portions 411 fixed to the upper surface of the support portion base 413.
  • the substrate pressing portion 142 includes a plurality of second contact portions 421 that are fixed to the lower surface of the top plate 123. The circumferential positions of the plurality of second contact portions 421 are actually different from the circumferential positions of the plurality of first contact portions 411.
  • the top plate 123 has a substantially disc shape perpendicular to the central axis J1.
  • the top plate 123 is disposed below the chamber lid part 122 and above the substrate support part 141.
  • the top plate 123 has an opening at the center.
  • the upper surface 91 of the substrate 9 faces the lower surface of the top plate 123 perpendicular to the central axis J1.
  • the diameter of the top plate 123 is larger than the diameter of the substrate 9, and the outer peripheral edge of the top plate 123 is located on the outer side in the radial direction over the entire periphery of the outer peripheral edge of the substrate 9.
  • the chamber lid part 122 has a substantially annular plate holding part 222 at the center.
  • the plate holding part 222 includes a substantially cylindrical tube part 223 centered on the central axis J1 and a substantially annular flange part 224 centered on the central axis J1.
  • the flange part 224 spreads radially inward from the lower end of the cylindrical part 223.
  • the top plate 123 includes an annular held portion 237.
  • the held portion 237 includes a substantially cylindrical tube portion 238 centered on the central axis J1 and a substantially annular flange portion 239 centered on the central axis J1.
  • the cylinder portion 238 extends upward from the upper surface of the top plate 123.
  • the flange portion 239 extends outward from the upper end of the cylindrical portion 238 in the radial direction.
  • the cylindrical portion 238 is located on the radially inner side of the cylindrical portion 223 of the plate holding portion 222.
  • the flange portion 239 is located above the flange portion 224 of the plate holding portion 222 and faces the flange portion 224 in the up-down direction.
  • the top plate 123 is attached to the chamber lid portion 122 so as to be suspended from the chamber lid portion 122.
  • a plurality of first engagement portions 241 are arranged in the circumferential direction on the lower surface of the outer edge portion of the top plate 123, and a plurality of second engagement portions 242 are arranged in the circumferential direction on the upper surface of the support portion base 413.
  • the first engagement portion 241 and the second engagement portion 242 are connected to the plurality of first contact portions 411 of the substrate support portion 141 and the plurality of second contact portions 421 of the substrate pressing portion 142. Arranged at different positions in the direction. It is preferable that three or more sets of these engaging portions are provided, and four sets are provided in the present embodiment.
  • a concave portion that is recessed upward is provided at the lower portion of the first engaging portion 241.
  • the second engagement portion 242 protrudes upward from the support portion base 413.
  • the substrate rotation mechanism 15 is a so-called hollow motor.
  • the substrate rotation mechanism 15 includes an annular stator portion 151 centered on the central axis J1 and an annular rotor portion 152.
  • the rotor portion 152 includes a substantially annular permanent magnet. The surface of the permanent magnet is molded with PTFE resin.
  • the rotor portion 152 is disposed in the lower annular space 217 in the chamber 12.
  • a support portion base 413 of the substrate support portion 141 is attached to the upper portion of the rotor portion 152 via a connection member.
  • the support portion base 413 is disposed above the rotor portion 152.
  • the stator portion 151 is disposed outside the chamber 12 and around the rotor portion 152, that is, radially outside. In the present embodiment, the stator portion 151 is fixed to the outer wall portion 215 and the base portion 216 of the chamber bottom portion 210 and is positioned below the liquid receiving portion 16. Stator portion 151 includes a plurality of coils arranged in the circumferential direction about central axis J1.
  • the liquid receiving part 16 includes a cup part 161, a cup part moving mechanism 162, and a cup facing part 163.
  • the cup portion 161 has an annular shape centered on the central axis J ⁇ b> 1, and is located on the entire outer circumference in the radial direction of the chamber 12.
  • the cup part moving mechanism 162 moves the cup part 161 in the vertical direction.
  • the cup part moving mechanism 162 is disposed on the radially outer side of the cup part 161.
  • the cup moving mechanism 162 is arranged at a position different from the chamber opening / closing mechanism 131 in the circumferential direction.
  • the cup facing part 163 is located below the cup part 161 and faces the cup part 161 in the vertical direction.
  • the cup facing portion 163 is a part of a member that forms the chamber side wall portion 214.
  • the cup facing portion 163 has an annular liquid receiving recess 165 positioned on the radially outer side of the chamber side wall portion 214.
  • the cup part 161 includes a side wall part 611, an upper surface part 612, and a bellows 617.
  • the side wall portion 611 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • the upper surface portion 612 has a substantially annular plate shape centered on the central axis J1, and extends from the upper end portion of the side wall portion 611 radially inward and radially outward.
  • the lower part of the side wall part 611 is located in the liquid receiving recessed part 165 of the cup facing part 163.
  • the bellows 617 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1, and can be expanded and contracted in the vertical direction.
  • the bellows 617 is provided over the entire circumference around the side wall 611 outside the side wall 611 in the radial direction.
  • the bellows 617 is formed of a material that does not allow gas or liquid to pass through.
  • the upper end portion of the bellows 617 is connected to the lower surface of the outer edge portion of the upper surface portion 612 over the entire circumference.
  • the upper end portion of the bellows 617 is indirectly connected to the side wall portion 611 via the upper surface portion 612.
  • the connection portion between the bellows 617 and the upper surface portion 612 is sealed, and passage of gas or liquid is prevented.
  • a lower end portion of the bellows 617 is indirectly connected to the chamber body 121 via the cup facing portion 163. Even at the connecting portion between the lower end portion of the bellows 617 and the cup facing portion 163, the passage of gas or liquid is prevented.
  • a substantially columnar upper nozzle 181 centering on the central axis J1 is attached.
  • the upper nozzle 181 is fixed to the chamber lid 122 so as to face the central portion of the upper surface 91 of the substrate 9.
  • the upper nozzle 181 can be inserted into the central opening of the top plate 123.
  • a lower nozzle 182 is attached to the center of the lower surface facing portion 211 of the chamber bottom portion 210.
  • the lower nozzle 182 has a liquid discharge port at the center and faces the center of the lower surface 92 of the substrate 9.
  • a plurality of heated gas supply nozzles 180 are further attached to the lower surface facing portion 211.
  • the plurality of heated gas supply nozzles 180 are arranged at, for example, equiangular intervals in the circumferential direction around the central axis J1.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the gas-liquid supply unit 18 and the gas-liquid discharge unit 19 provided in the substrate processing apparatus 1.
  • the gas / liquid supply unit 18 includes a chemical solution supply unit 183, a pure water supply unit 184, a treatment liquid supply unit 7, and an inert gas supply in addition to the upper nozzle 181, the lower nozzle 182 and the heated gas supply nozzle 180 described above.
  • Unit 186 and a heated gas supply unit 187 is a chemical solution supply unit 183, a pure water supply unit 184, a treatment liquid supply unit 7, and an inert gas supply in addition to the upper nozzle 181, the lower nozzle 182 and the heated gas supply nozzle 180 described above.
  • Unit 186 and a heated gas supply unit 187 Unit 187.
  • the chemical solution supply unit 183 and the pure water supply unit 184 are connected to the upper nozzle 181 via the treatment solution supply unit 7.
  • the processing liquid supply unit 7 is also connected with a supply section for other types of processing liquid.
  • the configuration of the processing liquid supply unit 7 will be described later.
  • the lower nozzle 182 is connected to the pure water supply unit 184 via a valve.
  • the upper nozzle 181 is also connected to an inert gas supply unit 186 through a valve.
  • the upper nozzle 181 has a liquid discharge port in the center and a gas jet port around it. Therefore, precisely, a part of the upper nozzle 181 is a part of a broad gas supply part that supplies gas into the chamber 12.
  • the plurality of heating gas supply nozzles 180 are connected to the heating gas supply unit 187 via valves.
  • the first discharge path 191 connected to the liquid receiving recess 165 of the liquid receiving unit 16 is connected to the gas-liquid separation unit 193.
  • the gas-liquid separation unit 193 is connected to the outer exhaust unit 194, the chemical solution recovery unit 195, and the drainage unit 196 through valves.
  • the second discharge path 192 connected to the chamber bottom 210 of the chamber 12 is connected to the gas-liquid separator 197.
  • the gas-liquid separation unit 197 is connected to the inner exhaust unit 198 and the drainage unit 199 via valves.
  • Each configuration of the gas-liquid supply unit 18 and the gas-liquid discharge unit 19 is controlled by the control unit 10.
  • the chamber opening / closing mechanism 131, the substrate rotating mechanism 15, and the cup moving mechanism 162 are also controlled by the control unit 10.
  • the inert gas supply unit 186 supplies an inert gas into the chamber 12 through the upper nozzle 181.
  • the heated gas supply unit 187 supplies heated gas (for example, high-temperature inert gas) to the lower surface 92 of the substrate 9 through the plurality of heated gas supply nozzles 180.
  • the gas used in the heated gas supply unit 187 is nitrogen (N 2 ) gas, but may be other than nitrogen gas.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the processing liquid supply unit 7.
  • the processing liquid supply unit 7 includes a connecting portion 71, a pure water introduction line 72, a chemical liquid introduction line 73, a treatment liquid common line 74, a chemical liquid recovery line 75, and an auxiliary recovery line 76.
  • the pure water introduction line 72 connects the pure water supply unit 184 and the connection unit 71.
  • the pure water introduction line 72 is provided with a first pure water introduction valve 721 and a second pure water introduction valve 722, and the first pure water introduction valve 721 is close to the connection portion 71.
  • the pure water supply unit 184 side is always in contact with pure water (DIW: Deionized Water), and the second pure water introduction valve 722 is pure water that opens and closes the flow path of the pure water. Valve.
  • DIW Deionized Water
  • the chemical solution introduction line 73 connects the chemical solution supply unit 183 and the connection unit 71.
  • a chemical solution introduction valve 731 is provided in the vicinity of the connecting portion 71.
  • the chemical solution supply unit 183 side is always in contact with the chemical solution, and the chemical solution introduction valve 731 is a chemical solution valve that opens and closes the flow path of the chemical solution.
  • the treatment liquid common line 74 connects the connection portion 71 and the upper nozzle 181.
  • the treatment liquid common line 74 is provided with a treatment liquid common valve 741 in the vicinity of the connection portion 71.
  • the chemical solution recovery line 75 connects the connection unit 71 and the chemical solution recovery unit 82.
  • a chemical solution recovery valve 751 is provided in the vicinity of the connection portion 71.
  • the auxiliary recovery line 76 connects the connection unit 71 and the chemical solution recovery tank 821 of the chemical solution recovery unit 82.
  • An auxiliary valve 761 is provided in the auxiliary recovery line 76 in the vicinity of the connection portion 71.
  • connection portion 71 has an internal space 711 (hereinafter referred to as “connection space 711”) that is long in the vertical direction (gravity direction).
  • a pure water introduction position 712 that is a connection position between the pure water introduction line 72 and the connection space 711 is located in the vicinity of the lower end of the connection space 711.
  • a nozzle communication position 714 that is a connection position between the treatment liquid common line 74 and the connection space 711 is located in the vicinity of the upper end of the connection space 711.
  • a chemical solution introduction position 713 that is a connection position between the chemical solution introduction line 73 and the connection space 711 is located between the pure water introduction position 712 and the nozzle communication position 714 in the vertical direction.
  • a chemical solution recovery position 715 which is a connection position between the chemical solution recovery line 75 and the connection space 711, is located between the pure water introduction position 712 and the chemical solution introduction position 713 in the vertical direction.
  • An auxiliary collection position 716 which is a connection position between the auxiliary collection line 76 and the connection space 711, is located between the chemical solution introduction position 713 and the nozzle communication position 714 in the vertical direction.
  • the chemical solution collection position 715 is located below the chemical solution introduction position 713
  • the auxiliary collection position 716 is located above the chemical solution introduction position 713.
  • the treatment liquid supply unit 7 further includes a pure water discharge line 77.
  • the pure water discharge line 77 is a position 727 (hereinafter referred to as “pure water discharge position 727”) between the first pure water introduction valve 721 and the second pure water introduction valve 722 in the pure water introduction line 72 and will be described later.
  • a pure water discharge unit 83 is connected.
  • the pure water discharge line 77 is provided with a pure water discharge valve 771.
  • the pure water introduction line 72, the connection part 71, and the treatment liquid common line 74 are pure water supply lines that connect the pure water supply part 184 and the upper nozzle 181.
  • the area of the cross section perpendicular to the flow direction of pure water from the pure water supply unit 184 toward the upper nozzle 181 (that is, the flow path area) is the largest in the connection space 711. That is, in the supply line, an internal space having a flow path area larger than the flow path area in another part is provided as the connection space 711.
  • the flow direction of pure water in the connection space 711 is from the lower side to the upper side.
  • the treatment liquid supply unit 7 is further provided with treatment liquid introduction lines 78 and 79 for introducing other kinds of treatment liquids to the supply line.
  • treatment liquid introduction lines 78 and 79 for introducing other kinds of treatment liquids to the supply line.
  • one end of each of the treatment liquid introduction lines 78 and 79 is connected to the connection portion 71, and the connection position between the treatment liquid introduction lines 78 and 79 and the connection space 711 is the nozzle communication position 714 in the vertical direction.
  • the other ends of the treatment liquid introduction lines 78 and 79 are connected to a supply part (not shown) of the kind of treatment liquid.
  • connection portion 71 the connection portion 71, the first pure water introduction valve 721, the chemical solution introduction valve 731, the treatment liquid common valve 741, the chemical solution recovery valve 751, the auxiliary valve 761, and the treatment provided in the vicinity of the connection portion 71 are provided.
  • the valves of the liquid introduction lines 78 and 79 are formed as one multiple valve device 70 (mixing valve). In FIG. 3, the multiple valve device 70 is indicated by a broken-line rectangle.
  • the chemical solution supply unit 183 includes a circulation line (not shown) for circulating the chemical solution and a heater 1831 provided in the circulation line.
  • the chemical solution is heated to a constant temperature by the heater 1831 while circulating through the circulation line.
  • One end of the chemical solution introduction line 73 is connected to the circulation line.
  • the chemical recovery unit 82 includes a chemical recovery tank 821 and an ejector 822 provided between the chemical recovery valve 751 and the chemical recovery tank 821 in the chemical recovery line 75. By driving the ejector 822 as a pump with the chemical solution recovery valve 751 opened, the liquid in the vicinity of the chemical solution recovery position 715 in the connection space 711 flows into the chemical solution recovery line 75 and is discharged to the chemical solution recovery tank 821.
  • the chemical recovery unit 82 may be the same as the chemical recovery unit 195 of FIG.
  • the pure water discharge unit 83 includes a drainage unit 831 and an ejector 832 provided between the pure water discharge valve 771 and the drainage unit 831 in the pure water discharge line 77.
  • the ejector 832 By driving the ejector 832 as a pump with the pure water discharge valve 771 opened, the liquid in the vicinity of the pure water discharge position 727 in the pure water introduction line 72 flows into the pure water discharge line 77, and the drainage portion 831 is discharged.
  • the drainage unit 831 may be the drainage unit 196, 199 of FIG.
  • each type of processing liquid is introduced into the supply line via the processing liquid introduction lines 78 and 79, when the processing liquid is collected and reused, the chemical liquid is used.
  • a recovery line having the same configuration as the recovery line 75 and a recovery unit having the same configuration as the chemical solution recovery unit 82 are provided for each type of processing liquid.
  • One end of each type of treatment liquid recovery line is connected to a position between the introduction position of the treatment liquid of that kind and the pure water introduction position 712 in the connection space 711 in the vertical direction.
  • the pure water introduction line 72 having the lowest connection position is used as the connection space 711.
  • Normal temperature pure water is introduced, and high temperature pure water (Hot DIW) is introduced into the connection space 711 using the treatment liquid introduction line 79 whose connection position is second from the bottom.
  • an acid (for example, hydrofluoric acid (HF)) solution is introduced into the connection space 711 using the third processing liquid introduction line 78 from the bottom, and the chemical liquid introduction line 73 having the uppermost connection position is used.
  • HF hydrofluoric acid
  • a predetermined organic solvent for example, an organic solvent containing ammonium fluoride (NH 4 F) used for resist removal
  • a processing liquid supply unit that supplies a processing liquid other than the above may be provided.
  • FIG. 4 is a diagram showing the flow of processing of the substrate 9 in the substrate processing apparatus 1.
  • the substrate processing apparatus 1 in a state where the chamber lid part 122 is spaced apart from the chamber body 121 and located above, and the cup part 161 is separated from the chamber lid part 122 and located below.
  • the substrate 9 is carried into the chamber 12 by an external transport mechanism and supported from below by the substrate support portion 141 (step S11).
  • the state of the chamber 12 and the cup part 161 shown in FIG. 1 is referred to as an “open state”.
  • the opening between the chamber lid part 122 and the chamber side wall part 214 has an annular shape centering on the central axis J1, and is hereinafter referred to as “annular opening 81”.
  • the chamber lid 122 is separated from the chamber main body 121, whereby an annular opening 81 is formed around the substrate 9 (that is, radially outside).
  • the substrate 9 is carried in via the annular opening 81.
  • the cup portion 161 rises from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 5 and is located over the entire circumference on the radially outer side of the annular opening 81.
  • the state of the chamber 12 and the cup part 161 shown in FIG. 5 is referred to as a “first sealed state”.
  • the position of the cup part 161 shown in FIG. 5 is referred to as a “liquid receiving position”, and the position of the cup part 161 shown in FIG.
  • the cup part moving mechanism 162 moves the cup part 161 in the vertical direction between a liquid receiving position radially outside the annular opening 81 and a retracted position below the liquid receiving position.
  • the side wall portion 611 faces the annular opening 81 in the radial direction. Further, the upper surface of the inner edge portion of the upper surface portion 612 is in contact with the lip seal 232 at the lower end of the outer edge portion of the chamber lid portion 122 over the entire circumference. Between the chamber cover part 122 and the upper surface part 612 of the cup part 161, the seal part which prevents passage of gas and a liquid is formed. Thereby, a sealed space (hereinafter referred to as “enlarged sealed space 100”) surrounded by the chamber body 121, the chamber lid portion 122, the cup portion 161, and the cup facing portion 163 is formed.
  • the chamber space 120 between the chamber lid portion 122 and the chamber body 121 and the side space 160 surrounded by the cup portion 161 and the cup facing portion 163 communicate with each other via the annular opening 81. It is one space formed by this.
  • the plurality of second contact portions 421 of the substrate pressing portion 142 are in contact with the outer edge portion of the substrate 9.
  • a plurality of pairs of magnets (not shown) that are opposed in the vertical direction are provided.
  • each pair of magnets is also referred to as a “magnet pair”.
  • a plurality of magnet pairs are arranged at equiangular intervals at positions different from the first contact portion 411, the second contact portion 421, the first engagement portion 241, and the second engagement portion 242 in the circumferential direction. Arranged.
  • the substrate pressing portion 142 presses the substrate 9 against the substrate support portion 141 by the weight of the top plate 123 and the magnetic force of the magnet pair, thereby causing the substrate pressing portion 142 and the substrate support portion to be pressed. 141 and can be firmly held by being sandwiched from above and below.
  • the flange portion 239 of the held portion 237 is separated above the flange portion 224 of the plate holding portion 222, and the plate holding portion 222 and the held portion 237 are not in contact with each other.
  • the holding of the top plate 123 by the plate holding part 222 is released.
  • the top plate 123 can be rotated by the substrate rotating mechanism 15 together with the substrate holding unit 14 and the substrate 9 held by the substrate holding unit 14 independently of the chamber lid 122.
  • the second engagement portion 242 fits into the recess at the lower portion of the first engagement portion 241.
  • the top plate 123 engages with the support portion base 413 of the substrate support portion 141 in the circumferential direction around the central axis J1.
  • the first engagement portion 241 and the second engagement portion 242 restrict the relative position in the rotation direction of the top plate 123 with respect to the substrate support portion 141 (that is, fix the relative position in the circumferential direction). It is a member.
  • the rotation position of the support part base 413 is controlled by the substrate rotation mechanism 15 so that the first engagement part 241 and the second engagement part 242 are fitted.
  • the chemical solution introduction valve 731 and the auxiliary valve 761 are opened in the treatment solution supply unit 7 as shown in FIG. Accordingly, the chemical solution is introduced from the chemical solution supply unit 183 into the connection space 711 via the chemical solution introduction line 73, and the chemical solution in the connection space 711 is discharged to the chemical solution recovery tank 821 via the auxiliary recovery line 76 (step S12). ). Therefore, in the chemical solution introduction line 73, the chemical solution staying between the chemical solution supply unit 183 and the chemical solution introduction valve 731 and having a lowered temperature is collected in the chemical solution collection tank 821.
  • step S12 is a chemical liquid recovery process (pre-dispensing) before discharge. Further, as will be described later, immediately before the process of step S12, the connection space 711 is almost empty, and in the chemical liquid recovery process before discharge, only the chemical liquid is collected without mixing other types of processing liquids. Collected at 82.
  • FIG. 6 the chemical solution introduction line 73 and the auxiliary recovery line 76 through which the chemical solution flows are drawn with thick lines, and the connection space 711 filled with the chemical solution is indicated by parallel oblique lines. Further, in the symbol indicating the valve in FIG. 6, a black triangle portion indicates that the valve is open, and a white triangle portion indicates that the valve is closed (see FIG. 7, which will be described later). The same applies to FIGS. 8, 10 and 11).
  • the substrate rotation mechanism 15 starts the rotation of the substrate 9 at a constant rotation speed (which is a relatively low rotation speed, hereinafter referred to as “steady rotation speed”). Further, the exhaust of the gas in the enlarged sealed space 100 by the outer exhaust part 194 (see FIG. 2) is started. Then, as shown in FIG. 7, in the processing liquid supply unit 7, the auxiliary valve 761 is closed, and the processing liquid common valve 741 is opened. As a result, the chemical solution in the connection space 711 is guided to the upper nozzle 181 via the treatment liquid common line 74, and the chemical solution is discharged from the upper nozzle 181 shown in FIG. 5 toward the center of the upper surface 91 of the rotating substrate 9. (Step S13).
  • the chemical solution from the upper nozzle 181 is continuously supplied to the upper surface 91 of the rotating substrate 9.
  • the chemical solution on the upper surface 91 spreads to the outer peripheral portion of the substrate 9 by the rotation of the substrate 9, and the entire upper surface 91 is covered with the chemical solution.
  • medical solution is performed with respect to the upper surface 91 of the board
  • the lower surface of the top plate 123 extends along the upper surface 91 of the substrate 9 so as to cover the substrate 9 above the substrate 9 and is close to the upper surface 91 of the substrate 9. .
  • the treatment with the chemical solution for the substrate 9 is performed in a very narrow space between the lower surface of the top plate 123 and the upper surface 91 of the substrate 9.
  • the substrate 9 may be heated by ejecting heated gas from the plurality of heated gas supply nozzles 180 in parallel with the supply of the chemical solution from the upper nozzle 181.
  • the chemical liquid splashed from the upper surface 91 of the rotating substrate 9 is received by the cup portion 161 through the annular opening 81 and guided to the liquid receiving recess 165.
  • the chemical liquid guided to the liquid receiving recess 165 flows into the gas-liquid separator 193 via the first discharge path 191 shown in FIG.
  • the chemical solution recovery unit 195 the chemical solution is recovered from the gas-liquid separation unit 193 and is reused after impurities and the like are removed from the chemical solution through a filter or the like.
  • the chemical solution introduction valve 731 in FIG. 7 is closed, and the discharge of the chemical solution from the upper nozzle 181 is stopped. Then, the substrate rotation mechanism 15 makes the rotation speed of the substrate 9 higher than the steady rotation speed for a predetermined time (for example, 1 to 3 seconds), and the chemical solution is removed from the substrate 9.
  • a predetermined time for example, 60 to 120 seconds
  • the chemical liquid recovery valve 751 is opened and the drive of the ejector 822 is started. Thereby, the chemical solution near the chemical solution recovery position 715 in the connection space 711 flows into the chemical solution recovery line 75 (sucked back), and is discharged to the chemical solution recovery tank 821 (step S14). Immediately after the discharge of the chemical liquid is stopped, the chemical liquid is continuously filled in the upper nozzle 181, the processing liquid common line 74, and the entire connection space 711 of the connection portion 71. The chemical liquid existing inside the nozzle 181 and the treatment liquid common line 74 and the chemical liquid present on the upper side from the chemical liquid recovery position 715 in the connection space 711 are recovered by the chemical liquid recovery unit 82 via the chemical liquid recovery line 75.
  • the process in step S14 is a chemical recovery process after ejection.
  • the chamber lid part 122 and the cup part 161 move downward in synchronization. Then, as shown in FIG. 9, the lip seal 231 at the lower end of the outer edge portion of the chamber lid portion 122 is in contact with the upper portion of the chamber side wall portion 214, whereby the annular opening 81 is closed, and the chamber space 120 becomes the side space 160. And sealed in an isolated state.
  • the cup part 161 is located at the retracted position as in FIG.
  • the state of the chamber 12 and the cup part 161 shown in FIG. 9 is referred to as a “second sealed state”. In the second sealed state, the substrate 9 directly faces the inner wall of the chamber 12, and there is no other liquid receiving part therebetween.
  • the substrate pressing portion 142 presses the substrate 9 against the substrate supporting portion 141, so that the substrate 9 is moved from above and below by the substrate pressing portion 142 and the substrate supporting portion 141. It is sandwiched and held firmly. Further, the holding of the top plate 123 by the plate holding unit 222 is released, and the top plate 123 rotates together with the substrate holding unit 14 and the substrate 9 independently of the chamber lid unit 122.
  • Pure water from the pure water supply unit 184 is continuously supplied from the upper nozzle 181 to the central portion of the upper surface 91 of the substrate 9.
  • the pure water from the pure water supply unit 184 is also continuously supplied from the lower nozzle 182 to the central portion of the lower surface 92 of the substrate 9. Pure water discharged from the upper nozzle 181 and the lower nozzle 182 is supplied to the substrate 9 as a cleaning liquid.
  • the pure water spreads to the outer peripheral portions of the upper surface 91 and the lower surface 92 by the rotation of the substrate 9 and scatters from the outer peripheral edge of the substrate 9 to the outside.
  • Pure water splashing from the substrate 9 is received by the inner wall of the chamber 12 (that is, the inner walls of the chamber lid portion 122 and the chamber side wall portion 214), and the second discharge path 192, the gas-liquid separation portion 197, and the discharge portion shown in FIG. It is discarded through the liquid part 199 (the same applies to the drying process of the substrate 9 described later).
  • the cleaning of the chamber 12 is substantially performed together with the cleaning process for the substrate 9 with pure water.
  • the second pure water introduction valve 722 shown in FIG. 10 is closed, and the discharge of pure water from the upper nozzle 181 is stopped. Further, as shown in FIG. 11, the pure water discharge valve 771 is opened and the drive of the ejector 832 is started. As a result, pure water in the vicinity of the pure water discharge position 727 in the pure water introduction line 72 flows into the pure water discharge line 77 (sucked back) and is discharged to the drainage part 831 (step S16).
  • pure water is continuously filled in the upper nozzle 181, the inside of the treatment liquid common line 74, the connection space 711 of the connection portion 71, and the inside of the pure water introduction line 72.
  • the processing liquid common line 74, the connection space 711, and the pure water introduction line 72 By the pure water discharge process in step S16, between the pure water discharge position 727 and the connection portion 71 in the upper nozzle 181, the processing liquid common line 74, the connection space 711, and the pure water introduction line 72.
  • the pure water present in the water is discharged by the pure water discharge portion 83 via the pure water discharge line 77.
  • the pure water introduction line 72 is connected to the vicinity of the lower end of the connection space 711, almost all of the pure water in the connection space 711 is discharged, and the connection space 711 becomes almost empty.
  • heated gas is ejected from the plurality of heated gas supply nozzles 180 toward the lower surface 92 of the substrate 9.
  • the substrate 9 is heated.
  • the rotation speed of the substrate 9 is made sufficiently higher than the steady rotation speed in a state where the heating gas is continuously ejected from the heating gas supply nozzle 180.
  • pure water is removed from the substrate 9, and the substrate 9 is dried (step S17).
  • the rotation of the substrate 9 is stopped.
  • one processing liquid introduction line 78, 79 is connected to the IPA supply unit, and IPA is supplied from the upper nozzle 181 onto the upper surface 91 of the substrate 9 before the substrate 9 is dried.
  • the pure water may be replaced with IPA on the upper surface 91.
  • the drying process of the substrate 9 may be performed in a reduced pressure atmosphere lower than the atmospheric pressure by reducing the chamber space 120 by the inner exhaust unit 198.
  • step S17 since the top plate 123 rotates together with the substrate support 141, almost no liquid remains on the lower surface of the top plate 123, and the liquid drops from the top plate 123 onto the substrate 9 when the chamber lid 122 is raised. There is no.
  • the substrate 9 is unloaded from the chamber 12 by an external transfer mechanism (step S18).
  • steps S11 to S18 are repeated for the other substrates 9.
  • almost all of the pure water in the connection space 711 has been discharged by the process of immediately preceding step S16 (that is, the process of step S16 on the substrate 9 to be processed immediately before the currently processed substrate 9). Therefore, in the current chemical recovery process for the substrate 9 before discharging (the process of step S12), it is suppressed that pure water is mixed with the chemical recovered by the chemical recovery unit 82.
  • one end of the chemical liquid recovery line 75 can be connected to a position 775 between the pure water discharge valve 771 and the ejector 832 in the pure water discharge line 77 as shown in FIG. .
  • the portion between the pure water discharge position 727 and the position 775 in the pure water discharge line 77 can be regarded as being shared by the pure water discharge line 77 and the chemical solution recovery line 75, and the pure water discharge position 727.
  • the processing liquid common valve 741, the first pure water introduction valve 721, the pure water discharge valve 771, and the chemical recovery valve 751 are opened, and the other valves are closed. Then, the chemical recovery process after discharge is performed.
  • the chemical solution recovery position is the chemical solution introduction position 713 and the second pure water introduction valve that is a pure water valve in the supply line formed by the pure water introduction line 72, the connection portion 71, and the treatment liquid common line 74. It is possible to be provided at an arbitrary position between 722 and 722.
  • one end of the pure water discharge line 77 can be connected to a position between the chemical recovery valve 751 and the ejector 822.
  • the chemical recovery position 715 is It can be said that it is a pure water discharge position.
  • the pure water discharge position can be provided at any position between the chemical solution introduction position 713 and the second pure water introduction valve 722 in the supply line.
  • one end of the auxiliary recovery line 76 may be connected to a position between the second pure water introduction valve 722 and the connection portion 71 of the pure water discharge line 77 in the treatment liquid supply unit 7.
  • One end of the pure water discharge line 77 may be connected to the connection space 711 below the chemical solution introduction position 713.
  • the auxiliary recovery position can be provided at any position between the upper nozzle 181 and the second pure water introduction valve 722 that is a pure water valve in the supply line.
  • the upper nozzle 181 is connected to the pure water supply unit 184 by the pure water introduction line 72, the connection unit 71, and the processing liquid common line 74 that are pure water supply lines.
  • the supply line is provided with a second pure water introduction valve 722 that is a pure water valve.
  • the chemical solution introduction line 73 connects the chemical solution introduction position 713 between the upper nozzle 181 and the second pure water introduction valve 722 in the supply line and the chemical solution supply unit 183.
  • one end of the chemical solution recovery line 75 is connected to a chemical solution recovery position 715 between the chemical solution introduction position 713 and the second pure water introduction valve 722 in the supply line.
  • the chemical liquid existing between the upper nozzle 181 and the chemical liquid recovery position 715 in the supply line is transferred to the upper nozzle 181 by the chemical liquid recovery unit 82 provided in the chemical liquid recovery line 75. It is collected before starting the discharge of pure water from. Thereby, the amount of the chemical liquid remaining in the supply line and discharged from the upper nozzle 181 together with the pure water can be reduced, that is, the chemical liquid can be efficiently recovered and reused.
  • a chemical recovery line 75 is connected near the lower end of the connection space 711. Thereby, the amount of the chemical liquid remaining in the supply line and discharged from the upper nozzle 181 together with the pure water can be further reduced, and the chemical liquid can be more efficiently recovered and reused.
  • one end of the pure water discharge line 77 is connected to a pure water discharge position 727 between the chemical solution introduction position 713 and the second pure water introduction valve 722 in the supply line. Then, after the discharge of pure water from the upper nozzle 181 is completed, pure water existing between the upper nozzle 181 and the pure water discharge position 727 in the supply line is supplied to the pure water discharge portion 83 provided in the pure water discharge line 77.
  • the chemical solution is discharged before the start of the discharge of the chemical solution from the upper nozzle 181 (in the present embodiment, before the chemical solution recovery process before the discharge).
  • a pure water discharge position 727 is provided in the pure water introduction line 72 connected in the vicinity of the lower end of the connection space 711.
  • the chemical solution recovery unit 82 can recover almost only the chemical solution (the chemical solution in which pure water is not mixed).
  • the auxiliary recovery position 716 between the upper nozzle 181 and the second pure water introduction valve 722 in the supply line and the chemical recovery unit 82 are connected by the auxiliary recovery line 76. Then, immediately before the chemical solution is discharged from the upper nozzle 181, the chemical solution introduction valve 731 of the chemical solution introduction line 73 and the auxiliary valve 761 of the auxiliary collection line 76 are opened, so that the chemical solution from the chemical solution supply unit 183 passes through the auxiliary collection line 76. Then, it is collected by the chemical solution collecting unit 82.
  • the auxiliary collection position 716 is provided in the vicinity of the nozzle communication position 714 in the connection space 711.
  • a chemical solution introduction line 73 and a pure water introduction line 72 are connected to one treatment liquid common line 74 connected to the upper nozzle 181 via a connection portion 71.
  • the chemical liquid staying inside can be discharged without using the upper nozzle 181. Therefore, it is not necessary to retreat the upper nozzle 181 from the position above the substrate 9 when discharging the chemical liquid staying inside the processing liquid supply unit 7. That is, it is possible to fix the position of the upper nozzle 181 in the direction along the upper surface 91 of the substrate 9 held by the substrate holding unit 14.
  • Such an upper nozzle 181 is a substrate processing apparatus that sequentially supplies a chemical solution and pure water between the top plate 123 and the upper surface 91 of the substrate 9 that are close to each other, and a substrate that is processed in a sealed narrow internal space. Particularly suitable for processing equipment.
  • the substrate processing apparatus 1 can be variously modified.
  • the connecting portion 71 may be formed of the same member (pipe) as other lines, and may have substantially the same flow path area as the other lines.
  • the chemical liquid introduction position is provided at an arbitrary position between the upper nozzle 181 and the pure water valve in the supply line, and the chemical liquid recovery position is the chemical liquid introduction position and the pure water valve. Between. Thereby, it is possible to efficiently recover and reuse the chemical solution. If the chemical solution existing between the upper nozzle 181 and the chemical solution recovery position in the supply line can be recovered by the chemical solution recovery unit 82, the connecting portion 71 does not necessarily need to extend in the vertical direction.
  • the processing liquid may be supplied through the processing liquid supply unit 7 to the nozzle that moves along the main surface of the substrate 9 above the substrate 9.
  • various pumps capable of functionally sending the liquid may be used in addition to the ejectors 822 and 832.
  • the substrate 9 may be held in various modes, and for example, a substrate holding portion that contacts the entire lower surface 92 of the substrate 9 may be provided.
  • various processes such as removal of the oxide film on the substrate, development with a developer, or etching may be performed by the chemical solution discharged from the upper nozzle 181.
  • the substrate processed by the substrate processing apparatus 1 is not limited to a semiconductor substrate, and may be a glass substrate or another substrate.

Abstract

　基板処理装置は、基板に向けて処理液を吐出する上部ノズル（１８１）を有する。上部ノズルは、純水の供給ラインである純水導入ライン（７２）、接続部（７１）および処理液共通ライン（７４）により純水供給部（１８４）と接続され、供給ラインには純水用バルブである純水導入バルブ（７２２）が設けられる。薬液導入ライン（７３）により、供給ラインにおける上部ノズルと純水用バルブとの間の薬液導入位置（７１３）と薬液供給部（１８３）とが接続される。供給ラインにおける薬液導入位置と純水用バルブとの間の薬液回収位置（７１５）には、薬液回収ライン（７５）の一端が接続される。薬液回収ラインに設けられたエジェクタ（８２２）を有する薬液回収部（８２）が、上部ノズルからの薬液の吐出完了後、供給ラインにおいて上部ノズルと薬液回収位置との間に存在する薬液を回収する。これにより、薬液を効率よく回収して再利用することができる。

Description

基板処理装置および基板処理方法
　本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
　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、基板処理装置を用いて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処理が行われる。また、エッチング処理の終了後、基板上のレジストを除去したり基板を洗浄する処理も行われる。
　特開２０１２－７４６４２号公報では、ミキシングバルブを有し、複数種類の処理液を基板に供給する基板処理装置が開示されている。ミキシングバルブの混合部の中間位置には純水導入口が配置され、混合部の両端にはＳＣ１導出口およびＳＣ２導出口がそれぞれ配置される。純水導入口とＳＣ１導出口との間には、ＳＣ１の生成に用いられる薬液原液が導入されるＳＣ１導入口が配置され、純水導入口とＳＣ２導出口との間には、ＳＣ２の生成に用いられる薬液原液が導入されるＳＣ２導入口が配置される。混合部で生成されたＳＣ１はＳＣ１導出口から導出され、混合部で生成されたＳＣ２はＳＣ２導出口から導出される。これにより、混合部内でＳＣ１およびＳＣ２が反応することが防止される。
　また、特開２００２－１７０８０３号公報の基板処理装置では、複数の薬液導入弁と純水供給弁を有する薬液混合部が、配管を介して処理液供給ノズルに接続される。また、当該配管内の液面の位置を薬液混合部を介して調整する液面調整部が設けられる。処理液供給ノズルから基板に純水を供給する洗浄処理の終了時に、薬液混合部および当該配管を介して処理液供給ノズル内の純水が液面調整部により吸引される。これにより、純水の液面は当該配管の上方における凸形状の曲部を超える部位まで引き戻され、純水の液滴の落下が防止される。
　ところで、基板処理装置では、基板上に供給された薬液を回収して再利用することが行われるが、ノズルからの薬液の吐出後、同じノズルから純水を吐出する場合には、ノズルの内部および供給ラインのノズル近傍に存在する薬液は純水と共に排出されてしまう。純水と混ざった薬液は容易には再利用することができないため、薬液の回収効率が低下する。
　本発明は、基板処理装置に向けられており、薬液を効率よく回収して再利用することを目的としている。
　本発明に係る基板処理装置は、基板を保持する保持部と、前記基板に向けて処理液を吐出するノズルと、前記ノズルと純水供給部とを接続するとともに、純水用バルブが設けられた供給ラインと、前記供給ラインにおける前記ノズルと前記純水用バルブとの間の薬液導入位置と、薬液供給部とを接続するとともに、薬液用バルブが設けられた薬液導入ラインと、前記供給ラインにおける前記薬液導入位置と前記純水用バルブとの間の薬液回収位置に一端が接続された薬液回収ラインと、前記薬液回収ラインに設けられたポンプを有し、前記供給ラインにおいて前記ノズルと前記薬液回収位置との間に存在する薬液を回収する薬液回収部とを備える。
　本発明によれば、薬液を効率よく回収して再利用することができる。
　本発明の一の好ましい形態では、基板処理装置が、前記供給ラインにおける前記薬液導入位置と前記純水用バルブとの間の純水排出位置に一端が接続された純水排出ラインと、前記純水排出ラインに設けられたポンプを有し、前記供給ラインにおいて前記ノズルと前記純水排出位置との間に存在する純水を排出する純水排出部とをさらに備える。
　本発明の他の好ましい形態では、基板処理装置が、前記供給ラインにおける前記ノズルと前記純水用バルブとの間の補助回収位置と、前記薬液回収部とを接続するとともに、補助バルブが設けられた補助回収ラインをさらに備え、前記ノズルからの薬液の吐出直前に前記薬液用バルブおよび前記補助バルブを開くことにより、前記薬液供給部からの薬液が前記補助回収ラインを介して前記薬液回収部にて回収される。この場合に、好ましくは、前記薬液供給部が薬液を一定の温度に加熱するヒータを含む。
　本発明のさらに他の好ましい形態では、前記供給ラインにおいて、前記純水供給部から前記ノズルへと向かう純水の流れ方向に垂直な断面の面積が、他の部位における面積よりも大きい内部空間が接続空間として設けられており、前記接続空間が上下方向に長く、前記接続空間における前記流れ方向が下側から上側に向かい、前記薬液導入位置および前記薬液回収位置が前記接続空間との接続位置であり、前記薬液回収位置が前記薬液導入位置よりも下方に位置する。
　本発明の一の局面では、基板処理装置が、前記基板の上方において、前記基板を覆うように前記基板の上面に沿って広がり、前記ノズルから前記基板に薬液が供給される際に、前記上面に近接するトッププレートをさらに備え、前記ノズルが前記トッププレートと前記上面との間に薬液を供給する。
　本発明は、基板処理方法にも向けられている。
　上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
基板処理装置を示す断面図である。 気液供給部および気液排出部を示すブロック図である。 処理液供給ユニットの構成を示す図である。 基板処理装置における基板の処理の流れを示す図である。 基板処理装置を示す断面図である。 処理液供給ユニットを示す図である。 処理液供給ユニットを示す図である。 処理液供給ユニットを示す図である。 基板処理装置を示す断面図である。 処理液供給ユニットを示す図である。 処理液供給ユニットを示す図である。 処理液供給ユニットの他の例を示す図である。
　図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１を示す断面図である。基板処理装置１は、略円板状の半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）に処理液を供給して基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。図１では、基板処理装置１の一部の構成の断面に対する平行斜線の付与を省略している（他の断面図においても同様）。
　基板処理装置１は、チャンバ１２と、トッププレート１２３と、チャンバ開閉機構１３１と、基板保持部１４と、基板回転機構１５と、液受け部１６と、カバー１７とを備える。カバー１７は、チャンバ１２の上方および側方を覆う。
　チャンバ１２は、チャンバ本体１２１と、チャンバ蓋部１２２とを備える。チャンバ１２は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする有蓋および有底の略円筒状である。チャンバ本体１２１は、チャンバ底部２１０と、チャンバ側壁部２１４とを備える。チャンバ底部２１０は、略円板状の中央部２１１と、中央部２１１の外縁部から下方へと広がる略円筒状の内側壁部２１２と、内側壁部２１２の下端から径方向外方へと広がる略円環板状の環状底部２１３と、環状底部２１３の外縁部から上方へと広がる略円筒状の外側壁部２１５と、外側壁部２１５の上端部から径方向外方へと広がる略円環板状のベース部２１６とを備える。
　チャンバ側壁部２１４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。チャンバ側壁部２１４は、ベース部２１６の内縁部から上方へと突出する。チャンバ側壁部２１４を形成する部材は、後述するように、液受け部１６の一部を兼ねる。以下の説明では、チャンバ側壁部２１４と外側壁部２１５と環状底部２１３と内側壁部２１２と中央部２１１の外縁部とに囲まれた空間を下部環状空間２１７という。
　基板保持部１４の基板支持部１４１（後述）に基板９が支持された場合、基板９の下面９２は、チャンバ底部２１０の中央部２１１の上面と対向する。以下の説明では、チャンバ底部２１０の中央部２１１を「下面対向部２１１」と呼ぶ。
　チャンバ蓋部１２２は中心軸Ｊ１に垂直な略円板状であり、チャンバ１２の上部を含む。チャンバ蓋部１２２は、チャンバ本体１２１の上部開口を閉塞する。図１では、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間した状態を示す。チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１の上部開口を閉塞する際には、チャンバ蓋部１２２の外縁部がチャンバ側壁部２１４の上部と接する。
　チャンバ開閉機構１３１は、チャンバ１２の可動部であるチャンバ蓋部１２２を、チャンバ１２の他の部位であるチャンバ本体１２１に対して上下方向に相対的に移動する。チャンバ開閉機構１３１は、チャンバ蓋部１２２を昇降する蓋部昇降機構である。チャンバ開閉機構１３１によりチャンバ蓋部１２２が上下方向に移動する際には、トッププレート１２３もチャンバ蓋部１２２と共に上下方向に移動する。チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１と接して上部開口を閉塞し、さらに、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１に向かって押圧されることにより、チャンバ１２内に密閉された内部空間であるチャンバ空間１２０（図９参照）が形成される。換言すれば、チャンバ蓋部１２２によりチャンバ本体１２１の上部開口が閉塞されることより、チャンバ空間１２０が密閉される。チャンバ蓋部１２２およびチャンバ本体１２１は、チャンバ空間１２０を形成する密閉空間形成部である。
　基板保持部１４は、チャンバ空間１２０に配置され、基板９を水平状態で保持する。すなわち、基板９は、微細パターンが形成された一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を中心軸Ｊ１に垂直に上側を向く状態で基板保持部１４により保持される。基板保持部１４は、基板９の外縁部（すなわち、外周縁を含む外周縁近傍の部位）を下側から支持する上述の基板支持部１４１と、基板支持部１４１に支持された基板９の外縁部を上側から押さえる基板押さえ部１４２とを備える。基板支持部１４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状である。基板支持部１４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状の支持部ベース４１３と、支持部ベース４１３の上面に固定される複数の第１接触部４１１とを備える。基板押さえ部１４２は、トッププレート１２３の下面に固定される複数の第２接触部４２１を備える。複数の第２接触部４２１の周方向の位置は、実際には、複数の第１接触部４１１の周方向の位置と異なる。
　トッププレート１２３は、中心軸Ｊ１に垂直な略円板状である。トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２の下方、かつ、基板支持部１４１の上方に配置される。トッププレート１２３は中央に開口を有する。基板９が基板支持部１４１に支持されると、基板９の上面９１は、中心軸Ｊ１に垂直なトッププレート１２３の下面と対向する。トッププレート１２３の直径は、基板９の直径よりも大きく、トッププレート１２３の外周縁は、基板９の外周縁よりも全周に亘って径方向外側に位置する。
　図１に示す状態において、トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２により吊り下げられるように支持される。チャンバ蓋部１２２は、中央部に略環状のプレート保持部２２２を有する。プレート保持部２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒部２２３と、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状のフランジ部２２４とを備える。フランジ部２２４は、筒部２２３の下端から径方向内方へと広がる。
　トッププレート１２３は、環状の被保持部２３７を備える。被保持部２３７は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の筒部２３８と、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状のフランジ部２３９とを備える。筒部２３８は、トッププレート１２３の上面から上方に広がる。フランジ部２３９は、筒部２３８の上端から径方向外方へと広がる。筒部２３８は、プレート保持部２２２の筒部２２３の径方向内側に位置する。フランジ部２３９は、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上方に位置し、フランジ部２２４と上下方向に対向する。被保持部２３７のフランジ部２３９の下面が、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上面に接することにより、トッププレート１２３が、チャンバ蓋部１２２から吊り下がるようにチャンバ蓋部１２２に取り付けられる。
　トッププレート１２３の外縁部の下面には、複数の第１係合部２４１が周方向に配列され、支持部ベース４１３の上面には、複数の第２係合部２４２が周方向に配列される。実際には、第１係合部２４１および第２係合部２４２は、基板支持部１４１の複数の第１接触部４１１、および、基板押さえ部１４２の複数の第２接触部４２１とは、周方向において異なる位置に配置される。これらの係合部は３組以上設けられることが好ましく、本実施の形態では４組設けられる。第１係合部２４１の下部には上方に向かって窪む凹部が設けられる。第２係合部２４２は支持部ベース４１３から上方に向かって突出する。
　基板回転機構１５は、いわゆる中空モータである。基板回転機構１５は、中心軸Ｊ１を中心とする環状のステータ部１５１と、環状のロータ部１５２とを備える。ロータ部１５２は、略円環状の永久磁石を含む。永久磁石の表面は、ＰＴＦＥ樹脂にてモールドされる。ロータ部１５２は、チャンバ１２内において下部環状空間２１７内に配置される。ロータ部１５２の上部には、接続部材を介して基板支持部１４１の支持部ベース４１３が取り付けられる。支持部ベース４１３は、ロータ部１５２の上方に配置される。
　ステータ部１５１は、チャンバ１２外においてロータ部１５２の周囲、すなわち、径方向外側に配置される。本実施の形態では、ステータ部１５１は、チャンバ底部２１０の外側壁部２１５およびベース部２１６に固定され、液受け部１６の下方に位置する。ステータ部１５１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に配列された複数のコイルを含む。
　ステータ部１５１に電流が供給されることにより、ステータ部１５１とロータ部１５２との間に、中心軸Ｊ１を中心とする回転力が発生する。これにより、ロータ部１５２が、中心軸Ｊ１を中心として水平状態で回転する。ステータ部１５１とロータ部１５２との間に働く磁力により、ロータ部１５２は、チャンバ１２内において直接的にも間接的にもチャンバ１２に接触することなく浮遊し、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板支持部１４１と共に浮遊状態にて回転する。
　液受け部１６は、カップ部１６１と、カップ部移動機構１６２と、カップ対向部１６３とを備える。カップ部１６１は中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、チャンバ１２の径方向外側に全周に亘って位置する。カップ部移動機構１６２はカップ部１６１を上下方向に移動する。カップ部移動機構１６２は、カップ部１６１の径方向外側に配置される。カップ部移動機構１６２は、上述のチャンバ開閉機構１３１と周方向に異なる位置に配置される。カップ対向部１６３は、カップ部１６１の下方に位置し、カップ部１６１と上下方向に対向する。カップ対向部１６３は、チャンバ側壁部２１４を形成する部材の一部である。カップ対向部１６３は、チャンバ側壁部２１４の径方向外側に位置する環状の液受け凹部１６５を有する。
　カップ部１６１は、側壁部６１１と、上面部６１２と、ベローズ６１７とを備える。側壁部６１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。上面部６１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、側壁部６１１の上端部から径方向内方および径方向外方へと広がる。側壁部６１１の下部は、カップ対向部１６３の液受け凹部１６５内に位置する。
　ベローズ６１７は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、上下方向に伸縮可能である。ベローズ６１７は、側壁部６１１の径方向外側において、側壁部６１１の周囲に全周に亘って設けられる。ベローズ６１７は、気体や液体を通過させない材料にて形成される。ベローズ６１７の上端部は、上面部６１２の外縁部の下面に全周に亘って接続される。換言すれば、ベローズ６１７の上端部は、上面部６１２を介して側壁部６１１に間接的に接続される。ベローズ６１７と上面部６１２との接続部はシールされており、気体や液体の通過が防止される。ベローズ６１７の下端部は、カップ対向部１６３を介してチャンバ本体１２１に間接的に接続される。ベローズ６１７の下端部とカップ対向部１６３との接続部でも、気体や液体の通過が防止される。
　チャンバ蓋部１２２の中央には、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の上部ノズル１８１が取り付けられる。上部ノズル１８１は、基板９の上面９１の中央部に対向してチャンバ蓋部１２２に固定される。上部ノズル１８１は、トッププレート１２３の中央の開口に挿入可能である。チャンバ底部２１０の下面対向部２１１の中央には、下部ノズル１８２が取り付けられる。下部ノズル１８２は、中央に液吐出口を有し、基板９の下面９２の中央部と対向する。下面対向部２１１には、複数の加熱ガス供給ノズル１８０がさらに取り付けられる。複数の加熱ガス供給ノズル１８０は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等角度間隔にて配置される。
　図２は、基板処理装置１が備える気液供給部１８および気液排出部１９を示すブロック図である。気液供給部１８は、上述の上部ノズル１８１、下部ノズル１８２および加熱ガス供給ノズル１８０に加えて、薬液供給部１８３と、純水供給部１８４と、処理液供給ユニット７と、不活性ガス供給部１８６と、加熱ガス供給部１８７とを備える。
　薬液供給部１８３および純水供給部１８４は、処理液供給ユニット７を介して上部ノズル１８１に接続される。後述するように、処理液供給ユニット７には、他の種類の処理液の供給部も接続される。処理液供給ユニット７の構成については後述する。下部ノズル１８２は、弁を介して純水供給部１８４に接続される。上部ノズル１８１は、弁を介して不活性ガス供給部１８６にも接続される。上部ノズル１８１は中央に液吐出口を有し、その周囲にガス噴出口を有する。したがって、正確には、上部ノズル１８１の一部はチャンバ１２の内部にガスを供給する広義のガス供給部の一部である。複数の加熱ガス供給ノズル１８０は、弁を介して加熱ガス供給部１８７に接続される。
　液受け部１６の液受け凹部１６５に接続される第１排出路１９１は、気液分離部１９３に接続される。気液分離部１９３は、外側排気部１９４、薬液回収部１９５および排液部１９６にそれぞれ弁を介して接続される。チャンバ１２のチャンバ底部２１０に接続される第２排出路１９２は、気液分離部１９７に接続される。気液分離部１９７は、内側排気部１９８および排液部１９９にそれぞれ弁を介して接続される。気液供給部１８および気液排出部１９の各構成は、制御部１０により制御される。チャンバ開閉機構１３１、基板回転機構１５およびカップ部移動機構１６２（図１参照）も制御部１０により制御される。
　不活性ガス供給部１８６は、上部ノズル１８１を介してチャンバ１２内に不活性ガスを供給する。加熱ガス供給部１８７は、複数の加熱ガス供給ノズル１８０を介して基板９の下面９２に加熱したガス（例えば、高温の不活性ガス）を供給する。本実施の形態では、加熱ガス供給部１８７にて利用されるガスは窒素（Ｎ２）ガスであるが、窒素ガス以外であってもよい。
　図３は、処理液供給ユニット７の構成を示す図である。処理液供給ユニット７は、接続部７１と、純水導入ライン７２と、薬液導入ライン７３と、処理液共通ライン７４と、薬液回収ライン７５と、補助回収ライン７６とを備える。純水導入ライン７２は、純水供給部１８４と接続部７１とを接続する。純水導入ライン７２には、第１純水導入バルブ７２１および第２純水導入バルブ７２２が設けられ、第１純水導入バルブ７２１は接続部７１に近接する。第２純水導入バルブ７２２では、純水供給部１８４側が、常時、純水（ＤＩＷ：Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ　Ｗａｔｅｒ）と接しており、第２純水導入バルブ７２２は純水の流路の開閉を行う純水用バルブである。
　薬液導入ライン７３は、薬液供給部１８３と接続部７１とを接続する。薬液導入ライン７３には、薬液導入バルブ７３１が接続部７１に近接して設けられる。薬液導入バルブ７３１では、薬液供給部１８３側が、常時、薬液と接しており、薬液導入バルブ７３１は薬液の流路の開閉を行う薬液用バルブである。処理液共通ライン７４は、接続部７１と上部ノズル１８１とを接続する。処理液共通ライン７４には、処理液共通バルブ７４１が接続部７１に近接して設けられる。薬液回収ライン７５は、接続部７１と薬液回収部８２とを接続する。薬液回収ライン７５には、薬液回収バルブ７５１が接続部７１に近接して設けられる。補助回収ライン７６は、接続部７１と薬液回収部８２の薬液回収タンク８２１とを接続する。補助回収ライン７６には、補助バルブ７６１が接続部７１に近接して設けられる。
　接続部７１は、上下方向（重力方向）に長い内部空間７１１（以下、「接続空間７１１」という。）を有する。純水導入ライン７２と接続空間７１１との接続位置である純水導入位置７１２は、接続空間７１１の下端近傍に位置する。処理液共通ライン７４と接続空間７１１との接続位置であるノズル連絡位置７１４は、接続空間７１１の上端近傍に位置する。薬液導入ライン７３と接続空間７１１との接続位置である薬液導入位置７１３は、上下方向において純水導入位置７１２とノズル連絡位置７１４との間に位置する。薬液回収ライン７５と接続空間７１１との接続位置である薬液回収位置７１５は、上下方向において純水導入位置７１２と薬液導入位置７１３との間に位置する。補助回収ライン７６と接続空間７１１との接続位置である補助回収位置７１６は、上下方向において薬液導入位置７１３とノズル連絡位置７１４との間に位置する。接続空間７１１では、薬液回収位置７１５は、薬液導入位置７１３よりも下方に位置し、補助回収位置７１６は、薬液導入位置７１３よりも上方に位置する。
　処理液供給ユニット７は、純水排出ライン７７をさらに備える。純水排出ライン７７は、純水導入ライン７２における第１純水導入バルブ７２１と第２純水導入バルブ７２２との間の位置７２７（以下、「純水排出位置７２７」という。）と後述の純水排出部８３とを接続する。純水排出ライン７７には、純水排出バルブ７７１が設けられる。
　純水導入ライン７２、接続部７１および処理液共通ライン７４は、純水供給部１８４と上部ノズル１８１とを接続する純水の供給ラインである。供給ラインでは、純水供給部１８４から上部ノズル１８１へと向かう純水の流れ方向に垂直な断面の面積（すなわち、流路面積）が接続空間７１１において最大である。すなわち、供給ラインでは、流路面積が他の部位における流路面積よりも大きい内部空間が接続空間７１１として設けられる。接続空間７１１における純水の流れ方向は下側から上側に向かう。
　処理液供給ユニット７では、他の種類の処理液を供給ラインに導入する処理液導入ライン７８，７９がさらに設けられる。薬液導入ライン７３と同様に、各処理液導入ライン７８，７９の一端は接続部７１に接続され、処理液導入ライン７８，７９と接続空間７１１との接続位置は、上下方向においてノズル連絡位置７１４と純水導入位置７１２との間に位置する。処理液導入ライン７８，７９の他端は、当該種類の処理液の供給部（図示省略）に接続される。本実施の形態では、接続部７１、並びに、接続部７１に近接して設けられる第１純水導入バルブ７２１、薬液導入バルブ７３１、処理液共通バルブ７４１、薬液回収バルブ７５１、補助バルブ７６１および処理液導入ライン７８，７９のバルブが、１つの多連弁装置７０（ミキシングバルブ）として形成される。図３では、多連弁装置７０を破線の矩形にて示している。
　薬液供給部１８３は、薬液を循環させる循環ライン（図示省略）と、循環ラインに設けられるヒータ１８３１とを有する。薬液は、循環ラインを循環しつつヒータ１８３１により一定の温度に加熱される。薬液導入ライン７３の一端は循環ラインに接続される。薬液回収部８２は、薬液回収タンク８２１と、薬液回収ライン７５において薬液回収バルブ７５１と薬液回収タンク８２１との間に設けられるエジェクタ８２２とを有する。薬液回収バルブ７５１を開いた状態で、ポンプであるエジェクタ８２２を駆動することにより、接続空間７１１における薬液回収位置７１５近傍の液体が薬液回収ライン７５内に流入し、薬液回収タンク８２１へと排出される。薬液回収部８２は、図２の薬液回収部１９５と同一であってもよい。純水排出部８３は、排液部８３１と、純水排出ライン７７において純水排出バルブ７７１と排液部８３１との間に設けられるエジェクタ８３２とを有する。純水排出バルブ７７１を開いた状態で、ポンプであるエジェクタ８３２を駆動することにより、純水導入ライン７２における純水排出位置７２７近傍の液体が純水排出ライン７７内に流入し、排液部８３１へと排出される。排液部８３１は、図２の排液部１９６，１９９であってよい。
　図３の処理液供給ユニット７において、各処理液導入ライン７８，７９を介して供給ラインに他の種類の処理液が導入される場合に、当該処理液を回収して再利用するときには、薬液回収ライン７５と同様の構成を有する回収ライン、および、薬液回収部８２と同様の構成を有する回収部が処理液の種類毎に設けられる。各種類の処理液の回収ラインの一端は、上下方向において接続空間７１１における当該種類の処理液の導入位置と純水導入位置７１２との間の位置に接続される。
　本実施の形態では、接続空間７１１に対する接続位置が上下方向に並ぶ複数の導入ライン７２，７９，７８，７３のうち、接続位置が最も下側の純水導入ライン７２を用いて接続空間７１１に常温の純水が導入され、接続位置が下から２番目の処理液導入ライン７９を用いて接続空間７１１に高温の純水（Ｈｏｔ　ＤＩＷ）が導入される。また、接続位置が下から３番目の処理液導入ライン７８を用いて接続空間７１１に酸（例えば、フッ酸（ＨＦ））の溶液が導入され、接続位置が最も上側の薬液導入ライン７３を用いて接続空間７１１に所定の有機溶剤（例えば、レジスト除去に用いられるフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）を含む有機溶剤）が導入される。基板処理装置１では、上記以外の処理液を供給する処理液供給部が設けられてもよい。
　図４は、基板処理装置１における基板９の処理の流れを示す図である。基板処理装置１では、図１に示すように、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間して上方に位置し、カップ部１６１がチャンバ蓋部１２２から離間して下方に位置する状態にて、基板９が外部の搬送機構によりチャンバ１２内に搬入され、基板支持部１４１により下側から支持される（ステップＳ１１）。以下、図１に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「オープン状態」と呼ぶ。チャンバ蓋部１２２とチャンバ側壁部２１４との間の開口は、中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、以下、「環状開口８１」という。基板処理装置１では、チャンバ蓋部１２２がチャンバ本体１２１から離間することにより、基板９の周囲（すなわち、径方向外側）に環状開口８１が形成される。ステップＳ１１では、基板９は環状開口８１を介して搬入される。
　基板９が搬入されると、カップ部１６１が、図１に示す位置から図５に示す位置まで上昇し、環状開口８１の径方向外側に全周に亘って位置する。以下の説明では、図５に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「第１密閉状態」という。また、図５に示すカップ部１６１の位置を「液受け位置」といい、図１に示すカップ部１６１の位置を「退避位置」という。カップ部移動機構１６２は、カップ部１６１を、環状開口８１の径方向外側の液受け位置と、液受け位置よりも下方の退避位置との間で上下方向に移動する。
　液受け位置に位置するカップ部１６１では、側壁部６１１が、環状開口８１と径方向に対向する。また、上面部６１２の内縁部の上面が、チャンバ蓋部１２２の外縁部下端のリップシール２３２に全周に亘って接する。チャンバ蓋部１２２とカップ部１６１の上面部６１２との間には、気体や液体の通過を防止するシール部が形成される。これにより、チャンバ本体１２１、チャンバ蓋部１２２、カップ部１６１およびカップ対向部１６３により囲まれる密閉された空間（以下、「拡大密閉空間１００」という。）が形成される。拡大密閉空間１００は、チャンバ蓋部１２２とチャンバ本体１２１との間のチャンバ空間１２０と、カップ部１６１とカップ対向部１６３とに囲まれる側方空間１６０とが、環状開口８１を介して連通することにより形成された１つの空間である。
　第１密閉状態では、基板押さえ部１４２の複数の第２接触部４２１が基板９の外縁部に接触する。トッププレート１２３の下面、および、基板支持部１４１の支持部ベース４１３上には、上下方向にて対向する複数対の磁石（図示省略）が設けられる。以下、各対の磁石を「磁石対」ともいう。基板処理装置１では、複数の磁石対が、周方向において第１接触部４１１、第２接触部４２１、第１係合部２４１および第２係合部２４２とは異なる位置に、等角度間隔にて配置される。基板押さえ部１４２が基板９に接触している状態では、磁石対の間に働く磁力（引力）により、トッププレート１２３に下向きの力が働く。これにより、基板押さえ部１４２が基板９を基板支持部１４１へと押圧する。
　基板処理装置１では、基板押さえ部１４２が、トッププレート１２３の自重、および、磁石対の磁力により基板９を基板支持部１４１へと押圧することにより、基板９を基板押さえ部１４２と基板支持部１４１とで上下から挟んで強固に保持することができる。
　第１密閉状態では、被保持部２３７のフランジ部２３９が、プレート保持部２２２のフランジ部２２４の上方に離間しており、プレート保持部２２２と被保持部２３７とは接触しない。換言すれば、プレート保持部２２２によるトッププレート１２３の保持が解除されている。このため、トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２から独立して、基板保持部１４および基板保持部１４に保持された基板９と共に、基板回転機構１５により回転可能である。
　また、第１密閉状態では、第１係合部２４１の下部の凹部に第２係合部２４２が嵌る。これにより、トッププレート１２３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において基板支持部１４１の支持部ベース４１３と係合する。換言すれば、第１係合部２４１および第２係合部２４２は、トッププレート１２３の基板支持部１４１に対する回転方向における相対位置を規制する（すなわち、周方向における相対位置を固定する）位置規制部材である。チャンバ蓋部１２２が下降する際には、第１係合部２４１と第２係合部２４２とが嵌り合うように、基板回転機構１５により支持部ベース４１３の回転位置が制御される。
　第１密閉状態が形成されると、図６に示すように、処理液供給ユニット７において薬液導入バルブ７３１および補助バルブ７６１が開かれる。これにより、薬液供給部１８３から薬液導入ライン７３を介して接続空間７１１に薬液が導入されるとともに、接続空間７１１の薬液が補助回収ライン７６を介して薬液回収タンク８２１に排出される（ステップＳ１２）。したがって、薬液導入ライン７３において薬液供給部１８３と薬液導入バルブ７３１との間に滞留して温度が低下した薬液が薬液回収タンク８２１にて回収される。後述するように、ステップＳ１２の処理後に、上部ノズル１８１から薬液が吐出されるため、ステップＳ１２の処理は、吐出前の薬液回収処理（プリディスペンス）である。また、後述するように、ステップＳ１２の処理の直前では、接続空間７１１がほぼ空であり、吐出前の薬液回収処理では、他の種類の処理液が混入することなく、薬液のみが薬液回収部８２にて回収される。
　なお、処理液供給ユニット７における他の全てのバルブは閉じられている。図６では、薬液が流れる薬液導入ライン７３および補助回収ライン７６を太線にて描くとともに、薬液が充填される接続空間７１１に平行斜線を付している。また、図６中のバルブを示す記号において三角形の部分が黒いものは、バルブが開いている状態を示し、三角形の部分が白いものは、バルブが閉じている状態を示す（後述の図７、図８、図１０および図１１において同様）。
　図５に示す基板処理装置１では、基板回転機構１５により一定の回転数（比較的低い回転数であり、以下、「定常回転数」という。）での基板９の回転が開始される。また、外側排気部１９４（図２参照）による拡大密閉空間１００内のガスの排出が開始される。そして、図７に示すように、処理液供給ユニット７において補助バルブ７６１が閉じられ、処理液共通バルブ７４１が開かれる。これにより、接続空間７１１の薬液が処理液共通ライン７４を介して上部ノズル１８１に導かれ、図５に示す上部ノズル１８１から、回転する基板９の上面９１の中央部に向けて薬液が吐出される（ステップＳ１３）。上部ノズル１８１からの薬液は、回転する基板９の上面９１に連続的に供給される。上面９１上の薬液は、基板９の回転により基板９の外周部へと拡がり、上面９１全体が薬液により被覆される。これにより、基板９の上面９１に対して薬液による処理が行われる。
　上部ノズル１８１から薬液を供給する際には、トッププレート１２３の下面は、基板９の上方において基板９を覆うように基板９の上面９１に沿って広がり、基板９の上面９１に近接している。このように、基板９に対する薬液による処理は、トッププレート１２３の下面と基板９の上面９１との間の極めて狭い空間において行われる。基板９に対する処理の種類によっては、上部ノズル１８１からの薬液の供給に並行して、複数の加熱ガス供給ノズル１８０から加熱したガスが噴出されることにより、基板９が加熱されてよい。
　拡大密閉空間１００では、回転する基板９の上面９１から飛散する薬液が、環状開口８１を介してカップ部１６１にて受けられ、液受け凹部１６５へと導かれる。液受け凹部１６５へと導かれた薬液は、図２に示す第１排出路１９１を介して気液分離部１９３に流入する。薬液回収部１９５では、気液分離部１９３から薬液が回収され、フィルタ等を介して薬液から不純物等が除去された後、再利用される。
　上部ノズル１８１からの薬液の供給開始から所定時間（例えば、６０～１２０秒）経過すると、図７中の薬液導入バルブ７３１が閉じられ、上部ノズル１８１からの薬液の吐出が停止される。そして、基板回転機構１５により、所定時間（例えば、１～３秒）だけ基板９の回転数が定常回転数よりも高くされ、基板９から薬液が除去される。
　処理液供給ユニット７では、図８に示すように薬液回収バルブ７５１が開かれるとともに、エジェクタ８２２の駆動が開始される。これにより、接続空間７１１において薬液回収位置７１５近傍の薬液が薬液回収ライン７５内に流入し（サックバックされ）、薬液回収タンク８２１へと排出される（ステップＳ１４）。薬液の吐出停止直後では、上部ノズル１８１の内部、処理液共通ライン７４の内部、および、接続部７１の接続空間７１１の全体において薬液が連続して充填されており、ステップＳ１４の処理により、上部ノズル１８１および処理液共通ライン７４の内部に存在する薬液、および、接続空間７１１の薬液回収位置７１５から上側に存在する薬液が、薬液回収ライン７５を介して薬液回収部８２にて回収される。ステップＳ１４の処理は、吐出後の薬液回収処理である。
　また、図５の基板処理装置１では、チャンバ蓋部１２２およびカップ部１６１が同期して下方へと移動する。そして、図９に示すように、チャンバ蓋部１２２の外縁部下端のリップシール２３１が、チャンバ側壁部２１４の上部と接することにより、環状開口８１が閉じられ、チャンバ空間１２０が、側方空間１６０と隔絶された状態で密閉される。カップ部１６１は、図１と同様に、退避位置に位置する。以下、図９に示すチャンバ１２およびカップ部１６１の状態を「第２密閉状態」という。第２密閉状態では、基板９は、チャンバ１２の内壁と直接対向し、これらの間に他の液受け部は存在しない。
　第２密閉状態でも、第１密閉状態と同様に、基板押さえ部１４２が基板９を基板支持部１４１へと押圧することにより、基板９が、基板押さえ部１４２と基板支持部１４１とで上下から挟まれて強固に保持される。また、プレート保持部２２２によるトッププレート１２３の保持が解除されており、トッププレート１２３は、チャンバ蓋部１２２から独立して、基板保持部１４および基板９と共に回転する。
　チャンバ空間１２０が密閉されると、外側排気部１９４（図２参照）によるガスの排出が停止されるとともに、内側排気部１９８によるチャンバ空間１２０内のガスの排出が開始される。また、図１０に示すように、処理液供給ユニット７において薬液回収バルブ７５１が閉じられるとともに、第１純水導入バルブ７２１および第２純水導入バルブ７２２が開かれる。これにより、純水供給部１８４から純水導入ライン７２を介して接続空間７１１に純水が導入されるとともに、接続空間７１１の純水が処理液共通ライン７４を介して上部ノズル１８１に導かれる。そして、図９に示す上部ノズル１８１から、回転する基板９の上面９１の中央部に向けて純水が吐出され、基板９に純水が供給される（ステップＳ１５）。なお、薬液回収バルブ７５１を閉じる際には、エジェクタ８２２の駆動も停止される。
　純水供給部１８４からの純水は、上部ノズル１８１から基板９の上面９１の中央部に連続的に供給される。また、純水供給部１８４からの純水は、下部ノズル１８２から基板９の下面９２の中央部にも連続的に供給される。上部ノズル１８１および下部ノズル１８２から吐出される純水は、洗浄液として基板９に供給される。
　純水は、基板９の回転により上面９１および下面９２の外周部へと拡がり、基板９の外周縁から外側へと飛散する。基板９から飛散する純水は、チャンバ１２の内壁（すなわち、チャンバ蓋部１２２およびチャンバ側壁部２１４の内壁）にて受けられ、図２に示す第２排出路１９２、気液分離部１９７および排液部１９９を介して廃棄される（後述する基板９の乾燥処理においても同様）。これにより、チャンバ空間１２０において、純水による基板９に対する洗浄処理と共に、チャンバ１２内の洗浄も実質的に行われる。
　純水の供給開始から所定時間経過すると、処理液供給ユニット７では、図１０に示す第２純水導入バルブ７２２が閉じられ、上部ノズル１８１からの純水の吐出が停止される。また、図１１に示すように、純水排出バルブ７７１が開かれるとともに、エジェクタ８３２の駆動が開始される。これにより、純水導入ライン７２において純水排出位置７２７近傍の純水が純水排出ライン７７内に流入し（サックバックされ）、排液部８３１へと排出される（ステップＳ１６）。純水の吐出停止直後では、上部ノズル１８１の内部、処理液共通ライン７４の内部、接続部７１の接続空間７１１、および、純水導入ライン７２の内部の全体において純水が連続して充填されており、ステップＳ１６の純水排出処理により、上部ノズル１８１の内部、処理液共通ライン７４の内部、接続空間７１１、および、純水導入ライン７２において純水排出位置７２７と接続部７１との間に存在する純水が、純水排出ライン７７を介して純水排出部８３により排出される。既述のように、純水導入ライン７２が、接続空間７１１の下端近傍に接続されるため、接続空間７１１内のほぼ全ての純水が排出され、接続空間７１１がほぼ空になる。純水の排出が完了すると、全てのバルブが閉じられるとともに、エジェクタ８３２の駆動も停止される。
　図９の基板処理装置１では、複数の加熱ガス供給ノズル１８０から、基板９の下面９２に向けて、加熱したガスが噴出される。これにより、基板９が加熱される。また、加熱ガス供給ノズル１８０からの加熱ガスの噴出が継続された状態で、基板９の回転数が定常回転数よりも十分に高くされる。これにより、純水が基板９上から除去され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１７）。基板９の乾燥開始から所定時間経過すると、基板９の回転が停止する。なお、処理液供給ユニット７において、一の処理液導入ライン７８，７９がＩＰＡ供給部に接続され、基板９の乾燥処理の前に、上部ノズル１８１から基板９の上面９１上にＩＰＡが供給され、上面９１上において純水がＩＰＡに置換されてよい。また、基板９の乾燥処理は、内側排気部１９８によりチャンバ空間１２０が減圧され、大気圧よりも低い減圧雰囲気にて行われてもよい。
　その後、チャンバ蓋部１２２とトッププレート１２３が上昇して、図１に示すように、チャンバ１２がオープン状態となる。ステップＳ１７では、トッププレート１２３が基板支持部１４１と共に回転するため、トッププレート１２３の下面に液体はほとんど残存せず、チャンバ蓋部１２２の上昇時にトッププレート１２３から液体が基板９上に落下することはない。基板９は外部の搬送機構によりチャンバ１２から搬出される（ステップＳ１８）。
　実際には、上記ステップＳ１１～Ｓ１８の処理は、他の基板９に対して繰り返される。このとき、直前のステップＳ１６の処理（すなわち、現在の処理対象の基板９の直前に処理対象とされた基板９に対するステップＳ１６の処理）により接続空間７１１のほぼ全ての純水が排出されているため、現在の基板９に対する吐出前の薬液回収処理（ステップＳ１２の処理）において、薬液回収部８２にて回収される薬液に純水が混ざることが抑制される。
　処理液供給ユニット７では、図１２に示すように、純水排出ライン７７において、純水排出バルブ７７１とエジェクタ８３２との間の位置７７５に薬液回収ライン７５の一端を接続することも可能である。この場合、純水排出ライン７７における純水排出位置７２７と位置７７５との間の部分が、純水排出ライン７７および薬液回収ライン７５により共有されていると捉えることができ、純水排出位置７２７は、薬液回収位置であるといえる。図１２の処理液供給ユニット７では、処理液共通バルブ７４１、第１純水導入バルブ７２１、純水排出バルブ７７１、および、薬液回収バルブ７５１が開いた状態、かつ、他のバルブは閉じた状態にて、吐出後の薬液回収処理が行われる。このように、薬液回収位置は、純水導入ライン７２、接続部７１および処理液共通ライン７４により形成される供給ラインにおいて、薬液導入位置７１３と、純水用バルブである第２純水導入バルブ７２２との間の任意の位置に設けることが可能である。
　同様に、図３に示す薬液回収ライン７５において、薬液回収バルブ７５１とエジェクタ８２２との間の位置に純水排出ライン７７の一端を接続することも可能であり、この場合、薬液回収位置７１５は、純水排出位置であるといえる。このように、純水排出位置は、供給ラインにおいて、薬液導入位置７１３と第２純水導入バルブ７２２との間の任意の位置に設けることが可能である。
　図３の処理液供給ユニット７において、純水排出ライン７７の第２純水導入バルブ７２２と接続部７１との間の位置に補助回収ライン７６の一端が接続されてよい。また、接続空間７１１において薬液導入位置７１３よりも下方に純水排出ライン７７の一端が接続されてよい。このように、補助回収位置は、供給ラインにおいて上部ノズル１８１と、純水用バルブである第２純水導入バルブ７２２との間の任意の位置に設けることが可能である。
　以上に説明したように、基板処理装置１では、上部ノズル１８１が、純水の供給ラインである純水導入ライン７２、接続部７１および処理液共通ライン７４により純水供給部１８４と接続され、供給ラインには純水用バルブである第２純水導入バルブ７２２が設けられる。また、薬液導入ライン７３により、供給ラインにおける上部ノズル１８１と第２純水導入バルブ７２２との間の薬液導入位置７１３と薬液供給部１８３とが接続される。さらに、供給ラインにおける薬液導入位置７１３と第２純水導入バルブ７２２との間の薬液回収位置７１５に、薬液回収ライン７５の一端が接続される。そして、上部ノズル１８１からの薬液の吐出完了後に供給ラインにて上部ノズル１８１と薬液回収位置７１５との間に存在する薬液が、薬液回収ライン７５に設けられた薬液回収部８２により、上部ノズル１８１からの純水の吐出開始前に回収される。これにより、供給ラインに残存して純水と共に上部ノズル１８１から吐出される薬液の量を低減することができる、すなわち、薬液を効率よく回収して再利用することができる。好ましくは、接続空間７１１の下端近傍に薬液回収ライン７５が接続される。これにより、供給ラインに残存して純水と共に上部ノズル１８１から吐出される薬液の量をさらに低減することができ、薬液をより効率よく回収して再利用することができる。
　また、供給ラインにおける薬液導入位置７１３と第２純水導入バルブ７２２との間の純水排出位置７２７に純水排出ライン７７の一端が接続される。そして、上部ノズル１８１からの純水の吐出完了後に供給ラインにて上部ノズル１８１と純水排出位置７２７との間に存在する純水が、純水排出ライン７７に設けられた純水排出部８３により、上部ノズル１８１からの薬液の吐出開始前（本実施の形態では、吐出前の薬液回収処理の前）に排出される。これにより、供給ラインに対して薬液導入位置７１３から薬液を導入する前に、供給ラインに残存する純水の量を低減することができ、薬液に純水が混入することを抑制することができる。好ましくは、接続空間７１１の下端近傍に接続された純水導入ライン７２に純水排出位置７２７が設けられる。これにより、供給ラインに残存して薬液と混ざる純水の量を大幅に低減することが実現される。その結果、薬液回収部８２において、ほぼ薬液のみ（純水が混入していない薬液）を回収することができる。
　さらに、供給ラインにおける上部ノズル１８１と第２純水導入バルブ７２２との間の補助回収位置７１６と、薬液回収部８２とが補助回収ライン７６により接続される。そして、上部ノズル１８１からの薬液の吐出直前に、薬液導入ライン７３の薬液導入バルブ７３１および補助回収ライン７６の補助バルブ７６１を開くことにより、薬液供給部１８３からの薬液が補助回収ライン７６を介して薬液回収部８２にて回収される。これにより、薬液導入ライン７３において薬液導入バルブ７３１と薬液供給部１８３との間に滞留する薬液（例えば、温度が低下した薬液や僅かに変質した薬液等）が基板９上に吐出されることを防止することができ、薬液を基板９に吐出する処理の一定の質を確保することができる。好ましくは、補助回収位置７１６は、接続空間７１１におけるノズル連絡位置７１４の近傍に設けられる。
　処理液供給ユニット７では、上部ノズル１８１に接続された１つの処理液共通ライン７４に対して、薬液導入ライン７３および純水導入ライン７２が接続部７１を介して接続される。これにより、１つの上部ノズル１８１から薬液および純水を吐出することが実現される。また、既述のように、処理液供給ユニット７では、内部に滞留する薬液を上部ノズル１８１を用いることなく排出することが可能である。したがって、処理液供給ユニット７の内部に滞留する薬液を排出する際に、上部ノズル１８１を基板９の上方の位置から退避させる必要がない。すなわち、基板保持部１４にて保持された基板９の上面９１に沿う方向における上部ノズル１８１の位置を固定することが可能である。このような上部ノズル１８１は、互いに近接するトッププレート１２３と基板９の上面９１との間に薬液および純水を順次供給する基板処理装置や、密閉された狭い内部空間にて処理が行われる基板処理装置に特に適している。
　上記基板処理装置１では様々な変形が可能である。
　処理液供給ユニットの設計によっては、接続部７１が他のラインと同様の部材（パイプ）により形成されてよく、他のラインとほぼ同じ流路面積であってよい。このような処理液供給ユニットにおいても、薬液導入位置が、供給ラインにおいて上部ノズル１８１と純水用バルブとの間の任意の位置に設けられ、薬液回収位置が、薬液導入位置と純水用バルブとの間に設けられる。これにより、薬液を効率よく回収して再利用することが可能である。供給ラインにおいて上部ノズル１８１と薬液回収位置との間に存在する薬液を、薬液回収部８２により回収することが可能であるならば、接続部７１は必ずしも上下方向に伸びる必要はない。
　基板９の上方にて基板９の主面に沿って移動するノズルに対して、処理液供給ユニット７を介して処理液が供給されてよい。
　薬液回収部８２および純水排出部８３では、エジェクタ８２２，８３２以外に、機能的に液を送ることが可能な様々なポンプが利用されてよい。
　また、基板９は、様々な態様にて保持されてよく、例えば、基板９の下面９２の全体に接する基板保持部が設けられてよい。
　基板処理装置１では、上部ノズル１８１から吐出される薬液により、基板上の酸化膜の除去や現像液による現像、あるいは、エッチング等、様々な処理が行われてよい。
　基板処理装置１にて処理される基板は半導体基板には限定されず、ガラス基板や他の基板であってもよい。
　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。
　発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
　１　　基板処理装置
　９　　基板
　１４　　基板保持部
　７１　　接続部
　７２　　純水導入ライン
　７３　　薬液導入ライン
　７４　　処理液共通ライン
　７５　　薬液回収ライン
　７６　　補助回収ライン
　７７　　純水排出ライン
　８２　　薬液回収部
　８３　　純水排出部
　９１　　上面
　１２３　　トッププレート
　１８１　　上部ノズル
　１８３　　薬液供給部
　１８４　　純水供給部
　７１１　　接続空間
　７１３　　薬液導入位置
　７１５　　薬液回収位置
　７１６　　補助回収位置
　７２２　　純水導入バルブ
　７２７　　純水排出位置
　７３１　　薬液導入バルブ
　７６１　　補助バルブ
　８２２，８３２　　エジェクタ
　１８３１　　ヒータ

Claims (7)

  1. 　基板処理装置であって、
    　基板を保持する保持部と、
    　前記基板に向けて処理液を吐出するノズルと、
    　前記ノズルと純水供給部とを接続するとともに、純水用バルブが設けられた供給ラインと、
    　前記供給ラインにおける前記ノズルと前記純水用バルブとの間の薬液導入位置と、薬液供給部とを接続するとともに、薬液用バルブが設けられた薬液導入ラインと、
    　前記供給ラインにおける前記薬液導入位置と前記純水用バルブとの間の薬液回収位置に一端が接続された薬液回収ラインと、
    　前記薬液回収ラインに設けられたポンプを有し、前記供給ラインにおいて前記ノズルと前記薬液回収位置との間に存在する薬液を回収する薬液回収部と、
    を備える。
  2. 　請求項１に記載の基板処理装置であって、
    　前記供給ラインにおける前記薬液導入位置と前記純水用バルブとの間の純水排出位置に一端が接続された純水排出ラインと、
    　前記純水排出ラインに設けられたポンプを有し、前記供給ラインにおいて前記ノズルと前記純水排出位置との間に存在する純水を排出する純水排出部と、
    をさらに備える。
  3. 　請求項１に記載の基板処理装置であって、
    　前記供給ラインにおける前記ノズルと前記純水用バルブとの間の補助回収位置と、前記薬液回収部とを接続するとともに、補助バルブが設けられた補助回収ラインをさらに備え、
    　前記ノズルからの薬液の吐出直前に前記薬液用バルブおよび前記補助バルブを開くことにより、前記薬液供給部からの薬液が前記補助回収ラインを介して前記薬液回収部にて回収される。
  4. 　請求項３に記載の基板処理装置であって、
    　前記薬液供給部が薬液を一定の温度に加熱するヒータを含む。
  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、
    　前記供給ラインにおいて、前記純水供給部から前記ノズルへと向かう純水の流れ方向に垂直な断面の面積が、他の部位における面積よりも大きい内部空間が接続空間として設けられており、
    　前記接続空間が上下方向に長く、前記接続空間における前記流れ方向が下側から上側に向かい、
    　前記薬液導入位置および前記薬液回収位置が前記接続空間との接続位置であり、
    　前記薬液回収位置が前記薬液導入位置よりも下方に位置する。
  6. 　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、
    　前記基板の上方において、前記基板を覆うように前記基板の上面に沿って広がり、前記ノズルから前記基板に薬液が供給される際に、前記上面に近接するトッププレートをさらに備え、
    　前記ノズルが前記トッププレートと前記上面との間に薬液を供給する。
  7. 　基板処理装置における基板処理方法であって、
    　前記基板処理装置が、
    　基板に向けて処理液を吐出するノズルと、
    　前記ノズルと純水供給部とを接続するとともに、純水用バルブが設けられた供給ラインと、
    　前記供給ラインにおける前記ノズルと前記純水用バルブとの間の薬液導入位置と、薬液供給部とを接続するとともに、薬液用バルブが設けられた薬液導入ラインと、
    　前記供給ラインにおける前記薬液導入位置と前記純水用バルブとの間の薬液回収位置に一端が接続された薬液回収ラインと、
    　前記薬液回収ラインに設けられたポンプを有する薬液回収部と、
    を備え、
    　前記基板処理方法が、
    　前記ノズルから薬液を吐出する工程と、
    　前記供給ラインにおいて前記ノズルと前記薬液回収位置との間に存在する薬液を、前記薬液回収部により回収する工程と、
    を備える。
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