基板処理装置および基板処理方法
【課題】処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給することができる基板処理装置および基板処理方法を提供すること。
【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗを水平に保持するスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板Ｗの上面および下面に処理液を供給する処理液供給機構と、スピンチャックに保持された基板Ｗを取り囲む環状部材４とを備えている。環状部材４は、基板Ｗの上面周縁部を取り囲む上側環状親水面２９と、基板Ｗの下面周縁部を取り囲む下側環状親水面３０とを含む。
【解決手段】基板処理装置は、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗを水平に保持するスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板Ｗの上面および下面に処理液を供給する処理液供給機構と、スピンチャックに保持された基板Ｗを取り囲む環状部材４とを備えている。環状部材４は、基板Ｗの上面周縁部を取り囲む上側環状親水面２９と、基板Ｗの下面周縁部を取り囲む下側環状親水面３０とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して処理液を用いた処理が行われる。基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して当該基板の中心を通る鉛直軸線まわりに当該基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の上面中央部に向けて処理液を吐出するノズルと、スピンチャックおよびノズルを収容する処理室とを備えている。スピンチャックによって基板を回転させながら、ノズルから処理液を吐出させることにより、基板の上面に処理液が供給され、基板の上面が処理液によって処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の基板処理装置において、スピンチャックによって基板を回転させながら、ノズルから処理液を吐出させると、ノズルから吐出された処理液は、基板の上面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形の処理液の液膜が基板の上面中央部に形成される。そして、この処理液の液膜は、基板の回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、この処理液の液膜は、後続の処理液が基板の上面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、処理液の液膜は、ほぼ円形のまま基板の上面に沿って広がっていく。
【０００５】
しかしながら、基板の上面が疎水性である場合、処理液の液膜は、基板の上面周縁部までほぼ円形のまま広がらずに、基板の上面周縁部に達する前に放射状に広がる場合がある。すなわち、基板の上面が疎水性である場合、ほぼ円形の処理液の液膜の外縁から径方向に延びる複数の処理液の筋が形成されることがある。この場合、基板の上面全域に処理液が供給されないので、基板の上面をむらなく処理することができない。さらに、処理室内に浮遊する処理液のミストやパーティクルが、基板の上面において処理液によって覆われていない領域に付着して、基板が汚染されるおそれがある。
【０００６】
たとえば、高流量でノズルから処理液を吐出させるとともに、基板を高速で回転させれば、基板の上面が疎水性であっても、基板の上面の一部が露出することを抑制または防止できる。しかしながら、高流量でノズルから処理液を吐出させると、処理液の消費量が増加するので、ランニングコストが増加してしまう。また、基板を高速で回転させると、基板から飛散する処理液の速度が増加するので、飛散した処理液が基板の周囲に設けられた部材に衝突したときの衝撃が増加する。そのため、処理液のミストの発生量が増加し、基板や処理室内の部材に処理液のミストが付着するおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面（２９、３０、３４６、Ｗａ，Ｗｂ）を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置手段（４、２０４、３０４、４４７）とを含む、基板処理装置（１、２０１、３０１、４０１）である。基板の主面は、基板の上面であってもよいし、基板の下面であってもよい。
【０００９】
親水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がり、薄い液膜が形成される。一方、疎水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がらずに、液滴が形成される。すなわち、親水性の固体表面は、濡れやすく、疎水性の固体表面は、濡れにくい。しかし、本願発明者は、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、液体を固体表面に沿って広げられることを発見した。
【００１０】
具体的には、本願発明者は、固体表面において液体によって覆われている領域（被覆領域）と液体によって覆われていない領域（非被覆領域）の境界（液体表面と固体表面とが交わるところ）が、液体の広がりに大きく影響することを発見した。すなわち、図１１に示すように、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、被覆領域と非被覆領域との境界が、親水性の領域に達していれば、固体表面に供給された液体は、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、固体表面に沿って広がり、薄い液膜を形成する。したがって、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域に到達させれば、少ない液量で広い範囲を濡らすことができる。
【００１１】
この発明によれば、基板保持手段によって、基板の主面に非接触で当該基板を水平に保持することができる。また、処理液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、基板の主面を覆う処理液の液膜を形成することができる。さらに、親水面配置手段は、基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面を基板の主面周縁部に沿って配置することができる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域、すなわち、親水面に位置させることができる。そのため、基板の主面が疎水性である場合や、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部を取り囲む環状親水面（２９、３０）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、処理液供給手段によって基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、基板の主面に保持された処理液の液膜の外縁を環状親水面に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である環状親水面に位置させることができる。したがって、基板の主面が疎水性である場合や、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記環状親水面を取り囲む環状疎水面（２４３、２４４）をさらに含む、請求項２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、環状親水面が環状疎水面によって取り囲まれている。環状疎水面は、疎水性である。したがって、処理液が環状親水面から環状疎水面に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、環状疎水面の内側に処理液が留められる。これにより、環状疎水面の内側に処理液を溜めて、基板の主面全域が処理液によって覆われた状態を維持できる。これにより、処理液の消費量を一層低減できる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、前記環状親水面は、前記基板保持手段に保持された基板の上面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の上面周縁部を取り囲む上側環状親水面（２９）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の下面周縁部を取り囲む下側環状親水面（３０）とを含む、請求項２または３記載の基板処理装置である。
【００１５】
この発明によれば、基板保持手段によって、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持できる。したがって、処理液供給手段から基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給することにより、基板の上面全域を覆う処理液の液膜と、基板の下面全域を覆う処理液の液膜とを形成できる。さらに、基板の上面に保持された処理液の液膜の外縁を上側環状親水面に到達させ、基板の下面に保持された処理液の液膜の外縁を下側環状親水面に到達させることにより、基板の上面および下面が疎水性である場合や、基板の上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面および下面を処理できる。また、基板の上面および下面を同時に処理できるので、処理時間を短縮できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に対向する環状の対向親水面（３４６）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に対向する環状の対向親水面が設けられているので、処理液供給手段によって基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、基板の主面周縁部と対向親水面との間に処理液を進入させることができる。これにより、基板の主面に保持された処理液の液膜の外縁を対向親水面に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である対向親水面に位置させることができる。したがって、基板の主面が疎水性である場合や、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記対向親水面を取り囲む環状疎水面（３４３）をさらに含む、請求項５記載の基板処理装置である。
この発明によれば、対向親水面が、環状疎水面によって取り囲まれているので、処理液が対向親水面より外側に移動するときに、環状疎水面からの抵抗が処理液に加わり、環状疎水面の内側に処理液が留められる。したがって、高流量で基板に処理液を供給しなくても、基板の主面全域が処理液によって覆われている状態を確実に維持できる。そのため、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給できる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記親水面配置手段は、基板の主面を処理液から保護する保護液を、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に供給する保護液供給手段（４４７）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、保護液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に保護液を供給することにより、基板の主面周縁部を処理液から保護できる。具体的には、たとえば、基板の主面が親水性であり、処理液供給手段から供給される処理液が、基板の主面を疎水性に変化させる処理液であっても、基板の主面周縁部を保護液によって保護することにより、基板の主面周縁部を親水性に維持できる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である基板の主面周縁部に位置させることができる。したがって、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、前記保護液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面周縁部に前記保護液を供給する上面保護液供給手段（４４８）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面周縁部に前記保護液を供給する下面保護液供給手段（４５２、６５２）とを含む、請求項７記載の基板処理装置である。
【００２０】
この発明によれば、上面保護液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の上面周縁部に保護液を供給することにより、基板の上面周縁部を処理液から保護できる。同様に、下面保護液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の下面周縁部に保護液を供給することにより、基板の下面周縁部を処理液から保護できる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である基板の上面周縁部および下面周縁部に位置させることができる。したがって、基板の上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面および下面を処理できる。また、基板の上面および下面を同時に処理できるので、処理時間を短縮できる。
【００２１】
請求項９記載の発明は、基板（Ｗ）の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面（２９、３０、３４６、Ｗａ，Ｗｂ）を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置工程とを含む、基板処理方法である。この発明によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、前記処理液供給工程は、基板の上面および下面に非接触で水平に保持された当該基板の上面および下面に処理液を同時に供給する工程を含み、前記親水面配置工程は、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の上面に保持された処理液の液膜に接する環状の上側親水面（２９、Ｗａ）を前記基板の上面周縁部に沿って配置する上側親水面配置工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の下面に保持された処理液の液膜に接する環状の下側親水面（３０、Ｗｂ）を前記基板の下面周縁部に沿って配置する下側親水面配置工程とを含む、請求項９記載の基板処理方法である。
【００２３】
この発明によれば、基板の上面を覆う処理液の液膜と、基板の下面を覆う処理液の液膜とを同時に形成できる。さらに、基板の上面に保持された処理液の液膜に接する環状の上側親水面を当該基板の上面周縁部に沿って配置するとともに、基板の下面に保持された処理液の液膜に接する環状の下側親水面を当該基板の下面周縁部に沿って配置することができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域に位置させることができる。したがって、基板の上面および下面が疎水性である場合や、基板の上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面および下面を処理できる。また、基板の上面および下面を同時に処理できるので、処理時間を短縮できる。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、基板（Ｗ）の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板に交差する回転軸線（Ｌ１）まわりに前記基板を回転させる基板回転手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面（５４３）を有する環状部材（５０４）とを含む、基板処理装置（５０１）である。
【００２５】
この発明によれば、処理液供給手段によって、基板保持手段に保持されている基板の主面に処理液を供給できる。さらに、基板回転手段によって、基板に交差する回転軸線まわりに基板を回転させることができる。処理液供給手段から基板への処理液の供給によって、基板の主面全域を覆う処理液の液膜を形成できる。さらに、基板回転手段による基板の回転によって、基板の主面に保持されている処理液を、基板の主面周縁部から排出させることができる。疎水面が、基板とは異なる高さで基板の主面周縁部に沿って配置されているので、基板の主面周縁部から排出される処理液は、疎水面に接触し、疎水面からの抵抗を受ける。したがって、基板からの処理液の排出を規制し、疎水面の内側に処理液を留めることができる。そのため、高流量で基板に処理液を供給しなくても、基板の主面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給できる。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、前記疎水面の外縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より外側に配置されている、請求項１１に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、疎水面の外縁が、基板の外端より外側に配置されているので、基板から排出される処理液の飛散方向が、疎水面によって制限される。具体的には、たとえば疎水面が基板より上方に配置されている場合には、基板の上面周縁部から斜め上への処理液の飛散が抑制される。同様に、疎水面が基板より下方に配置されている場合には、基板の下面周縁部から斜め下への処理液の飛散が抑制される。これにより、処理液の飛散範囲を狭めることができる。したがって、基板の周囲に配置されている部材が処理液のミストによって汚染されることを抑制または防止できる。そのため、この部材に付着しているパーティクルが基板に移動して、基板が汚染されることを抑制または防止できる。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、前記疎水面の内縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より内側に配置されている、請求項１１または１２に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、疎水面の内縁が、基板の外端より内側に配置されているので、疎水面の内縁は、基板の主面周縁部に対向している。基板の主面は、通常、基板の周端面よりも寸法精度が高い。したがって、疎水面の内縁が、基板の外端より外側に配置されており、基板の周端面に対向している場合よりも、疎水面と基板との間のクリアランスのばらつきが小さい。すなわち、疎水面と基板との間のクリアランスの大きさが、全周に亘って等しい。したがって、疎水面と基板との間を通って基板から排出される処理液の流量が、各位置で等しい。そのため、基板からの処理液の排出量の偏りにより、処理液の液膜がその周縁部から壊れる（ブレークする）ことを抑制または防止できる。これにより、高流量で基板に処理液を供給しなくても、基板の主面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、基板の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板に交差する回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面を前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接触させることにより、前記基板からの処理液の排出を規制する処理液排出規制工程とを含む、基板処理方法である。この発明によれば、請求項１１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２９】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る挟持部材およびこれに関連する構成の側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る挟持部材およびこれに関連する構成の側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る挟持部材およびこれに関連する構成の平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置によって基板を処理するときの第１処理例について説明するための工程図である。
【図１０】第１処理例における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図１１】固体表面に供給された液体の広がりについて説明するための模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図１５Ａ】本発明の第３実施形態における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図１５Ｂ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第１変形例について説明するための模式図である。
【図１５Ｃ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第２変形例について説明するための模式的な側面図である。
【図１５Ｄ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第３変形例について説明するための模式的な側面図である。
【図１５Ｅ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第４変形例について説明するための模式的な側面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置によって基板を処理するときの第４処理例について説明するための工程図である。
【図１９】第４処理例における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図２２Ａ】本発明の第５実施形態に係る環状部材移動機構の第１構成例について説明するための模式的な側面図である。
【図２２Ｂ】本発明の第５実施形態に係る環状部材移動機構の第２構成例について説明するための模式的な側面図である。
【図２２Ｃ】本発明の第５実施形態に係る環状部材移動機構の第３構成例について説明するための模式的な側面図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に係る保護液供給機構の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、「親水性」は、水との接触角が基板と水との接触角よりも小さいことを意味し、「疎水性」は、水との接触角が基板と水との接触角よりも大きいことを意味する。シリコン酸化膜が除去されたシリコン基板（水素終端化されたシリコン基板）と水との接触角は、７０度程度である。したがって、基板が、シリコン酸化膜が除去されたシリコン基板である場合には、「親水性」は、水の接触角が７０度より小さいことを意味し、「疎水性」は、水の接触角が７０度より大きいことを意味する。
【００３２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す側面図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
この基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円形の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段）と、スピンチャック２に保持された基板Ｗに処理液を供給する処理液供給機構３（処理液供給手段）と、スピンチャック２に保持された基板Ｗを取り囲む環状部材４（親水面配置手段）とを含む。スピンチャック２および環状部材４は、図示しない隔壁によって区画された処理室５に配置されている。
【００３３】
スピンチャック２は、鉛直に延びる筒状の回転軸６と、回転軸６の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース７と、このスピンベース７上に配置された複数個（３個以上）の挟持部材８と、回転軸６に連結されたスピンモータ９とを含む。複数個の挟持部材８は、スピンベース７の上面周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。スピンチャック２は、各挟持部材８を基板Ｗの周端面に当接させることにより、基板Ｗを水平方向に挟むことができる。これにより、基板Ｗが、スピンベース７の上方に設けられた挟持位置（図１および図３に示す位置）で水平に保持される。後述するように、スピンチャック２は、スピンベース７より上方の支持位置と、支持位置より上方の挟持位置との２つの位置で基板Ｗを水平に保持することができる。基板Ｗが挟持位置で保持された状態で、スピンモータ９の駆動力が回転軸６に入力されることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに基板Ｗが回転する。
【００３４】
また、処理液供給機構３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給する上面処理液供給機構１０を含む。上面処理液供給機構１０は、第１薬液ノズル１１と、第１薬液供給配管１２と、第１薬液バルブ１３とを含む。さらに、上面処理液供給機構１０は、第１リンス液ノズル１４と、第１リンス液供給配管１５と、第１リンス液バルブ１６とを含む。第１薬液供給配管１２は、第１薬液ノズル１１に接続されている。第１薬液バルブ１３は、第１薬液供給配管１２に介装されている。また、第１リンス液供給配管１５は、第１リンス液ノズル１４に接続されている。第１リンス液バルブ１６は、第１リンス液供給配管１５に介装されている。
【００３５】
第１薬液バルブ１３が開かれると、第１薬液供給配管１２から第１薬液ノズル１１に薬液が供給される。また、第１薬液バルブ１３が閉じられると、第１薬液供給配管１２から第１薬液ノズル１１への薬液の供給が停止される。第１薬液ノズル１１から吐出された薬液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面中央部に供給される。同様に、第１リンス液バルブ１６が開かれると、第１リンス液供給配管１５から第１リンス液ノズル１４にリンス液が供給される。また、第１リンス液バルブ１６が閉じられると、第１リンス液供給配管１５から第１リンス液ノズル１４へのリンス液の供給が停止される。第１リンス液ノズル１４から吐出されたリンス液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面中央部に供給される。
【００３６】
また、処理液供給機構３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に処理液を供給する下面処理液供給機構１７を含む。下面処理液供給機構１７は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に向けて処理液を吐出する下面ノズル１８と、回転軸６内で上下に延びる第１処理液供給配管１９と、第１処理液供給配管１９に連結された第２処理液供給配管２０とを含む。さらに、下面処理液供給機構１７は、第２処理液供給配管２０に連結された第２薬液供給配管２１および第２リンス液供給配管２２と、第２薬液供給配管２１に介装された第２薬液バルブ２３と、第２リンス液供給配管２２に介装された第２リンス液バルブ２４とを含む。下面ノズル１８は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に対向する対向部２５を含む。対向部２５は、スピンベース７より上方に配置されている。対向部２５は、たとえば、水平面に沿って配置された円板状である。対向部２５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する処理液吐出口２６を含む。
【００３７】
第２薬液バルブ２３が開かれると、第２処理液供給配管２０を介して、第１処理液供給配管１９から下面ノズル１８に薬液が供給される。また、第２薬液バルブ２３が閉じられると、下面ノズル１８への薬液の供給が停止される。下面ノズル１８に供給された薬液は、処理液吐出口２６から上方に吐出される。これにより、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に薬液が供給される。同様に、第２リンス液バルブ２４が開かれると、第２処理液供給配管２０を介して、第１処理液供給配管１９から下面ノズル１８にリンス液が供給される。また、第２リンス液バルブ２４が閉じられると、下面ノズル１８へのリンス液の供給が停止される。下面ノズル１８に供給されたリンス液は、処理液吐出口２６から上方に吐出され、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に供給される。
【００３８】
処理液供給機構３から基板Ｗに供給される薬液としては、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、ＢＨＦ（Buffered Hydrogen Fluoride：バッファードフッ酸）、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。また、処理液供給機構３から基板Ｗに供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００３９】
また、環状部材４は、スピンベース７の上方に配置されている。環状部材４は、挟持位置（図１および図３に示す位置）で保持された基板Ｗを径方向に間隔を空けて取り囲んでいる。環状部材４は、回転軸線Ｌ１上に中心を有する円に沿って配置されている。環状部材４は、円筒状の内周面および外周面を有する平面視円形のリングを周方向に等間隔で複数個に分割した形状を有している。すなわち、環状部材４は、円弧状の複数の分割体２７を含む。複数の分割体２７は、環状部材４の周方向に等間隔を空けて配置されている。各分割体２７は、スピンベース７に連結された支柱２８によって支持されている。各分割体２７は、スピンベース７と共に回転軸線Ｌ１まわりに回転する。分割体２７の内側の面は、挟持位置で保持された基板Ｗの周端面に径方向に間隔を空けて対向している。また、複数個の挟持部材８は、平面視において、周方向に対向する分割体２７の端面の間に挟持部材８の一部（後述の挟持部３２）が位置するように配置されている。
【００４０】
図３に示すように、環状部材４は、上側環状親水面２９（親水面、環状親水面、上側親水面）と、下側環状親水面３０（親水面、環状親水面、下側親水面）とを含む。上側環状親水面２９は、複数の分割体２７の上面であり、下側環状親水面３０は、複数の分割体２７の下面である。上側環状親水面２９は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面を含む水平面に沿って配置されており、当該基板Ｗの上面周縁部を取り囲んでいる。同様に、下側環状親水面３０は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面を含む水平面に沿って配置されており、当該基板Ｗの下面周縁部を取り囲んでいる。上側環状親水面２９は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの上面より上方または下方に配置されていてもよい。同様に、下側環状親水面３０は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの下面より上方または下方に配置されていてもよい。第１実施形態では、上側環状親水面２９は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されており、下側環状親水面３０は、当該基板Ｗの下面と同じ高さに配置されている。
【００４１】
上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に対する水の接触角は、たとえば、７０度未満である。上側環状親水面２９および下側環状親水面３０の親水性は、水素終端化されたシリコン基板の親水性よりも高いことが最低条件であり、水の接触角が１０度程度のシリコン酸化膜と同等程度の親水性ならなお好ましい。
図４および図５は、本発明の第１実施形態に係る挟持部材８およびこれに関連する構成の側面図である。また、図６は、本発明の第１実施形態に係る挟持部材８およびこれに関連する構成の平面図である。図４では、基板Ｗが支持位置で水平に保持されている状態が示されており、図５では、基板Ｗが挟持位置で水平に保持されている状態が示されている。
【００４２】
スピンチャック２は、支持位置と挟持位置との２つの位置で基板Ｗを水平に保持することができる。すなわち、挟持部材８は、支持位置で基板Ｗを水平に支持する支持部３１と、挟持位置で基板Ｗを水平に挟持する挟持部３２と、支持部３１および挟持部３２を支持する台座３３とを含む。台座３３は、スピンベース７上に配置されている。支持部３１および挟持部３２は、台座３３上に配置されている。挟持部３２は、水平方向に開いたＶ字状の保持溝３４を有している。保持溝３４は、内方（基板Ｗの回転軸線Ｌ１側）に向けられている。挟持部３２は、台座３３に対して鉛直軸線Ｌ２まわりに回動可能である。支持部３１は、鉛直軸線Ｌ２より内方に配置されている。また、分割体２７は、台座３３より上方に配置されている。台座３３と分割体２７とは、平面視において重なり合っている。
【００４３】
スピンチャック２は、台座３３に対して挟持部３２を鉛直軸線Ｌ２まわりに回動させる挟持部回動機構３５を含む。挟持部回動機構３５は、たとえば、スピンベース７内に収容されている。挟持部回動機構３５は、挟持部３２が基板Ｗの周端面に接触する接触位置（図５に示す位置）と、挟持部３２が基板Ｗの周端面から離れた退避位置（図４に示す位置）との間で挟持部３２を鉛直軸線Ｌ２まわりに回動させる。さらに、挟持部回動機構３５は、複数の挟持部３２を同期させて鉛直軸線Ｌ２まわりに回動させる。図６に示すように、複数の分割体２７は、挟持部３２が接触位置と退避位置との間で回動する際に通過する範囲に重ならないように配置されている。これにより、挟持部３２の回動に伴って、挟持部３２が分割体２７に衝突することが防止されている。
【００４４】
スピンチャック２に搬入される基板Ｗは、複数の挟持部３２が退避位置に位置する状態で複数の支持部３１に載置される。基板Ｗが複数の支持部３１に載置されることにより、各支持部３１が基板Ｗの下面周縁部に点接触し、当該基板Ｗが支持位置で水平に保持される。また、基板Ｗが支持位置で水平に保持された状態で、挟持部回動機構３５が複数の挟持部３２を退避位置から接触位置に回動させることにより、基板Ｗの周縁部が保持溝３４内に入り込むとともに、保持溝３４の傾斜によって当該基板Ｗが上方に持ち上げられる。これにより、支持部３１が基板Ｗの下面から離れ、当該基板Ｗが挟持位置で水平に保持される。すなわち、挟持位置では、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗが水平に保持される。
【００４５】
図７は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。以下では、図２および図７を参照する。図２では、可動体３６が閉位置に位置し、挟持部３２が接触位置に位置する状態が示されている。また、図７では、可動体３６が開位置に位置し、挟持部３２が退避位置に位置する状態が示されている。
複数の分割体２７は、スピンベース７に対して移動可能に保持された２つの可動体３６を含む。２つの可動体３６は、環状部材４の周方向に隣接している。可動体３６は、一端部３７（周方向に関する端部）と、他端部３８（周方向に関する端部）とを含む。可動体３６は、他端部３８を通る鉛直軸線まわりに回動可能である。スピンチャック２は、可動体３６を鉛直軸線まわりに回動させる分割体回動機構３９を含む。分割体回動機構３９は、たとえば、スピンベース７内に収容された２つのモータ４０を含む。分割体回動機構３９は、閉位置（図２に示す位置）と、開位置（図７に示す位置）との間で、可動体３６を鉛直軸線まわりに回動させる。閉位置は、一端部３７と他端部３８とが回転軸線Ｌ１上に中心を有する共通の円上に位置する位置である。また、開位置は、他端部３８が一端部３７より外方（基板Ｗの回転軸線Ｌ１から離れる方向）に位置する位置である。
【００４６】
可動体３６が閉位置に配置されている状態では、全ての分割体２７が、共通の円上に位置している。基板Ｗに処理液を供給して当該基板Ｗを処理するときには、２つの可動体３６が閉位置に配置される。一方、２つの可動体３６が開位置に配置されている状態では、２つの可動体３６は、基板Ｗを搬送する搬送ロボットのハンド４１の幅より大きい間隔を空けて水平方向に対向している。ハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２に搬入されるとき、およびハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２から搬出されるときには、２つの可動体３６が予め開位置に配置される。そして、２つの可動体３６が開位置に配置された状態で、ハンド４１によって支持された基板Ｗがスピンベース７上で昇降されることにより、支持部３１とハンド４１との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。このとき、２つの可動体３６が開位置に配置されているので、ハンド４１が可動体３６に衝突することが防止されている。
【００４７】
図８は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部４２を備えている。制御部４２は、スピンモータ９、挟持部回動機構３５、および分割体回動機構３９などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられたバルブの開閉は、制御部４２によって制御される。制御部４２は、予め設定されたレシピ（基板Ｗを処理するための処理条件）に従ってスピンモータ９、挟持部回動機構３５、および分割体回動機構３９などや、バルブの開閉を制御する。
【００４８】
図９は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１によって基板Ｗを処理するときの第１処理例について説明するための工程図である。図１０は、第１処理例における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１０では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されている状態が示されている。以下では、図１、図７、図９、および図１０を参照して、シリコン酸化膜によって全域が覆われた基板Ｗ（シリコン基板）からシリコン酸化膜を除去するときの処理例について説明する。
【００４９】
未処理の基板Ｗは、搬送ロボットのハンド４１によって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック２に搬入される。具体的には、挟持部３２が退避位置に位置し、可動体３６が開位置に位置する状態（図７に示す状態）で、未処理の基板Ｗが、ハンド４１によって複数の支持部３１に載置される。そして、制御部４２は、ハンド４１を退避させた後、分割体回動機構３９を制御して、可動体３６を開位置から閉位置に移動させる。さらに、制御部４２は、挟持部回動機構３５を制御して、複数の挟持部３２を退避位置から接触位置に移動させる。これにより、支持部３１が基板Ｗの下面から離れ、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗが水平に保持される。
【００５０】
次に、薬液の一例であるフッ酸を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給する薬液処理が行われる（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗおよび環状部材４を回転軸線Ｌ１まわりに回転させる。そして、制御部４２は、第１薬液バルブ１３を開いて、第１薬液ノズル１１からフッ酸を吐出させる。第１薬液ノズル１１から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの上面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの上面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの上面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの上面周縁部まで広がり、基板Ｗの上面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。これにより、基板Ｗの上面全域にフッ酸が供給され、基板Ｗの上面全域からシリコン酸化膜が除去される。
【００５１】
一方、制御部４２は、第１薬液ノズル１１からのフッ酸の吐出と並行して、下面ノズル１８からフッ酸を吐出させる。具体的には、制御部４２は、基板Ｗおよび環状部材４を回転させながら、第２薬液バルブ２３を開いて、下面ノズル１８からフッ酸を吐出させる。下面ノズル１８から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの下面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの下面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの下面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの下面周縁部まで広がり、基板Ｗの下面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。これにより、基板Ｗの下面全域にフッ酸が供給され、基板Ｗの下面全域からシリコン酸化膜が除去される。
【００５２】
また、図１０に示すように、基板Ｗの上面周縁部に達したフッ酸の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りのフッ酸は、環状部材４の上側環状親水面２９に移動する。同様に、基板Ｗの下面周縁部に達したフッ酸の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りのフッ酸は、環状部材４の下側環状親水面３０に移動する。基板Ｗの周端面には、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入したフッ酸が供給される。このようにして、基板Ｗの上面、下面、および周端面にフッ酸が同時に供給され、基板Ｗの上面、下面、および周端面からシリコン酸化膜が除去される（薬液処理）。そして、薬液処理が所定時間にわたって行われると、第１薬液バルブ１３および第２薬液バルブ２３が閉じられて、第１薬液ノズル１１および下面ノズル１８からのフッ酸の吐出が停止される。
【００５３】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給するリンス処理が行われる（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗおよび環状部材４を回転させながら、第１リンス液バルブ１６を開いて、第１リンス液ノズル１４から純水を吐出させる。第１リンス液ノズル１４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給される。基板Ｗの上面中央部に保持されたフッ酸は、第１リンス液ノズル１４から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの上面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの上面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの上面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの上面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００５４】
一方、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出と並行して、下面ノズル１８から純水を吐出させる。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗおよび環状部材４を回転させながら、第２リンス液バルブ２４を開いて、下面ノズル１８から純水を吐出させる。下面ノズル１８から吐出された純水は、基板Ｗの下面中央部に供給される。基板Ｗの下面中央部に保持されたフッ酸は、下面ノズル１８から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの下面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの下面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの下面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの下面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００５５】
また、図１０に示すように、基板Ｗの上面周縁部に達した純水の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りの純水は、環状部材４の上側環状親水面２９に移動する。同様に、基板Ｗの下面周縁部に達した純水の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りの純水は、環状部材４の下側環状親水面３０に移動する。基板Ｗの周端面には、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入した純水が供給される。このようにして、基板Ｗの上面、下面、および周端面に純水が同時に供給され、基板Ｗの上面、下面、および周端面に付着しているフッ酸が洗い流される（リンス処理）。そして、リンス処理が所定時間にわたって行われると、第１リンス液バルブ１６および第２リンス液バルブ２４が閉じられて、第１リンス液ノズル１４および下面ノズル１８からの純水の吐出が停止される。
【００５６】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗおよび環状部材４を高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗおよび環状部材４に付着している純水に大きな遠心力が作用し、当該純水が基板Ｗおよび環状部材４から周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する（乾燥処理）。そして、乾燥処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗおよび環状部材４の回転を停止させる。さらに、制御部４２は、分割体回動機構３９を制御して、可動体３６を閉位置から開位置に移動させ、挟持部回動機構３５を制御して、挟持部３２を接触位置から退避位置に移動させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットのハンド４１によってスピンチャック２から搬出される。
【００５７】
図１１は、固体表面に供給された液体の広がりについて説明するための模式図である。
親水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がり、薄い液膜が形成される。一方、疎水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がらずに、液滴が形成される。すなわち、親水性の固体表面は、濡れやすく、疎水性の固体表面は、濡れにくい。しかし、本願発明者は、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、液体を固体表面に沿って広げられることを発見した。
【００５８】
具体的には、本願発明者は、固体表面において液体によって覆われている領域（被覆領域）と液体によって覆われていない領域（非被覆領域）の境界（液体表面と固体表面とが交わるところ）が、液体の広がりに大きく影響することを発見した。すなわち、図１１に示すように、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、被覆領域と非被覆領域との境界が、親水性の領域に達していれば、固体表面に供給された液体は、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、固体表面に沿って広がり、薄い液膜を形成する。したがって、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域に到達させれば、少ない液量で広い範囲を濡らすことができる。
【００５９】
前述のように第１処理例の薬液処理では、シリコン酸化膜によって全域が覆われた基板Ｗ（シリコン基板）にフッ酸が供給される。シリコン酸化膜は、親水性である。したがって、フッ酸が供給される前の基板Ｗの上面、下面、周端面は、親水性である。そのため、たとえば、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させなくても、フッ酸の液膜をほぼ円形のまま基板Ｗの上面周縁部および下面周縁部にまで広げて、基板Ｗの上面全域および下面全域をフッ酸の液膜によって覆うことができる。これにより、基板Ｗの上面、下面、周端面にフッ酸を供給して、基板Ｗの上面、下面、周端面からシリコン酸化膜を除去することができる。
【００６０】
一方、シリコン酸化膜が基板Ｗから除去されると、基板Ｗの下地（シリコン）が露出する。そのため、基板Ｗの上面、下面、周端面が、疎水性に変化し、基板Ｗが濡れ難くなる。しかし、前述のように第１処理例の薬液処理では、基板Ｗの上方に保持されたフッ酸の液膜の外縁が、上側環状親水面２９に到達しており、基板Ｗの下方に保持されたフッ酸の液膜の外縁が、下側環状親水面３０に到達している。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に到達している。したがって、シリコン酸化膜が基板Ｗから除去された後も、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、フッ酸が基板Ｗの上面および下面に沿って広がる。そのため、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給し続けることができる。これにより、フッ酸の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。
【００６１】
また、第１処理例のリンス処理では、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗの上面および下面に純水が供給される。そして、基板Ｗの上面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換され、基板Ｗの下面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。したがって、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域（上側環状親水面２９および下側環状親水面３０）に位置する状態で、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。そのため、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。これにより、基板Ｗの上面、下面、周端面が、疎水性であっても、純水の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。
【００６２】
また、第１処理例のリンス処理では、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜を純水の液膜に置換する場合について説明したが、基板Ｗの上面全域および下面全域を覆うフッ酸の液膜が保持されていない状態で、基板Ｗの上面および下面に純水が供給されてもよい。薬液処理が行われた後は、シリコン酸化膜が基板Ｗから除去されているので、基板Ｗの上面、下面、周端面は、疎水性である。したがって、この場合、たとえば、第１リンス液供給配管１５および第２リンス液供給配管２２に第１流量調整バルブを設けて、リンス処理の初期の段階では、たとえば、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させて、基板Ｗの上面全域および下面全域を覆う純水の液膜を形成する必要がある。しかし、純水の液膜の外縁が、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に到達した後は、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、純水が基板Ｗの上面および下面に沿って広がるので、第１流量調整バルブの開度を制御部４２によって調整して、ノズル１４、１８からの純水の吐出流量を減少させることができる。これにより、純水の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。
【００６３】
同様に、第１処理例では、上面、下面、周端面が親水性である基板Ｗが処理対象の基板である場合について説明したが、上面、下面、周端面が疎水性である基板Ｗが処理対象の基板であってもよい。この場合、たとえば、第１薬液供給配管１２および第２薬液供給配管２１に第２流量調整バルブを設けて、薬液処理の初期の段階では、たとえば、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させて、基板Ｗの上面全域および下面全域を覆うフッ酸の液膜を形成する必要がある。しかし、フッ酸の液膜の外縁が、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に到達した後は、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、フッ酸が基板Ｗの上面および下面に沿って広がるので、第２流量調整バルブの開度を制御部４２によって調整して、ノズル１１、１８からのフッ酸の吐出流量を減少させることができる。これにより、フッ酸の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。
【００６４】
以上のように第１実施形態では、処理液供給機構３によって、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面および下面に処理液を供給することにより、基板Ｗの上面を覆う処理液の液膜と、基板Ｗの下面を覆う処理液の液膜とを形成することができる。さらに、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を上側環状親水面２９に到達させることができ、基板Ｗの下面に保持された処理液の液膜の外縁を下側環状親水面３０に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に位置させることができる。したがって、基板Ｗの上面および下面が疎水性である場合や、基板Ｗの上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面および下面を処理することができる。また、基板Ｗの上面および下面を同時に処理することができるので、処理時間を短縮することができる。
【００６５】
［第２実施形態］
図１２は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１の概略構成を示す平面図である。また、図１３は、本発明の第２実施形態における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１３では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されている状態が示されている。この図１２および図１３において、前述の図１〜図１１に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、環状部材の上面および下面に、親水面と疎水面とが設けられていることである。
具体的には、基板処理装置２０１は、スピンチャック２に保持された基板Ｗを取り囲む環状部材２０４（親水面配置手段）を含む。環状部材２０４は、上側環状親水面２９を取り囲む上側環状疎水面２４３（環状疎水面）と、下側環状親水面３０を取り囲む下側環状疎水面２４４（環状疎水面）とを含む。上側環状親水面２９および上側環状疎水面２４３は、環状部材２０４の上面（分割体２７の上面）に設けられており、上側環状疎水面２４３は、上側環状親水面２９の外側に配置されている。同様に、下側環状親水面３０および下側環状疎水面２４４は、環状部材２０４の下面（分割体２７の下面）に設けられており、下側環状疎水面２４４は、下側環状親水面３０の外側に配置されている。上側環状疎水面２４３は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面を含む水平面に沿って配置されており、下側環状疎水面２４４は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面を含む水平面に沿って配置されている。上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４に対する水の接触角は、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に対する水の接触角より大きい。すなわち、上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４は、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０より疎水性が高い。上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４に対する水の接触角は、たとえば、９０度以上である。
【００６７】
上側環状疎水面２４３は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの上面より下方または上方に配置されていてもよい。さらに、上側環状疎水面２４３は、上側環状親水面２９と同じ高さに配置されていてもよいし、上側環状親水面２９より下方または上方に配置されていてもよい。同様に、下側環状疎水面２４４は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの下面より下方または上方に配置されていてもよい。さらに、下側環状疎水面２４４は、下側環状親水面３０と同じ高さに配置されていてもよいし、下側環状親水面３０より下方または上方に配置されていてもよい。第２実施形態では、上側環状親水面２９および上側環状疎水面２４３は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されており、下側環状親水面３０および下側環状疎水面２４４は、当該基板Ｗの下面と同じ高さに配置されている。
【００６８】
制御部４２は、スピンチャック２によって基板Ｗおよび環状部材２０４を回転軸線Ｌ１まわりに回転させながら、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４（図１参照）から処理液を吐出させて、基板Ｗの上面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を上側環状親水面２９に移動させる。また、制御部４２は、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４からの処理液の吐出と並行して、スピンチャック２によって基板Ｗおよび環状部材２０４を回転させながら、下面ノズル１８から処理液を吐出させて、基板Ｗの下面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの下面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの下面に保持された処理液の液膜の外縁を下側環状親水面３０に移動させる。
【００６９】
上側環状親水面２９に達した処理液は、環状部材２０４の回転による遠心力を受けて外方に移動する。同様に、下側環状親水面３０に達した処理液は、環状部材２０４の回転による遠心力を受けて外方に移動する。上側環状疎水面２４３が疎水性であるから、図１３に示すように、上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動した処理液は、液滴に変化し、液滴の状態で外方に移動する。また、上側環状疎水面２４３が疎水性であるから、処理液が上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、上側環状疎水面２４３の内側に処理液が留められる。同様に、下側環状疎水面２４４が疎水性であるから、図１３に示すように、下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動した処理液は、液滴に変化し、液滴の状態で外方に移動する。また、下側環状疎水面２４４が疎水性であるから、処理液が下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、下側環状疎水面２４４の内側に処理液が留められる。
【００７０】
以上のように第２実施形態では、上側環状親水面２９が上側環状疎水面２４３によって取り囲まれており、下側環状親水面３０が下側環状疎水面２４４によって取り囲まれている。上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４は、疎水性である。したがって、処理液が上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、上側環状疎水面２４３の内側に処理液が留められる。同様に、処理液が下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、下側環状疎水面２４４の内側に処理液が留められる。これにより、上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４の内側に処理液を溜めて、基板Ｗの上面全域および下面全域が処理液によって覆われた状態を維持することができる。これにより、処理液の消費量を一層低減することができる。
【００７１】
また、第２実施形態では、上側環状疎水面２４３が、上側環状親水面２９と同じ高さに配置されている場合について説明したが、上側環状疎水面２４３を上側環状親水面２９より上方に配置した場合には、上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動する処理液にさらに大きな抵抗を与えることができる。同様に、第２実施形態では、下側環状疎水面２４４が、下側環状親水面３０と同じ高さに配置されている場合について説明したが、下側環状疎水面２４４を下側環状親水面３０より下方に配置した場合には、下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動する処理液にさらに大きな抵抗を与えることができる。これにより、上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４の内側に処理液を溜めて、基板Ｗの上面全域および下面全域が処理液によって覆われた状態を維持することができる。これにより、処理液の消費量を一層低減することができる。
【００７２】
［第３実施形態］
次に、図１４〜図１５Ｅを適宜参照して、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置３０１について説明する。図１４〜図１５Ｅにおいて、前述の図１〜図１３に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１４は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置３０１の概略構成を示す側面図である。また、図１５Ａは、本発明の第３実施形態における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１５Ａでは、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されており、環状部材３０４が処理位置に配置されている状態が示されている。
【００７３】
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、スピンチャックに保持された基板を取り囲む環状部材に代えて、スピンチャックに保持された基板の上面周縁部に対向する環状部材が設けられていることである。
具体的には、図１４に示すように、基板処理装置３０１は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する環状部材３０４（親水面配置手段）と、スピンベース７の上方で環状部材３０４を昇降させる環状部材昇降機構３４５とを含む。環状部材昇降機構３４５は、たとえば、エアシリンダや、ボールねじ機構を含む。環状部材３０４は、環状部材昇降機構３４５によって支持されている。環状部材３０４は、スピンベース７の上方に配置されている。環状部材３０４は、回転軸線Ｌ１上に中心を有する円に沿って配置されている。環状部材３０４は、円筒状の内周面および外周面を有する平面視円形のリングである。環状部材３０４の内径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの外径より小さい。環状部材３０４の外径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの外径より小さい。
【００７４】
環状部材３０４の少なくとも一部は、親水性である。環状部材３０４は、環状部材３０４全体が親水性材料によって形成されていてもよいし、環状部材３０４の一部が親水性材料によって形成されていてもよい。たとえばコーティングによって、環状部材３０４の表層だけが、親水性材料によって形成されていてもよい。さらに、環状部材３０４の表面は、鏡面であってもよいし、粗面であってもよい。すなわち、表面粗さを調整する加工や処理が、環状部材３０４に施されていてもよい。親水性材料は、たとえば、ＰＶＣ（polyvinyl chloride）、石英、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）の少なくとも一つを含む材料であってもよい。
【００７５】
環状部材３０４は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する対向親水面３４６（親水面）を含む。対向親水面３４６は、環状部材３０４の下面である。対向親水面３４６に対する水の接触角は、たとえば、７０度未満である。環状部材昇降機構３４５は、対向親水面３４６が挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に近接する処理位置（図１４において二点鎖線で示す位置）と、処理位置より上方の退避位置（図１４において実線で示す位置）との間で環状部材３０４を昇降させる。ハンド４１（図７参照）によって基板Ｗがスピンチャック２に搬入されるとき、およびハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２から搬出されるときには、環状部材３０４が退避位置に配置される。また、スピンチャック２に保持された基板Ｗが処理液によって処理されるときには、環状部材３０４が処理位置に配置される。環状部材３０４を処理位置に移動させることにより、挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に沿って対向親水面３４６を配置することができる。
【００７６】
環状部材昇降機構３４５は、制御部４２（図８参照）によって制御される。制御部４２は、環状部材３０４を処理位置に位置させた状態で、スピンチャック２によって基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに回転させながら、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４から処理液を吐出させる。すなわち、制御部４２は、挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向親水面３４６を近接させた状態で、基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を基板Ｗの上面周縁部に移動させる。
【００７７】
処理液の液膜の外縁が基板Ｗの上面周縁部に移動することにより、基板Ｗの上面周縁部と対向親水面３４６との間に処理液が進入する。これにより、図１５Ａに示すように、処理液の液膜の外縁が対向親水面３４６に接する。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に移動する。したがって、基板Ｗの上面が疎水性であったとしても、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、処理液が基板Ｗの上面に沿って広がる。そのため、高流量でノズル１１、１４から処理液を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域に処理液を供給できる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域に処理液を供給できる。
【００７８】
以上のように第３実施形態では、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する環状の対向親水面３４６が設けられているので、処理液供給機構３によってスピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給することにより、基板Ｗの上面周縁部と対向親水面３４６との間に処理液を進入させることができる。これにより、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を対向親水面３４６に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である対向親水面３４６に位置させることができる。したがって、基板Ｗの上面が疎水性である場合や、基板Ｗの上面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域を処理液によって覆うことができる。
【００７９】
また第３実施形態では、対向親水面３４６が親水性であるから、処理液が対向親水面３４６に接触すると、対向親水面３４６に沿って処理液が広がり、対向親水面３４６によって処理液が保持される。つまり、対向親水面３４６によって処理液が捕まえられ（トラップされ）、対向親水面３４６が濡れている状態が維持される。したがって、たとえば、処理液をノズルに送るポンプの脈動によって基板Ｗへの処理液の供給流量が変動したとしても、対向親水面３４６と基板Ｗとの間が処理液によって満たされた状態（液密状態）が維持される。そのため、対向親水面３４６と基板Ｗとの間で液切れが生じて、処理液の液膜がその周縁部から壊れることを抑制または防止できる。これにより、基板Ｗの上面に保持されている処理液が連続している状態を維持できる。したがって、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。
【００８０】
また第３実施形態では、対向親水面３４６が、全周に亘って連続しており、全周に亘って一定の間隔（たとえば、３ｍｍ以下）を空けて基板Ｗの上面周縁部に対向している。すなわち、対向親水面３４６と基板Ｗとの間のクリアランスの大きさが、全周に亘って等しい。したがって、対向親水面３４６と基板Ｗとの間を通って基板Ｗから排出される処理液の流量が、各位置で等しい。そのため、基板Ｗからの処理液の排出量の偏りにより、処理液の液膜がその周縁部から壊れることを抑制または防止できる。これにより、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。さらにまた、対向親水面３４６が基板Ｗの上面周縁部に非接触だから、基板Ｗの上面周縁部にも処理液が確実に供給される。そのため、処理の均一性の低下を抑制または防止できる。
【００８１】
なお、前述の説明では、環状部材３０４の外径が、基板Ｗの外径より小さい場合について説明した。しかし、環状部材３０４の外径は、基板Ｗの外径と等しくてもよいし、基板Ｗの外径より大きくてもよい。いずれの場合においても、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を対向親水面３４６に到達させることができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域を処理液によって覆うことができる。さらに、図１５Ｂに示すように、環状部材３０４の外径が、基板Ｗの外径より大きい場合には、基板Ｗから排出される処理液の飛散方向が、環状部材３０４の外周部によって制限される。すなわち、基板Ｗの上面周縁部から斜め上への処理液の飛散が抑制される。これにより、処理液の飛散範囲を狭めることができる。
【００８２】
また、前述の説明では、対向親水面３４６だけが、環状部材３０４の下面に設けられている場合について説明した。しかし、図１５Ｃに示すように、対向親水面３４６に加えて、対向親水面３４６を取り囲む環状の環状疎水面３４３が環状部材３０４の下面に設けられていてもよい。すなわち、環状部材３０４は、対向親水面３４６を有する親水部と、環状疎水面３４３を有する疎水部とによって構成されていてもよい。環状疎水面３４３は、全周に亘って連続した環状面である。環状疎水面３４３は、対向親水面３４６と共通の水平面に沿って配置されている。環状疎水面３４３の高さは、対向親水面３４６と同じであってもよいし、対向親水面３４６とは異なっていてもよい。環状疎水面３４３に対する水の接触角は、対向親水面３４６に対する水の接触角より大きい。環状疎水面３４３に対する水の接触角は、たとえば、７０度より大きい。
【００８３】
図１５Ｃに示すように、対向親水面３４６と環状疎水面３４３とが環状部材３０４に設けられている場合、処理液が対向親水面３４６より外側に移動するときに、環状疎水面３４３からの抵抗が処理液に加わり、環状疎水面３４３の内側に処理液が留められる。したがって、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液によって覆われている状態を確実に維持できる。そのため、基板Ｗの上面が処理液から露出することを確実に防止できる。
【００８４】
なお、対向親水面３４６と環状疎水面３４３とが環状部材３０４に設けられている場合、対向親水面３４６と環状疎水面３４３との境界位置の直径は、基板Ｗの外径より大きくてもよいし、基板Ｗの外径より小さくてもよい。しかし、境界位置の直径が、基板Ｗの外径より大きすぎると、基板Ｗ上の処理液に対して環状疎水面３４３からの抵抗が加わらない。そのため、境界位置の直径は、基板Ｗの外径以下であることが好ましい。
【００８５】
また、前述の説明では、環状部材３０４が、径方向および周方向に連続した形状を有している場合について説明した。しかし、環状部材３０４は、径方向に複数個に分割されていてもよいし、部分的に切断されていてもよい。すなわち、図１５Ｄに示すように、環状部材３０４は、径方向に間隔を空けて同心円状に配置された複数の分割リング３５７によって構成されていてもよい。また、図１５Ｅに示すように、環状部材３０４は、複数の分割リング３５７と、複数の分割リング３５７を部分的に連結する複数の連結部３５８とによって構成されていてもよい。いずれの場合においても、環状部材３０４の下面の面積は、環状部材３０４が径方向および周方向に連続している場合より小さい。したがって、処理液に含まれるパーティクルが環状部材３０４の下面に付着することを抑制できる。これにより、環状部材３０４から基板Ｗにパーティクルが移動して、基板Ｗが汚染されることを抑制または防止できる。
【００８６】
［第４実施形態］
次に、図１６〜図１９を適宜参照して、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１について説明する。図１６〜図１９において、前述の図１〜図１５Ｅに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１６は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１の概略構成を示す側面図である。また、図１７は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１の概略構成を示す平面図である。
【００８７】
この第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、環状部材に代えて、保護液を基板に供給する保護液供給機構が設けられていることである。
具体的には、基板処理装置４０１は、基板Ｗを処理液から保護する保護液を、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａ（親水面、上側親水面）および下面周縁部Ｗｂ（親水面、下側親水面）に供給する保護液供給機構４４７（親水面配置手段、保護液供給手段）を含む。保護液供給機構４４７は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａに保護液を供給する上面保護液供給機構４４８（上面保護液供給手段）を含む。上面保護液供給機構４４８は、第１保護液ノズル４４９と、第１保護液供給配管４５０と、第１保護液バルブ４５１とを含む。第１保護液供給配管４５０は、第１保護液ノズル４４９に接続されている。第１保護液バルブ４５１は、第１保護液供給配管４５０に介装されている。第１保護液バルブ４５１が開かれると、第１保護液供給配管４５０から第１保護液ノズル４４９に保護液が供給される。また、第１保護液バルブ４５１が閉じられると、第１保護液供給配管４５０から第１保護液ノズル４４９への保護液の供給が停止される。第１保護液ノズル４４９から吐出された保護液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａに供給される。
【００８８】
また、保護液供給機構４４７は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに保護液を供給する下面保護液供給機構４５２（下面保護液供給手段）を含む。下面保護液供給機構４５２は、下面ノズル４１８と、第２保護液供給配管４５３と、第２保護液バルブ４５４とを含む。すなわち、第４実施形態では、下面ノズル４１８が、下面処理液供給機構１７と、下面保護液供給機構４５２とによって共有されている。下面ノズル４１８は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に対向する対向部４２５を含む。対向部４２５は、スピンベース７より上方に配置されている。対向部４２５は、たとえば、平面視においてスピンベース７の中央部から水平方向に延びる棒状である。対向部４２５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を処理液吐出口２６と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに向けて保護液を吐出する保護液吐出口４５５とを含む。
【００８９】
第２保護液供給配管４５３は、保護液吐出口４５５に接続されている。第２保護液バルブ４５４は、第２保護液供給配管４５３に介装されている。第２処理液供給配管２０を流れる処理液は、処理液吐出口２６に供給され、第２保護液供給配管４５３を流れる保護液は、保護液吐出口４５５に供給される。したがって、第２保護液バルブ４５４が開かれると、第２保護液供給配管４５３から保護液吐出口４５５に保護液が供給される。これにより、保護液吐出口４５５から基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに向けて保護液が吐出される。また、第２保護液バルブ４５４が閉じられると、保護液吐出口４５５への保護液の供給が停止される。保護液としては、リンス液、およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。
【００９０】
図１８は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１によって基板Ｗを処理するときの第４処理例について説明するための工程図である。図１９は、第４処理例における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１９では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されている状態が示されている。以下では、図１６〜図１９を参照して、シリコン酸化膜によって全域が覆われた基板Ｗ（シリコン基板）からシリコン酸化膜を除去するときの処理例について説明する。
【００９１】
未処理の基板Ｗは、搬送ロボットのハンド４１（図７参照）によって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック２に搬入される。具体的には、挟持部３２が退避位置に位置する状態で、未処理の基板Ｗが、ハンド４１によって複数の支持部３１に載置される。そして、制御部４２は、ハンド４１を退避させた後、挟持部回動機構３５（図４参照）を制御して、複数の挟持部３２を退避位置から接触位置に移動させる。これにより、支持部３１が基板Ｗの下面から離れ、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗが水平に保持される。
【００９２】
次に、保護液の一例である純水を基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに同時に供給する周縁部保護処理が行われる（ステップＳ４０１）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、スピンチャック２に保持された基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに回転させる。そして、制御部４２は、第１保護液バルブ４５１および第２保護液バルブ４５４を開いて、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から純水を吐出させる。図１９に示すように、第１保護液ノズル４４９から吐出された純水は、基板Ｗの上面周縁部Ｗａに供給され、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。また、保護液吐出口４５５から吐出された純水は、基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに供給され、基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。さらに、第１保護液ノズル４４９から吐出された純水の一部と、保護液吐出口４５５から吐出された純水の一部とが、基板Ｗの周端面に沿って流れ、基板Ｗの周端面に純水が供給される。これにより、基板Ｗの上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面に純水が供給され、基板Ｗの上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面が純水によって保護される。
【００９３】
次に、薬液の一例であるフッ酸を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給する薬液処理が行われる（ステップＳ４０２）。具体的には、制御部４２は、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを回転させながら、第１薬液バルブ１３を開いて、第１薬液ノズル１１からフッ酸を吐出させる。第１薬液ノズル１１から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの上面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの上面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの上面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの上面周縁部Ｗａまで広がり、基板Ｗの上面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。このとき、基板Ｗの上面周縁部Ｗａが純水によって保護されているので、基板Ｗの上面において周縁部を除く領域にフッ酸が供給され、当該領域からシリコン酸化膜が除去される。すなわち、基板Ｗの上面周縁部Ｗａからシリコン酸化膜が除去されることが抑制または防止される。
【００９４】
一方、制御部４２は、第１薬液ノズル１１からのフッ酸の吐出と並行して、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からフッ酸を吐出させる。具体的には、制御部４２は、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを回転させながら、第２薬液バルブ２３を開いて、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からフッ酸を吐出させる。下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの下面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの下面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの下面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの下面周縁部Ｗｂまで広がり、基板Ｗの下面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。このとき、基板Ｗの下面周縁部Ｗｂが純水によって保護されているので、基板Ｗの下面において周縁部を除く領域にフッ酸が供給され、当該領域からシリコン酸化膜が除去される。すなわち、基板Ｗの下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることが抑制または防止される。
【００９５】
また、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに達したフッ酸の一部は、基板Ｗの周端面に沿って流れた後、基板Ｗの周囲に振り切られる。そのため、基板Ｗの周端面は、フッ酸によって覆われる。しかし、このとき、基板Ｗの周端面が純水によって保護されているので、基板Ｗの周端面からシリコン酸化膜が除去されることが抑制または防止される。そのため、基板Ｗの周縁部（上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面）を除く領域からシリコン酸化膜が除去される（薬液処理）。そして、薬液処理が所定時間にわたって行われると、第１薬液バルブ１３および第２薬液バルブ２３が閉じられて、第１薬液ノズル１１および下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からのフッ酸の吐出が停止される。
【００９６】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給するリンス処理が行われる（ステップＳ４０３）。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗを回転させながら、第１リンス液バルブ１６を開いて、第１リンス液ノズル１４から純水を吐出させる。また、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第１保護液バルブ４５１を閉じて、第１保護液ノズル４４９からの純水の吐出を停止させる。第１リンス液ノズル１４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給される。基板Ｗの上面中央部に保持されたフッ酸は、第１リンス液ノズル１４から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの上面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの上面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの上面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの上面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００９７】
一方、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出と並行して、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から純水を吐出させる。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗを回転させながら、第２リンス液バルブ２４を開いて、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から純水を吐出させる。また、制御部４２は、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第２保護液バルブ４５４を閉じて、保護液吐出口４５５からの純水の吐出を停止させる。下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から吐出された純水は、基板Ｗの下面中央部に供給される。基板Ｗの下面中央部に保持されたフッ酸は、下面ノズル４１８から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの下面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの下面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの下面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの下面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００９８】
また、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに達した純水の一部は、基板Ｗの周端面に沿って流れた後、基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗの周端面に純水が供給される。したがって、薬液処理において基板Ｗに供給されたフッ酸が基板Ｗの周端面に付着していたとしても、このフッ酸は、純水によって洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面、下面、および周端面に純水が同時に供給され、基板Ｗの上面、下面、および周端面に付着しているフッ酸が洗い流される（リンス処理）。そして、リンス処理が所定時間にわたって行われると、第１リンス液バルブ１６および第２リンス液バルブ２４が閉じられて、第１リンス液ノズル１４および下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からの純水の吐出が停止される。
【００９９】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ４０４）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水に大きな遠心力が作用し、当該純水が基板Ｗから周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する（乾燥処理）。そして、乾燥処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗの回転を停止させる。さらに、制御部４２は、挟持部回動機構３５を制御して、挟持部３２を接触位置から退避位置に移動させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットのハンド４１によってスピンチャック２から搬出される。
【０１００】
以上のように第４実施形態では、保護液供給機構４４７によって、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに保護液を同時に供給することができる。したがって、たとえば第４処理例の薬液処理において説明したように、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることを抑制または防止することができる。そのため、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂが親水性に維持され、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜の外縁が、環状の親水面である上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに接した状態で、薬液処理が行われる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に位置する状態で、薬液処理が行われる。したがって、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。これにより、フッ酸の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。
【０１０１】
また、第４処理例では、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第１保護液バルブ４５１を閉じて、第１保護液ノズル４４９からの純水の吐出を停止させる。さらに、制御部４２は、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第２保護液バルブ４５４を閉じて、保護液吐出口４５５からの純水の吐出を停止させる。したがって、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換されるまで、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から吐出された純水によって基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂが保護される。そのため、第４処理例のリンス処理において、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることを抑制または防止することができる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に位置する状態で、リンス処理が行われる。したがって、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。これにより、純水の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。
【０１０２】
また、第４処理例では、薬液処理およびリンス処理において、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることを抑制または防止する場合について説明したが、第４処理例の薬液処理において、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜を除去してもよい。具体的には、第４処理例の薬液処理において、制御部４２は、第１薬液バルブ１３および第２薬液バルブ２３を閉じる前に、第１保護液バルブ４５１および第２保護液バルブ４５４を閉じて、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５からの純水の吐出を停止させてもよい。この場合、基板Ｗの上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面にもフッ酸が供給されるから、基板Ｗの全域からシリコン酸化膜が除去される。また、この場合、基板Ｗの全域からシリコン酸化膜が除去された状態でリンス処理を行う必要があるから、たとえば、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させることにより、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給してもよい。
【０１０３】
［第５実施形態］
次に、図２０〜図２２Ｃを参照して、本発明の第５実施形態について説明する。図２０〜図２２Ｃにおいて、前述の図１〜図１９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図２０は、本発明の第５実施形態に係る基板処理装置５０１の概略構成を示す側面図である。図２１は、本発明の第５実施形態における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図２１では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されており、環状部材５０４が処理位置に配置されている状態が示されている。
【０１０４】
この第５実施形態と前述の第３実施形態との主要な相違点は、親水面を有する環状部材３０４に代えて、疎水面を有する環状部材５０４が設けられていることである。
具体的には、基板処理装置５０１は、スピンチャック２（基板保持手段、基板回転手段）と、処理液供給機構３（処理液供給手段）と、環状部材５０４と、環状部材５０４を移動させる環状部材移動機構５４５とを含む。スピンチャック２および環状部材５０４は、図示しない隔壁によって区画された処理室５に配置されている。
【０１０５】
環状部材５０４は、スピンチャック２に保持された基板Ｗより上方に配置されている。環状部材５０４は、回転軸線Ｌ１上に中心を有する円に沿って配置されている。環状部材５０４は、円筒状の内周面および外周面を有する平面視円形のリングである。環状部材５０４の内径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの直径より小さい。また、環状部材５０４の外径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの直径より大きい。したがって、環状部材５０４の内周部は、基板Ｗの上面周縁部に重なっており、上下方向に間隔を空けて基板Ｗの上面周縁部に対向している。また、環状部材５０４の外周部は、基板Ｗより外側（回転軸線Ｌ１とは反対側）に配置されている。環状部材５０４の内径は、基板Ｗの直径より小さい値に限らず、基板Ｗの直径と等しいまたは大きい値であってもよい。同様に、環状部材５０４の外径は、基板Ｗの直径より大きい値に限らず、基板Ｗの直径と等しいまたは小さい値であってもよい。
【０１０６】
環状部材５０４は、疎水性である。環状部材５０４は、環状部材５０４全体が疎水性材料によって形成されていてもよいし、環状部材５０４の一部が疎水性材料によって形成されていてもよい。たとえばコーティングによって、環状部材５０４の表層だけが、疎水性材料によって形成されていてもよい。さらに、環状部材５０４の表面は、鏡面であってもよいし、粗面であってもよい。すなわち、表面粗さを調整する加工や処理が、環状部材５０４に施されていてもよい。疎水性材料は、たとえば、ＧＣ（glassy carbon）およびＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）の少なくとも一つを含む材料であってもよい。
【０１０７】
環状部材５０４は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する対向疎水面５４３（疎水面）を含む。対向疎水面５４３は、環状部材５０４の下面である。対向疎水面５４３に対する水の接触角は、たとえば、７０度より大きい。環状部材移動機構５４５は、対向疎水面５４３が基板Ｗの上面周縁部に近接する処理位置（図２０に示す位置）と、対向疎水面５４３が基板Ｗから離れた退避位置との間で環状部材５０４を移動させる。基板Ｗを搬送するハンド４１（図７参照）によって基板Ｗがスピンチャック２に搬入されるとき、およびハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２から搬出されるときには、環状部材５０４が退避位置に配置される。また、スピンチャック２に保持された基板Ｗが処理液によって処理されるときには、環状部材５０４が処理位置に配置される。環状部材５０４を処理位置に移動させることにより、基板Ｗの上面周縁部に沿って対向疎水面５４３を配置することができる。
【０１０８】
環状部材移動機構５４５は、制御部４２（図８参照）によって制御される。制御部４２は、環状部材５０４を処理位置に位置させた状態で、スピンチャック２によって基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに回転させながら、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４から処理液を吐出させる。すなわち、制御部４２は、挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向疎水面５４３を近接させた状態で、基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を基板Ｗの上面周縁部に移動させる。
【０１０９】
処理液の液膜の外縁が基板Ｗの上面周縁部に移動することにより、基板Ｗの上面周縁部と対向疎水面５４３との間に処理液が進入する。これにより、図２１に示すように、処理液の液膜の外縁が対向疎水面５４３に接する。対向疎水面５４３が疎水性であり、対向疎水面５４３と基板Ｗとの間の隙間が小さいから、対向疎水面５４３からの抵抗が基板Ｗ上の処理液に加わり、基板Ｗからの処理液の排出が妨げられる。したがって、基板Ｗ上に処理液が貯留される。その一方で、遠心力が基板Ｗ上の処理液に加わるから、基板Ｗ上の処理液は、基板Ｗの周囲に排出される。したがって、処理液の貯留と排出とが並行して行われる。
【０１１０】
対向疎水面５４３は、基板Ｗの上面周縁部全域に沿って配置されている。したがって、処理液の貯留と排出とが、基板Ｗの上面周縁部全域において均一に行われる。そのため、基板Ｗの上面全域が処理液の液膜によって覆われている状態が維持されながら、基板Ｗ上の処理液が後続の処理液によって置換されていく。そのため、高流量でノズル１１、１４から処理液を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域に処理液を供給することができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域に処理液を供給できる。
【０１１１】
図２２Ａ、図２２Ｂ、および図２２Ｃは、環状部材移動機構５４５の概略構成を示す側面図である。
図２２Ａに示すように、環状部材移動機構５４５は、環状部材５０４に固定された複数の固定シャフト５５９と、複数の固定シャフト５５９に連結された複数の昇降装置５６０とを備えるものであってもよい。複数の固定シャフト５５９は、基板Ｗの周囲に配置されている。複数の固定シャフト５５９は、スピンベース７の上面から上方に突出している。環状部材５０４は、複数の固定シャフト５５９を介して複数の昇降装置５６０に支持されている。昇降装置５６０は、エアシリンダなどの空気圧によって駆動される空圧アクチュエータであってもよいし、電磁プランジャなどの磁力によって駆動されるソレノイドアクチュエータであってもよい。複数の昇降装置５６０は、複数の固定シャフト５５９を昇降させることにより、処理位置（実線で示す位置）と退避位置（二点鎖線で示す位置）との間で環状部材５０４を移動させる。複数の昇降装置５６０は、スピンベース７の内部に配置されている。環状部材５０４、複数の固定シャフト５５９、および複数の昇降装置５６０は、スピンベース７と共に回転軸線Ｌ１まわりに回転する。
【０１１２】
また、図２２Ｂに示すように、環状部材移動機構５４５は、環状部材５０４に取り付けられたマグネット５６１と、環状部材５０４に接触可能な複数の昇降シャフト５６２と、複数の昇降シャフト５６２に連結された複数の昇降装置５６０とを備えるものであってもよい。環状部材５０４は、複数の挟持部材８によって処理位置（実線で示す位置）で支持されている。環状部材５０４は、環状部材５０４に取り付けられたマグネット５６１と、挟持部材８の内部に配置されたマグネット（図示せず）との間に働く磁力によって複数の挟持部材８に固定されている。したがって、環状部材５０４は、スピンベース７と共に回転軸線Ｌ１まわりに回転する。
【０１１３】
複数の昇降シャフト５６２は、基板Ｗより外側に配置されている。複数の昇降装置５６０は、スピンベース７の内部に配置されている。複数の昇降装置５６０は、スピンベース７の外に配置されていてもよい。昇降シャフト５６２は、昇降シャフト５６２がスピンベース７の上面から上方に突出する突出位置と、昇降シャフト５６２全体がスピンベース７の内部に退避する退避位置との間で移動可能である。昇降装置５６０は、突出位置と退避位置との間で昇降シャフト５６２を昇降させることにより、環状部材５０４を処理位置と退避位置（二点鎖線で示す位置）との間で移動させる。
【０１１４】
具体的には、昇降装置５６０が昇降シャフト５６２を退避位置から突出位置に移動させると、昇降シャフト５６２が環状部材５０４に接触し、環状部材５０４が退避位置まで持ち上げられる。また、昇降装置５６０が昇降シャフト５６２を突出位置から退避位置まで下降させると、昇降シャフト５６２が退避位置に達する前に、環状部材５０４が挟持部材８によって処理位置で支持され、昇降シャフト５６２が環状部材５０４から離れる。その後、昇降シャフト５６２全体が、スピンベース７内に退避する。したがって、環状部材５０４が処理位置に位置している状態では、複数の昇降シャフト５６２が基板Ｗの周囲から退避している。そのため、基板Ｗの周囲に飛散した処理液が、昇降シャフト５６２に衝突して、基板Ｗ側に跳ね返ることを防止できる。
【０１１５】
また、図２２Ｃに示すように、環状部材移動機構５４５は、マグネット５６１と、複数の昇降シャフト５６２と、複数の昇降装置５６０と、環状部材５０４を保持するハンド５６３とを備えるものであってもよい。ハンド５６３は、挟持部材８または昇降シャフト５６２から環状部材５０４を受け取る。そして、ハンド５６３は、挟持部材８または昇降シャフト５６２に環状部材５０４を渡す。ハンド５６３は、環状部材５０４を上下に挟んで保持する。ハンド５６３は、環状部材５０４を挟んだ状態で上下方向に昇降することにより、環状部材５０４を上下方向に昇降させてもよい。また、ハンド５６３は、環状部材５０４を挟んだ状態で水平軸線まわりに回転することにより、水平な姿勢と鉛直な姿勢との間で環状部材５０４を移動させてもよい。
【０１１６】
また、図示はしないが、環状部材５０４が周方向に分割されており、複数の分割体によって構成されている場合、環状部材移動機構５４５は、分割体を水平面内で回動させることにより、処理位置と退避位置との間で環状部材５０４を移動させてもよい。この場合、分割体は、挟持部材８に連結されており、挟持部材８と共に回動してもよい。また、図７に示す第１実施形態と同様に、各分割体は、スピンベース７内に収容されたモータによって駆動されてもよい。
【０１１７】
以上のように第５実施形態では、環状部材５０４の対向疎水面５４３が、基板Ｗとは異なる高さで基板Ｗの上面周縁部に沿って配置されている。基板Ｗの上面周縁部から排出される処理液は、対向疎水面５４３に接触し、対向疎水面５４３からの抵抗を受ける。したがって、基板Ｗからの処理液の排出を規制し、対向疎水面５４３の内側に処理液を溜めることができる。そのため、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液によって覆われている状態を維持できる。
【０１１８】
また、第５実施形態では、対向疎水面５４３が、全周に亘って連続しており、全周に亘って一定の間隔（たとえば、３ｍｍ以下）を空けて基板Ｗの上面周縁部に対向している。すなわち、対向疎水面５４３と基板Ｗとの間のクリアランスの大きさが、全周に亘って等しい。したがって、対向疎水面５４３と基板Ｗとの間を通って基板Ｗから排出される処理液の流量が、各位置で等しい。そのため、基板Ｗからの処理液の排出量の偏りにより、処理液の液膜がその周縁部から壊れることを抑制または防止できる。さらにまた、疎水面が基板Ｗの上面周縁部に非接触だから、基板Ｗの上面周縁部にも処理液が確実に供給される。そのため、処理の均一性の低下を抑制または防止できる。
【０１１９】
［その他の実施形態］
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第５実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１〜第５実施形態では、第１薬液ノズル１１から基板Ｗの上面に向けて薬液が吐出され、第１リンス液ノズル１４から基板Ｗの上面に向けてリンス液が吐出される場合について説明した。しかし、共通のノズルから基板Ｗの上面に向けて薬液およびリンス液が選択的に吐出されてもよい。
【０１２０】
また、前述の第１〜第５実施形態では、基板Ｗを挟持して当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のスピンチャック２が、基板処理装置に備えられている場合について説明した。しかし、スピンチャック２は、挟持式に限らず、たとえば、基板Ｗの下面（裏面）を真空吸着することにより基板Ｗの上面（表面）に非接触で当該基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【０１２１】
また、前述の第１、第２、および第４実施形態では、基板Ｗの上面および下面を処理液によって同時に処理する場合について説明した。しかし、基板Ｗの上面および下面を別々に処理してもよい。
また、前述の第４実施形態では、下面ノズル１８が、下面処理液供給機構１７と、下面保護液供給機構４５２とによって共有されている場合について説明した。しかし、下面保護液供給機構４５２は、専用の第２保護液ノズルを有していてもよい。具体的には、図２３に示すように、下面保護液供給機構６５２（下面保護液供給手段）は、スピンチャック２によって挟持位置で水平に保持された基板Ｗの外方に配置された第２保護液ノズル６５６を有しており、この第２保護液ノズル６５６から当該基板Ｗの下面周縁部に向けて保護液が吐出されてもよい。
【０１２２】
また、前述の第１および第４処理例では、親水性の基板が処理対象の基板である場合について説明した。しかし、疎水性の基板が処理対象の基板であってもよい。
また前述の第３および第５実施形態では、環状部材３０４、５０４が基板Ｗより上方に配置されている場合について説明した。しかし、環状部材３０４は、基板Ｗより下方に配置されていてもよい。さらに、２つの環状部材３０４が、それぞれ、基板Ｗより上方および下方に配置されていてもよい。環状部材５０４についても同様である。
【０１２３】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１ 基板処理装置
２ スピンチャック
３ 処理液供給機構
４ 環状部材
２９ 上側環状親水面
３０ 下側環状親水面
２０１ 基板処理装置
２０４ 環状部材
２４３ 上側環状疎水面
２４４ 下側環状疎水面
３０１ 基板処理装置
３０４ 環状部材
３４６ 対向親水面
４０１ 基板処理装置
４４７ 保護液供給機構
４４８ 上面保護液供給機構
４５２ 下面保護液供給機構
５０１ 基板処理装置
５０４ 環状部材
５４３ 対向疎水面
６５２ 下面保護液供給機構
Ｌ１ 回転軸線
Ｗ 基板
Ｗａ 上面周縁部
Ｗｂ 下面周縁部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板に対して処理液を用いた処理が行われる。基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して当該基板の中心を通る鉛直軸線まわりに当該基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の上面中央部に向けて処理液を吐出するノズルと、スピンチャックおよびノズルを収容する処理室とを備えている。スピンチャックによって基板を回転させながら、ノズルから処理液を吐出させることにより、基板の上面に処理液が供給され、基板の上面が処理液によって処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の基板処理装置において、スピンチャックによって基板を回転させながら、ノズルから処理液を吐出させると、ノズルから吐出された処理液は、基板の上面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形の処理液の液膜が基板の上面中央部に形成される。そして、この処理液の液膜は、基板の回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、この処理液の液膜は、後続の処理液が基板の上面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、処理液の液膜は、ほぼ円形のまま基板の上面に沿って広がっていく。
【０００５】
しかしながら、基板の上面が疎水性である場合、処理液の液膜は、基板の上面周縁部までほぼ円形のまま広がらずに、基板の上面周縁部に達する前に放射状に広がる場合がある。すなわち、基板の上面が疎水性である場合、ほぼ円形の処理液の液膜の外縁から径方向に延びる複数の処理液の筋が形成されることがある。この場合、基板の上面全域に処理液が供給されないので、基板の上面をむらなく処理することができない。さらに、処理室内に浮遊する処理液のミストやパーティクルが、基板の上面において処理液によって覆われていない領域に付着して、基板が汚染されるおそれがある。
【０００６】
たとえば、高流量でノズルから処理液を吐出させるとともに、基板を高速で回転させれば、基板の上面が疎水性であっても、基板の上面の一部が露出することを抑制または防止できる。しかしながら、高流量でノズルから処理液を吐出させると、処理液の消費量が増加するので、ランニングコストが増加してしまう。また、基板を高速で回転させると、基板から飛散する処理液の速度が増加するので、飛散した処理液が基板の周囲に設けられた部材に衝突したときの衝撃が増加する。そのため、処理液のミストの発生量が増加し、基板や処理室内の部材に処理液のミストが付着するおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面（２９、３０、３４６、Ｗａ，Ｗｂ）を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置手段（４、２０４、３０４、４４７）とを含む、基板処理装置（１、２０１、３０１、４０１）である。基板の主面は、基板の上面であってもよいし、基板の下面であってもよい。
【０００９】
親水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がり、薄い液膜が形成される。一方、疎水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がらずに、液滴が形成される。すなわち、親水性の固体表面は、濡れやすく、疎水性の固体表面は、濡れにくい。しかし、本願発明者は、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、液体を固体表面に沿って広げられることを発見した。
【００１０】
具体的には、本願発明者は、固体表面において液体によって覆われている領域（被覆領域）と液体によって覆われていない領域（非被覆領域）の境界（液体表面と固体表面とが交わるところ）が、液体の広がりに大きく影響することを発見した。すなわち、図１１に示すように、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、被覆領域と非被覆領域との境界が、親水性の領域に達していれば、固体表面に供給された液体は、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、固体表面に沿って広がり、薄い液膜を形成する。したがって、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域に到達させれば、少ない液量で広い範囲を濡らすことができる。
【００１１】
この発明によれば、基板保持手段によって、基板の主面に非接触で当該基板を水平に保持することができる。また、処理液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、基板の主面を覆う処理液の液膜を形成することができる。さらに、親水面配置手段は、基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面を基板の主面周縁部に沿って配置することができる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域、すなわち、親水面に位置させることができる。そのため、基板の主面が疎水性である場合や、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部を取り囲む環状親水面（２９、３０）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、処理液供給手段によって基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、基板の主面に保持された処理液の液膜の外縁を環状親水面に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である環状親水面に位置させることができる。したがって、基板の主面が疎水性である場合や、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記環状親水面を取り囲む環状疎水面（２４３、２４４）をさらに含む、請求項２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、環状親水面が環状疎水面によって取り囲まれている。環状疎水面は、疎水性である。したがって、処理液が環状親水面から環状疎水面に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、環状疎水面の内側に処理液が留められる。これにより、環状疎水面の内側に処理液を溜めて、基板の主面全域が処理液によって覆われた状態を維持できる。これにより、処理液の消費量を一層低減できる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、前記環状親水面は、前記基板保持手段に保持された基板の上面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の上面周縁部を取り囲む上側環状親水面（２９）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の下面周縁部を取り囲む下側環状親水面（３０）とを含む、請求項２または３記載の基板処理装置である。
【００１５】
この発明によれば、基板保持手段によって、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持できる。したがって、処理液供給手段から基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給することにより、基板の上面全域を覆う処理液の液膜と、基板の下面全域を覆う処理液の液膜とを形成できる。さらに、基板の上面に保持された処理液の液膜の外縁を上側環状親水面に到達させ、基板の下面に保持された処理液の液膜の外縁を下側環状親水面に到達させることにより、基板の上面および下面が疎水性である場合や、基板の上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面および下面を処理できる。また、基板の上面および下面を同時に処理できるので、処理時間を短縮できる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に対向する環状の対向親水面（３４６）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に対向する環状の対向親水面が設けられているので、処理液供給手段によって基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給することにより、基板の主面周縁部と対向親水面との間に処理液を進入させることができる。これにより、基板の主面に保持された処理液の液膜の外縁を対向親水面に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である対向親水面に位置させることができる。したがって、基板の主面が疎水性である場合や、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記対向親水面を取り囲む環状疎水面（３４３）をさらに含む、請求項５記載の基板処理装置である。
この発明によれば、対向親水面が、環状疎水面によって取り囲まれているので、処理液が対向親水面より外側に移動するときに、環状疎水面からの抵抗が処理液に加わり、環状疎水面の内側に処理液が留められる。したがって、高流量で基板に処理液を供給しなくても、基板の主面全域が処理液によって覆われている状態を確実に維持できる。そのため、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給できる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記親水面配置手段は、基板の主面を処理液から保護する保護液を、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に供給する保護液供給手段（４４７）を含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、保護液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に保護液を供給することにより、基板の主面周縁部を処理液から保護できる。具体的には、たとえば、基板の主面が親水性であり、処理液供給手段から供給される処理液が、基板の主面を疎水性に変化させる処理液であっても、基板の主面周縁部を保護液によって保護することにより、基板の主面周縁部を親水性に維持できる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である基板の主面周縁部に位置させることができる。したがって、基板の主面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域を処理液によって覆うことができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、前記保護液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面周縁部に前記保護液を供給する上面保護液供給手段（４４８）と、前記基板保持手段に保持された基板の下面周縁部に前記保護液を供給する下面保護液供給手段（４５２、６５２）とを含む、請求項７記載の基板処理装置である。
【００２０】
この発明によれば、上面保護液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の上面周縁部に保護液を供給することにより、基板の上面周縁部を処理液から保護できる。同様に、下面保護液供給手段によって、基板保持手段に保持された基板の下面周縁部に保護液を供給することにより、基板の下面周縁部を処理液から保護できる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である基板の上面周縁部および下面周縁部に位置させることができる。したがって、基板の上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面および下面を処理できる。また、基板の上面および下面を同時に処理できるので、処理時間を短縮できる。
【００２１】
請求項９記載の発明は、基板（Ｗ）の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面（２９、３０、３４６、Ｗａ，Ｗｂ）を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置工程とを含む、基板処理方法である。この発明によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、前記処理液供給工程は、基板の上面および下面に非接触で水平に保持された当該基板の上面および下面に処理液を同時に供給する工程を含み、前記親水面配置工程は、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の上面に保持された処理液の液膜に接する環状の上側親水面（２９、Ｗａ）を前記基板の上面周縁部に沿って配置する上側親水面配置工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の下面に保持された処理液の液膜に接する環状の下側親水面（３０、Ｗｂ）を前記基板の下面周縁部に沿って配置する下側親水面配置工程とを含む、請求項９記載の基板処理方法である。
【００２３】
この発明によれば、基板の上面を覆う処理液の液膜と、基板の下面を覆う処理液の液膜とを同時に形成できる。さらに、基板の上面に保持された処理液の液膜に接する環状の上側親水面を当該基板の上面周縁部に沿って配置するとともに、基板の下面に保持された処理液の液膜に接する環状の下側親水面を当該基板の下面周縁部に沿って配置することができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域に位置させることができる。したがって、基板の上面および下面が疎水性である場合や、基板の上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の上面および下面を処理できる。また、基板の上面および下面を同時に処理できるので、処理時間を短縮できる。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、基板（Ｗ）の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段（３）と、前記基板保持手段に保持された基板に交差する回転軸線（Ｌ１）まわりに前記基板を回転させる基板回転手段（２）と、前記基板保持手段に保持された基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面（５４３）を有する環状部材（５０４）とを含む、基板処理装置（５０１）である。
【００２５】
この発明によれば、処理液供給手段によって、基板保持手段に保持されている基板の主面に処理液を供給できる。さらに、基板回転手段によって、基板に交差する回転軸線まわりに基板を回転させることができる。処理液供給手段から基板への処理液の供給によって、基板の主面全域を覆う処理液の液膜を形成できる。さらに、基板回転手段による基板の回転によって、基板の主面に保持されている処理液を、基板の主面周縁部から排出させることができる。疎水面が、基板とは異なる高さで基板の主面周縁部に沿って配置されているので、基板の主面周縁部から排出される処理液は、疎水面に接触し、疎水面からの抵抗を受ける。したがって、基板からの処理液の排出を規制し、疎水面の内側に処理液を留めることができる。そのため、高流量で基板に処理液を供給しなくても、基板の主面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板の主面全域に処理液を供給できる。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、前記疎水面の外縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より外側に配置されている、請求項１１に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、疎水面の外縁が、基板の外端より外側に配置されているので、基板から排出される処理液の飛散方向が、疎水面によって制限される。具体的には、たとえば疎水面が基板より上方に配置されている場合には、基板の上面周縁部から斜め上への処理液の飛散が抑制される。同様に、疎水面が基板より下方に配置されている場合には、基板の下面周縁部から斜め下への処理液の飛散が抑制される。これにより、処理液の飛散範囲を狭めることができる。したがって、基板の周囲に配置されている部材が処理液のミストによって汚染されることを抑制または防止できる。そのため、この部材に付着しているパーティクルが基板に移動して、基板が汚染されることを抑制または防止できる。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、前記疎水面の内縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より内側に配置されている、請求項１１または１２に記載の基板処理装置である。
この発明によれば、疎水面の内縁が、基板の外端より内側に配置されているので、疎水面の内縁は、基板の主面周縁部に対向している。基板の主面は、通常、基板の周端面よりも寸法精度が高い。したがって、疎水面の内縁が、基板の外端より外側に配置されており、基板の周端面に対向している場合よりも、疎水面と基板との間のクリアランスのばらつきが小さい。すなわち、疎水面と基板との間のクリアランスの大きさが、全周に亘って等しい。したがって、疎水面と基板との間を通って基板から排出される処理液の流量が、各位置で等しい。そのため、基板からの処理液の排出量の偏りにより、処理液の液膜がその周縁部から壊れる（ブレークする）ことを抑制または防止できる。これにより、高流量で基板に処理液を供給しなくても、基板の主面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、基板の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板に交差する回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面を前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接触させることにより、前記基板からの処理液の排出を規制する処理液排出規制工程とを含む、基板処理方法である。この発明によれば、請求項１１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２９】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る挟持部材およびこれに関連する構成の側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る挟持部材およびこれに関連する構成の側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る挟持部材およびこれに関連する構成の平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置によって基板を処理するときの第１処理例について説明するための工程図である。
【図１０】第１処理例における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図１１】固体表面に供給された液体の広がりについて説明するための模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図１５Ａ】本発明の第３実施形態における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図１５Ｂ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第１変形例について説明するための模式図である。
【図１５Ｃ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第２変形例について説明するための模式的な側面図である。
【図１５Ｄ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第３変形例について説明するための模式的な側面図である。
【図１５Ｅ】本発明の第３実施形態に係る環状部材の第４変形例について説明するための模式的な側面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る基板処理装置によって基板を処理するときの第４処理例について説明するための工程図である。
【図１９】第４処理例における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す側面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態における基板への処理液の供給状態について説明するための模式図である。
【図２２Ａ】本発明の第５実施形態に係る環状部材移動機構の第１構成例について説明するための模式的な側面図である。
【図２２Ｂ】本発明の第５実施形態に係る環状部材移動機構の第２構成例について説明するための模式的な側面図である。
【図２２Ｃ】本発明の第５実施形態に係る環状部材移動機構の第３構成例について説明するための模式的な側面図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に係る保護液供給機構の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、「親水性」は、水との接触角が基板と水との接触角よりも小さいことを意味し、「疎水性」は、水との接触角が基板と水との接触角よりも大きいことを意味する。シリコン酸化膜が除去されたシリコン基板（水素終端化されたシリコン基板）と水との接触角は、７０度程度である。したがって、基板が、シリコン酸化膜が除去されたシリコン基板である場合には、「親水性」は、水の接触角が７０度より小さいことを意味し、「疎水性」は、水の接触角が７０度より大きいことを意味する。
【００３２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す側面図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う部分断面図である。
この基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円形の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段）と、スピンチャック２に保持された基板Ｗに処理液を供給する処理液供給機構３（処理液供給手段）と、スピンチャック２に保持された基板Ｗを取り囲む環状部材４（親水面配置手段）とを含む。スピンチャック２および環状部材４は、図示しない隔壁によって区画された処理室５に配置されている。
【００３３】
スピンチャック２は、鉛直に延びる筒状の回転軸６と、回転軸６の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース７と、このスピンベース７上に配置された複数個（３個以上）の挟持部材８と、回転軸６に連結されたスピンモータ９とを含む。複数個の挟持部材８は、スピンベース７の上面周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。スピンチャック２は、各挟持部材８を基板Ｗの周端面に当接させることにより、基板Ｗを水平方向に挟むことができる。これにより、基板Ｗが、スピンベース７の上方に設けられた挟持位置（図１および図３に示す位置）で水平に保持される。後述するように、スピンチャック２は、スピンベース７より上方の支持位置と、支持位置より上方の挟持位置との２つの位置で基板Ｗを水平に保持することができる。基板Ｗが挟持位置で保持された状態で、スピンモータ９の駆動力が回転軸６に入力されることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに基板Ｗが回転する。
【００３４】
また、処理液供給機構３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給する上面処理液供給機構１０を含む。上面処理液供給機構１０は、第１薬液ノズル１１と、第１薬液供給配管１２と、第１薬液バルブ１３とを含む。さらに、上面処理液供給機構１０は、第１リンス液ノズル１４と、第１リンス液供給配管１５と、第１リンス液バルブ１６とを含む。第１薬液供給配管１２は、第１薬液ノズル１１に接続されている。第１薬液バルブ１３は、第１薬液供給配管１２に介装されている。また、第１リンス液供給配管１５は、第１リンス液ノズル１４に接続されている。第１リンス液バルブ１６は、第１リンス液供給配管１５に介装されている。
【００３５】
第１薬液バルブ１３が開かれると、第１薬液供給配管１２から第１薬液ノズル１１に薬液が供給される。また、第１薬液バルブ１３が閉じられると、第１薬液供給配管１２から第１薬液ノズル１１への薬液の供給が停止される。第１薬液ノズル１１から吐出された薬液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面中央部に供給される。同様に、第１リンス液バルブ１６が開かれると、第１リンス液供給配管１５から第１リンス液ノズル１４にリンス液が供給される。また、第１リンス液バルブ１６が閉じられると、第１リンス液供給配管１５から第１リンス液ノズル１４へのリンス液の供給が停止される。第１リンス液ノズル１４から吐出されたリンス液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面中央部に供給される。
【００３６】
また、処理液供給機構３は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に処理液を供給する下面処理液供給機構１７を含む。下面処理液供給機構１７は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に向けて処理液を吐出する下面ノズル１８と、回転軸６内で上下に延びる第１処理液供給配管１９と、第１処理液供給配管１９に連結された第２処理液供給配管２０とを含む。さらに、下面処理液供給機構１７は、第２処理液供給配管２０に連結された第２薬液供給配管２１および第２リンス液供給配管２２と、第２薬液供給配管２１に介装された第２薬液バルブ２３と、第２リンス液供給配管２２に介装された第２リンス液バルブ２４とを含む。下面ノズル１８は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に対向する対向部２５を含む。対向部２５は、スピンベース７より上方に配置されている。対向部２５は、たとえば、水平面に沿って配置された円板状である。対向部２５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を吐出する処理液吐出口２６を含む。
【００３７】
第２薬液バルブ２３が開かれると、第２処理液供給配管２０を介して、第１処理液供給配管１９から下面ノズル１８に薬液が供給される。また、第２薬液バルブ２３が閉じられると、下面ノズル１８への薬液の供給が停止される。下面ノズル１８に供給された薬液は、処理液吐出口２６から上方に吐出される。これにより、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に薬液が供給される。同様に、第２リンス液バルブ２４が開かれると、第２処理液供給配管２０を介して、第１処理液供給配管１９から下面ノズル１８にリンス液が供給される。また、第２リンス液バルブ２４が閉じられると、下面ノズル１８へのリンス液の供給が停止される。下面ノズル１８に供給されたリンス液は、処理液吐出口２６から上方に吐出され、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に供給される。
【００３８】
処理液供給機構３から基板Ｗに供給される薬液としては、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、ＢＨＦ（Buffered Hydrogen Fluoride：バッファードフッ酸）、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。また、処理液供給機構３から基板Ｗに供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００３９】
また、環状部材４は、スピンベース７の上方に配置されている。環状部材４は、挟持位置（図１および図３に示す位置）で保持された基板Ｗを径方向に間隔を空けて取り囲んでいる。環状部材４は、回転軸線Ｌ１上に中心を有する円に沿って配置されている。環状部材４は、円筒状の内周面および外周面を有する平面視円形のリングを周方向に等間隔で複数個に分割した形状を有している。すなわち、環状部材４は、円弧状の複数の分割体２７を含む。複数の分割体２７は、環状部材４の周方向に等間隔を空けて配置されている。各分割体２７は、スピンベース７に連結された支柱２８によって支持されている。各分割体２７は、スピンベース７と共に回転軸線Ｌ１まわりに回転する。分割体２７の内側の面は、挟持位置で保持された基板Ｗの周端面に径方向に間隔を空けて対向している。また、複数個の挟持部材８は、平面視において、周方向に対向する分割体２７の端面の間に挟持部材８の一部（後述の挟持部３２）が位置するように配置されている。
【００４０】
図３に示すように、環状部材４は、上側環状親水面２９（親水面、環状親水面、上側親水面）と、下側環状親水面３０（親水面、環状親水面、下側親水面）とを含む。上側環状親水面２９は、複数の分割体２７の上面であり、下側環状親水面３０は、複数の分割体２７の下面である。上側環状親水面２９は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面を含む水平面に沿って配置されており、当該基板Ｗの上面周縁部を取り囲んでいる。同様に、下側環状親水面３０は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面を含む水平面に沿って配置されており、当該基板Ｗの下面周縁部を取り囲んでいる。上側環状親水面２９は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの上面より上方または下方に配置されていてもよい。同様に、下側環状親水面３０は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの下面より上方または下方に配置されていてもよい。第１実施形態では、上側環状親水面２９は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されており、下側環状親水面３０は、当該基板Ｗの下面と同じ高さに配置されている。
【００４１】
上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に対する水の接触角は、たとえば、７０度未満である。上側環状親水面２９および下側環状親水面３０の親水性は、水素終端化されたシリコン基板の親水性よりも高いことが最低条件であり、水の接触角が１０度程度のシリコン酸化膜と同等程度の親水性ならなお好ましい。
図４および図５は、本発明の第１実施形態に係る挟持部材８およびこれに関連する構成の側面図である。また、図６は、本発明の第１実施形態に係る挟持部材８およびこれに関連する構成の平面図である。図４では、基板Ｗが支持位置で水平に保持されている状態が示されており、図５では、基板Ｗが挟持位置で水平に保持されている状態が示されている。
【００４２】
スピンチャック２は、支持位置と挟持位置との２つの位置で基板Ｗを水平に保持することができる。すなわち、挟持部材８は、支持位置で基板Ｗを水平に支持する支持部３１と、挟持位置で基板Ｗを水平に挟持する挟持部３２と、支持部３１および挟持部３２を支持する台座３３とを含む。台座３３は、スピンベース７上に配置されている。支持部３１および挟持部３２は、台座３３上に配置されている。挟持部３２は、水平方向に開いたＶ字状の保持溝３４を有している。保持溝３４は、内方（基板Ｗの回転軸線Ｌ１側）に向けられている。挟持部３２は、台座３３に対して鉛直軸線Ｌ２まわりに回動可能である。支持部３１は、鉛直軸線Ｌ２より内方に配置されている。また、分割体２７は、台座３３より上方に配置されている。台座３３と分割体２７とは、平面視において重なり合っている。
【００４３】
スピンチャック２は、台座３３に対して挟持部３２を鉛直軸線Ｌ２まわりに回動させる挟持部回動機構３５を含む。挟持部回動機構３５は、たとえば、スピンベース７内に収容されている。挟持部回動機構３５は、挟持部３２が基板Ｗの周端面に接触する接触位置（図５に示す位置）と、挟持部３２が基板Ｗの周端面から離れた退避位置（図４に示す位置）との間で挟持部３２を鉛直軸線Ｌ２まわりに回動させる。さらに、挟持部回動機構３５は、複数の挟持部３２を同期させて鉛直軸線Ｌ２まわりに回動させる。図６に示すように、複数の分割体２７は、挟持部３２が接触位置と退避位置との間で回動する際に通過する範囲に重ならないように配置されている。これにより、挟持部３２の回動に伴って、挟持部３２が分割体２７に衝突することが防止されている。
【００４４】
スピンチャック２に搬入される基板Ｗは、複数の挟持部３２が退避位置に位置する状態で複数の支持部３１に載置される。基板Ｗが複数の支持部３１に載置されることにより、各支持部３１が基板Ｗの下面周縁部に点接触し、当該基板Ｗが支持位置で水平に保持される。また、基板Ｗが支持位置で水平に保持された状態で、挟持部回動機構３５が複数の挟持部３２を退避位置から接触位置に回動させることにより、基板Ｗの周縁部が保持溝３４内に入り込むとともに、保持溝３４の傾斜によって当該基板Ｗが上方に持ち上げられる。これにより、支持部３１が基板Ｗの下面から離れ、当該基板Ｗが挟持位置で水平に保持される。すなわち、挟持位置では、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗが水平に保持される。
【００４５】
図７は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す平面図である。以下では、図２および図７を参照する。図２では、可動体３６が閉位置に位置し、挟持部３２が接触位置に位置する状態が示されている。また、図７では、可動体３６が開位置に位置し、挟持部３２が退避位置に位置する状態が示されている。
複数の分割体２７は、スピンベース７に対して移動可能に保持された２つの可動体３６を含む。２つの可動体３６は、環状部材４の周方向に隣接している。可動体３６は、一端部３７（周方向に関する端部）と、他端部３８（周方向に関する端部）とを含む。可動体３６は、他端部３８を通る鉛直軸線まわりに回動可能である。スピンチャック２は、可動体３６を鉛直軸線まわりに回動させる分割体回動機構３９を含む。分割体回動機構３９は、たとえば、スピンベース７内に収容された２つのモータ４０を含む。分割体回動機構３９は、閉位置（図２に示す位置）と、開位置（図７に示す位置）との間で、可動体３６を鉛直軸線まわりに回動させる。閉位置は、一端部３７と他端部３８とが回転軸線Ｌ１上に中心を有する共通の円上に位置する位置である。また、開位置は、他端部３８が一端部３７より外方（基板Ｗの回転軸線Ｌ１から離れる方向）に位置する位置である。
【００４６】
可動体３６が閉位置に配置されている状態では、全ての分割体２７が、共通の円上に位置している。基板Ｗに処理液を供給して当該基板Ｗを処理するときには、２つの可動体３６が閉位置に配置される。一方、２つの可動体３６が開位置に配置されている状態では、２つの可動体３６は、基板Ｗを搬送する搬送ロボットのハンド４１の幅より大きい間隔を空けて水平方向に対向している。ハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２に搬入されるとき、およびハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２から搬出されるときには、２つの可動体３６が予め開位置に配置される。そして、２つの可動体３６が開位置に配置された状態で、ハンド４１によって支持された基板Ｗがスピンベース７上で昇降されることにより、支持部３１とハンド４１との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。このとき、２つの可動体３６が開位置に配置されているので、ハンド４１が可動体３６に衝突することが防止されている。
【００４７】
図８は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部４２を備えている。制御部４２は、スピンモータ９、挟持部回動機構３５、および分割体回動機構３９などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられたバルブの開閉は、制御部４２によって制御される。制御部４２は、予め設定されたレシピ（基板Ｗを処理するための処理条件）に従ってスピンモータ９、挟持部回動機構３５、および分割体回動機構３９などや、バルブの開閉を制御する。
【００４８】
図９は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１によって基板Ｗを処理するときの第１処理例について説明するための工程図である。図１０は、第１処理例における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１０では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されている状態が示されている。以下では、図１、図７、図９、および図１０を参照して、シリコン酸化膜によって全域が覆われた基板Ｗ（シリコン基板）からシリコン酸化膜を除去するときの処理例について説明する。
【００４９】
未処理の基板Ｗは、搬送ロボットのハンド４１によって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック２に搬入される。具体的には、挟持部３２が退避位置に位置し、可動体３６が開位置に位置する状態（図７に示す状態）で、未処理の基板Ｗが、ハンド４１によって複数の支持部３１に載置される。そして、制御部４２は、ハンド４１を退避させた後、分割体回動機構３９を制御して、可動体３６を開位置から閉位置に移動させる。さらに、制御部４２は、挟持部回動機構３５を制御して、複数の挟持部３２を退避位置から接触位置に移動させる。これにより、支持部３１が基板Ｗの下面から離れ、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗが水平に保持される。
【００５０】
次に、薬液の一例であるフッ酸を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給する薬液処理が行われる（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗおよび環状部材４を回転軸線Ｌ１まわりに回転させる。そして、制御部４２は、第１薬液バルブ１３を開いて、第１薬液ノズル１１からフッ酸を吐出させる。第１薬液ノズル１１から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの上面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの上面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの上面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの上面周縁部まで広がり、基板Ｗの上面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。これにより、基板Ｗの上面全域にフッ酸が供給され、基板Ｗの上面全域からシリコン酸化膜が除去される。
【００５１】
一方、制御部４２は、第１薬液ノズル１１からのフッ酸の吐出と並行して、下面ノズル１８からフッ酸を吐出させる。具体的には、制御部４２は、基板Ｗおよび環状部材４を回転させながら、第２薬液バルブ２３を開いて、下面ノズル１８からフッ酸を吐出させる。下面ノズル１８から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの下面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの下面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの下面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの下面周縁部まで広がり、基板Ｗの下面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。これにより、基板Ｗの下面全域にフッ酸が供給され、基板Ｗの下面全域からシリコン酸化膜が除去される。
【００５２】
また、図１０に示すように、基板Ｗの上面周縁部に達したフッ酸の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りのフッ酸は、環状部材４の上側環状親水面２９に移動する。同様に、基板Ｗの下面周縁部に達したフッ酸の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りのフッ酸は、環状部材４の下側環状親水面３０に移動する。基板Ｗの周端面には、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入したフッ酸が供給される。このようにして、基板Ｗの上面、下面、および周端面にフッ酸が同時に供給され、基板Ｗの上面、下面、および周端面からシリコン酸化膜が除去される（薬液処理）。そして、薬液処理が所定時間にわたって行われると、第１薬液バルブ１３および第２薬液バルブ２３が閉じられて、第１薬液ノズル１１および下面ノズル１８からのフッ酸の吐出が停止される。
【００５３】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給するリンス処理が行われる（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗおよび環状部材４を回転させながら、第１リンス液バルブ１６を開いて、第１リンス液ノズル１４から純水を吐出させる。第１リンス液ノズル１４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給される。基板Ｗの上面中央部に保持されたフッ酸は、第１リンス液ノズル１４から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの上面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの上面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの上面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの上面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００５４】
一方、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出と並行して、下面ノズル１８から純水を吐出させる。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗおよび環状部材４を回転させながら、第２リンス液バルブ２４を開いて、下面ノズル１８から純水を吐出させる。下面ノズル１８から吐出された純水は、基板Ｗの下面中央部に供給される。基板Ｗの下面中央部に保持されたフッ酸は、下面ノズル１８から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの下面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの下面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの下面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの下面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００５５】
また、図１０に示すように、基板Ｗの上面周縁部に達した純水の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りの純水は、環状部材４の上側環状親水面２９に移動する。同様に、基板Ｗの下面周縁部に達した純水の一部は、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入し、残りの純水は、環状部材４の下側環状親水面３０に移動する。基板Ｗの周端面には、基板Ｗの周端面と環状部材４との間に進入した純水が供給される。このようにして、基板Ｗの上面、下面、および周端面に純水が同時に供給され、基板Ｗの上面、下面、および周端面に付着しているフッ酸が洗い流される（リンス処理）。そして、リンス処理が所定時間にわたって行われると、第１リンス液バルブ１６および第２リンス液バルブ２４が閉じられて、第１リンス液ノズル１４および下面ノズル１８からの純水の吐出が停止される。
【００５６】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗおよび環状部材４を高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗおよび環状部材４に付着している純水に大きな遠心力が作用し、当該純水が基板Ｗおよび環状部材４から周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する（乾燥処理）。そして、乾燥処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗおよび環状部材４の回転を停止させる。さらに、制御部４２は、分割体回動機構３９を制御して、可動体３６を閉位置から開位置に移動させ、挟持部回動機構３５を制御して、挟持部３２を接触位置から退避位置に移動させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットのハンド４１によってスピンチャック２から搬出される。
【００５７】
図１１は、固体表面に供給された液体の広がりについて説明するための模式図である。
親水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がり、薄い液膜が形成される。一方、疎水性の固体表面に液体を供給した場合、液体が固体表面に沿って広がらずに、液滴が形成される。すなわち、親水性の固体表面は、濡れやすく、疎水性の固体表面は、濡れにくい。しかし、本願発明者は、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、液体を固体表面に沿って広げられることを発見した。
【００５８】
具体的には、本願発明者は、固体表面において液体によって覆われている領域（被覆領域）と液体によって覆われていない領域（非被覆領域）の境界（液体表面と固体表面とが交わるところ）が、液体の広がりに大きく影響することを発見した。すなわち、図１１に示すように、固体表面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、被覆領域と非被覆領域との境界が、親水性の領域に達していれば、固体表面に供給された液体は、親水性の固体表面に液体を供給した場合と同様に、固体表面に沿って広がり、薄い液膜を形成する。したがって、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域に到達させれば、少ない液量で広い範囲を濡らすことができる。
【００５９】
前述のように第１処理例の薬液処理では、シリコン酸化膜によって全域が覆われた基板Ｗ（シリコン基板）にフッ酸が供給される。シリコン酸化膜は、親水性である。したがって、フッ酸が供給される前の基板Ｗの上面、下面、周端面は、親水性である。そのため、たとえば、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させなくても、フッ酸の液膜をほぼ円形のまま基板Ｗの上面周縁部および下面周縁部にまで広げて、基板Ｗの上面全域および下面全域をフッ酸の液膜によって覆うことができる。これにより、基板Ｗの上面、下面、周端面にフッ酸を供給して、基板Ｗの上面、下面、周端面からシリコン酸化膜を除去することができる。
【００６０】
一方、シリコン酸化膜が基板Ｗから除去されると、基板Ｗの下地（シリコン）が露出する。そのため、基板Ｗの上面、下面、周端面が、疎水性に変化し、基板Ｗが濡れ難くなる。しかし、前述のように第１処理例の薬液処理では、基板Ｗの上方に保持されたフッ酸の液膜の外縁が、上側環状親水面２９に到達しており、基板Ｗの下方に保持されたフッ酸の液膜の外縁が、下側環状親水面３０に到達している。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に到達している。したがって、シリコン酸化膜が基板Ｗから除去された後も、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、フッ酸が基板Ｗの上面および下面に沿って広がる。そのため、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給し続けることができる。これにより、フッ酸の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。
【００６１】
また、第１処理例のリンス処理では、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗの上面および下面に純水が供給される。そして、基板Ｗの上面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換され、基板Ｗの下面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。したがって、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域（上側環状親水面２９および下側環状親水面３０）に位置する状態で、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。そのため、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。これにより、基板Ｗの上面、下面、周端面が、疎水性であっても、純水の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。
【００６２】
また、第１処理例のリンス処理では、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜を純水の液膜に置換する場合について説明したが、基板Ｗの上面全域および下面全域を覆うフッ酸の液膜が保持されていない状態で、基板Ｗの上面および下面に純水が供給されてもよい。薬液処理が行われた後は、シリコン酸化膜が基板Ｗから除去されているので、基板Ｗの上面、下面、周端面は、疎水性である。したがって、この場合、たとえば、第１リンス液供給配管１５および第２リンス液供給配管２２に第１流量調整バルブを設けて、リンス処理の初期の段階では、たとえば、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させて、基板Ｗの上面全域および下面全域を覆う純水の液膜を形成する必要がある。しかし、純水の液膜の外縁が、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に到達した後は、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、純水が基板Ｗの上面および下面に沿って広がるので、第１流量調整バルブの開度を制御部４２によって調整して、ノズル１４、１８からの純水の吐出流量を減少させることができる。これにより、純水の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。
【００６３】
同様に、第１処理例では、上面、下面、周端面が親水性である基板Ｗが処理対象の基板である場合について説明したが、上面、下面、周端面が疎水性である基板Ｗが処理対象の基板であってもよい。この場合、たとえば、第１薬液供給配管１２および第２薬液供給配管２１に第２流量調整バルブを設けて、薬液処理の初期の段階では、たとえば、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させて、基板Ｗの上面全域および下面全域を覆うフッ酸の液膜を形成する必要がある。しかし、フッ酸の液膜の外縁が、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に到達した後は、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、フッ酸が基板Ｗの上面および下面に沿って広がるので、第２流量調整バルブの開度を制御部４２によって調整して、ノズル１１、１８からのフッ酸の吐出流量を減少させることができる。これにより、フッ酸の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。
【００６４】
以上のように第１実施形態では、処理液供給機構３によって、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面および下面に処理液を供給することにより、基板Ｗの上面を覆う処理液の液膜と、基板Ｗの下面を覆う処理液の液膜とを形成することができる。さらに、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を上側環状親水面２９に到達させることができ、基板Ｗの下面に保持された処理液の液膜の外縁を下側環状親水面３０に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に位置させることができる。したがって、基板Ｗの上面および下面が疎水性である場合や、基板Ｗの上面および下面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域を処理液によって覆うことができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面および下面を処理することができる。また、基板Ｗの上面および下面を同時に処理することができるので、処理時間を短縮することができる。
【００６５】
［第２実施形態］
図１２は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１の概略構成を示す平面図である。また、図１３は、本発明の第２実施形態における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１３では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されている状態が示されている。この図１２および図１３において、前述の図１〜図１１に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、環状部材の上面および下面に、親水面と疎水面とが設けられていることである。
具体的には、基板処理装置２０１は、スピンチャック２に保持された基板Ｗを取り囲む環状部材２０４（親水面配置手段）を含む。環状部材２０４は、上側環状親水面２９を取り囲む上側環状疎水面２４３（環状疎水面）と、下側環状親水面３０を取り囲む下側環状疎水面２４４（環状疎水面）とを含む。上側環状親水面２９および上側環状疎水面２４３は、環状部材２０４の上面（分割体２７の上面）に設けられており、上側環状疎水面２４３は、上側環状親水面２９の外側に配置されている。同様に、下側環状親水面３０および下側環状疎水面２４４は、環状部材２０４の下面（分割体２７の下面）に設けられており、下側環状疎水面２４４は、下側環状親水面３０の外側に配置されている。上側環状疎水面２４３は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面を含む水平面に沿って配置されており、下側環状疎水面２４４は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面を含む水平面に沿って配置されている。上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４に対する水の接触角は、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０に対する水の接触角より大きい。すなわち、上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４は、上側環状親水面２９および下側環状親水面３０より疎水性が高い。上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４に対する水の接触角は、たとえば、９０度以上である。
【００６７】
上側環状疎水面２４３は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの上面より下方または上方に配置されていてもよい。さらに、上側環状疎水面２４３は、上側環状親水面２９と同じ高さに配置されていてもよいし、上側環状親水面２９より下方または上方に配置されていてもよい。同様に、下側環状疎水面２４４は、挟持位置で保持された基板Ｗの下面と同じ高さに配置されていてもよいし、当該基板Ｗの下面より下方または上方に配置されていてもよい。さらに、下側環状疎水面２４４は、下側環状親水面３０と同じ高さに配置されていてもよいし、下側環状親水面３０より下方または上方に配置されていてもよい。第２実施形態では、上側環状親水面２９および上側環状疎水面２４３は、挟持位置で保持された基板Ｗの上面と同じ高さに配置されており、下側環状親水面３０および下側環状疎水面２４４は、当該基板Ｗの下面と同じ高さに配置されている。
【００６８】
制御部４２は、スピンチャック２によって基板Ｗおよび環状部材２０４を回転軸線Ｌ１まわりに回転させながら、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４（図１参照）から処理液を吐出させて、基板Ｗの上面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を上側環状親水面２９に移動させる。また、制御部４２は、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４からの処理液の吐出と並行して、スピンチャック２によって基板Ｗおよび環状部材２０４を回転させながら、下面ノズル１８から処理液を吐出させて、基板Ｗの下面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの下面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの下面に保持された処理液の液膜の外縁を下側環状親水面３０に移動させる。
【００６９】
上側環状親水面２９に達した処理液は、環状部材２０４の回転による遠心力を受けて外方に移動する。同様に、下側環状親水面３０に達した処理液は、環状部材２０４の回転による遠心力を受けて外方に移動する。上側環状疎水面２４３が疎水性であるから、図１３に示すように、上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動した処理液は、液滴に変化し、液滴の状態で外方に移動する。また、上側環状疎水面２４３が疎水性であるから、処理液が上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、上側環状疎水面２４３の内側に処理液が留められる。同様に、下側環状疎水面２４４が疎水性であるから、図１３に示すように、下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動した処理液は、液滴に変化し、液滴の状態で外方に移動する。また、下側環状疎水面２４４が疎水性であるから、処理液が下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、下側環状疎水面２４４の内側に処理液が留められる。
【００７０】
以上のように第２実施形態では、上側環状親水面２９が上側環状疎水面２４３によって取り囲まれており、下側環状親水面３０が下側環状疎水面２４４によって取り囲まれている。上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４は、疎水性である。したがって、処理液が上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、上側環状疎水面２４３の内側に処理液が留められる。同様に、処理液が下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動するときに、当該処理液に抵抗が加わり、下側環状疎水面２４４の内側に処理液が留められる。これにより、上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４の内側に処理液を溜めて、基板Ｗの上面全域および下面全域が処理液によって覆われた状態を維持することができる。これにより、処理液の消費量を一層低減することができる。
【００７１】
また、第２実施形態では、上側環状疎水面２４３が、上側環状親水面２９と同じ高さに配置されている場合について説明したが、上側環状疎水面２４３を上側環状親水面２９より上方に配置した場合には、上側環状親水面２９から上側環状疎水面２４３に移動する処理液にさらに大きな抵抗を与えることができる。同様に、第２実施形態では、下側環状疎水面２４４が、下側環状親水面３０と同じ高さに配置されている場合について説明したが、下側環状疎水面２４４を下側環状親水面３０より下方に配置した場合には、下側環状親水面３０から下側環状疎水面２４４に移動する処理液にさらに大きな抵抗を与えることができる。これにより、上側環状疎水面２４３および下側環状疎水面２４４の内側に処理液を溜めて、基板Ｗの上面全域および下面全域が処理液によって覆われた状態を維持することができる。これにより、処理液の消費量を一層低減することができる。
【００７２】
［第３実施形態］
次に、図１４〜図１５Ｅを適宜参照して、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置３０１について説明する。図１４〜図１５Ｅにおいて、前述の図１〜図１３に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１４は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置３０１の概略構成を示す側面図である。また、図１５Ａは、本発明の第３実施形態における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１５Ａでは、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されており、環状部材３０４が処理位置に配置されている状態が示されている。
【００７３】
この第３実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、スピンチャックに保持された基板を取り囲む環状部材に代えて、スピンチャックに保持された基板の上面周縁部に対向する環状部材が設けられていることである。
具体的には、図１４に示すように、基板処理装置３０１は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する環状部材３０４（親水面配置手段）と、スピンベース７の上方で環状部材３０４を昇降させる環状部材昇降機構３４５とを含む。環状部材昇降機構３４５は、たとえば、エアシリンダや、ボールねじ機構を含む。環状部材３０４は、環状部材昇降機構３４５によって支持されている。環状部材３０４は、スピンベース７の上方に配置されている。環状部材３０４は、回転軸線Ｌ１上に中心を有する円に沿って配置されている。環状部材３０４は、円筒状の内周面および外周面を有する平面視円形のリングである。環状部材３０４の内径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの外径より小さい。環状部材３０４の外径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの外径より小さい。
【００７４】
環状部材３０４の少なくとも一部は、親水性である。環状部材３０４は、環状部材３０４全体が親水性材料によって形成されていてもよいし、環状部材３０４の一部が親水性材料によって形成されていてもよい。たとえばコーティングによって、環状部材３０４の表層だけが、親水性材料によって形成されていてもよい。さらに、環状部材３０４の表面は、鏡面であってもよいし、粗面であってもよい。すなわち、表面粗さを調整する加工や処理が、環状部材３０４に施されていてもよい。親水性材料は、たとえば、ＰＶＣ（polyvinyl chloride）、石英、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）の少なくとも一つを含む材料であってもよい。
【００７５】
環状部材３０４は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する対向親水面３４６（親水面）を含む。対向親水面３４６は、環状部材３０４の下面である。対向親水面３４６に対する水の接触角は、たとえば、７０度未満である。環状部材昇降機構３４５は、対向親水面３４６が挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に近接する処理位置（図１４において二点鎖線で示す位置）と、処理位置より上方の退避位置（図１４において実線で示す位置）との間で環状部材３０４を昇降させる。ハンド４１（図７参照）によって基板Ｗがスピンチャック２に搬入されるとき、およびハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２から搬出されるときには、環状部材３０４が退避位置に配置される。また、スピンチャック２に保持された基板Ｗが処理液によって処理されるときには、環状部材３０４が処理位置に配置される。環状部材３０４を処理位置に移動させることにより、挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に沿って対向親水面３４６を配置することができる。
【００７６】
環状部材昇降機構３４５は、制御部４２（図８参照）によって制御される。制御部４２は、環状部材３０４を処理位置に位置させた状態で、スピンチャック２によって基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに回転させながら、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４から処理液を吐出させる。すなわち、制御部４２は、挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向親水面３４６を近接させた状態で、基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を基板Ｗの上面周縁部に移動させる。
【００７７】
処理液の液膜の外縁が基板Ｗの上面周縁部に移動することにより、基板Ｗの上面周縁部と対向親水面３４６との間に処理液が進入する。これにより、図１５Ａに示すように、処理液の液膜の外縁が対向親水面３４６に接する。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に移動する。したがって、基板Ｗの上面が疎水性であったとしても、親水性の固体表面に液体が供給された場合と同様に、処理液が基板Ｗの上面に沿って広がる。そのため、高流量でノズル１１、１４から処理液を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域に処理液を供給できる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域に処理液を供給できる。
【００７８】
以上のように第３実施形態では、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する環状の対向親水面３４６が設けられているので、処理液供給機構３によってスピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給することにより、基板Ｗの上面周縁部と対向親水面３４６との間に処理液を進入させることができる。これにより、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を対向親水面３４６に到達させることができる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界を親水性の領域である対向親水面３４６に位置させることができる。したがって、基板Ｗの上面が疎水性である場合や、基板Ｗの上面に疎水性の領域が含まれる場合であっても、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域を処理液によって覆うことができる。
【００７９】
また第３実施形態では、対向親水面３４６が親水性であるから、処理液が対向親水面３４６に接触すると、対向親水面３４６に沿って処理液が広がり、対向親水面３４６によって処理液が保持される。つまり、対向親水面３４６によって処理液が捕まえられ（トラップされ）、対向親水面３４６が濡れている状態が維持される。したがって、たとえば、処理液をノズルに送るポンプの脈動によって基板Ｗへの処理液の供給流量が変動したとしても、対向親水面３４６と基板Ｗとの間が処理液によって満たされた状態（液密状態）が維持される。そのため、対向親水面３４６と基板Ｗとの間で液切れが生じて、処理液の液膜がその周縁部から壊れることを抑制または防止できる。これにより、基板Ｗの上面に保持されている処理液が連続している状態を維持できる。したがって、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。
【００８０】
また第３実施形態では、対向親水面３４６が、全周に亘って連続しており、全周に亘って一定の間隔（たとえば、３ｍｍ以下）を空けて基板Ｗの上面周縁部に対向している。すなわち、対向親水面３４６と基板Ｗとの間のクリアランスの大きさが、全周に亘って等しい。したがって、対向親水面３４６と基板Ｗとの間を通って基板Ｗから排出される処理液の流量が、各位置で等しい。そのため、基板Ｗからの処理液の排出量の偏りにより、処理液の液膜がその周縁部から壊れることを抑制または防止できる。これにより、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液の液膜によって覆われている状態を維持できる。さらにまた、対向親水面３４６が基板Ｗの上面周縁部に非接触だから、基板Ｗの上面周縁部にも処理液が確実に供給される。そのため、処理の均一性の低下を抑制または防止できる。
【００８１】
なお、前述の説明では、環状部材３０４の外径が、基板Ｗの外径より小さい場合について説明した。しかし、環状部材３０４の外径は、基板Ｗの外径と等しくてもよいし、基板Ｗの外径より大きくてもよい。いずれの場合においても、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を対向親水面３４６に到達させることができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域を処理液によって覆うことができる。さらに、図１５Ｂに示すように、環状部材３０４の外径が、基板Ｗの外径より大きい場合には、基板Ｗから排出される処理液の飛散方向が、環状部材３０４の外周部によって制限される。すなわち、基板Ｗの上面周縁部から斜め上への処理液の飛散が抑制される。これにより、処理液の飛散範囲を狭めることができる。
【００８２】
また、前述の説明では、対向親水面３４６だけが、環状部材３０４の下面に設けられている場合について説明した。しかし、図１５Ｃに示すように、対向親水面３４６に加えて、対向親水面３４６を取り囲む環状の環状疎水面３４３が環状部材３０４の下面に設けられていてもよい。すなわち、環状部材３０４は、対向親水面３４６を有する親水部と、環状疎水面３４３を有する疎水部とによって構成されていてもよい。環状疎水面３４３は、全周に亘って連続した環状面である。環状疎水面３４３は、対向親水面３４６と共通の水平面に沿って配置されている。環状疎水面３４３の高さは、対向親水面３４６と同じであってもよいし、対向親水面３４６とは異なっていてもよい。環状疎水面３４３に対する水の接触角は、対向親水面３４６に対する水の接触角より大きい。環状疎水面３４３に対する水の接触角は、たとえば、７０度より大きい。
【００８３】
図１５Ｃに示すように、対向親水面３４６と環状疎水面３４３とが環状部材３０４に設けられている場合、処理液が対向親水面３４６より外側に移動するときに、環状疎水面３４３からの抵抗が処理液に加わり、環状疎水面３４３の内側に処理液が留められる。したがって、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液によって覆われている状態を確実に維持できる。そのため、基板Ｗの上面が処理液から露出することを確実に防止できる。
【００８４】
なお、対向親水面３４６と環状疎水面３４３とが環状部材３０４に設けられている場合、対向親水面３４６と環状疎水面３４３との境界位置の直径は、基板Ｗの外径より大きくてもよいし、基板Ｗの外径より小さくてもよい。しかし、境界位置の直径が、基板Ｗの外径より大きすぎると、基板Ｗ上の処理液に対して環状疎水面３４３からの抵抗が加わらない。そのため、境界位置の直径は、基板Ｗの外径以下であることが好ましい。
【００８５】
また、前述の説明では、環状部材３０４が、径方向および周方向に連続した形状を有している場合について説明した。しかし、環状部材３０４は、径方向に複数個に分割されていてもよいし、部分的に切断されていてもよい。すなわち、図１５Ｄに示すように、環状部材３０４は、径方向に間隔を空けて同心円状に配置された複数の分割リング３５７によって構成されていてもよい。また、図１５Ｅに示すように、環状部材３０４は、複数の分割リング３５７と、複数の分割リング３５７を部分的に連結する複数の連結部３５８とによって構成されていてもよい。いずれの場合においても、環状部材３０４の下面の面積は、環状部材３０４が径方向および周方向に連続している場合より小さい。したがって、処理液に含まれるパーティクルが環状部材３０４の下面に付着することを抑制できる。これにより、環状部材３０４から基板Ｗにパーティクルが移動して、基板Ｗが汚染されることを抑制または防止できる。
【００８６】
［第４実施形態］
次に、図１６〜図１９を適宜参照して、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１について説明する。図１６〜図１９において、前述の図１〜図１５Ｅに示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図１６は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１の概略構成を示す側面図である。また、図１７は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１の概略構成を示す平面図である。
【００８７】
この第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、環状部材に代えて、保護液を基板に供給する保護液供給機構が設けられていることである。
具体的には、基板処理装置４０１は、基板Ｗを処理液から保護する保護液を、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａ（親水面、上側親水面）および下面周縁部Ｗｂ（親水面、下側親水面）に供給する保護液供給機構４４７（親水面配置手段、保護液供給手段）を含む。保護液供給機構４４７は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａに保護液を供給する上面保護液供給機構４４８（上面保護液供給手段）を含む。上面保護液供給機構４４８は、第１保護液ノズル４４９と、第１保護液供給配管４５０と、第１保護液バルブ４５１とを含む。第１保護液供給配管４５０は、第１保護液ノズル４４９に接続されている。第１保護液バルブ４５１は、第１保護液供給配管４５０に介装されている。第１保護液バルブ４５１が開かれると、第１保護液供給配管４５０から第１保護液ノズル４４９に保護液が供給される。また、第１保護液バルブ４５１が閉じられると、第１保護液供給配管４５０から第１保護液ノズル４４９への保護液の供給が停止される。第１保護液ノズル４４９から吐出された保護液は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａに供給される。
【００８８】
また、保護液供給機構４４７は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに保護液を供給する下面保護液供給機構４５２（下面保護液供給手段）を含む。下面保護液供給機構４５２は、下面ノズル４１８と、第２保護液供給配管４５３と、第２保護液バルブ４５４とを含む。すなわち、第４実施形態では、下面ノズル４１８が、下面処理液供給機構１７と、下面保護液供給機構４５２とによって共有されている。下面ノズル４１８は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面に対向する対向部４２５を含む。対向部４２５は、スピンベース７より上方に配置されている。対向部４２５は、たとえば、平面視においてスピンベース７の中央部から水平方向に延びる棒状である。対向部４２５は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面中央部に向けて処理液を処理液吐出口２６と、スピンチャック２に保持された基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに向けて保護液を吐出する保護液吐出口４５５とを含む。
【００８９】
第２保護液供給配管４５３は、保護液吐出口４５５に接続されている。第２保護液バルブ４５４は、第２保護液供給配管４５３に介装されている。第２処理液供給配管２０を流れる処理液は、処理液吐出口２６に供給され、第２保護液供給配管４５３を流れる保護液は、保護液吐出口４５５に供給される。したがって、第２保護液バルブ４５４が開かれると、第２保護液供給配管４５３から保護液吐出口４５５に保護液が供給される。これにより、保護液吐出口４５５から基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに向けて保護液が吐出される。また、第２保護液バルブ４５４が閉じられると、保護液吐出口４５５への保護液の供給が停止される。保護液としては、リンス液、およびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。
【００９０】
図１８は、本発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１によって基板Ｗを処理するときの第４処理例について説明するための工程図である。図１９は、第４処理例における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図１９では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されている状態が示されている。以下では、図１６〜図１９を参照して、シリコン酸化膜によって全域が覆われた基板Ｗ（シリコン基板）からシリコン酸化膜を除去するときの処理例について説明する。
【００９１】
未処理の基板Ｗは、搬送ロボットのハンド４１（図７参照）によって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック２に搬入される。具体的には、挟持部３２が退避位置に位置する状態で、未処理の基板Ｗが、ハンド４１によって複数の支持部３１に載置される。そして、制御部４２は、ハンド４１を退避させた後、挟持部回動機構３５（図４参照）を制御して、複数の挟持部３２を退避位置から接触位置に移動させる。これにより、支持部３１が基板Ｗの下面から離れ、基板Ｗの上面および下面に非接触で当該基板Ｗが水平に保持される。
【００９２】
次に、保護液の一例である純水を基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに同時に供給する周縁部保護処理が行われる（ステップＳ４０１）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、スピンチャック２に保持された基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに回転させる。そして、制御部４２は、第１保護液バルブ４５１および第２保護液バルブ４５４を開いて、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から純水を吐出させる。図１９に示すように、第１保護液ノズル４４９から吐出された純水は、基板Ｗの上面周縁部Ｗａに供給され、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。また、保護液吐出口４５５から吐出された純水は、基板Ｗの下面周縁部Ｗｂに供給され、基板Ｗの下面に沿って外方に流れる。さらに、第１保護液ノズル４４９から吐出された純水の一部と、保護液吐出口４５５から吐出された純水の一部とが、基板Ｗの周端面に沿って流れ、基板Ｗの周端面に純水が供給される。これにより、基板Ｗの上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面に純水が供給され、基板Ｗの上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面が純水によって保護される。
【００９３】
次に、薬液の一例であるフッ酸を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給する薬液処理が行われる（ステップＳ４０２）。具体的には、制御部４２は、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを回転させながら、第１薬液バルブ１３を開いて、第１薬液ノズル１１からフッ酸を吐出させる。第１薬液ノズル１１から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの上面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの上面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの上面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの上面周縁部Ｗａまで広がり、基板Ｗの上面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。このとき、基板Ｗの上面周縁部Ｗａが純水によって保護されているので、基板Ｗの上面において周縁部を除く領域にフッ酸が供給され、当該領域からシリコン酸化膜が除去される。すなわち、基板Ｗの上面周縁部Ｗａからシリコン酸化膜が除去されることが抑制または防止される。
【００９４】
一方、制御部４２は、第１薬液ノズル１１からのフッ酸の吐出と並行して、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からフッ酸を吐出させる。具体的には、制御部４２は、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを回転させながら、第２薬液バルブ２３を開いて、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からフッ酸を吐出させる。下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から吐出されたフッ酸は、基板Ｗの下面中央部に供給される。これにより、ほぼ円形のフッ酸の液膜が基板Ｗの下面中央部に形成される。そして、このフッ酸の液膜は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。さらに、このフッ酸の液膜は、後続のフッ酸が基板Ｗの下面に供給されることにより外方に広がっていく。そのため、フッ酸の液膜がほぼ円形のまま基板Ｗの下面周縁部Ｗｂまで広がり、基板Ｗの下面全域がフッ酸の液膜によって覆われる。このとき、基板Ｗの下面周縁部Ｗｂが純水によって保護されているので、基板Ｗの下面において周縁部を除く領域にフッ酸が供給され、当該領域からシリコン酸化膜が除去される。すなわち、基板Ｗの下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることが抑制または防止される。
【００９５】
また、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに達したフッ酸の一部は、基板Ｗの周端面に沿って流れた後、基板Ｗの周囲に振り切られる。そのため、基板Ｗの周端面は、フッ酸によって覆われる。しかし、このとき、基板Ｗの周端面が純水によって保護されているので、基板Ｗの周端面からシリコン酸化膜が除去されることが抑制または防止される。そのため、基板Ｗの周縁部（上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面）を除く領域からシリコン酸化膜が除去される（薬液処理）。そして、薬液処理が所定時間にわたって行われると、第１薬液バルブ１３および第２薬液バルブ２３が閉じられて、第１薬液ノズル１１および下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からのフッ酸の吐出が停止される。
【００９６】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面、下面、および周端面に同時に供給するリンス処理が行われる（ステップＳ４０３）。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗを回転させながら、第１リンス液バルブ１６を開いて、第１リンス液ノズル１４から純水を吐出させる。また、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第１保護液バルブ４５１を閉じて、第１保護液ノズル４４９からの純水の吐出を停止させる。第１リンス液ノズル１４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給される。基板Ｗの上面中央部に保持されたフッ酸は、第１リンス液ノズル１４から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの上面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの上面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの上面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの上面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００９７】
一方、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出と並行して、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から純水を吐出させる。具体的には、制御部４２は、基板Ｗの上面および下面にフッ酸の液膜が保持された状態で、基板Ｗを回転させながら、第２リンス液バルブ２４を開いて、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から純水を吐出させる。また、制御部４２は、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第２保護液バルブ４５４を閉じて、保護液吐出口４５５からの純水の吐出を停止させる。下面ノズル４１８の処理液吐出口２６から吐出された純水は、基板Ｗの下面中央部に供給される。基板Ｗの下面中央部に保持されたフッ酸は、下面ノズル４１８から吐出された純水によって外方に押し流される。また、基板Ｗの下面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて外方に広がっていく。したがって、基板Ｗの下面に保持されたフッ酸は、外方に広がる純水よって外方に押し流されていく。これにより、基板Ｗの下面からフッ酸が洗い流され、基板Ｗの下面全域を覆うフッ酸の液膜が純水の液膜に置換される。
【００９８】
また、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに達した純水の一部は、基板Ｗの周端面に沿って流れた後、基板Ｗの周囲に振り切られる。これにより、基板Ｗの周端面に純水が供給される。したがって、薬液処理において基板Ｗに供給されたフッ酸が基板Ｗの周端面に付着していたとしても、このフッ酸は、純水によって洗い流される。このようにして、基板Ｗの上面、下面、および周端面に純水が同時に供給され、基板Ｗの上面、下面、および周端面に付着しているフッ酸が洗い流される（リンス処理）。そして、リンス処理が所定時間にわたって行われると、第１リンス液バルブ１６および第２リンス液バルブ２４が閉じられて、第１リンス液ノズル１４および下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からの純水の吐出が停止される。
【００９９】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ４０４）。具体的には、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水に大きな遠心力が作用し、当該純水が基板Ｗから周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する（乾燥処理）。そして、乾燥処理が所定時間にわたって行われた後は、制御部４２は、スピンモータ９を制御して、基板Ｗの回転を停止させる。さらに、制御部４２は、挟持部回動機構３５を制御して、挟持部３２を接触位置から退避位置に移動させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットのハンド４１によってスピンチャック２から搬出される。
【０１００】
以上のように第４実施形態では、保護液供給機構４４７によって、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに保護液を同時に供給することができる。したがって、たとえば第４処理例の薬液処理において説明したように、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることを抑制または防止することができる。そのため、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂが親水性に維持され、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜の外縁が、環状の親水面である上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂに接した状態で、薬液処理が行われる。すなわち、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に位置する状態で、薬液処理が行われる。したがって、高流量でノズル１１、１８からフッ酸を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。これにより、フッ酸の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域にフッ酸を供給することができる。
【０１０１】
また、第４処理例では、制御部４２は、第１リンス液ノズル１４からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第１保護液バルブ４５１を閉じて、第１保護液ノズル４４９からの純水の吐出を停止させる。さらに、制御部４２は、下面ノズル４１８の処理液吐出口２６からの純水の吐出を開始させた後、または純水の吐出と同時に、第２保護液バルブ４５４を閉じて、保護液吐出口４５５からの純水の吐出を停止させる。したがって、基板Ｗの上面および下面に保持されたフッ酸の液膜が純水の液膜に置換されるまで、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５から吐出された純水によって基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂが保護される。そのため、第４処理例のリンス処理において、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることを抑制または防止することができる。これにより、被覆領域と非被覆領域との境界が親水性の領域に位置する状態で、リンス処理が行われる。したがって、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。これにより、純水の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給することができる。
【０１０２】
また、第４処理例では、薬液処理およびリンス処理において、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜が除去されることを抑制または防止する場合について説明したが、第４処理例の薬液処理において、基板Ｗの上面周縁部Ｗａおよび下面周縁部Ｗｂからシリコン酸化膜を除去してもよい。具体的には、第４処理例の薬液処理において、制御部４２は、第１薬液バルブ１３および第２薬液バルブ２３を閉じる前に、第１保護液バルブ４５１および第２保護液バルブ４５４を閉じて、第１保護液ノズル４４９および保護液吐出口４５５からの純水の吐出を停止させてもよい。この場合、基板Ｗの上面周縁部Ｗａ、下面周縁部Ｗｂ、および周端面にもフッ酸が供給されるから、基板Ｗの全域からシリコン酸化膜が除去される。また、この場合、基板Ｗの全域からシリコン酸化膜が除去された状態でリンス処理を行う必要があるから、たとえば、高流量でノズル１４、１８から純水を吐出させるとともに、基板Ｗを高速で回転させることにより、基板Ｗの上面全域および下面全域に純水を供給してもよい。
【０１０３】
［第５実施形態］
次に、図２０〜図２２Ｃを参照して、本発明の第５実施形態について説明する。図２０〜図２２Ｃにおいて、前述の図１〜図１９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図２０は、本発明の第５実施形態に係る基板処理装置５０１の概略構成を示す側面図である。図２１は、本発明の第５実施形態における基板Ｗへの処理液の供給状態について説明するための模式図である。図２１では、挟持位置で基板Ｗが水平に保持されており、環状部材５０４が処理位置に配置されている状態が示されている。
【０１０４】
この第５実施形態と前述の第３実施形態との主要な相違点は、親水面を有する環状部材３０４に代えて、疎水面を有する環状部材５０４が設けられていることである。
具体的には、基板処理装置５０１は、スピンチャック２（基板保持手段、基板回転手段）と、処理液供給機構３（処理液供給手段）と、環状部材５０４と、環状部材５０４を移動させる環状部材移動機構５４５とを含む。スピンチャック２および環状部材５０４は、図示しない隔壁によって区画された処理室５に配置されている。
【０１０５】
環状部材５０４は、スピンチャック２に保持された基板Ｗより上方に配置されている。環状部材５０４は、回転軸線Ｌ１上に中心を有する円に沿って配置されている。環状部材５０４は、円筒状の内周面および外周面を有する平面視円形のリングである。環状部材５０４の内径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの直径より小さい。また、環状部材５０４の外径は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの直径より大きい。したがって、環状部材５０４の内周部は、基板Ｗの上面周縁部に重なっており、上下方向に間隔を空けて基板Ｗの上面周縁部に対向している。また、環状部材５０４の外周部は、基板Ｗより外側（回転軸線Ｌ１とは反対側）に配置されている。環状部材５０４の内径は、基板Ｗの直径より小さい値に限らず、基板Ｗの直径と等しいまたは大きい値であってもよい。同様に、環状部材５０４の外径は、基板Ｗの直径より大きい値に限らず、基板Ｗの直径と等しいまたは小さい値であってもよい。
【０１０６】
環状部材５０４は、疎水性である。環状部材５０４は、環状部材５０４全体が疎水性材料によって形成されていてもよいし、環状部材５０４の一部が疎水性材料によって形成されていてもよい。たとえばコーティングによって、環状部材５０４の表層だけが、疎水性材料によって形成されていてもよい。さらに、環状部材５０４の表面は、鏡面であってもよいし、粗面であってもよい。すなわち、表面粗さを調整する加工や処理が、環状部材５０４に施されていてもよい。疎水性材料は、たとえば、ＧＣ（glassy carbon）およびＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）の少なくとも一つを含む材料であってもよい。
【０１０７】
環状部材５０４は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向する対向疎水面５４３（疎水面）を含む。対向疎水面５４３は、環状部材５０４の下面である。対向疎水面５４３に対する水の接触角は、たとえば、７０度より大きい。環状部材移動機構５４５は、対向疎水面５４３が基板Ｗの上面周縁部に近接する処理位置（図２０に示す位置）と、対向疎水面５４３が基板Ｗから離れた退避位置との間で環状部材５０４を移動させる。基板Ｗを搬送するハンド４１（図７参照）によって基板Ｗがスピンチャック２に搬入されるとき、およびハンド４１によって基板Ｗがスピンチャック２から搬出されるときには、環状部材５０４が退避位置に配置される。また、スピンチャック２に保持された基板Ｗが処理液によって処理されるときには、環状部材５０４が処理位置に配置される。環状部材５０４を処理位置に移動させることにより、基板Ｗの上面周縁部に沿って対向疎水面５４３を配置することができる。
【０１０８】
環状部材移動機構５４５は、制御部４２（図８参照）によって制御される。制御部４２は、環状部材５０４を処理位置に位置させた状態で、スピンチャック２によって基板Ｗを回転軸線Ｌ１まわりに回転させながら、第１薬液ノズル１１または第１リンス液ノズル１４から処理液を吐出させる。すなわち、制御部４２は、挟持位置で水平に保持された基板Ｗの上面周縁部に対向疎水面５４３を近接させた状態で、基板Ｗを回転させながら、基板Ｗの上面中央部に処理液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面中央部に処理液の液膜が形成される。そして、制御部４２は、基板Ｗの上面に保持された処理液の液膜の外縁を基板Ｗの上面周縁部に移動させる。
【０１０９】
処理液の液膜の外縁が基板Ｗの上面周縁部に移動することにより、基板Ｗの上面周縁部と対向疎水面５４３との間に処理液が進入する。これにより、図２１に示すように、処理液の液膜の外縁が対向疎水面５４３に接する。対向疎水面５４３が疎水性であり、対向疎水面５４３と基板Ｗとの間の隙間が小さいから、対向疎水面５４３からの抵抗が基板Ｗ上の処理液に加わり、基板Ｗからの処理液の排出が妨げられる。したがって、基板Ｗ上に処理液が貯留される。その一方で、遠心力が基板Ｗ上の処理液に加わるから、基板Ｗ上の処理液は、基板Ｗの周囲に排出される。したがって、処理液の貯留と排出とが並行して行われる。
【０１１０】
対向疎水面５４３は、基板Ｗの上面周縁部全域に沿って配置されている。したがって、処理液の貯留と排出とが、基板Ｗの上面周縁部全域において均一に行われる。そのため、基板Ｗの上面全域が処理液の液膜によって覆われている状態が維持されながら、基板Ｗ上の処理液が後続の処理液によって置換されていく。そのため、高流量でノズル１１、１４から処理液を吐出させなくても、基板Ｗの上面全域に処理液を供給することができる。これにより、処理液の消費量を低減しつつ、基板Ｗの上面全域に処理液を供給できる。
【０１１１】
図２２Ａ、図２２Ｂ、および図２２Ｃは、環状部材移動機構５４５の概略構成を示す側面図である。
図２２Ａに示すように、環状部材移動機構５４５は、環状部材５０４に固定された複数の固定シャフト５５９と、複数の固定シャフト５５９に連結された複数の昇降装置５６０とを備えるものであってもよい。複数の固定シャフト５５９は、基板Ｗの周囲に配置されている。複数の固定シャフト５５９は、スピンベース７の上面から上方に突出している。環状部材５０４は、複数の固定シャフト５５９を介して複数の昇降装置５６０に支持されている。昇降装置５６０は、エアシリンダなどの空気圧によって駆動される空圧アクチュエータであってもよいし、電磁プランジャなどの磁力によって駆動されるソレノイドアクチュエータであってもよい。複数の昇降装置５６０は、複数の固定シャフト５５９を昇降させることにより、処理位置（実線で示す位置）と退避位置（二点鎖線で示す位置）との間で環状部材５０４を移動させる。複数の昇降装置５６０は、スピンベース７の内部に配置されている。環状部材５０４、複数の固定シャフト５５９、および複数の昇降装置５６０は、スピンベース７と共に回転軸線Ｌ１まわりに回転する。
【０１１２】
また、図２２Ｂに示すように、環状部材移動機構５４５は、環状部材５０４に取り付けられたマグネット５６１と、環状部材５０４に接触可能な複数の昇降シャフト５６２と、複数の昇降シャフト５６２に連結された複数の昇降装置５６０とを備えるものであってもよい。環状部材５０４は、複数の挟持部材８によって処理位置（実線で示す位置）で支持されている。環状部材５０４は、環状部材５０４に取り付けられたマグネット５６１と、挟持部材８の内部に配置されたマグネット（図示せず）との間に働く磁力によって複数の挟持部材８に固定されている。したがって、環状部材５０４は、スピンベース７と共に回転軸線Ｌ１まわりに回転する。
【０１１３】
複数の昇降シャフト５６２は、基板Ｗより外側に配置されている。複数の昇降装置５６０は、スピンベース７の内部に配置されている。複数の昇降装置５６０は、スピンベース７の外に配置されていてもよい。昇降シャフト５６２は、昇降シャフト５６２がスピンベース７の上面から上方に突出する突出位置と、昇降シャフト５６２全体がスピンベース７の内部に退避する退避位置との間で移動可能である。昇降装置５６０は、突出位置と退避位置との間で昇降シャフト５６２を昇降させることにより、環状部材５０４を処理位置と退避位置（二点鎖線で示す位置）との間で移動させる。
【０１１４】
具体的には、昇降装置５６０が昇降シャフト５６２を退避位置から突出位置に移動させると、昇降シャフト５６２が環状部材５０４に接触し、環状部材５０４が退避位置まで持ち上げられる。また、昇降装置５６０が昇降シャフト５６２を突出位置から退避位置まで下降させると、昇降シャフト５６２が退避位置に達する前に、環状部材５０４が挟持部材８によって処理位置で支持され、昇降シャフト５６２が環状部材５０４から離れる。その後、昇降シャフト５６２全体が、スピンベース７内に退避する。したがって、環状部材５０４が処理位置に位置している状態では、複数の昇降シャフト５６２が基板Ｗの周囲から退避している。そのため、基板Ｗの周囲に飛散した処理液が、昇降シャフト５６２に衝突して、基板Ｗ側に跳ね返ることを防止できる。
【０１１５】
また、図２２Ｃに示すように、環状部材移動機構５４５は、マグネット５６１と、複数の昇降シャフト５６２と、複数の昇降装置５６０と、環状部材５０４を保持するハンド５６３とを備えるものであってもよい。ハンド５６３は、挟持部材８または昇降シャフト５６２から環状部材５０４を受け取る。そして、ハンド５６３は、挟持部材８または昇降シャフト５６２に環状部材５０４を渡す。ハンド５６３は、環状部材５０４を上下に挟んで保持する。ハンド５６３は、環状部材５０４を挟んだ状態で上下方向に昇降することにより、環状部材５０４を上下方向に昇降させてもよい。また、ハンド５６３は、環状部材５０４を挟んだ状態で水平軸線まわりに回転することにより、水平な姿勢と鉛直な姿勢との間で環状部材５０４を移動させてもよい。
【０１１６】
また、図示はしないが、環状部材５０４が周方向に分割されており、複数の分割体によって構成されている場合、環状部材移動機構５４５は、分割体を水平面内で回動させることにより、処理位置と退避位置との間で環状部材５０４を移動させてもよい。この場合、分割体は、挟持部材８に連結されており、挟持部材８と共に回動してもよい。また、図７に示す第１実施形態と同様に、各分割体は、スピンベース７内に収容されたモータによって駆動されてもよい。
【０１１７】
以上のように第５実施形態では、環状部材５０４の対向疎水面５４３が、基板Ｗとは異なる高さで基板Ｗの上面周縁部に沿って配置されている。基板Ｗの上面周縁部から排出される処理液は、対向疎水面５４３に接触し、対向疎水面５４３からの抵抗を受ける。したがって、基板Ｗからの処理液の排出を規制し、対向疎水面５４３の内側に処理液を溜めることができる。そのため、高流量で基板Ｗに処理液を供給しなくても、基板Ｗの上面全域が処理液によって覆われている状態を維持できる。
【０１１８】
また、第５実施形態では、対向疎水面５４３が、全周に亘って連続しており、全周に亘って一定の間隔（たとえば、３ｍｍ以下）を空けて基板Ｗの上面周縁部に対向している。すなわち、対向疎水面５４３と基板Ｗとの間のクリアランスの大きさが、全周に亘って等しい。したがって、対向疎水面５４３と基板Ｗとの間を通って基板Ｗから排出される処理液の流量が、各位置で等しい。そのため、基板Ｗからの処理液の排出量の偏りにより、処理液の液膜がその周縁部から壊れることを抑制または防止できる。さらにまた、疎水面が基板Ｗの上面周縁部に非接触だから、基板Ｗの上面周縁部にも処理液が確実に供給される。そのため、処理の均一性の低下を抑制または防止できる。
【０１１９】
［その他の実施形態］
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第５実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１〜第５実施形態では、第１薬液ノズル１１から基板Ｗの上面に向けて薬液が吐出され、第１リンス液ノズル１４から基板Ｗの上面に向けてリンス液が吐出される場合について説明した。しかし、共通のノズルから基板Ｗの上面に向けて薬液およびリンス液が選択的に吐出されてもよい。
【０１２０】
また、前述の第１〜第５実施形態では、基板Ｗを挟持して当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のスピンチャック２が、基板処理装置に備えられている場合について説明した。しかし、スピンチャック２は、挟持式に限らず、たとえば、基板Ｗの下面（裏面）を真空吸着することにより基板Ｗの上面（表面）に非接触で当該基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【０１２１】
また、前述の第１、第２、および第４実施形態では、基板Ｗの上面および下面を処理液によって同時に処理する場合について説明した。しかし、基板Ｗの上面および下面を別々に処理してもよい。
また、前述の第４実施形態では、下面ノズル１８が、下面処理液供給機構１７と、下面保護液供給機構４５２とによって共有されている場合について説明した。しかし、下面保護液供給機構４５２は、専用の第２保護液ノズルを有していてもよい。具体的には、図２３に示すように、下面保護液供給機構６５２（下面保護液供給手段）は、スピンチャック２によって挟持位置で水平に保持された基板Ｗの外方に配置された第２保護液ノズル６５６を有しており、この第２保護液ノズル６５６から当該基板Ｗの下面周縁部に向けて保護液が吐出されてもよい。
【０１２２】
また、前述の第１および第４処理例では、親水性の基板が処理対象の基板である場合について説明した。しかし、疎水性の基板が処理対象の基板であってもよい。
また前述の第３および第５実施形態では、環状部材３０４、５０４が基板Ｗより上方に配置されている場合について説明した。しかし、環状部材３０４は、基板Ｗより下方に配置されていてもよい。さらに、２つの環状部材３０４が、それぞれ、基板Ｗより上方および下方に配置されていてもよい。環状部材５０４についても同様である。
【０１２３】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１ 基板処理装置
２ スピンチャック
３ 処理液供給機構
４ 環状部材
２９ 上側環状親水面
３０ 下側環状親水面
２０１ 基板処理装置
２０４ 環状部材
２４３ 上側環状疎水面
２４４ 下側環状疎水面
３０１ 基板処理装置
３０４ 環状部材
３４６ 対向親水面
４０１ 基板処理装置
４４７ 保護液供給機構
４４８ 上面保護液供給機構
４５２ 下面保護液供給機構
５０１ 基板処理装置
５０４ 環状部材
５４３ 対向疎水面
６５２ 下面保護液供給機構
Ｌ１ 回転軸線
Ｗ 基板
Ｗａ 上面周縁部
Ｗｂ 下面周縁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部を取り囲む環状親水面を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記環状親水面を取り囲む環状疎水面をさらに含む、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、
前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、
前記環状親水面は、前記基板保持手段に保持された基板の上面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の上面周縁部を取り囲む上側環状親水面と、前記基板保持手段に保持された基板の下面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の下面周縁部を取り囲む下側環状親水面とを含む、請求項２または３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に対向する環状の対向親水面を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記対向親水面を取り囲む環状疎水面をさらに含む、請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記親水面配置手段は、基板の主面を処理液から保護する保護液を、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に供給する保護液供給手段を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、
前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、
前記保護液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面周縁部に前記保護液を供給する上面保護液供給手段と、前記基板保持手段に保持された基板の下面周縁部に前記保護液を供給する下面保護液供給手段とを含む、請求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記処理液供給工程と並行して、前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置工程とを含む、基板処理方法。
【請求項１０】
前記処理液供給工程は、基板の上面および下面に非接触で水平に保持された当該基板の上面および下面に処理液を同時に供給する工程を含み、
前記親水面配置工程は、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の上面に保持された処理液の液膜に接する環状の上側親水面を前記基板の上面周縁部に沿って配置する上側親水面配置工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の下面に保持された処理液の液膜に接する環状の下側親水面を前記基板の下面周縁部に沿って配置する下側親水面配置工程とを含む、請求項９記載の基板処理方法。
【請求項１１】
基板の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に交差する回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面を有する環状部材とを含む、基板処理装置。
【請求項１２】
前記疎水面の外縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より外側に配置されている、請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記疎水面の内縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より内側に配置されている、請求項１１または１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
基板の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記処理液供給工程と並行して、前記基板に交差する回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程と、
前記処理液供給工程と並行して、前記基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面を前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接触させることにより、前記基板からの処理液の排出を規制する処理液排出規制工程とを含む、基板処理方法。
【請求項１】
基板の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部を取り囲む環状親水面を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記基板保持手段に保持された基板の主面を含む水平面に沿って配置されており、前記環状親水面を取り囲む環状疎水面をさらに含む、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、
前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、
前記環状親水面は、前記基板保持手段に保持された基板の上面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の上面周縁部を取り囲む上側環状親水面と、前記基板保持手段に保持された基板の下面を含む水平面に沿って配置されており、前記基板の下面周縁部を取り囲む下側環状親水面とを含む、請求項２または３記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記親水面配置手段は、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に対向する環状の対向親水面を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記対向親水面を取り囲む環状疎水面をさらに含む、請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記親水面配置手段は、基板の主面を処理液から保護する保護液を、前記基板保持手段に保持された基板の主面周縁部に供給する保護液供給手段を含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板保持手段は、基板の上面および下面に非接触で当該基板を水平に保持するように構成されており、
前記処理液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面および下面に処理液を供給するように構成されており、
前記保護液供給手段は、前記基板保持手段に保持された基板の上面周縁部に前記保護液を供給する上面保護液供給手段と、前記基板保持手段に保持された基板の下面周縁部に前記保護液を供給する下面保護液供給手段とを含む、請求項７記載の基板処理装置。
【請求項９】
基板の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記処理液供給工程と並行して、前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接する環状の親水面を前記基板の主面周縁部に沿って配置する親水面配置工程とを含む、基板処理方法。
【請求項１０】
前記処理液供給工程は、基板の上面および下面に非接触で水平に保持された当該基板の上面および下面に処理液を同時に供給する工程を含み、
前記親水面配置工程は、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の上面に保持された処理液の液膜に接する環状の上側親水面を前記基板の上面周縁部に沿って配置する上側親水面配置工程と、前記処理液供給工程と並行して、前記基板の下面に保持された処理液の液膜に接する環状の下側親水面を前記基板の下面周縁部に沿って配置する下側親水面配置工程とを含む、請求項９記載の基板処理方法。
【請求項１１】
基板の主面に非接触で当該基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の主面に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に交差する回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転手段と、
前記基板保持手段に保持された基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面を有する環状部材とを含む、基板処理装置。
【請求項１２】
前記疎水面の外縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より外側に配置されている、請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記疎水面の内縁は、前記基板保持手段に保持された基板の外端より内側に配置されている、請求項１１または１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
基板の主面に非接触で水平に保持された当該基板の主面に処理液を供給する処理液供給工程と、
前記処理液供給工程と並行して、前記基板に交差する回転軸線まわりに前記基板を回転させる基板回転工程と、
前記処理液供給工程と並行して、前記基板とは高さが異なる前記基板の主面側の水平面に沿って配置されており、前記基板の主面周縁部に沿って配置された環状の疎水面を前記基板の主面に保持された処理液の液膜に接触させることにより、前記基板からの処理液の排出を規制する処理液排出規制工程とを含む、基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１５Ｅ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１５Ｅ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−９４８３６（Ｐ２０１２−９４８３６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３４６０（Ｐ２０１１−２０３４６０）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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