基板処理装置
【課題】処理カップ内における気液分離効率を低下させることなく、処理カップからの薬液のミストの漏出を防止または抑制することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】処理カップ２５の上段には、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間に、ウエハＷの端面に対向し、第１薬液を捕獲する第１薬液捕獲口としての第３開口５７が形成される。処理カップ２５内の下段には、傾斜部４１の先端部と第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部との間に、第１雰囲気捕獲口５８が形成される。第３開口５７と第１雰囲気捕獲口５８との上下方向における中間位置（中段）に、処理カップ２５内に下降気流を発生するための羽根部材６１が配置されている。羽根部材６１は、スピンチャック３のスピンベース８に、一体回転可能に設けられている。
【解決手段】処理カップ２５の上段には、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間に、ウエハＷの端面に対向し、第１薬液を捕獲する第１薬液捕獲口としての第３開口５７が形成される。処理カップ２５内の下段には、傾斜部４１の先端部と第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部との間に、第１雰囲気捕獲口５８が形成される。第３開口５７と第１雰囲気捕獲口５８との上下方向における中間位置（中段）に、処理カップ２５内に下降気流を発生するための羽根部材６１が配置されている。羽根部材６１は、スピンチャック３のスピンベース８に、一体回転可能に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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などの基板の表面に対して処理を施す基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程には、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に処理液による処理を施すために、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。この種の基板処理装置の中には、処理液の消費量の低減を図るために、基板の処理に用いた後の処理液を回収して、その回収した処理液を以降の処理に再利用するように構成されたものがある。
【０００３】
複数種の処理液を個別回収可能な構成の基板処理装置は、たとえば、下記特許文献１に開示されている。この基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その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を収容する処理カップとを備えている。処理カップは、それぞれ独立して昇降可能な３つの構成部材（第１〜第３構成部材）を備えている。
【０００４】
第１構成部材は、スピンチャックの周囲を取り囲む平面視円環状の底部と、この底部から立ち上がる第１案内部とを一体的に備えている。第１案内部は、中心側（基板の回転軸線に近づく方向）に向かって斜め上方に延びている。底部には、基板の処理に用いられた後の処理液などを廃液するための廃液溝が第１案内部の内方に形成されており、さらに、この廃液溝を取り囲むように、基板の処理のために用いられた後の処理液を回収するための内側回収溝が第１案内部の外方に形成されている。廃液溝には、廃液処理設備へと処理液を導くための廃液ドレンが接続されており、内側回収溝には、回収処理設備へと処理液を導くための回収ドレンが接続されている。
【０００５】
第２構成部材は、スピンチャックの周囲を取り囲む平面視円環状の底部と、この底部から立ち上がり、第１案内部の外側に位置する第２案内部とを一体的に備えている。第２案内部は、内側回収溝上に位置した円筒状の下端部と、その下端部の上端から中心側（基板の回転軸線に近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部とを有している。底部には、第２案内部よりも外側において、基板の処理のために用いられた後の処理液を回収するための外側回収溝が、内側回収溝を取り囲むように形成されている。外側回収溝には、回収処理設備へと処理液を導くための回収ドレンが接続されている。第２案内部は、第１構成部材の第１案内部と上下方向に重なるように設けられ、第１構成部材と第２構成部材とが最も近接した状態で、第１案内部に対してごく微小な隙間を保って近接するように形成されている。
【０００６】
第３構成部材は、第２案内部の外側に位置する第３案内部を備えている。第３案内部は、外側回収溝上に位置した下端部と、その下端部の上端から中心側（基板の回転軸線に近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部とを有している。第３案内部は、第２構成部材の第２案内部と上下方向に重なるように設けられ、第２構成部材と第３構成部材とが最も近接した状態で、第２案内部に対してごく微小な隙間を保って近接するように形成されている。
【０００７】
第１構成部材には、たとえば、ボールねじ機構などを含む第１昇降駆動機構が結合されている。第２構成部材には、たとえば、ボールねじ機構などを含む第２昇降駆動機構が結合されている。第３構成部材には、たとえば、ボールねじ機構などを含む第３昇降駆動機構が結合されている。第１〜第３昇降駆動機構によって、３つの構成部材を個別に昇降させることができるようになっている。
【０００８】
このような構成の基板処理装置では、第１〜第３案内部の各上端部を基板よりも上方に位置させ、第１案内部によって処理液を受ける状態にすることができる。また、第１案内部の上端を基板よりも下方に位置させるとともに、第２および第３案内部の各上端部を基板よりも上方に位置させることにより、第２案内部によって処理液を受ける状態（第１回収状態）とすることができる。この第１回収状態では、第１案内部の上端部と第２案内部の上端部との間に、基板の端面に対向する第１回収口が形成される。第１回収口から進入した処理液は、第２案内部材の案内によって第１回収溝に回収される。さらにまた、第１および第２案内部の各上端部を基板よりも下方に位置させるとともに、第３案内部の上端部を基板よりも上方に位置させ、この第３案内部によって基板からの処理液を受ける状態（第２回収状態）とすることができる。この第２回収状態では、第２案内部の上端部と第３案内部の上端部との間に、基板の端面に対向する第２回収口が形成される。第２回収口から進入した処理液は、第３案内部材の案内によって第２回収溝に回収される。
【０００９】
スピンチャックによって基板を回転させつつ、基板の表面に第１薬液を供給することにより、基板の表面に第１薬液による処理を施すことができる。基板の表面に供給された第１薬液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の周縁から側方へ飛散する。このとき、第１回収口を基板の端面に対向させておけば、基板の周縁から飛散する第１薬液を回収することができる。また同様に、基板の表面に第２薬液を供給するときに、第２回収口を基板の端面に対向させておけば、基板から飛散する第２薬液を回収することができる。こうして、第１および第２薬液を分離して回収することができる。
【００１０】
また、スピンチャックによって基板を回転させつつ、基板の表面にリンス液（処理液）を供給することにより、基板の表面をリンス液で洗い流すリンス処理を行うことができる。このとき、第１案内部を基板の端面に対向させておけば、その基板の表面を洗い流したリンス液を、廃液溝に集めることができ、廃液溝から廃液ドレンを通して廃棄することができる。これにより、回収される第１および第２薬液に対して使用済みリンス液が混入することを防止できる。
【００１１】
リンス処理の後には、スピンチャックを高速回転させることによって、基板表面の液成分を遠心力によって基板外に排除するためのスピンドライ処理が行われる。
基板およびスピンチャックの回転によって、スピンチャック周辺の気流が乱れ、処理カップ内に上昇気流が生じるおそれがある。薬液処理時に、その上昇気流によって薬液のミストが舞い上がり、この薬液のミストが処理カップ外に漏れ出ると、処理室の内壁や処理室内の部材が薬液ミストによって汚染される。これが処理室内で乾燥すると、パーティクルとなって雰囲気中に浮遊し、以後に処理される基板を汚染するおそれがある。そこで、処理室の天面にＦＦＵ（ファンフィルタユニット）を設けるとともに、廃液溝の底面に排気口を形成して、ＦＦＵから基板に向けてクリーンエアの下降気流を供給しつつ、排気口から排気を行うことにより、基板の周囲に排気口へと向かう下降気流を形成し、薬液ミストの舞い上がりを防止する構成が採用される。
【特許文献１】特開２００６−２８６８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
薬液処理時のみならず、リンス処理時およびスピンドライ処理時においても、処理液雰囲気が処理カップ外に流出すれば、程度の多少はあるとしても、同様の問題が生じる。
そこで、基板を最も高速で回転させるスピンドライ処理中に、処理液ミストが処理カップ外に漏れ出さないように、処理カップ底部の排気口からの排気には、大きな排気能力が必要とされる。
【００１３】
ところが、この場合、スピンチャックによる基板の回転がそれほど高くない薬液処理時には、スピンチャック等の回転によって引き起こされる上昇気流が小さいので、処理カップ内に強い下降気流が形成されることになる。したがって、第１回収口または第２回収口で回収すべき薬液（とくに薬液のミスト）が、処理カップ内の下降気流に乗って、高い比率で廃液溝に導かれるようになる。そのため、気液分離効率が悪く、薬液の回収効率が悪くなる。
【００１４】
そればかりでなく、排気口へと薬液が入り込むことによって、排気経路が薬液で汚染されるという問題もある。しかも、異なる種類の薬液が共通の排気経路に導かれることにより、排気経路内壁における薬液の結晶化が無視できなくなり、排気経路のメンテナンスが必要になる。ところが、排気経路は、処理カップ底部に配置されることから、排気経路内壁を洗浄するためのメンテナンスは、必ずしも容易ではない。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、処理カップ内における気液分離効率を低下させることなく、処理カップからの薬液のミストの漏出を防止または抑制することができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持しつつ回転させるための基板回転手段（３）と、前記基板回転手段により回転される基板に対して、薬液を供給する薬液供給手段（４，５）と、前記基板回転手段の周囲を取り囲み、当該基板回転手段を収容する処理カップ（２５）と、前記処理カップの上段に形成されて、前記基板回転手段により回転される基板から側方に向けて飛散する薬液を捕獲する薬液捕獲部（５６，５７）と、前記処理カップ内の中段に配置されて、前記処理カップ内に下降気流を生じさせる下降気流発生手段（６１，７１）と、前記処理カップ内の下段に形成されて、前記処理カップ内の雰囲気を捕獲するための雰囲気捕獲部（５８，５９）とを含む、基板処理装置（１，７０）である。
【００１７】
なお、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等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、処理カップ内の中段に設けられた下降気流発生手段によって、処理カップ内に下降気流が形成される。これにより、処理カップ内の底部からの排気を過度に強く行わなくても、処理カップ内での上昇気流の発生を抑制することができる。これにより、薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ外に漏れ出ることを防止または抑制することができる。すなわち、処理カップ内の底部における強力な排気によって処理カップ内全域に強い下降気流を形成する必要がないので、処理カップの上段に形成された薬液捕獲部に高効率で薬液を捕獲することができ、処理カップ内の下段に形成された雰囲気捕獲部に導かれる薬液の量を低減できる。そして、処理カップ内の中段に設けられた下降気流発生手段によって、上昇気流の発生を抑制できるとともに、処理カップ内の下段に設けられた雰囲気捕獲部へとカップ内雰囲気を送り込むことができる。こうして、良好な気液分離効率を実現でき、薬液の回収効率が高まり、かつ、薬液による雰囲気捕獲部の汚染を最小限に抑制できる。
【００１８】
前記下降気流発生手段によって形成される下降気流は、基板回転手段による基板の回転に伴って生じる処理カップ内の上昇気流をキャンセルするのに必要充分な強さの気流であることが好ましい。
また、上下に設けられる薬液捕獲部と雰囲気捕獲部との間に、下降気流発生手段が配置される。これにより、スペースの限られた処理カップ内に、下降気流発生手段を効率的に配置することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記薬液供給手段が、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液を供給する第１薬液供給手段（４）と、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液と種類の異なる第２薬液を供給する第２薬液供給手段（５）とを含み、前記薬液捕獲部が、前記第１薬液を捕獲するための第１薬液捕獲口（５７）と、前記第２薬液を捕獲するための第２薬液捕獲口（５６）とを含み、前記雰囲気捕獲部が、前記第１薬液を含む雰囲気を捕獲するための第１雰囲気捕獲口（５８）と、前記第２薬液を含む雰囲気を捕獲するための第２雰囲気捕獲口（５９）とを含む、請求項１記載の基板処理装置である。
【００２０】
この構成によれば、第１薬液および第２薬液が互いに異なる薬液捕獲口に捕獲されるのに加え、第１薬液のミストを含む雰囲気と、第２薬液のミストを含む雰囲気とが、互いに異なる雰囲気捕獲口に捕獲される。
処理カップ内の雰囲気を、第１薬液を用いた処理時と第２薬液を用いた処理時とで、共通の雰囲気捕獲部で捕獲すると、第１薬液のミストと第２薬液のミストとが混触する。この混触による化学反応により結晶が析出すると、雰囲気捕獲部およびこれに接続される配管などに、析出した結晶が付着するおそれがある。
【００２１】
これに対し、第１薬液を含む雰囲気と、第２薬液を含む雰囲気とを互いに異なる雰囲気捕獲口に捕獲する構成では、第１薬液のミストと第２薬液のミストとの混触を防止することができる。これにより、各雰囲気捕獲部や各雰囲気捕獲口に接続される配管などに結晶が付着することを抑制できるから、メンテナンスの手間を軽減できる。
請求項３記載の発明は、前記第１雰囲気捕獲口および前記第２雰囲気捕獲口をそれぞれ開閉するための雰囲気捕獲口開閉手段（５４）と、前記第１薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第１薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第１雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第２雰囲気捕獲口を閉じさせ、前記第２薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第２薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第２雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第１雰囲気捕獲口を閉じさせる制御手段（６０，７４）とをさらに含む、請求項２記載の基板処理装置である。
【００２２】
この構成によれば、第１雰囲気捕獲口を開き、かつ第２雰囲気捕獲口を閉じた状態で、基板回転手段に保持された基板に第１薬液が供給される。基板回転手段の周辺の第１薬液のミストを含む雰囲気は、下降気流発生手段により生成される下降気流によって、第１雰囲気捕獲口に導かれる。このとき、第１薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第２雰囲気捕獲口に導かれることはない。
【００２３】
また、第１雰囲気捕獲口を閉じ、かつ第２雰囲気捕獲口を開いた状態で、基板回転手段に保持された基板に第２薬液が供給される。処理カップ内の第２薬液のミストを含む雰囲気は、下降気流発生手段により生成される下降気流によって、第２雰囲気捕獲口に導かれる。このとき、第２薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第１雰囲気捕獲口に導かれることはない。
【００２４】
これにより、第１薬液のミストと第２薬液のミストとの混触を確実に防止することができる。
請求項４記載の発明は、前記下降気流発生手段が、前記基板回転手段の回転軸線（Ｃ）まわりに回転可能に設けられて、当該回転軸線まわりの回転により下降気流を生じさせる羽根部材（６１，７１）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２５】
この構成によれば、羽根部材が基板回転手段による回転軸線まわりに回転されることにより、処理カップ内に下降気流が形成される。これにより、比較的簡単な構成で、処理カップ内に下降気流を形成することができる。
請求項５記載に記載のように、前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に同期して回転させる同期回転手段（７）をさらに含むことが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、羽根部材が、基板回転手段による基板の回転に同期して回転する。基板回転手段による基板の回転に伴って処理カップ内に生じる上昇気流は、基板の回転速度が大きいほど強くなる。一方、羽根部材の回転に伴って処理カップ内に形成される下降気流は、この羽根部材と同期して回転する基板の回転速度が大きいほど強くなる。したがって、羽根部材が基板回転手段による基板の回転と同期して回転する構成によって、基板の回転速度に応じて強さの調整された下降気流を形成することができる。そのため、薬液処理時において、カップ内部の上昇気流を抑制でき、かつ、基板から外方に飛散する処理液を雰囲気捕獲部へと強く誘導することのない適度な強さの下降気流をカップ内に形成することができる。
【００２７】
羽根部材は、当該羽根部材の回転により形成される下降気流が、その羽根部材と同じ回転速度で基板を回転させることにより生じる上昇気流をキャンセルするのに必要充分な強さとなるように設計することが好ましい。たとえば、このような強さの下降気流が形成されるように、羽根部材に備えられる回転羽根（６３）の形状、サイズ、角度および枚数等を適宜選択すればよい。これにより、基板回転手段による基板の回転速度に拘わらず、羽根部材の回転により形成される下降気流で、基板の回転による上昇気流の発生を抑制することができる。そして、処理カップ内に適度な強さの安定した下降気流を形成することができる。
【００２８】
基板回転手段が基板と同期回転する回転部材（８）を有するものである場合、羽根部材は、当該回転部材と一体回転可能に設けられてもよい。このとき、羽根部材を回転部材と一体的に設ければ、スペースの限られた処理カップ内に、羽根部材を効率的に配置することができる。
また、請求項６記載に記載のように、前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に非同期状態で回転させる非同期回転手段（７３）をさらに含んでもよい。この場合、羽根部材を、基板回転手段による基板の回転停止より遅いタイミングで回転停止させてもよい。これにより、基板の回転停止後も処理カップ内に引き続き下降気流が形成された状態を維持できるから、処理カップ内から、薬液のミストをより確実に排除することができる。これにより、処理後の清浄な基板が基板の周辺の雰囲気により汚染されることを、より効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を概念的に示す断面図である。
基板処理装置１は、クリームルーム内に設置され、第１薬液、第２薬液およびＤＩＷ（脱イオン化された水）を用いて、基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）から汚染物質を除去するための洗浄処理を実行するための装置である。この基板処理装置１は、隔壁（図示せず）により区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線ＣまわりにウエハＷを回転させる基板回転手段としてのスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面（上面）に第１薬液を供給するための第１薬液供給手段としての第１薬液ノズル４と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に第２薬液を供給するための第２薬液供給手段としての第２薬液ノズル５と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面にＤＩＷを供給するためのＤＩＷノズル６と、スピンチャック３を収容する処理カップ２５とを備えている。
【００３０】
処理室２の天面には、処理室２内にクリーンエアの下降気流を供給するための図示しないＦＦＵ（ファンフィルタユニット）が設けられている。このＦＦＵは、ファンおよびフィルタを上下に積層し、ファンによって取り入れられるクリーンルーム内の清浄空気をフィルタによってさらに清浄化して処理室２内に供給する構成になっている。
スピンチャック３は、モータ（同期回転手段）７と、このモータ７の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース８と、スピンベース８の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材９とを備えている。これにより、スピンチャック３は、複数個の挟持部材９によってウエハＷを挟持した状態で、モータ７の回転駆動力によってスピンベース８を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース８とともに回転軸線Ｃまわりに回転させることができる。スピンベース８は、正逆双方に向けて回転可能であるが、後述する第１薬液処理、第２薬液処理、リンス処理およびスピンドライ処理において、所定の処理時回転方向（図３（ａ）〜図３（ｄ）において矢印で示す方向）に回転される。モータ７の周囲は、筒状のカバー部材１３によって包囲されている。このスピンベース８に、羽根部材６１が一体回転可能に設けられている。
【００３１】
羽根部材６１は、複数枚の回転羽根６３と、この複数枚の回転羽根６３を連結する連結部材６２とを備えている。連結部材６２は、スピンベース８の周縁部から下方に向けて延びて、回転軸線Ｃを中心とする円筒状に形成されており、スピンチャック３のカバー部材１３の上方外周部を包囲している。この羽根部材６１は、処理カップ２５の上段に形成される後述する第３開口５７および第２開口５６（図３（ｃ）および図３（ｄ）参照）と、処理カップ２５内の下段に形成される第１雰囲気捕獲口５８および第２雰囲気捕獲口５９との上下方向における中間位置（中段）に配置されている。羽根部材６１をスピンチャック３を包囲する環状の領域に配置することで、スペースの限られた処理カップ２５内に羽根部材６１を効率的に配置することができる。
【００３２】
各回転羽根６３は、連結部材６２の外周面から、ウエハＷの回転半径方向の外方に向けて突出するように形成されており、スピンチャック３の所定の処理時回転方向下流側に向かうに従って上方に向かう傾斜姿勢を有している。複数の回転羽根６３は、同一の諸元（形状およびサイズ）で等角度間隔に設けられている。そのため、羽根部材６１が、所定の処理時回転方向と同方向に回転されると、羽根部材６１の上方の雰囲気が下方に送られて、処理カップ２５内に下降気流が形成されるようになる。各回転羽根６３の形状、サイズ、角度および枚数は、その羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのウエハＷの回転により生じる上昇気流をキャンセルするのに必要充分な程度の強さ（ただし、下降気流を形成できる強さ）になるように設定されている。
【００３３】
なお、スピンチャック３としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
第１薬液ノズル４は、たとえば連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口を下方に向けた状態で、スピンチャック３の上方でほぼ水平に延びるアーム１０の先端に取り付けられている。このアーム１０の基端部は、処理カップ２５の側方においてほぼ鉛直に延びたアーム支持軸１１の上端部に支持されている。アーム支持軸１１には、アーム揺動駆動機構１２が結合されており、このアーム揺動駆動機構１２の駆動力によって、アーム支持軸１１を回動させて、スピンチャック３の上方でアーム１０を揺動させることができるようになっている。
【００３４】
第１薬液ノズル４には、第１薬液供給源からの第１薬液が供給される第１薬液供給管１４が接続されている。第１薬液供給管１４の途中部には、第１薬液ノズル４からの第１薬液の吐出／吐出停止を切り換えるための第１薬液バルブ１５が介装されている。
第２薬液ノズル５は、たとえば連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口を下方に向けた状態で、アーム１０の先端部に取り付けられている。第２薬液ノズル５には、第２薬液供給源からの第２薬液が供給される第２薬液供給管１６が接続されている。第２薬液供給管１６の途中部には、第２薬液ノズル５からの第２薬液の吐出／吐出停止を切り換えるための第２薬液バルブ１７が介装されている。
【００３５】
ＤＩＷノズル６は、たとえば、連続流の状態でＤＩＷを吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その吐出口をウエハＷの回転中心付近に向けて固定的に配置されている。このＤＩＷノズル６には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるＤＩＷ供給管１８が接続されている。ＤＩＷ供給管１８の途中部には、ＤＩＷノズル６からのＤＩＷの吐出／吐出停止を切り換えるためのＤＩＷバルブ１９が介装されている。
【００３６】
処理カップ２５は、スピンチャック３を収容する有底円筒容器状の下カップ２０と、下カップ２０に対して、それぞれ独立に昇降可能に設けられた第１〜第４構成部材２１，２２，２３，２４とを備えている。
下カップ２０の底部には、第１薬液のミストを含む雰囲気および第２薬液のミストを含む雰囲気をそれぞれ排気するための第１排気溝２７および第２排気溝２６が、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心とする２重の円環状に形成されている。最内方に第２排気溝２６が形成され、第２排気溝２６の外側に第１排気溝２７が形成されている。
【００３７】
また、下カップ２０の底部には、第２排気溝２６を取り囲むように、ＤＩＷを廃液するための廃液溝２８が、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心とする円環状に形成されている。
さらに、下カップ２０の底部には、廃液溝２８を取り囲むように、ウエハＷの処理のために用いられた後の第１薬液および第２をそれぞれ回収するための円環状の第１回収溝３０および第２回収溝２９が同軸的に形成されている。廃液溝２８の外側に第２回収溝２９が形成され、第２回収溝２９の外側に第１回収溝３０が形成されている。
【００３８】
第１排気溝２７、第２排気溝２６、廃液溝２８、第１回収溝３０および第２回収溝２９には、それぞれ第１排気配管３２、第２排気配管３１、廃液配管３３、第１回収配管３５および第２回収配管３４が接続されている。第１排気配管３２は、第１排気溝２７内を強制的に排気するための図示しない排気処理設備（たとえば、当該基板処理装置が設置される工場の排気処理設備）あるいは排気ポンプ（たとえば当該基板処理装置内に組み込まれた真空ポンプ）に接続されている。第１排気溝２７に集められた雰囲気は、第１排気配管３２を通して排気処理設備あるいは排気ポンプに導かれる。第１排気配管３２の途中部には、第１薬液のミストを含む雰囲気を、第１薬液と雰囲気とに分離するための第１気液分離器４７が介装されている。第１気液分離器４７で雰囲気から分離された第１薬液は、分岐廃液路４９を介して、図外の廃液処理設備へと導かれるようになっている。
【００３９】
第２排気配管３１は、第２排気溝２６内を強制的に排気するための図示しない排気処理設備あるいは排気ポンプに接続されている。第２排気溝２６に集められた雰囲気は、第２排気配管３１を通して排気処理設備あるいは排気ポンプに導かれる。第２排気配管３１の途中部には、第２薬液のミストを含む雰囲気を、第２薬液と雰囲気とに分離するための第２気液分離器４８が介装されている。第２気液分離器４８で雰囲気から分離された第２薬液は、分岐廃液路５０を介して、図外の廃液処理設備へと導かれるようになっている。このように、第１薬液のミストを含む雰囲気と、第２薬液のミストを含む雰囲気とが互いに異なる排気溝２６，２７に導かれるので、第１薬液のミストと第２薬液のミストとが混触しない。
【００４０】
廃液配管３３は、図外の廃液処理設備に接続されている。ウエハＷに対する処理に用いられたＤＩＷ（第１薬液および第２薬液を含むＤＩＷ）は、廃液配管３３を通して図外の廃液処理設備へと導かれる。
第１回収配管３５は、図外の第１薬液回収処理槽に接続されている。ウエハＷに対する処理に用いられた第１薬液は、第１回収配管３５を通して図外の第１薬液回収処理槽へと導かれる。
【００４１】
第２回収配管３４は、図外の第２薬液回収処理槽に接続されている。ウエハＷに対する処理に用いられた第２薬液は、第２回収配管３４を通して図外の第２薬液回収処理槽へと導かれる。
第１構成部材２１は、スピンチャック３の周囲を取り囲み、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有している。この第１構成部材２１は、第１案内部３６と、この第１案内部３６に連結された円筒状の第１薬液分離壁３７とを一体的に備えている。
【００４２】
第１案内部３６は、回転軸線Ｃを中心とする円筒状をなす下端部３６ａと、この下端部３６ａの上端から中心側（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部３６ｂとを有している。下端部３６ａは、廃液溝２８上に位置し、第１構成部材２１が下カップ２０に対して最も近接した状態で廃液溝２８に収容される。
第２構成部材２２は、スピンチャック３の周囲を取り囲み、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有している。この第２構成部材２２は、第２案内部３８と、この第２案内部３８に連結された円筒状の第２薬液分離壁３９とを一体的に備えている。
【００４３】
第２案内部３８は、第１構成部材２１の第１案内部３６の外側において、第１案内部３６の下端部３６ａと同軸円筒状をなす下端部３８ａと、この下端部３８ａの上端から中心側（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部３８ｂと、上端部３８ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部３８ｃとを有している。下端部３８ａは、第２回収溝２９上に位置し、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で第２回収溝２９に収容される。一方、上端部３８ｂは、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと上下方向に重なるように設けられ、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で、第１案内部３６の上端部３６ｂに対してごく微小な隙間を保って近接する。また、上端部３８ｂの先端には、折返し部３８ｃがその先端部を下方に折り返すことにより形成されており、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で、その折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なるようになっている。
【００４４】
また、第２案内部３８の第２薬液分離壁３９は、その上端部３８ｂの外周縁部に連結されて円筒状をなしている。そして、第２薬液分離壁３９は、第１回収溝３０上に位置し、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で第１回収溝３０に収容される。
第３構成部材２３は、第２構成部材２２の第２案内部３８の外側において、スピンチャック３の周囲を取り囲み、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有し、第３案内部としての働きを有する。この第３構成部材２３は、第２案内部３８の下端部３８ａと同軸円筒状をなす下端部２３ａと、下端部２３ａの上端から中心側（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部２３ｂと、上端部２３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部２３ｃとを有している。
【００４５】
下端部２３ａは、第１回収溝３０上に位置し、第１構成部材２１と第３構成部材２３とが最も近接した状態で当該第１回収溝３０に収容される。
上端部２３ｂは、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部２３ｂと上下方向に重なるように設けられ、第２構成部材２２と第３構成部材２３とが最も近接した状態で、第２案内部３８の上端部２３ｂに対してごく微小な隙間を保って近接するように形成されている。
【００４６】
折返し部２３ｃは、第２構成部材２２と第３構成部材２３とが最も近接した状態で、第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なるように形成されている。
廃液溝２８と第１排気溝２７とは、下カップ２０の底部から鉛直方向に向けて立ち上がる中壁４０により区画されている。中壁４０は、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒状に形成されている。中壁４０の上端からは、中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向けて傾斜部４１が延びている。傾斜部４１の先端には、折返し部４１ｃがその先端部を下方に折り返すことにより形成されている。
【００４７】
第２排気溝２６は、下カップ２０の底部から鉛直方向に向けて立ち上がる内壁４２によって、その内側側面が構成されている。内壁４２は、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒状に形成されている。内壁４２の上端からは、中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向けて傾斜部４３が延びている。傾斜部４３の先端には、折返し部４３ｃがその先端部を上方に折り返すことにより形成されている。
【００４８】
第４構成部材２４は、中壁４０と内壁４２との間に設けられて、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする同軸円筒状の下端部４４，４５と、外側の下端部４４の上端から中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部４６とを備えている。外側の下端部４４の下端は第１排気溝２７上に位置し、内側（中心側）の下端部４５の下端は第２排気溝２６上に位置している。
【００４９】
第４構成部材２４が最も下方まで下げられた状態、すなわち、第４構成部材２４と傾斜部４３とが最も近接した状態（図１に示す状態）では、傾斜部４１の先端部と第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部との間に、第１雰囲気捕獲口５８が形成される。そして、第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部が傾斜部４３の折返し部４３ｃと重なるようになっている。この状態では、処理カップ２５内を流下してきた雰囲気は、第１排気溝２７に進入し、第２排気溝２６に進入することがない。
【００５０】
第４構成部材２４が最も上方まで上げられた状態、すなわち、第４構成部材２４と傾斜部４１とが最も近接した状態（図３（ｃ）および図３（ｄ）に示す状態）では、第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部と傾斜部４３の先端部との間に、第２雰囲気捕獲口５９（図３（ｃ）および図３（ｄ）参照）が形成される。そして、第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部が傾斜部４１の折返し部４１ｃと重なるようになっている。この状態では、処理カップ２５内を流下してきた雰囲気は、第２排気溝２６に進入し、第１排気溝２７に進入することがない。したがって、第１雰囲気捕獲口５８が開いているときは、第２雰囲気捕獲口５９は閉じており、第２雰囲気捕獲口５９が開いているときは、第１雰囲気捕獲口５８は閉じている。すなわち、処理カップ２５内の下段に第１雰囲気捕獲口５８および第２雰囲気捕獲口５９が設けられている。
【００５１】
また、第１構成部材２１を昇降させるための第１昇降駆動機構５１と、第２構成部材２２を昇降させるための第２昇降駆動機構５２と、第３構成部材２３を昇降させるための第３昇降駆動機構５３と、第４構成部材２４を昇降させるための第４昇降駆動機構（雰囲気捕獲口開閉手段）５４とが備えられている。各昇降駆動機構５１，５２，５３，５４は、たとえば、ボールねじ機構などを含む構成である。
【００５２】
処理カップ２５の内部の雰囲気は、雰囲気捕獲口５８，５９および排気ライン３１，３２を介して排気される。これにより、処理室２内のクリーンエアが処理カップ２５の上部開口（より具体的には、スピンベース８と第３構成部材２３の折返し部２３ｃとで挟まれる狭空間）から取り入れられ、処理カップ２５内に下降気流を形成する。一方、スピンチャック３（スピンベース８）が所定の処理時回転方向に回転されると、これに同期して羽根部材６１も所定の処理時回転方向に回転される。これにより、スピンチャック３およびウエハＷの回転によって形成される上昇気流を羽根部材６１が形成する下降気流でキャンセルすることができる。したがって、スピンチャック３の回転によらずに、処理カップ２５内に安定した下降気流を形成できる。
【００５３】
羽根部材６１の回転に伴って処理カップ２５内に形成される下降気流は、羽根部材６１の回転速度が大きいほど強くなる。一方、ウエハＷの回転に伴って処理カップ２５内に生じる上昇気流の強さは、ウエハＷの回転速度が大きいほど強くなる。したがって、スピンチャック３と羽根部材６１とが同期して回転する本実施形態の構成によれば、スピンチャック３によるウエハＷの回転速度に拘わらず、羽根部材６１の回転により形成される下降気流で、ウエハＷの回転による上昇気流の発生を抑制することができ、処理カップ２５内の下降気流を安定化できる。
【００５４】
図２は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
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装置６０を備えている。この制御装置６０には、制御対象として、モータ７、アーム揺動駆動機構１２、第１昇降駆動機構５１、第２昇降駆動機構５２、第３昇降駆動機構５３、第４昇降駆動機構５４、第１薬液バルブ１５、第２薬液バルブ１７およびＤＩＷバルブ１９などが接続されている。
【００５５】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の流れを説明するための図である。図４は、制御装置６０による制御内容を説明するためのタイムチャートであり、スピンチャック３の回転／スピンドライ回転／停止（図４（ａ））、第１薬液バルブ１５の開閉（図４（ｂ））、第２薬液バルブ１７の開閉（図４（ｃ））、ＤＩＷバルブ１９の開閉（図４（ｄ））、第１昇降駆動機構５１による第１構成部材２１の昇降（図４（ｅ））、第２昇降駆動機構５２による第２構成部材２２の昇降（図４（ｆ））、第３昇降駆動機構５３による第３構成部材２３の昇降（図４（ｇ））、第４昇降駆動機構５４による第４構成部材２４の昇降（図４（ｈ））が示されている。
【００５６】
ウエハＷに対する処理が行われている間、常に、図示しないＦＦＵ（ファンフィルタユニット）から処理室２内にクリーンエアの下降気流が供給されるとともに、図外の排気処理設備によって、第１排気溝２７および第２排気溝２６内が強制的に排気されている。
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置１内に搬入されて、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に保持される。なお、このウエハＷの搬入時においては、その搬入の妨げにならないように、第１構成部材２１、第２構成部材２２および第３構成部材２３が最も下方まで下げられることにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂがいずれも、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも下方に位置している。また、第４構成部材２４が最も下方まで下げられていることにより、第１雰囲気捕獲口５８が開き、第２雰囲気捕獲口５９が閉じている。
【００５７】
ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御装置６０は、モータ７を制御して、スピンチャック３によるウエハＷの回転（スピンベース８の回転）を開始させて、ウエハＷの回転速度を所定の液処理回転速度（たとえば１５００ｒｐｍ）まで上昇させる。また、制御装置６０は、第３昇降駆動機構５３を制御して、第３構成部材２３を、その上端部２３ｂがスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に位置するように上昇させる。これにより、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間に、ウエハＷの端面に対向し、第１薬液を捕獲する第１薬液捕獲口としての第３開口５７（図３（ａ）参照）が形成される。すなわち、処理カップ２５の上段に第３開口５７が設けられている。
【００５８】
さらに、制御装置６０は、アーム揺動駆動機構１２を制御してアーム１０を揺動し、第１薬液ノズル４および第２薬液ノズル５を、処理カップ２５の側方の退避位置からウエハＷの上方位置へと移動させる。
ウエハＷの回転速度が液処理回転速度に達すると、制御装置６０は、第１薬液バルブ１５を開いて、第１薬液ノズル４からウエハＷの表面の回転中心に向けて第１薬液を供給する。ウエハＷの表面に供給された第１薬液は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に第１薬液を用いた第１薬液処理が施される（図３（ａ）参照）。第１薬液としてＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）が用いられる場合には、処理によってウエハＷの表面に付着しているパーティクルが除去される。ウエハＷの周縁に向かって流れる第１薬液は、ウエハＷの周縁から側方へ飛散し、ウエハＷの端面に対向している第３開口５７に飛入する。そして、第２構成部材２２の外壁または第３構成部材２３の内壁を伝って第１回収溝３０に集められ、第１回収配管３５へと送られ、図外の第１薬液回収処理設備へ導かれる。このとき、第１構成部材２１および第２構成部材２２が第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第２案内部３８の折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なることにより、第１案内部３６と第２案内部３８との間への第１薬液の進入が防止される。
【００５９】
この第１薬液処理の期間中、第１薬液ノズル４からウエハＷに対して第１薬液が連続的に供給されるので、スピンチャック３の周辺には、第１薬液のミストを含む雰囲気が充満している。
スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。羽根部材６１が、羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのウエハＷの回転により生じる上昇気流をキャンセルできるような形状、サイズ、角度および枚数に設定されているので、処理カップ２５内（とくに、スピンベース８と第２構成部材２２の第２案内部３８の折返し部３８ｃとで挟まれる狭空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、第１薬液処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第１薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００６０】
第１薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第１雰囲気捕獲口５８に導かれる。このとき、第１薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第２雰囲気捕獲口５９に導かれることはない。そして、第１雰囲気捕獲口５８に導かれた第１薬液のミストを含む雰囲気は、第１排気溝２７に集められた後第１排気配管３２へと送られ、第１気液分離器４７へ導かれる。
【００６１】
ウエハＷへの第１薬液の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、第１薬液バルブ１５を閉じて、第１薬液ノズル４からの第１薬液の供給を停止する。また、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１および第２昇降駆動機構５２を制御して、第１構成部材２１および第２構成部材２２を、第１案内部３６の上端部３６ｂおよび第２案内部３８の上端部３８ｂがスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に位置するように上昇させる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂが、スピンチャック３に保持されたウエハＷよりも上方に配置されて、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと傾斜部４３の上端部との間に、ウエハＷの端面に対向する第１開口５５（図３（ｂ）参照）が形成される。
【００６２】
このとき、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１および第２昇降駆動機構５２を制御して、第１構成部材２１および第２構成部材２２を、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態（第１構成部材２１と第２構成部材２２との相対的な位置関係を保った状態）で、同期をとりつつ上昇させる。これにより、ウエハＷの回転が継続されていても、ウエハＷから飛散する第１薬液が第１案内部３６と第２案内部３８との間に進入することを防止することができる。
【００６３】
第１薬液の供給の停止後、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を開いて、ＤＩＷノズル６の吐出口から回転状態にあるウエハＷの表面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出させる。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着している第１薬液がＤＩＷによって洗い流される（図３（ｂ）参照）。ウエハＷの周縁に向けて流れるＤＩＷは、ウエハＷの周縁から側方へ飛散する。ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷ（ウエハＷから洗い流された第１薬液を含む）は、ウエハＷの端面に対向している第１開口５５に捕獲され、第１構成部材２１の内壁を伝って廃液溝２８に集められ、その廃液溝２８から廃液配管３３を通して図外の廃液処理設備へ導かれる。
【００６４】
このとき、第１構成部材２１、第２構成部材２２および第３構成部材２３が各上端部間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第３構成部材２３の折返し部２３ｃが第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なり、第２案内部３８の折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なることによって、第１案内部３６と第２案内部３８との間および第２案内部３８と第３構成部材２３との間へのＤＩＷの進入が防止される。
【００６５】
また、スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。これにより、処理カップ２５内（とくに、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方の空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、スピンドライ処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第１薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００６６】
リンス処理中において、第１薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第１雰囲気捕獲口５８に導かれる。このとき、第１薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第２雰囲気捕獲口５９に導かれることはない。そして、第１雰囲気捕獲口５８に導かれた第１薬液のミストを含む雰囲気は、第１排気溝２７に集められた後第１排気配管３２へと送られ、第１気液分離器４７へ導かれる。
【００６７】
ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を閉じて、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止する。また、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１を制御して、第１構成部材２１を最も下方まで下げさせる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂが、ウエハＷよりも下方に配置される。そして、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂとの間に、ウエハＷの端面に対向し、第２薬液を捕獲する２薬液捕獲口としての第２開口５６（図３（ｃ）参照）が形成される。すなわち、処理カップ２５の上段に第２開口５６が設けられている。さらに、制御装置６０は、第４昇降駆動機構５４を制御して、第４構成部材２４を最も上方まで上げさせる。これにより、第１雰囲気捕獲口５８が閉じて第２雰囲気捕獲口５９が開いた状態になる。
【００６８】
ＤＩＷの供給の停止後、制御装置６０は、第２薬液バルブ１７を開いて、第２薬液ノズル５からウエハＷの表面の回転中心に向けて第２薬液を供給する。ウエハＷの表面に供給された第２薬液は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に第２薬液を用いた第２薬液処理が施される（図３（ｃ）参照）。第２薬液としてフッ酸が用いられる場合には、この第２薬液処理によりウエハＷの表面に形成された酸化膜が除去される。ウエハＷの周縁に向かって流れる第２薬液は、ウエハＷの周縁から側方へ飛散し、ウエハＷの端面に対向している第２開口５６に飛入する。そして、第１構成部材２１の外壁または第２構成部材２２の内壁を伝って第２回収溝２９に集められ、第２回収配管３４へと送られ、図外の第２薬液回収処理設備へ導かれる。このとき、第２構成部材２２および第３構成部材２３が第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第３構成部材２３の折返し部２３ｃが第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なることにより、第２案内部３８と第３構成部材２３との間への第２薬液の進入が防止される。
【００６９】
第２薬液処理の期間中、第２薬液ノズル５からウエハＷに対して第２薬液が連続的に供給されるので、スピンチャック３の周辺には、第２薬液のミストを含む雰囲気が充満している。
スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。これにより、処理カップ２５内（とくに、スピンベース８と第１構成部材２１の第１案内部３６の折返し部３６ｃとで挟まれる狭空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、第２薬液処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００７０】
第２薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第２雰囲気捕獲口５９に導かれる。このとき、第２薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第１雰囲気捕獲口５８に導かれることはない。そして、第２雰囲気捕獲口５９に導かれた第２薬液のミストを含む雰囲気は、第２排気溝２６に集められた後第２排気配管３１へと送られ、第２気液分離器４８へ導かれる。
【００７１】
ウエハＷへの第２薬液の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、第２薬液バルブ１７を閉じて、第２薬液ノズル５からの第２薬液の供給を停止する。また、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１を制御して、第１構成部材２１を、第１案内部３６の上端部３６ｂが、スピンチャック３に保持されたウエハＷよりも上方に配置されるように上昇させる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂが、スピンチャック３に保持されたウエハＷよりも上方に配置される。そして、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと傾斜部４３の上端部との間に、ウエハＷの端面に対向する第１開口５５（図３（ｂ）参照）が形成される。
【００７２】
このとき、第２構成部材２２および第３構成部材２３は、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態（第２構成部材２２と第３構成部材２３との相対的な位置関係を保った状態）で、同期をとって上昇される。これにより、ウエハＷの回転が継続されていても、ウエハＷから飛散する第２薬液が第２案内部３８と第３構成部材２３との間に進入することを防止することができる。
【００７３】
第２薬液の供給の停止後、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を開いて、ＤＩＷノズル６の吐出口から回転状態にあるウエハＷの表面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出させる。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着している第２薬液がＤＩＷによって洗い流される。ウエハＷの周縁に向けて流れるＤＩＷは、ウエハＷの周縁から側方へ飛散する。ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷ（ウエハＷから洗い流された第２薬液を含む）は、ウエハＷの端面に対向している第２開口５６に捕獲され、第１構成部材２１の内壁を伝って廃液溝２８に集められ、その廃液溝２８から廃液配管３３を通して図外の廃液処理設備へ導かれる。
【００７４】
このとき、第１構成部材２１、第２構成部材２２および第３構成部材２３が各上端部間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第３構成部材２３の折返し部２３ｃが第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なり、第２案内部３８の折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なることによって、第１案内部３６と第２案内部３８との間および第２案内部３８と第３構成部材２３との間へのＤＩＷの進入が防止される。
【００７５】
また、スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。これにより、処理カップ２５内（とくにとくに、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方の空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、スピンドライ処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００７６】
リンス処理中において、第２薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第２雰囲気捕獲口５９に導かれる。このとき、第２薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第１雰囲気捕獲口５８に導かれることはない。そして、第２雰囲気捕獲口５９に導かれた第２薬液のミストを含む雰囲気は、第２排気溝２６に集められた後第２排気配管３１へと送られ、第２気液分離器４８へ導かれる。
【００７７】
ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を閉じて、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止する。また、制御装置６０は、第２昇降駆動機構５２および第３昇降駆動機構５３を制御して、第２構成部材２２および第３構成部材２３を、最も下方まで下げさせる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂがいずれも、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも下方に位置している。
【００７８】
また、制御装置６０は、モータ７を制御して、ウエハＷの回転速度をスピンドライ回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ）に上げる。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に付着しているＤＩＷを遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ処理が実施される（図３（ｄ）参照）。このスピンドライ処理時には、ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷは、第３構成部材２３の外壁に付着する。
【００７９】
スピンチャック３によりウエハＷがスピンドライ速度で回転されると、これに伴って、羽根部材６１もスピンドライ速度で回転される。羽根部材６１が、羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのウエハＷの回転により生じる上昇気流をキャンセルできるような形状、サイズ、角度および枚数に設けられているので、処理カップ２５内（とくに、スピンベース８と第３構成部材２３の折返し部２３ｃとで挟まれる狭空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、スピンドライ処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００８０】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ時間にわたって行われると、制御装置６０は、モータ７を駆動して、スピンチャック３の回転を停止する。また、制御装置６０は、アーム揺動駆動機構１２を制御してアーム１０を揺動し、第１薬液ノズル４および第２薬液ノズル５を、ウエハＷの上方位置から処理カップ２５の側方の退避位置へと移動させる。その後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される。
【００８１】
以上のように、この実施形態によれば、羽根部材６１がスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転されることにより、スピンチャック３等の回転に起因する乱気流（とくに上昇気流）の発生を抑制し、処理カップ２５内に安定した下降気流を形成することができる。これにより、第１薬液のミストまたは第２のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外に漏出することを防止することができる。
【００８２】
また、羽根部材６１が設けられているので、排気ライン３１，３２を介して強い排気を行わなくとも、処理カップ２５内に安定した下降気流が形成されるようになる。したがって、過度な排気用力を要することなく、処理カップ２５内の下降気流を安定化できる。そして、過度な排気に起因する強い下降気流が処理カップ２５内に形成されることがないので、薬液処理時において、雰囲気捕獲口５８，５９に薬液が大量に導かれることがない。したがって、処理カップ２５内における気液分離効率が低下しない。
【００８３】
さらに、羽根部材６１が、スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して回転する。スピンチャック３によるウエハＷの回転に伴って処理カップ２５内に生じる上昇気流は、ウエハＷの回転速度が大きいほど強い。一方、羽根部材６１の回転に伴って処理カップ２５内に形成される下降気流は、この羽根部材６１と同期して回転するウエハＷの回転速度が大きいほど強くなる。そして、羽根部材６１が、羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのスピンチャック３等の回転により生じる上昇気流をキャンセルできるような形状、サイズ、角度および枚数に設計されているので、スピンチャック３によるウエハＷの回転速度に拘わらず（ウエハＷの回転速度が液処理回転速度であるかスピンドライ回転速度であるかに拘わらず）、羽根部材６１の回転により形成される下降気流で、ウエハＷの回転による上昇気流の発生を抑制することができる。これにより、第１薬液処理、第２薬液処理、リンス処理およびスピンドライ処理の各処理における全期間を通じて、処理カップ２５内に適切な強さの安定した下降気流が形成される。これにより、高い気液分離効率を実現できる。
【００８４】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。
図５は、本発明の他の実施形態（第２の実施形態）に係る基板処理装置７０の構成を概念的に示す断面図である。図６は、基板処理装置７０の電気的構成を示すブロック図である。
【００８５】
この第２の実施形態において、図１〜図４に示す実施形態（第１の実施形態）に示された各部に対応する部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
この第２の実施形態に係る基板処理装置７０が、第１の実施形態に係る基板処理装置１と大きく相違しているのは、羽根部材７１がスピンチャック３（スピンベース８）と一体回転可能に設けられておらず、スピンチャック３（スピンベース８）と独立して回転可能に設けられている点である。羽根部材７１は、複数枚の回転羽根６３を連結する連結部材７２を備えている。連結部材７２は、スピンチャック３のカバー部材１３の外周部を包囲する円筒状に形成されている。羽根部材７１が、所定の処理時回転方向と同方向に回転されると、処理カップ２５内に下降気流が形成されるようになる。この羽根部材７１には、羽根部材７１を回転軸線Ｃまわりに回転させるための羽根部材駆動機構（非同期回転手段）７３が結合されている。この羽根部材駆動機構７３は、モータなどを含む構成である。
【００８６】
基板処理装置７０は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置７４を備えている。この制御装置７４には、制御対象として、モータ７、アーム揺動駆動機構１２、第１昇降駆動機構５１、第２昇降駆動機構５２、第３昇降駆動機構５３、第４昇降駆動機構５４、羽根部材駆動機構７３、第１薬液バルブ１５、第２薬液バルブ１７およびＤＩＷバルブ１９などが接続されている。
【００８７】
図７は、制御装置７４による制御内容を説明するためのタイムチャートであり、モータ７の回転／高速回転／スピンドライ回転／停止（図７（ａ））、羽根部材駆動機構７３の回転／高速回転／スピンドライ回転／停止（図７（ａ））、第１薬液バルブ１５の開閉（図７（ｃ））、第２薬液バルブ１７の開閉（図７（ｄ））、ＤＩＷバルブ１９の開閉（図７（ｅ））、第１昇降駆動機構５１による第１構成部材２１の昇降（図７（ｆ））、第２昇降駆動機構５２による第２構成部材２２の昇降（図７（ｇ））、第３昇降駆動機構５３による第３構成部材２３の昇降（図７（ｈ））、第４昇降駆動機構５４による第４構成部材２４の昇降（図７（i））が示されている。
【００８８】
第２の実施形態のウエハＷ処理では、第１の実施形態のウエハＷ処理と異なり、第２薬液処理時において、制御装置７４はモータ７を駆動して、ウエハＷ（スピンチャック３）を、所定の液処理回転速度（第１薬液処理時およびリンス処理時における回転速度。たとえば１５００ｒｐｍ）よりも高い回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ）で回転させる。第２薬液として例示されているフッ酸はその接触角が比較的小さく、ウエハＷの種類によっては、ウエハＷの表面への濡れ性が悪くなって、表面の全域に十分に行き渡らないことがある。しかしながら、この第２の実施形態のウエハＷ処理では、第２薬液（フッ酸）供給時におけるウエハＷの回転速度が所定の液処理回転速度よりも上昇されているので、第２薬液（フッ酸）は大きな遠心力を受けて、ウエハＷの表面全域に拡がるようになる。これにより、ウエハＷの表面全域に第２薬液（フッ酸）を行き渡らせることができる。
【００８９】
このとき、制御装置７４は、羽根部材駆動機構７３を駆動して、羽根部材７１をウエハＷの回転速度と同じ回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ）で回転させる。これにより、処理カップ２５内に上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、第２薬液処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外に漏れ出ることを防止または抑制することができる。
【００９０】
また、スピンドライ処理の終了後、制御装置７４は、モータ７を制御してウエハＷ（スピンチャック３）の回転を停止させる。また、制御装置７４は、羽根部材駆動機構７３を制御して、羽根部材７１をウエハＷの回転停止より遅いタイミングで回転停止させる。これにより、第２薬液のミストを含む雰囲気を、スピンチャック３の周囲からより確実に排除することができる。これにより、第２薬液処理後の清浄なウエハＷが、周辺の雰囲気により汚染されることを、より効果的に防止することができる。
【００９１】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
第１の実施形態では、羽根部材６１をスピンベース８に一体回転させるものとして説明したが、羽根部材６１とスピンベース８との間にワンウェイクラッチを介装してもよい。この場合、ワンウェイクラッチは、スピンベース８が処理時回転方向に回転するときは羽根部材６１がスピンベース８に同期して回転し、スピンベース８が反対方向に回転するときは羽根部材６１がスピンベース８に対して空転させるよう配置される。この構成により、スピンドライ処理の終了後、制御装置６０が、モータ７を制御してウエハＷ（スピンチャック３）の回転を停止させると、羽根部材６１はその後空転し、ウエハＷの回転停止よりも遅れて停止するようになる。これにより、第２薬液のミストを含む雰囲気を、スピンチャック３の周囲からより確実に排除し、第２薬液処理後の清浄なウエハＷが、周辺の雰囲気により汚染されることを、より効果的に防止することができる。
【００９２】
また、第２の実施形態では、第２薬液処理中にウエハＷおよび羽根部材７１を、第１薬液処理時およびリンス処理時における回転速度よりも高い回転速度で回転させる例を示したが、この構成を、第１の実施形態に適用してもよい。
また、前述の各実施形態では、羽根部材６１，７１の回転により、ウエハＷの側方に下降気流を発生させる構成について説明した。しかしながら、スピンベース８の下方空間をエジェクター（アスピレータやコンバム（商標）含む）などの吸引手段を用いて吸引させることによってウエハＷの側方に下降気流を発生させてもよい。
【００９３】
また、前述の各実施形態では、第１〜第３構成部材２１，２２，２３を下カップ２０に対して独立して昇降させる構成の処理カップ２５を例にとって説明したが、処理カップを、第１〜第３構成部材２１，２２，２３を下カップ２０に対して一体的に昇降させる構成にしてもよい。
また、前述の各実施形態では、第１薬液および第２薬液の組み合わせとしてＳＣ１とフッ酸との組み合わせを例示したが、その他の酸性の薬液とアルカリ性の薬液とを組み合わせるものであってもよい。酸性の薬液の例として、たとえばＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、バファードフッ酸（Buffered HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）が挙げられる。また、アルカリ性の薬液の例として、アンモニア水が挙げられる。
【００９４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す断面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す基板処理装置によるウエハの処理の流れを説明するための図である。
【図４】図１に示す基板処理装置の制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す断面図である。
【図６】図５に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す基板処理装置の制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１，７０ 基板処理装置
２ 処理室
３ スピンチャック（基板回転手段）
４ 第１薬液ノズル（第１薬液供給手段）
５ 第２薬液ノズル（第２薬液供給手段）
７ モータ（同期回転手段）
２５ 処理カップ
５４ 第４昇降駆動機構（雰囲気捕獲口開閉手段）
５６ 第２開口（第２薬液捕獲口）
５７ 第３開口（第１薬液捕獲口）
５８ 第１雰囲気捕獲口
５９ 第２雰囲気捕獲口
６０，７４ 制御装置
７３ 羽根部材駆動機構（非同期回転手段）
Ｃ 回転軸線
Ｗ ウエハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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などの基板の表面に対して処理を施す基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置の製造工程には、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板の表面に処理液による処理を施すために、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。この種の基板処理装置の中には、処理液の消費量の低減を図るために、基板の処理に用いた後の処理液を回収して、その回収した処理液を以降の処理に再利用するように構成されたものがある。
【０００３】
複数種の処理液を個別回収可能な構成の基板処理装置は、たとえば、下記特許文献１に開示されている。この基板処理装置は、基板をほぼ水平に保持しつつ、その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を収容する処理カップとを備えている。処理カップは、それぞれ独立して昇降可能な３つの構成部材（第１〜第３構成部材）を備えている。
【０００４】
第１構成部材は、スピンチャックの周囲を取り囲む平面視円環状の底部と、この底部から立ち上がる第１案内部とを一体的に備えている。第１案内部は、中心側（基板の回転軸線に近づく方向）に向かって斜め上方に延びている。底部には、基板の処理に用いられた後の処理液などを廃液するための廃液溝が第１案内部の内方に形成されており、さらに、この廃液溝を取り囲むように、基板の処理のために用いられた後の処理液を回収するための内側回収溝が第１案内部の外方に形成されている。廃液溝には、廃液処理設備へと処理液を導くための廃液ドレンが接続されており、内側回収溝には、回収処理設備へと処理液を導くための回収ドレンが接続されている。
【０００５】
第２構成部材は、スピンチャックの周囲を取り囲む平面視円環状の底部と、この底部から立ち上がり、第１案内部の外側に位置する第２案内部とを一体的に備えている。第２案内部は、内側回収溝上に位置した円筒状の下端部と、その下端部の上端から中心側（基板の回転軸線に近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部とを有している。底部には、第２案内部よりも外側において、基板の処理のために用いられた後の処理液を回収するための外側回収溝が、内側回収溝を取り囲むように形成されている。外側回収溝には、回収処理設備へと処理液を導くための回収ドレンが接続されている。第２案内部は、第１構成部材の第１案内部と上下方向に重なるように設けられ、第１構成部材と第２構成部材とが最も近接した状態で、第１案内部に対してごく微小な隙間を保って近接するように形成されている。
【０００６】
第３構成部材は、第２案内部の外側に位置する第３案内部を備えている。第３案内部は、外側回収溝上に位置した下端部と、その下端部の上端から中心側（基板の回転軸線に近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部とを有している。第３案内部は、第２構成部材の第２案内部と上下方向に重なるように設けられ、第２構成部材と第３構成部材とが最も近接した状態で、第２案内部に対してごく微小な隙間を保って近接するように形成されている。
【０００７】
第１構成部材には、たとえば、ボールねじ機構などを含む第１昇降駆動機構が結合されている。第２構成部材には、たとえば、ボールねじ機構などを含む第２昇降駆動機構が結合されている。第３構成部材には、たとえば、ボールねじ機構などを含む第３昇降駆動機構が結合されている。第１〜第３昇降駆動機構によって、３つの構成部材を個別に昇降させることができるようになっている。
【０００８】
このような構成の基板処理装置では、第１〜第３案内部の各上端部を基板よりも上方に位置させ、第１案内部によって処理液を受ける状態にすることができる。また、第１案内部の上端を基板よりも下方に位置させるとともに、第２および第３案内部の各上端部を基板よりも上方に位置させることにより、第２案内部によって処理液を受ける状態（第１回収状態）とすることができる。この第１回収状態では、第１案内部の上端部と第２案内部の上端部との間に、基板の端面に対向する第１回収口が形成される。第１回収口から進入した処理液は、第２案内部材の案内によって第１回収溝に回収される。さらにまた、第１および第２案内部の各上端部を基板よりも下方に位置させるとともに、第３案内部の上端部を基板よりも上方に位置させ、この第３案内部によって基板からの処理液を受ける状態（第２回収状態）とすることができる。この第２回収状態では、第２案内部の上端部と第３案内部の上端部との間に、基板の端面に対向する第２回収口が形成される。第２回収口から進入した処理液は、第３案内部材の案内によって第２回収溝に回収される。
【０００９】
スピンチャックによって基板を回転させつつ、基板の表面に第１薬液を供給することにより、基板の表面に第１薬液による処理を施すことができる。基板の表面に供給された第１薬液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の周縁から側方へ飛散する。このとき、第１回収口を基板の端面に対向させておけば、基板の周縁から飛散する第１薬液を回収することができる。また同様に、基板の表面に第２薬液を供給するときに、第２回収口を基板の端面に対向させておけば、基板から飛散する第２薬液を回収することができる。こうして、第１および第２薬液を分離して回収することができる。
【００１０】
また、スピンチャックによって基板を回転させつつ、基板の表面にリンス液（処理液）を供給することにより、基板の表面をリンス液で洗い流すリンス処理を行うことができる。このとき、第１案内部を基板の端面に対向させておけば、その基板の表面を洗い流したリンス液を、廃液溝に集めることができ、廃液溝から廃液ドレンを通して廃棄することができる。これにより、回収される第１および第２薬液に対して使用済みリンス液が混入することを防止できる。
【００１１】
リンス処理の後には、スピンチャックを高速回転させることによって、基板表面の液成分を遠心力によって基板外に排除するためのスピンドライ処理が行われる。
基板およびスピンチャックの回転によって、スピンチャック周辺の気流が乱れ、処理カップ内に上昇気流が生じるおそれがある。薬液処理時に、その上昇気流によって薬液のミストが舞い上がり、この薬液のミストが処理カップ外に漏れ出ると、処理室の内壁や処理室内の部材が薬液ミストによって汚染される。これが処理室内で乾燥すると、パーティクルとなって雰囲気中に浮遊し、以後に処理される基板を汚染するおそれがある。そこで、処理室の天面にＦＦＵ（ファンフィルタユニット）を設けるとともに、廃液溝の底面に排気口を形成して、ＦＦＵから基板に向けてクリーンエアの下降気流を供給しつつ、排気口から排気を行うことにより、基板の周囲に排気口へと向かう下降気流を形成し、薬液ミストの舞い上がりを防止する構成が採用される。
【特許文献１】特開２００６−２８６８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
薬液処理時のみならず、リンス処理時およびスピンドライ処理時においても、処理液雰囲気が処理カップ外に流出すれば、程度の多少はあるとしても、同様の問題が生じる。
そこで、基板を最も高速で回転させるスピンドライ処理中に、処理液ミストが処理カップ外に漏れ出さないように、処理カップ底部の排気口からの排気には、大きな排気能力が必要とされる。
【００１３】
ところが、この場合、スピンチャックによる基板の回転がそれほど高くない薬液処理時には、スピンチャック等の回転によって引き起こされる上昇気流が小さいので、処理カップ内に強い下降気流が形成されることになる。したがって、第１回収口または第２回収口で回収すべき薬液（とくに薬液のミスト）が、処理カップ内の下降気流に乗って、高い比率で廃液溝に導かれるようになる。そのため、気液分離効率が悪く、薬液の回収効率が悪くなる。
【００１４】
そればかりでなく、排気口へと薬液が入り込むことによって、排気経路が薬液で汚染されるという問題もある。しかも、異なる種類の薬液が共通の排気経路に導かれることにより、排気経路内壁における薬液の結晶化が無視できなくなり、排気経路のメンテナンスが必要になる。ところが、排気経路は、処理カップ底部に配置されることから、排気経路内壁を洗浄するためのメンテナンスは、必ずしも容易ではない。
【００１５】
そこで、この発明の目的は、処理カップ内における気液分離効率を低下させることなく、処理カップからの薬液のミストの漏出を防止または抑制することができる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持しつつ回転させるための基板回転手段（３）と、前記基板回転手段により回転される基板に対して、薬液を供給する薬液供給手段（４，５）と、前記基板回転手段の周囲を取り囲み、当該基板回転手段を収容する処理カップ（２５）と、前記処理カップの上段に形成されて、前記基板回転手段により回転される基板から側方に向けて飛散する薬液を捕獲する薬液捕獲部（５６，５７）と、前記処理カップ内の中段に配置されて、前記処理カップ内に下降気流を生じさせる下降気流発生手段（６１，７１）と、前記処理カップ内の下段に形成されて、前記処理カップ内の雰囲気を捕獲するための雰囲気捕獲部（５８，５９）とを含む、基板処理装置（１，７０）である。
【００１７】
なお、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等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、処理カップ内の中段に設けられた下降気流発生手段によって、処理カップ内に下降気流が形成される。これにより、処理カップ内の底部からの排気を過度に強く行わなくても、処理カップ内での上昇気流の発生を抑制することができる。これにより、薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ外に漏れ出ることを防止または抑制することができる。すなわち、処理カップ内の底部における強力な排気によって処理カップ内全域に強い下降気流を形成する必要がないので、処理カップの上段に形成された薬液捕獲部に高効率で薬液を捕獲することができ、処理カップ内の下段に形成された雰囲気捕獲部に導かれる薬液の量を低減できる。そして、処理カップ内の中段に設けられた下降気流発生手段によって、上昇気流の発生を抑制できるとともに、処理カップ内の下段に設けられた雰囲気捕獲部へとカップ内雰囲気を送り込むことができる。こうして、良好な気液分離効率を実現でき、薬液の回収効率が高まり、かつ、薬液による雰囲気捕獲部の汚染を最小限に抑制できる。
【００１８】
前記下降気流発生手段によって形成される下降気流は、基板回転手段による基板の回転に伴って生じる処理カップ内の上昇気流をキャンセルするのに必要充分な強さの気流であることが好ましい。
また、上下に設けられる薬液捕獲部と雰囲気捕獲部との間に、下降気流発生手段が配置される。これにより、スペースの限られた処理カップ内に、下降気流発生手段を効率的に配置することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記薬液供給手段が、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液を供給する第１薬液供給手段（４）と、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液と種類の異なる第２薬液を供給する第２薬液供給手段（５）とを含み、前記薬液捕獲部が、前記第１薬液を捕獲するための第１薬液捕獲口（５７）と、前記第２薬液を捕獲するための第２薬液捕獲口（５６）とを含み、前記雰囲気捕獲部が、前記第１薬液を含む雰囲気を捕獲するための第１雰囲気捕獲口（５８）と、前記第２薬液を含む雰囲気を捕獲するための第２雰囲気捕獲口（５９）とを含む、請求項１記載の基板処理装置である。
【００２０】
この構成によれば、第１薬液および第２薬液が互いに異なる薬液捕獲口に捕獲されるのに加え、第１薬液のミストを含む雰囲気と、第２薬液のミストを含む雰囲気とが、互いに異なる雰囲気捕獲口に捕獲される。
処理カップ内の雰囲気を、第１薬液を用いた処理時と第２薬液を用いた処理時とで、共通の雰囲気捕獲部で捕獲すると、第１薬液のミストと第２薬液のミストとが混触する。この混触による化学反応により結晶が析出すると、雰囲気捕獲部およびこれに接続される配管などに、析出した結晶が付着するおそれがある。
【００２１】
これに対し、第１薬液を含む雰囲気と、第２薬液を含む雰囲気とを互いに異なる雰囲気捕獲口に捕獲する構成では、第１薬液のミストと第２薬液のミストとの混触を防止することができる。これにより、各雰囲気捕獲部や各雰囲気捕獲口に接続される配管などに結晶が付着することを抑制できるから、メンテナンスの手間を軽減できる。
請求項３記載の発明は、前記第１雰囲気捕獲口および前記第２雰囲気捕獲口をそれぞれ開閉するための雰囲気捕獲口開閉手段（５４）と、前記第１薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第１薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第１雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第２雰囲気捕獲口を閉じさせ、前記第２薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第２薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第２雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第１雰囲気捕獲口を閉じさせる制御手段（６０，７４）とをさらに含む、請求項２記載の基板処理装置である。
【００２２】
この構成によれば、第１雰囲気捕獲口を開き、かつ第２雰囲気捕獲口を閉じた状態で、基板回転手段に保持された基板に第１薬液が供給される。基板回転手段の周辺の第１薬液のミストを含む雰囲気は、下降気流発生手段により生成される下降気流によって、第１雰囲気捕獲口に導かれる。このとき、第１薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第２雰囲気捕獲口に導かれることはない。
【００２３】
また、第１雰囲気捕獲口を閉じ、かつ第２雰囲気捕獲口を開いた状態で、基板回転手段に保持された基板に第２薬液が供給される。処理カップ内の第２薬液のミストを含む雰囲気は、下降気流発生手段により生成される下降気流によって、第２雰囲気捕獲口に導かれる。このとき、第２薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第１雰囲気捕獲口に導かれることはない。
【００２４】
これにより、第１薬液のミストと第２薬液のミストとの混触を確実に防止することができる。
請求項４記載の発明は、前記下降気流発生手段が、前記基板回転手段の回転軸線（Ｃ）まわりに回転可能に設けられて、当該回転軸線まわりの回転により下降気流を生じさせる羽根部材（６１，７１）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２５】
この構成によれば、羽根部材が基板回転手段による回転軸線まわりに回転されることにより、処理カップ内に下降気流が形成される。これにより、比較的簡単な構成で、処理カップ内に下降気流を形成することができる。
請求項５記載に記載のように、前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に同期して回転させる同期回転手段（７）をさらに含むことが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、羽根部材が、基板回転手段による基板の回転に同期して回転する。基板回転手段による基板の回転に伴って処理カップ内に生じる上昇気流は、基板の回転速度が大きいほど強くなる。一方、羽根部材の回転に伴って処理カップ内に形成される下降気流は、この羽根部材と同期して回転する基板の回転速度が大きいほど強くなる。したがって、羽根部材が基板回転手段による基板の回転と同期して回転する構成によって、基板の回転速度に応じて強さの調整された下降気流を形成することができる。そのため、薬液処理時において、カップ内部の上昇気流を抑制でき、かつ、基板から外方に飛散する処理液を雰囲気捕獲部へと強く誘導することのない適度な強さの下降気流をカップ内に形成することができる。
【００２７】
羽根部材は、当該羽根部材の回転により形成される下降気流が、その羽根部材と同じ回転速度で基板を回転させることにより生じる上昇気流をキャンセルするのに必要充分な強さとなるように設計することが好ましい。たとえば、このような強さの下降気流が形成されるように、羽根部材に備えられる回転羽根（６３）の形状、サイズ、角度および枚数等を適宜選択すればよい。これにより、基板回転手段による基板の回転速度に拘わらず、羽根部材の回転により形成される下降気流で、基板の回転による上昇気流の発生を抑制することができる。そして、処理カップ内に適度な強さの安定した下降気流を形成することができる。
【００２８】
基板回転手段が基板と同期回転する回転部材（８）を有するものである場合、羽根部材は、当該回転部材と一体回転可能に設けられてもよい。このとき、羽根部材を回転部材と一体的に設ければ、スペースの限られた処理カップ内に、羽根部材を効率的に配置することができる。
また、請求項６記載に記載のように、前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に非同期状態で回転させる非同期回転手段（７３）をさらに含んでもよい。この場合、羽根部材を、基板回転手段による基板の回転停止より遅いタイミングで回転停止させてもよい。これにより、基板の回転停止後も処理カップ内に引き続き下降気流が形成された状態を維持できるから、処理カップ内から、薬液のミストをより確実に排除することができる。これにより、処理後の清浄な基板が基板の周辺の雰囲気により汚染されることを、より効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を概念的に示す断面図である。
基板処理装置１は、クリームルーム内に設置され、第１薬液、第２薬液およびＤＩＷ（脱イオン化された水）を用いて、基板の一例である半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）から汚染物質を除去するための洗浄処理を実行するための装置である。この基板処理装置１は、隔壁（図示せず）により区画された処理室２内に、ウエハＷをほぼ水平に保持するとともに、その中心を通るほぼ鉛直な回転軸線ＣまわりにウエハＷを回転させる基板回転手段としてのスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面（上面）に第１薬液を供給するための第１薬液供給手段としての第１薬液ノズル４と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に第２薬液を供給するための第２薬液供給手段としての第２薬液ノズル５と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面にＤＩＷを供給するためのＤＩＷノズル６と、スピンチャック３を収容する処理カップ２５とを備えている。
【００３０】
処理室２の天面には、処理室２内にクリーンエアの下降気流を供給するための図示しないＦＦＵ（ファンフィルタユニット）が設けられている。このＦＦＵは、ファンおよびフィルタを上下に積層し、ファンによって取り入れられるクリーンルーム内の清浄空気をフィルタによってさらに清浄化して処理室２内に供給する構成になっている。
スピンチャック３は、モータ（同期回転手段）７と、このモータ７の回転駆動力によって鉛直軸線まわりに回転される円盤状のスピンベース８と、スピンベース８の周縁部の複数箇所にほぼ等間隔で設けられ、ウエハＷをほぼ水平な姿勢で挟持するための複数個の挟持部材９とを備えている。これにより、スピンチャック３は、複数個の挟持部材９によってウエハＷを挟持した状態で、モータ７の回転駆動力によってスピンベース８を回転させることにより、そのウエハＷを、ほぼ水平な姿勢を保った状態で、スピンベース８とともに回転軸線Ｃまわりに回転させることができる。スピンベース８は、正逆双方に向けて回転可能であるが、後述する第１薬液処理、第２薬液処理、リンス処理およびスピンドライ処理において、所定の処理時回転方向（図３（ａ）〜図３（ｄ）において矢印で示す方向）に回転される。モータ７の周囲は、筒状のカバー部材１３によって包囲されている。このスピンベース８に、羽根部材６１が一体回転可能に設けられている。
【００３１】
羽根部材６１は、複数枚の回転羽根６３と、この複数枚の回転羽根６３を連結する連結部材６２とを備えている。連結部材６２は、スピンベース８の周縁部から下方に向けて延びて、回転軸線Ｃを中心とする円筒状に形成されており、スピンチャック３のカバー部材１３の上方外周部を包囲している。この羽根部材６１は、処理カップ２５の上段に形成される後述する第３開口５７および第２開口５６（図３（ｃ）および図３（ｄ）参照）と、処理カップ２５内の下段に形成される第１雰囲気捕獲口５８および第２雰囲気捕獲口５９との上下方向における中間位置（中段）に配置されている。羽根部材６１をスピンチャック３を包囲する環状の領域に配置することで、スペースの限られた処理カップ２５内に羽根部材６１を効率的に配置することができる。
【００３２】
各回転羽根６３は、連結部材６２の外周面から、ウエハＷの回転半径方向の外方に向けて突出するように形成されており、スピンチャック３の所定の処理時回転方向下流側に向かうに従って上方に向かう傾斜姿勢を有している。複数の回転羽根６３は、同一の諸元（形状およびサイズ）で等角度間隔に設けられている。そのため、羽根部材６１が、所定の処理時回転方向と同方向に回転されると、羽根部材６１の上方の雰囲気が下方に送られて、処理カップ２５内に下降気流が形成されるようになる。各回転羽根６３の形状、サイズ、角度および枚数は、その羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのウエハＷの回転により生じる上昇気流をキャンセルするのに必要充分な程度の強さ（ただし、下降気流を形成できる強さ）になるように設定されている。
【００３３】
なお、スピンチャック３としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
第１薬液ノズル４は、たとえば連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口を下方に向けた状態で、スピンチャック３の上方でほぼ水平に延びるアーム１０の先端に取り付けられている。このアーム１０の基端部は、処理カップ２５の側方においてほぼ鉛直に延びたアーム支持軸１１の上端部に支持されている。アーム支持軸１１には、アーム揺動駆動機構１２が結合されており、このアーム揺動駆動機構１２の駆動力によって、アーム支持軸１１を回動させて、スピンチャック３の上方でアーム１０を揺動させることができるようになっている。
【００３４】
第１薬液ノズル４には、第１薬液供給源からの第１薬液が供給される第１薬液供給管１４が接続されている。第１薬液供給管１４の途中部には、第１薬液ノズル４からの第１薬液の吐出／吐出停止を切り換えるための第１薬液バルブ１５が介装されている。
第２薬液ノズル５は、たとえば連続流の状態で薬液を吐出するストレートノズルであり、その吐出口を下方に向けた状態で、アーム１０の先端部に取り付けられている。第２薬液ノズル５には、第２薬液供給源からの第２薬液が供給される第２薬液供給管１６が接続されている。第２薬液供給管１６の途中部には、第２薬液ノズル５からの第２薬液の吐出／吐出停止を切り換えるための第２薬液バルブ１７が介装されている。
【００３５】
ＤＩＷノズル６は、たとえば、連続流の状態でＤＩＷを吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その吐出口をウエハＷの回転中心付近に向けて固定的に配置されている。このＤＩＷノズル６には、ＤＩＷ供給源からのＤＩＷが供給されるＤＩＷ供給管１８が接続されている。ＤＩＷ供給管１８の途中部には、ＤＩＷノズル６からのＤＩＷの吐出／吐出停止を切り換えるためのＤＩＷバルブ１９が介装されている。
【００３６】
処理カップ２５は、スピンチャック３を収容する有底円筒容器状の下カップ２０と、下カップ２０に対して、それぞれ独立に昇降可能に設けられた第１〜第４構成部材２１，２２，２３，２４とを備えている。
下カップ２０の底部には、第１薬液のミストを含む雰囲気および第２薬液のミストを含む雰囲気をそれぞれ排気するための第１排気溝２７および第２排気溝２６が、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心とする２重の円環状に形成されている。最内方に第２排気溝２６が形成され、第２排気溝２６の外側に第１排気溝２７が形成されている。
【００３７】
また、下カップ２０の底部には、第２排気溝２６を取り囲むように、ＤＩＷを廃液するための廃液溝２８が、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心とする円環状に形成されている。
さらに、下カップ２０の底部には、廃液溝２８を取り囲むように、ウエハＷの処理のために用いられた後の第１薬液および第２をそれぞれ回収するための円環状の第１回収溝３０および第２回収溝２９が同軸的に形成されている。廃液溝２８の外側に第２回収溝２９が形成され、第２回収溝２９の外側に第１回収溝３０が形成されている。
【００３８】
第１排気溝２７、第２排気溝２６、廃液溝２８、第１回収溝３０および第２回収溝２９には、それぞれ第１排気配管３２、第２排気配管３１、廃液配管３３、第１回収配管３５および第２回収配管３４が接続されている。第１排気配管３２は、第１排気溝２７内を強制的に排気するための図示しない排気処理設備（たとえば、当該基板処理装置が設置される工場の排気処理設備）あるいは排気ポンプ（たとえば当該基板処理装置内に組み込まれた真空ポンプ）に接続されている。第１排気溝２７に集められた雰囲気は、第１排気配管３２を通して排気処理設備あるいは排気ポンプに導かれる。第１排気配管３２の途中部には、第１薬液のミストを含む雰囲気を、第１薬液と雰囲気とに分離するための第１気液分離器４７が介装されている。第１気液分離器４７で雰囲気から分離された第１薬液は、分岐廃液路４９を介して、図外の廃液処理設備へと導かれるようになっている。
【００３９】
第２排気配管３１は、第２排気溝２６内を強制的に排気するための図示しない排気処理設備あるいは排気ポンプに接続されている。第２排気溝２６に集められた雰囲気は、第２排気配管３１を通して排気処理設備あるいは排気ポンプに導かれる。第２排気配管３１の途中部には、第２薬液のミストを含む雰囲気を、第２薬液と雰囲気とに分離するための第２気液分離器４８が介装されている。第２気液分離器４８で雰囲気から分離された第２薬液は、分岐廃液路５０を介して、図外の廃液処理設備へと導かれるようになっている。このように、第１薬液のミストを含む雰囲気と、第２薬液のミストを含む雰囲気とが互いに異なる排気溝２６，２７に導かれるので、第１薬液のミストと第２薬液のミストとが混触しない。
【００４０】
廃液配管３３は、図外の廃液処理設備に接続されている。ウエハＷに対する処理に用いられたＤＩＷ（第１薬液および第２薬液を含むＤＩＷ）は、廃液配管３３を通して図外の廃液処理設備へと導かれる。
第１回収配管３５は、図外の第１薬液回収処理槽に接続されている。ウエハＷに対する処理に用いられた第１薬液は、第１回収配管３５を通して図外の第１薬液回収処理槽へと導かれる。
【００４１】
第２回収配管３４は、図外の第２薬液回収処理槽に接続されている。ウエハＷに対する処理に用いられた第２薬液は、第２回収配管３４を通して図外の第２薬液回収処理槽へと導かれる。
第１構成部材２１は、スピンチャック３の周囲を取り囲み、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有している。この第１構成部材２１は、第１案内部３６と、この第１案内部３６に連結された円筒状の第１薬液分離壁３７とを一体的に備えている。
【００４２】
第１案内部３６は、回転軸線Ｃを中心とする円筒状をなす下端部３６ａと、この下端部３６ａの上端から中心側（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部３６ｂとを有している。下端部３６ａは、廃液溝２８上に位置し、第１構成部材２１が下カップ２０に対して最も近接した状態で廃液溝２８に収容される。
第２構成部材２２は、スピンチャック３の周囲を取り囲み、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有している。この第２構成部材２２は、第２案内部３８と、この第２案内部３８に連結された円筒状の第２薬液分離壁３９とを一体的に備えている。
【００４３】
第２案内部３８は、第１構成部材２１の第１案内部３６の外側において、第１案内部３６の下端部３６ａと同軸円筒状をなす下端部３８ａと、この下端部３８ａの上端から中心側（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部３８ｂと、上端部３８ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部３８ｃとを有している。下端部３８ａは、第２回収溝２９上に位置し、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で第２回収溝２９に収容される。一方、上端部３８ｂは、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと上下方向に重なるように設けられ、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で、第１案内部３６の上端部３６ｂに対してごく微小な隙間を保って近接する。また、上端部３８ｂの先端には、折返し部３８ｃがその先端部を下方に折り返すことにより形成されており、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で、その折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なるようになっている。
【００４４】
また、第２案内部３８の第２薬液分離壁３９は、その上端部３８ｂの外周縁部に連結されて円筒状をなしている。そして、第２薬液分離壁３９は、第１回収溝３０上に位置し、第１構成部材２１と第２構成部材２２とが最も近接した状態で第１回収溝３０に収容される。
第３構成部材２３は、第２構成部材２２の第２案内部３８の外側において、スピンチャック３の周囲を取り囲み、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃに対してほぼ回転対称な形状を有し、第３案内部としての働きを有する。この第３構成部材２３は、第２案内部３８の下端部３８ａと同軸円筒状をなす下端部２３ａと、下端部２３ａの上端から中心側（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向かって斜め上方に延びる上端部２３ｂと、上端部２３ｂの先端部を下方に折り返して形成される折返し部２３ｃとを有している。
【００４５】
下端部２３ａは、第１回収溝３０上に位置し、第１構成部材２１と第３構成部材２３とが最も近接した状態で当該第１回収溝３０に収容される。
上端部２３ｂは、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部２３ｂと上下方向に重なるように設けられ、第２構成部材２２と第３構成部材２３とが最も近接した状態で、第２案内部３８の上端部２３ｂに対してごく微小な隙間を保って近接するように形成されている。
【００４６】
折返し部２３ｃは、第２構成部材２２と第３構成部材２３とが最も近接した状態で、第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なるように形成されている。
廃液溝２８と第１排気溝２７とは、下カップ２０の底部から鉛直方向に向けて立ち上がる中壁４０により区画されている。中壁４０は、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒状に形成されている。中壁４０の上端からは、中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向けて傾斜部４１が延びている。傾斜部４１の先端には、折返し部４１ｃがその先端部を下方に折り返すことにより形成されている。
【００４７】
第２排気溝２６は、下カップ２０の底部から鉛直方向に向けて立ち上がる内壁４２によって、その内側側面が構成されている。内壁４２は、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする円筒状に形成されている。内壁４２の上端からは、中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に向けて傾斜部４３が延びている。傾斜部４３の先端には、折返し部４３ｃがその先端部を上方に折り返すことにより形成されている。
【００４８】
第４構成部材２４は、中壁４０と内壁４２との間に設けられて、ウエハＷの回転軸線Ｃを中心軸線とする同軸円筒状の下端部４４，４５と、外側の下端部４４の上端から中心側斜め上方（ウエハＷの回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部４６とを備えている。外側の下端部４４の下端は第１排気溝２７上に位置し、内側（中心側）の下端部４５の下端は第２排気溝２６上に位置している。
【００４９】
第４構成部材２４が最も下方まで下げられた状態、すなわち、第４構成部材２４と傾斜部４３とが最も近接した状態（図１に示す状態）では、傾斜部４１の先端部と第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部との間に、第１雰囲気捕獲口５８が形成される。そして、第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部が傾斜部４３の折返し部４３ｃと重なるようになっている。この状態では、処理カップ２５内を流下してきた雰囲気は、第１排気溝２７に進入し、第２排気溝２６に進入することがない。
【００５０】
第４構成部材２４が最も上方まで上げられた状態、すなわち、第４構成部材２４と傾斜部４１とが最も近接した状態（図３（ｃ）および図３（ｄ）に示す状態）では、第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部と傾斜部４３の先端部との間に、第２雰囲気捕獲口５９（図３（ｃ）および図３（ｄ）参照）が形成される。そして、第４構成部材２４の傾斜部４６の先端部が傾斜部４１の折返し部４１ｃと重なるようになっている。この状態では、処理カップ２５内を流下してきた雰囲気は、第２排気溝２６に進入し、第１排気溝２７に進入することがない。したがって、第１雰囲気捕獲口５８が開いているときは、第２雰囲気捕獲口５９は閉じており、第２雰囲気捕獲口５９が開いているときは、第１雰囲気捕獲口５８は閉じている。すなわち、処理カップ２５内の下段に第１雰囲気捕獲口５８および第２雰囲気捕獲口５９が設けられている。
【００５１】
また、第１構成部材２１を昇降させるための第１昇降駆動機構５１と、第２構成部材２２を昇降させるための第２昇降駆動機構５２と、第３構成部材２３を昇降させるための第３昇降駆動機構５３と、第４構成部材２４を昇降させるための第４昇降駆動機構（雰囲気捕獲口開閉手段）５４とが備えられている。各昇降駆動機構５１，５２，５３，５４は、たとえば、ボールねじ機構などを含む構成である。
【００５２】
処理カップ２５の内部の雰囲気は、雰囲気捕獲口５８，５９および排気ライン３１，３２を介して排気される。これにより、処理室２内のクリーンエアが処理カップ２５の上部開口（より具体的には、スピンベース８と第３構成部材２３の折返し部２３ｃとで挟まれる狭空間）から取り入れられ、処理カップ２５内に下降気流を形成する。一方、スピンチャック３（スピンベース８）が所定の処理時回転方向に回転されると、これに同期して羽根部材６１も所定の処理時回転方向に回転される。これにより、スピンチャック３およびウエハＷの回転によって形成される上昇気流を羽根部材６１が形成する下降気流でキャンセルすることができる。したがって、スピンチャック３の回転によらずに、処理カップ２５内に安定した下降気流を形成できる。
【００５３】
羽根部材６１の回転に伴って処理カップ２５内に形成される下降気流は、羽根部材６１の回転速度が大きいほど強くなる。一方、ウエハＷの回転に伴って処理カップ２５内に生じる上昇気流の強さは、ウエハＷの回転速度が大きいほど強くなる。したがって、スピンチャック３と羽根部材６１とが同期して回転する本実施形態の構成によれば、スピンチャック３によるウエハＷの回転速度に拘わらず、羽根部材６１の回転により形成される下降気流で、ウエハＷの回転による上昇気流の発生を抑制することができ、処理カップ２５内の下降気流を安定化できる。
【００５４】
図２は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
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装置６０を備えている。この制御装置６０には、制御対象として、モータ７、アーム揺動駆動機構１２、第１昇降駆動機構５１、第２昇降駆動機構５２、第３昇降駆動機構５３、第４昇降駆動機構５４、第１薬液バルブ１５、第２薬液バルブ１７およびＤＩＷバルブ１９などが接続されている。
【００５５】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、基板処理装置１によるウエハＷの処理の流れを説明するための図である。図４は、制御装置６０による制御内容を説明するためのタイムチャートであり、スピンチャック３の回転／スピンドライ回転／停止（図４（ａ））、第１薬液バルブ１５の開閉（図４（ｂ））、第２薬液バルブ１７の開閉（図４（ｃ））、ＤＩＷバルブ１９の開閉（図４（ｄ））、第１昇降駆動機構５１による第１構成部材２１の昇降（図４（ｅ））、第２昇降駆動機構５２による第２構成部材２２の昇降（図４（ｆ））、第３昇降駆動機構５３による第３構成部材２３の昇降（図４（ｇ））、第４昇降駆動機構５４による第４構成部材２４の昇降（図４（ｈ））が示されている。
【００５６】
ウエハＷに対する処理が行われている間、常に、図示しないＦＦＵ（ファンフィルタユニット）から処理室２内にクリーンエアの下降気流が供給されるとともに、図外の排気処理設備によって、第１排気溝２７および第２排気溝２６内が強制的に排気されている。
処理対象のウエハＷは、図示しない搬送ロボットによって基板処理装置１内に搬入されて、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に保持される。なお、このウエハＷの搬入時においては、その搬入の妨げにならないように、第１構成部材２１、第２構成部材２２および第３構成部材２３が最も下方まで下げられることにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂがいずれも、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも下方に位置している。また、第４構成部材２４が最も下方まで下げられていることにより、第１雰囲気捕獲口５８が開き、第２雰囲気捕獲口５９が閉じている。
【００５７】
ウエハＷがスピンチャック３に保持されると、制御装置６０は、モータ７を制御して、スピンチャック３によるウエハＷの回転（スピンベース８の回転）を開始させて、ウエハＷの回転速度を所定の液処理回転速度（たとえば１５００ｒｐｍ）まで上昇させる。また、制御装置６０は、第３昇降駆動機構５３を制御して、第３構成部材２３を、その上端部２３ｂがスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に位置するように上昇させる。これにより、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間に、ウエハＷの端面に対向し、第１薬液を捕獲する第１薬液捕獲口としての第３開口５７（図３（ａ）参照）が形成される。すなわち、処理カップ２５の上段に第３開口５７が設けられている。
【００５８】
さらに、制御装置６０は、アーム揺動駆動機構１２を制御してアーム１０を揺動し、第１薬液ノズル４および第２薬液ノズル５を、処理カップ２５の側方の退避位置からウエハＷの上方位置へと移動させる。
ウエハＷの回転速度が液処理回転速度に達すると、制御装置６０は、第１薬液バルブ１５を開いて、第１薬液ノズル４からウエハＷの表面の回転中心に向けて第１薬液を供給する。ウエハＷの表面に供給された第１薬液は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に第１薬液を用いた第１薬液処理が施される（図３（ａ）参照）。第１薬液としてＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）が用いられる場合には、処理によってウエハＷの表面に付着しているパーティクルが除去される。ウエハＷの周縁に向かって流れる第１薬液は、ウエハＷの周縁から側方へ飛散し、ウエハＷの端面に対向している第３開口５７に飛入する。そして、第２構成部材２２の外壁または第３構成部材２３の内壁を伝って第１回収溝３０に集められ、第１回収配管３５へと送られ、図外の第１薬液回収処理設備へ導かれる。このとき、第１構成部材２１および第２構成部材２２が第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第２案内部３８の折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なることにより、第１案内部３６と第２案内部３８との間への第１薬液の進入が防止される。
【００５９】
この第１薬液処理の期間中、第１薬液ノズル４からウエハＷに対して第１薬液が連続的に供給されるので、スピンチャック３の周辺には、第１薬液のミストを含む雰囲気が充満している。
スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。羽根部材６１が、羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのウエハＷの回転により生じる上昇気流をキャンセルできるような形状、サイズ、角度および枚数に設定されているので、処理カップ２５内（とくに、スピンベース８と第２構成部材２２の第２案内部３８の折返し部３８ｃとで挟まれる狭空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、第１薬液処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第１薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００６０】
第１薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第１雰囲気捕獲口５８に導かれる。このとき、第１薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第２雰囲気捕獲口５９に導かれることはない。そして、第１雰囲気捕獲口５８に導かれた第１薬液のミストを含む雰囲気は、第１排気溝２７に集められた後第１排気配管３２へと送られ、第１気液分離器４７へ導かれる。
【００６１】
ウエハＷへの第１薬液の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、第１薬液バルブ１５を閉じて、第１薬液ノズル４からの第１薬液の供給を停止する。また、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１および第２昇降駆動機構５２を制御して、第１構成部材２１および第２構成部材２２を、第１案内部３６の上端部３６ｂおよび第２案内部３８の上端部３８ｂがスピンチャック３に保持されたウエハＷの上方に位置するように上昇させる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂが、スピンチャック３に保持されたウエハＷよりも上方に配置されて、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと傾斜部４３の上端部との間に、ウエハＷの端面に対向する第１開口５５（図３（ｂ）参照）が形成される。
【００６２】
このとき、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１および第２昇降駆動機構５２を制御して、第１構成部材２１および第２構成部材２２を、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態（第１構成部材２１と第２構成部材２２との相対的な位置関係を保った状態）で、同期をとりつつ上昇させる。これにより、ウエハＷの回転が継続されていても、ウエハＷから飛散する第１薬液が第１案内部３６と第２案内部３８との間に進入することを防止することができる。
【００６３】
第１薬液の供給の停止後、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を開いて、ＤＩＷノズル６の吐出口から回転状態にあるウエハＷの表面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出させる。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着している第１薬液がＤＩＷによって洗い流される（図３（ｂ）参照）。ウエハＷの周縁に向けて流れるＤＩＷは、ウエハＷの周縁から側方へ飛散する。ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷ（ウエハＷから洗い流された第１薬液を含む）は、ウエハＷの端面に対向している第１開口５５に捕獲され、第１構成部材２１の内壁を伝って廃液溝２８に集められ、その廃液溝２８から廃液配管３３を通して図外の廃液処理設備へ導かれる。
【００６４】
このとき、第１構成部材２１、第２構成部材２２および第３構成部材２３が各上端部間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第３構成部材２３の折返し部２３ｃが第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なり、第２案内部３８の折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なることによって、第１案内部３６と第２案内部３８との間および第２案内部３８と第３構成部材２３との間へのＤＩＷの進入が防止される。
【００６５】
また、スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。これにより、処理カップ２５内（とくに、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方の空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、スピンドライ処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第１薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００６６】
リンス処理中において、第１薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第１雰囲気捕獲口５８に導かれる。このとき、第１薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第２雰囲気捕獲口５９に導かれることはない。そして、第１雰囲気捕獲口５８に導かれた第１薬液のミストを含む雰囲気は、第１排気溝２７に集められた後第１排気配管３２へと送られ、第１気液分離器４７へ導かれる。
【００６７】
ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を閉じて、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止する。また、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１を制御して、第１構成部材２１を最も下方まで下げさせる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂが、ウエハＷよりも下方に配置される。そして、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂとの間に、ウエハＷの端面に対向し、第２薬液を捕獲する２薬液捕獲口としての第２開口５６（図３（ｃ）参照）が形成される。すなわち、処理カップ２５の上段に第２開口５６が設けられている。さらに、制御装置６０は、第４昇降駆動機構５４を制御して、第４構成部材２４を最も上方まで上げさせる。これにより、第１雰囲気捕獲口５８が閉じて第２雰囲気捕獲口５９が開いた状態になる。
【００６８】
ＤＩＷの供給の停止後、制御装置６０は、第２薬液バルブ１７を開いて、第２薬液ノズル５からウエハＷの表面の回転中心に向けて第２薬液を供給する。ウエハＷの表面に供給された第２薬液は、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に第２薬液を用いた第２薬液処理が施される（図３（ｃ）参照）。第２薬液としてフッ酸が用いられる場合には、この第２薬液処理によりウエハＷの表面に形成された酸化膜が除去される。ウエハＷの周縁に向かって流れる第２薬液は、ウエハＷの周縁から側方へ飛散し、ウエハＷの端面に対向している第２開口５６に飛入する。そして、第１構成部材２１の外壁または第２構成部材２２の内壁を伝って第２回収溝２９に集められ、第２回収配管３４へと送られ、図外の第２薬液回収処理設備へ導かれる。このとき、第２構成部材２２および第３構成部材２３が第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第３構成部材２３の折返し部２３ｃが第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なることにより、第２案内部３８と第３構成部材２３との間への第２薬液の進入が防止される。
【００６９】
第２薬液処理の期間中、第２薬液ノズル５からウエハＷに対して第２薬液が連続的に供給されるので、スピンチャック３の周辺には、第２薬液のミストを含む雰囲気が充満している。
スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。これにより、処理カップ２５内（とくに、スピンベース８と第１構成部材２１の第１案内部３６の折返し部３６ｃとで挟まれる狭空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、第２薬液処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００７０】
第２薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第２雰囲気捕獲口５９に導かれる。このとき、第２薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第１雰囲気捕獲口５８に導かれることはない。そして、第２雰囲気捕獲口５９に導かれた第２薬液のミストを含む雰囲気は、第２排気溝２６に集められた後第２排気配管３１へと送られ、第２気液分離器４８へ導かれる。
【００７１】
ウエハＷへの第２薬液の供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、第２薬液バルブ１７を閉じて、第２薬液ノズル５からの第２薬液の供給を停止する。また、制御装置６０は、第１昇降駆動機構５１を制御して、第１構成部材２１を、第１案内部３６の上端部３６ｂが、スピンチャック３に保持されたウエハＷよりも上方に配置されるように上昇させる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂが、スピンチャック３に保持されたウエハＷよりも上方に配置される。そして、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂと傾斜部４３の上端部との間に、ウエハＷの端面に対向する第１開口５５（図３（ｂ）参照）が形成される。
【００７２】
このとき、第２構成部材２２および第３構成部材２３は、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂと第３構成部材２３の上端部２３ｂとの間にごく微小な隙間を保った状態（第２構成部材２２と第３構成部材２３との相対的な位置関係を保った状態）で、同期をとって上昇される。これにより、ウエハＷの回転が継続されていても、ウエハＷから飛散する第２薬液が第２案内部３８と第３構成部材２３との間に進入することを防止することができる。
【００７３】
第２薬液の供給の停止後、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を開いて、ＤＩＷノズル６の吐出口から回転状態にあるウエハＷの表面の回転中心に向けてＤＩＷを吐出させる。ウエハＷの表面に供給されたＤＩＷは、ウエハＷの回転による遠心力によって、ウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着している第２薬液がＤＩＷによって洗い流される。ウエハＷの周縁に向けて流れるＤＩＷは、ウエハＷの周縁から側方へ飛散する。ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷ（ウエハＷから洗い流された第２薬液を含む）は、ウエハＷの端面に対向している第２開口５６に捕獲され、第１構成部材２１の内壁を伝って廃液溝２８に集められ、その廃液溝２８から廃液配管３３を通して図外の廃液処理設備へ導かれる。
【００７４】
このとき、第１構成部材２１、第２構成部材２２および第３構成部材２３が各上端部間にごく微小な隙間を保った状態で近接し、さらに、第３構成部材２３の折返し部２３ｃが第２案内部３８の上端部３８ｂと水平方向において重なり、第２案内部３８の折返し部３８ｃが第１案内部３６の上端部３６ｂと水平方向において重なることによって、第１案内部３６と第２案内部３８との間および第２案内部３８と第３構成部材２３との間へのＤＩＷの進入が防止される。
【００７５】
また、スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して、羽根部材６１もスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転される。これにより、処理カップ２５内（とくにとくに、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方の空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、スピンドライ処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００７６】
リンス処理中において、第２薬液のミストを含む雰囲気は、羽根部材６１により形成される下降気流によって、開いている第２雰囲気捕獲口５９に導かれる。このとき、第２薬液のミストを含む雰囲気が、閉じている第１雰囲気捕獲口５８に導かれることはない。そして、第２雰囲気捕獲口５９に導かれた第２薬液のミストを含む雰囲気は、第２排気溝２６に集められた後第２排気配管３１へと送られ、第２気液分離器４８へ導かれる。
【００７７】
ウエハＷへのＤＩＷの供給が所定時間にわたって行われると、制御装置６０は、ＤＩＷバルブ１９を閉じて、ウエハＷへのＤＩＷの供給を停止する。また、制御装置６０は、第２昇降駆動機構５２および第３昇降駆動機構５３を制御して、第２構成部材２２および第３構成部材２３を、最も下方まで下げさせる。これにより、第１構成部材２１の第１案内部３６の上端部３６ｂ、第２構成部材２２の第２案内部３８の上端部３８ｂおよび第３構成部材２３の上端部２３ｂがいずれも、スピンチャック３によるウエハＷの保持位置よりも下方に位置している。
【００７８】
また、制御装置６０は、モータ７を制御して、ウエハＷの回転速度をスピンドライ回転速度（たとえば３０００ｒｐｍ）に上げる。これにより、リンス処理後のウエハＷの表面に付着しているＤＩＷを遠心力で振り切って乾燥させるスピンドライ処理が実施される（図３（ｄ）参照）。このスピンドライ処理時には、ウエハＷの周縁から飛散するＤＩＷは、第３構成部材２３の外壁に付着する。
【００７９】
スピンチャック３によりウエハＷがスピンドライ速度で回転されると、これに伴って、羽根部材６１もスピンドライ速度で回転される。羽根部材６１が、羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのウエハＷの回転により生じる上昇気流をキャンセルできるような形状、サイズ、角度および枚数に設けられているので、処理カップ２５内（とくに、スピンベース８と第３構成部材２３の折返し部２３ｃとで挟まれる狭空間）に、処理カップ２５内の上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、スピンドライ処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外にほとんど漏出しない。
【００８０】
スピンドライ処理が所定のスピンドライ時間にわたって行われると、制御装置６０は、モータ７を駆動して、スピンチャック３の回転を停止する。また、制御装置６０は、アーム揺動駆動機構１２を制御してアーム１０を揺動し、第１薬液ノズル４および第２薬液ノズル５を、ウエハＷの上方位置から処理カップ２５の側方の退避位置へと移動させる。その後、図示しない搬送ロボットによってウエハＷが搬出される。
【００８１】
以上のように、この実施形態によれば、羽根部材６１がスピンチャック３による回転軸線Ｃまわりに回転されることにより、スピンチャック３等の回転に起因する乱気流（とくに上昇気流）の発生を抑制し、処理カップ２５内に安定した下降気流を形成することができる。これにより、第１薬液のミストまたは第２のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外に漏出することを防止することができる。
【００８２】
また、羽根部材６１が設けられているので、排気ライン３１，３２を介して強い排気を行わなくとも、処理カップ２５内に安定した下降気流が形成されるようになる。したがって、過度な排気用力を要することなく、処理カップ２５内の下降気流を安定化できる。そして、過度な排気に起因する強い下降気流が処理カップ２５内に形成されることがないので、薬液処理時において、雰囲気捕獲口５８，５９に薬液が大量に導かれることがない。したがって、処理カップ２５内における気液分離効率が低下しない。
【００８３】
さらに、羽根部材６１が、スピンチャック３によるウエハＷの回転に同期して回転する。スピンチャック３によるウエハＷの回転に伴って処理カップ２５内に生じる上昇気流は、ウエハＷの回転速度が大きいほど強い。一方、羽根部材６１の回転に伴って処理カップ２５内に形成される下降気流は、この羽根部材６１と同期して回転するウエハＷの回転速度が大きいほど強くなる。そして、羽根部材６１が、羽根部材６１の回転により形成される下降気流が、その羽根部材６１と同じ回転速度でのスピンチャック３等の回転により生じる上昇気流をキャンセルできるような形状、サイズ、角度および枚数に設計されているので、スピンチャック３によるウエハＷの回転速度に拘わらず（ウエハＷの回転速度が液処理回転速度であるかスピンドライ回転速度であるかに拘わらず）、羽根部材６１の回転により形成される下降気流で、ウエハＷの回転による上昇気流の発生を抑制することができる。これにより、第１薬液処理、第２薬液処理、リンス処理およびスピンドライ処理の各処理における全期間を通じて、処理カップ２５内に適切な強さの安定した下降気流が形成される。これにより、高い気液分離効率を実現できる。
【００８４】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。
図５は、本発明の他の実施形態（第２の実施形態）に係る基板処理装置７０の構成を概念的に示す断面図である。図６は、基板処理装置７０の電気的構成を示すブロック図である。
【００８５】
この第２の実施形態において、図１〜図４に示す実施形態（第１の実施形態）に示された各部に対応する部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
この第２の実施形態に係る基板処理装置７０が、第１の実施形態に係る基板処理装置１と大きく相違しているのは、羽根部材７１がスピンチャック３（スピンベース８）と一体回転可能に設けられておらず、スピンチャック３（スピンベース８）と独立して回転可能に設けられている点である。羽根部材７１は、複数枚の回転羽根６３を連結する連結部材７２を備えている。連結部材７２は、スピンチャック３のカバー部材１３の外周部を包囲する円筒状に形成されている。羽根部材７１が、所定の処理時回転方向と同方向に回転されると、処理カップ２５内に下降気流が形成されるようになる。この羽根部材７１には、羽根部材７１を回転軸線Ｃまわりに回転させるための羽根部材駆動機構（非同期回転手段）７３が結合されている。この羽根部材駆動機構７３は、モータなどを含む構成である。
【００８６】
基板処理装置７０は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置７４を備えている。この制御装置７４には、制御対象として、モータ７、アーム揺動駆動機構１２、第１昇降駆動機構５１、第２昇降駆動機構５２、第３昇降駆動機構５３、第４昇降駆動機構５４、羽根部材駆動機構７３、第１薬液バルブ１５、第２薬液バルブ１７およびＤＩＷバルブ１９などが接続されている。
【００８７】
図７は、制御装置７４による制御内容を説明するためのタイムチャートであり、モータ７の回転／高速回転／スピンドライ回転／停止（図７（ａ））、羽根部材駆動機構７３の回転／高速回転／スピンドライ回転／停止（図７（ａ））、第１薬液バルブ１５の開閉（図７（ｃ））、第２薬液バルブ１７の開閉（図７（ｄ））、ＤＩＷバルブ１９の開閉（図７（ｅ））、第１昇降駆動機構５１による第１構成部材２１の昇降（図７（ｆ））、第２昇降駆動機構５２による第２構成部材２２の昇降（図７（ｇ））、第３昇降駆動機構５３による第３構成部材２３の昇降（図７（ｈ））、第４昇降駆動機構５４による第４構成部材２４の昇降（図７（i））が示されている。
【００８８】
第２の実施形態のウエハＷ処理では、第１の実施形態のウエハＷ処理と異なり、第２薬液処理時において、制御装置７４はモータ７を駆動して、ウエハＷ（スピンチャック３）を、所定の液処理回転速度（第１薬液処理時およびリンス処理時における回転速度。たとえば１５００ｒｐｍ）よりも高い回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ）で回転させる。第２薬液として例示されているフッ酸はその接触角が比較的小さく、ウエハＷの種類によっては、ウエハＷの表面への濡れ性が悪くなって、表面の全域に十分に行き渡らないことがある。しかしながら、この第２の実施形態のウエハＷ処理では、第２薬液（フッ酸）供給時におけるウエハＷの回転速度が所定の液処理回転速度よりも上昇されているので、第２薬液（フッ酸）は大きな遠心力を受けて、ウエハＷの表面全域に拡がるようになる。これにより、ウエハＷの表面全域に第２薬液（フッ酸）を行き渡らせることができる。
【００８９】
このとき、制御装置７４は、羽根部材駆動機構７３を駆動して、羽根部材７１をウエハＷの回転速度と同じ回転速度（たとえば、２０００ｒｐｍ）で回転させる。これにより、処理カップ２５内に上昇気流をキャンセルできる強さの下降気流が形成される。これにより、第２薬液処理時に、処理カップ２５内で上昇気流がほとんど発生せず、第２薬液のミストを含む雰囲気が処理カップ２５外に漏れ出ることを防止または抑制することができる。
【００９０】
また、スピンドライ処理の終了後、制御装置７４は、モータ７を制御してウエハＷ（スピンチャック３）の回転を停止させる。また、制御装置７４は、羽根部材駆動機構７３を制御して、羽根部材７１をウエハＷの回転停止より遅いタイミングで回転停止させる。これにより、第２薬液のミストを含む雰囲気を、スピンチャック３の周囲からより確実に排除することができる。これにより、第２薬液処理後の清浄なウエハＷが、周辺の雰囲気により汚染されることを、より効果的に防止することができる。
【００９１】
以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
第１の実施形態では、羽根部材６１をスピンベース８に一体回転させるものとして説明したが、羽根部材６１とスピンベース８との間にワンウェイクラッチを介装してもよい。この場合、ワンウェイクラッチは、スピンベース８が処理時回転方向に回転するときは羽根部材６１がスピンベース８に同期して回転し、スピンベース８が反対方向に回転するときは羽根部材６１がスピンベース８に対して空転させるよう配置される。この構成により、スピンドライ処理の終了後、制御装置６０が、モータ７を制御してウエハＷ（スピンチャック３）の回転を停止させると、羽根部材６１はその後空転し、ウエハＷの回転停止よりも遅れて停止するようになる。これにより、第２薬液のミストを含む雰囲気を、スピンチャック３の周囲からより確実に排除し、第２薬液処理後の清浄なウエハＷが、周辺の雰囲気により汚染されることを、より効果的に防止することができる。
【００９２】
また、第２の実施形態では、第２薬液処理中にウエハＷおよび羽根部材７１を、第１薬液処理時およびリンス処理時における回転速度よりも高い回転速度で回転させる例を示したが、この構成を、第１の実施形態に適用してもよい。
また、前述の各実施形態では、羽根部材６１，７１の回転により、ウエハＷの側方に下降気流を発生させる構成について説明した。しかしながら、スピンベース８の下方空間をエジェクター（アスピレータやコンバム（商標）含む）などの吸引手段を用いて吸引させることによってウエハＷの側方に下降気流を発生させてもよい。
【００９３】
また、前述の各実施形態では、第１〜第３構成部材２１，２２，２３を下カップ２０に対して独立して昇降させる構成の処理カップ２５を例にとって説明したが、処理カップを、第１〜第３構成部材２１，２２，２３を下カップ２０に対して一体的に昇降させる構成にしてもよい。
また、前述の各実施形態では、第１薬液および第２薬液の組み合わせとしてＳＣ１とフッ酸との組み合わせを例示したが、その他の酸性の薬液とアルカリ性の薬液とを組み合わせるものであってもよい。酸性の薬液の例として、たとえばＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、バファードフッ酸（Buffered HF：フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）が挙げられる。また、アルカリ性の薬液の例として、アンモニア水が挙げられる。
【００９４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す断面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す基板処理装置によるウエハの処理の流れを説明するための図である。
【図４】図１に示す基板処理装置の制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成を概念的に示す断面図である。
【図６】図５に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示す基板処理装置の制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１，７０ 基板処理装置
２ 処理室
３ スピンチャック（基板回転手段）
４ 第１薬液ノズル（第１薬液供給手段）
５ 第２薬液ノズル（第２薬液供給手段）
７ モータ（同期回転手段）
２５ 処理カップ
５４ 第４昇降駆動機構（雰囲気捕獲口開閉手段）
５６ 第２開口（第２薬液捕獲口）
５７ 第３開口（第１薬液捕獲口）
５８ 第１雰囲気捕獲口
５９ 第２雰囲気捕獲口
６０，７４ 制御装置
７３ 羽根部材駆動機構（非同期回転手段）
Ｃ 回転軸線
Ｗ ウエハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持しつつ回転させるための基板回転手段と、
前記基板回転手段により回転される基板に対して、薬液を供給する薬液供給手段と、
前記基板回転手段の周囲を取り囲み、当該基板回転手段を収容する処理カップと、
前記処理カップの上段に形成されて、前記基板回転手段により回転される基板から側方に向けて飛散する薬液を捕獲する薬液捕獲部と、
前記処理カップ内の中段に配置されて、前記処理カップ内に下降気流を生じさせる下降気流発生手段と、
前記処理カップ内の下段に形成されて、前記処理カップ内の雰囲気を捕獲するための雰囲気捕獲部とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記薬液供給手段が、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液を供給する第１薬液供給手段と、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液と種類の異なる第２薬液を供給する第２薬液供給手段とを含み、
前記薬液捕獲部が、前記第１薬液を捕獲するための第１薬液捕獲口と、前記第２薬液を捕獲するための第２薬液捕獲口とを含み、
前記雰囲気捕獲部が、前記第１薬液を含む雰囲気を捕獲するための第１雰囲気捕獲口と、前記第２薬液を含む雰囲気を捕獲するための第２雰囲気捕獲口とを含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１雰囲気捕獲口および前記第２雰囲気捕獲口をそれぞれ開閉するための雰囲気捕獲口開閉手段と、
前記第１薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第１薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第１雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第２雰囲気捕獲口を閉じさせ、前記第２薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第２薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第２雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第１雰囲気捕獲口を閉じさせる制御手段とをさらに含む、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記下降気流発生手段が、前記基板回転手段の回転軸線まわりに回転可能に設けられて、当該回転軸線まわりの回転により下降気流を生じさせる羽根部材を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に同期して回転させる同期回転手段をさらに含む、請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に非同期状態で回転させる非同期回転手段をさらに含む、請求項４または５記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板を保持しつつ回転させるための基板回転手段と、
前記基板回転手段により回転される基板に対して、薬液を供給する薬液供給手段と、
前記基板回転手段の周囲を取り囲み、当該基板回転手段を収容する処理カップと、
前記処理カップの上段に形成されて、前記基板回転手段により回転される基板から側方に向けて飛散する薬液を捕獲する薬液捕獲部と、
前記処理カップ内の中段に配置されて、前記処理カップ内に下降気流を生じさせる下降気流発生手段と、
前記処理カップ内の下段に形成されて、前記処理カップ内の雰囲気を捕獲するための雰囲気捕獲部とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記薬液供給手段が、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液を供給する第１薬液供給手段と、前記基板回転手段によって回転される基板に対して、第１薬液と種類の異なる第２薬液を供給する第２薬液供給手段とを含み、
前記薬液捕獲部が、前記第１薬液を捕獲するための第１薬液捕獲口と、前記第２薬液を捕獲するための第２薬液捕獲口とを含み、
前記雰囲気捕獲部が、前記第１薬液を含む雰囲気を捕獲するための第１雰囲気捕獲口と、前記第２薬液を含む雰囲気を捕獲するための第２雰囲気捕獲口とを含む、請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１雰囲気捕獲口および前記第２雰囲気捕獲口をそれぞれ開閉するための雰囲気捕獲口開閉手段と、
前記第１薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第１薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第１雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第２雰囲気捕獲口を閉じさせ、前記第２薬液供給手段から前記基板回転手段により回転される基板に対して第２薬液が供給されるときには、前記雰囲気捕獲口開閉手段を制御して、前記第２雰囲気捕獲口を開かせ、かつ、前記第１雰囲気捕獲口を閉じさせる制御手段とをさらに含む、請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記下降気流発生手段が、前記基板回転手段の回転軸線まわりに回転可能に設けられて、当該回転軸線まわりの回転により下降気流を生じさせる羽根部材を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に同期して回転させる同期回転手段をさらに含む、請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記羽根部材を、前記基板回転手段による基板の回転に非同期状態で回転させる非同期回転手段をさらに含む、請求項４または５記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３１７１０（Ｐ２００９−２３１７１０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７７７９８（Ｐ２００８−７７７９８）
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【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２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【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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