JP2007035866A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液のミストの拡散を抑制または防止して、基板処理品質を向上する。
【解決手段】基板Ｗはスピンチャック２１に保持されて回転される。基板Ｗの上方には、遮蔽板２２が配置されている。基板Ｗの側方は、スプラッシュガード２４によって取り囲まれている。このスプラッシュガード２４の開口部２４ａは、側方から挿し入れられた処理液ノズル６６を通すことができる閉塞時隙間Ｃ１をもって、遮蔽板２３によって遮蔽される。処理液ノズル６６からは、たとえば、ＳＰＭ液（硫酸過酸化水素水）が供給される。スプラッシュガード２４および処理カップ２２によって形成される処理容器２０の内部は、排液・排気管３４を介して排気されている。遮蔽板２３の遮蔽位置は、閉塞時隙間Ｃ１において処理液容器２０の内方に向かう所定の制御風速範囲の気流が生じるように定められている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、基板に所定の処理を施すための基板処理装置に関する。処理の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などが含まれる。

半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製造工程では、半導体ウエハやガラス基板等にレジストを塗布し、このレジストをマスクとして、ドライエッチングその他の処理が行われる。使用後のレジストの剥離には、灰化処理（アッシング）が永く適用されてきたが、最近では、レジスト剥離液を用いた液処理の適用が提案されている。レジスト剥離液の一例は、ＳＰＭ（sulfuric acid／hydrogen peroxide mixture（硫酸過酸化水素水））液と呼ばれる、硫酸と過酸化水素水との混合液である。

ＳＰＭ液を用いたレジスト剥離処理のための基板処理装置は、基板を保持して回転す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にＳＰＭ液を供給する処理液ノズルと、スピンチャックの周囲を取り囲み、上方に開口した処理容器と、この処理容器をさらに取り囲む処理チャンバとを含む。この構成により、スピンチャックに基板を保持して回転させるとともに、その表面に処理液ノズルからＳＰＭ液が供給され、これにより基板表面の全域にＳＰＭ液が行き渡る。基板の回転に伴ってその外方に振り切られるＳＰＭ液は処理容器の内壁によって受け止められ、この内壁を伝って処理容器の下部に導かれて廃棄される。
特開昭６１−１２９８２９号公報

ところが、ＳＰＭ液は、硫酸と過酸化水素水との間の反応熱によって、基板上で薬１５０℃にまで昇温する。そのため、基板上のＳＰＭ液からミスト（液の蒸気および飛沫を含む。）が発生して、拡散するという問題がある。
ミストの拡散を処理容器内に抑制することができれば、この処理容器内の洗浄を行うことによって、ミストによる悪影響を抑制する対策をとることは比較的容易であると考えられる。

しかし、実際には、ミストは、処理容器外へと拡散して処理チャンバ内の広い範囲に漂う。そして、このミストが、やがて基板に再付着して、基板を汚染するおそれがある。また、拡散したミストが処理チャンバ内の至るところに到達していずれかの部材に付着した場合、これが乾燥すると、パーティクルとなって処理チャンバ内に浮遊し、やはり、基板に再付着するおそれがある。

このような問題を回避するために、所定の枚数（たとえば、１ロット）の基板を処理するたびに、処理チャンバ内を純水で洗浄することが考えられるかもしれない。しかし、処理チャンバ内をくまなく洗浄するのは困難であり、むろん、基板処理のスループットの低下および純水使用量の増加によるランニングコストの上昇は避けられない。
そこで、この発明の目的は、処理液のミストの拡散を抑制または防止して、基板処理品質を向上できる基板処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理対象の基板（Ｗ）を保持する基板保持機構（２１）と、この基板保持機構に保持された基板の周囲を取り囲むとともに当該基板の上方に開口部（２４ｂ）を有する遮蔽壁（２４）と、この遮蔽壁の上方に設けられた遮蔽部材（２２）と、前記遮蔽壁と前記遮蔽部材との間の隙間（６５）を通して側方から差し入れられ、前記基板保持機構に保持された基板に向けて処理液を吐出する処理液ノズル（６６）と、前記遮蔽部材と前記遮蔽部材との間に前記処理液ノズルが通る所定の閉塞時隙間（Ｃ１）を確保した状態で前記開口部を前記遮蔽部材で遮蔽する遮蔽位置と、前記遮蔽部材と前記遮蔽部材との間の隙間を前記閉塞時隙間よりも大きくして前記開口部を開放した開放位置との間で、前記遮蔽壁および前記遮蔽部材の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動する移動手段（３７，３９）と、前記遮蔽壁の内部の空間を排気する排気手段（３４，６２）とを含むことを特徴とする基板処理装置である。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、基板保持機構に保持された基板に対して、処理液ノズルから処理液を供給して処理を施すことができる。このとき、移動手段によって遮蔽壁および遮蔽部材のうちの一方のその他方に対する位置を遮蔽位置とすることにより、遮蔽壁および遮蔽部材との間には、微小な閉塞時隙間が形成され、この閉塞時隙間から処理液ノズルが差し入れられた状態で、基板を処理液によって処理することができる。

一方で、遮蔽壁の内部の空間は排気手段によって排気されるから、閉塞時隙間では、遮蔽壁の外方から内方に向かう高速気流が形成される。この高速気流により、基板に供給された処理液から生じるミスト（蒸気および飛沫を含む。）が遮蔽壁の外部に飛び出すことを抑制または防止できる。その結果、遮蔽壁の内部にミストをほぼ抑え込むことができるから、遮蔽壁の外部へのミストの拡散に伴う前述の問題を解決できる。すなわち、スループットの低下やコストの増加を招くことなく、ミストまたはパーティクルの基板への再付着を抑制または防止して、基板処理品質を向上することができる。

基板の搬入または搬出時には、移動手段によって、遮蔽壁および遮蔽部材の間の隙間を大きくして、遮蔽壁の開口部を開放すればよい。
前記基板保持機構は、基板をほぼ水平に保持するものであよい。また、基板保持機構は、基板を保持して回転させる基板保持回転機構であってもよい。このような基板保持回転機構の例としては、基板を保持して回転するスピンチャックを挙げることができる。

前記遮蔽壁および遮蔽部材は、少なくとも一方が他方に対して上下動可能に設けられていてもよい。この場合、前記移動手段は、前記遮蔽壁および遮蔽部材の少なくとも一方を他方に対して上下動させるものであることが好ましい。
前記処理液は、レジスト剥離液に代表される薬液であってもよい。レジスト剥離液としては、硫酸（たとえば８０℃程度に加熱された硫酸）と過酸化水素水との混合液からなるもの（いわゆるＳＰＭ液（硫酸過酸化水素水））であってもよい。ＳＰＭ液は、基板上で、たとえば、化学反応によって約１５０℃にまで昇温し、蒸気を含む大量のミストを生じる。本発明を適用することによって、このようなミストを遮蔽壁の内方に抑え込むことができる。

請求項２記載の発明は、前記遮蔽位置は、前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速が所定の制御風速範囲（たとえば１．０ｍ／秒以上）となるように定められていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。
この構成により、遮蔽壁と遮蔽部材との間の閉塞時隙間における風速を制御風速範囲とすることができるので、ミストが遮蔽壁の外部へと拡散することをより確実に抑制または防止できる。

請求項３記載の発明は、前記移動手段は、少なくとも前記遮蔽部材を移動するものであり、前記遮蔽位置は、前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速が所定の制御風速範囲を満たす範囲で、前記基板保持機構に保持された基板から前記遮蔽部材までの距離が最大となるように定められていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。

この構成によれば、ミストが遮蔽壁の外部へと拡散することを抑制または防止しながら、基板と遮蔽部材との距離を大きくとることができる。これにより、処理液の飛沫が遮蔽部材に到達しにくくすることができるので、遮蔽部材の汚染を抑制できる。
より詳細に説明すると、処理液の蒸気の到達による遮蔽部材表面の汚染は、低濃度の処理液による汚染であり、洗浄が不要であるか、または洗浄が必要な場合でも比較的容易に洗浄除去できる。これに対して、処理液飛沫の到達による遮蔽部材表面の汚染は、高濃度の処理液による汚染となり、洗浄除去の必要性が高く、またその洗浄除去も困難である。したがって、基板と遮蔽部材との距離を大きくとることによって、遮蔽部材の洗浄処理を省略できるか、または簡素化することができる。また、遮蔽部材の汚染が少なくなることから、汚染物質が基板に再付着することを、より確実に抑制または防止できるので、基板処理品質も高くなる。

請求項４記載の発明は、前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速を検出する風速検出手段（６４，Ｓ１，Ｓ２）と、この風速検出手段によって検出される風速が所定の制御風速範囲を満たすように前記遮蔽位置を設定する遮蔽位置設定手段（Ｓ４，Ｓ６）と、この遮蔽位置設定手段によって設定される遮蔽位置を達成すべく前記移動手段を制御する移動制御手段（Ｓ５，Ｓ７）とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。

この構成によれば、閉塞時隙間において制御風速範囲が満たされるように遮蔽位置が設定され、この設定された遮蔽位置が実現されるように移動部材が制御される。すなわち、閉塞時隙間における風速の検出結果に基づいて遮蔽位置が制御される。これにより、遮蔽壁の内方に向かう気流によって、より確実に、遮蔽壁の内方にミストを抑え込むことができる。

請求項５記載の発明は、前記移動手段は、少なくとも前記遮蔽部材を移動するものであり、前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速を検出する風速検出手段（６４，Ｓ１，Ｓ２）と、この風速検出手段によって検出される風速が所定の制御風速範囲を満たす範囲で、前記基板保持機構に保持された基板から前記遮蔽部材までの距離が最大となるように前記遮蔽位置を設定する遮蔽位置設定手段（Ｓ４，Ｓ６）と、この遮蔽位置設定手段によって設定される遮蔽位置を達成すべく前記移動手段を制御する移動制御手段（Ｓ５，Ｓ７）とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置である。

この構成によれば、閉塞時隙間において制御風速範囲が満たされるとともに、基板と遮蔽部材との距離を最大にするように遮蔽位置が可変制御される。これにより、遮蔽壁の内方にミストを抑え込むことができるとともに、遮蔽部材への処理液飛沫の付着を抑制または防止できる。これにより、遮蔽部材の洗浄処理を省略または簡素化でき、また、汚染物質の基板への再付着を抑制または防止して基板処理品質を高めることができる。

請求項６記載の発明は、前記遮蔽部材は、前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面（２２ａ）を有しており、前記遮蔽部材の少なくとも前記基板対向面を洗浄する遮蔽部材洗浄手段（７０）をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置である。
この構成によれば、遮蔽部材洗浄手段によって遮蔽部材の少なくとも基板対向面を洗浄することができる。これにより、遮蔽部材の基板対向面に付着した処理液による基板の汚染を抑制または防止でき、基板処理の高品質化を図ることができる。

この場合に、請求項３または５の構成を併せて採用すれば、遮蔽部材洗浄手段によって、遮蔽部材に付着した処理液を簡単に洗浄除去することができる。これにより、遮蔽部材洗浄手段の構成を簡単にすることができ、また、遮蔽部材の洗浄時間を短くすることができる。これにより、基板処理装置のコストを低減でき、また、基板処理のスループットの向上に寄与できる。

以下では、この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、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。この基板処理装置１００は、半導体ウエハ等の基板Ｗに対して、洗浄処理の一種であるレジスト剥離処理を施すための装置である。基板処理装置１００は、基板Ｗに対してレジスト剥離処理を行うための処理領域Ａ，Ｂと、これらの処理領域Ａ，Ｂ間に配置された搬送領域Ｃとを有している。

処理領域Ａには、メイン制御部４、流体ボックス部２ａ、洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２および流体ボックス部２ｂが配置され、処理領域Ｂには、流体ボックス部２ｃ、洗浄処理部ＭＰＣ３，ＭＰＣ４および流体ボックス部２ｄが配置されている。搬送領域Ｃには、インデクサロボットＩＲおよび基板搬送ロボットＣＲが配置されている。
流体ボックス部２ａ，２ｂは、それぞれ洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２への処理液の供給および洗浄処理部ＭＰＣ１，ＭＰＣ２からの使用済処理液の排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等のうちの少なくともいずれか１つの流体関連機器を収納している。同様に、流体ボックス部２ｃ，２ｄは、それぞれ洗浄処理部ＭＰＣ３，ＭＰＣ４への処理液の供給および洗浄処理部ＭＰＣ３，ＭＰＣ４からの使用済処理液の排液等に関する配管、継ぎ手、バルブ、流量計、レギュレータ、ポンプ、温度調節器、処理液貯留タンク等のうちの少なくともいずれか１つの流体関連機器を収納している。

洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４では、基板Ｗに付着したレジストを剥離するために、レジスト剥離液等の処理液を用いた洗浄処理が行われるとともに、洗浄処理後の基板の乾燥処理も行われる。これらの洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４に取り囲まれるように、基板搬送ロボットＣＲが配置されている。
この実施形態においては、洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４は、同等の機能を有しており、基板処理のスループットを向上させるために４台搭載されている。むろん、洗浄処理部の台数は４台に限定されず、他の任意の台数を搭載してもよい。

処理領域Ａ，Ｂの一端部側には、基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサＩＤが配置されている。インデクサＩＤには、基板Ｗを収納する複数のキャリア１が載置される。この実施形態においては、キャリア１として、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod)を用いているが、これに限定されるものではなく、ＳＭＩＦ(standard Mechanical Inter Face)ポッド、ＯＣ(Open Cassette)等の他の形態のキャリアを用いてもよい。

インデクサＩＤのインデクサロボットＩＲは、矢印Ｕの方向に移動し、キャリア１から基板Ｗを取り出して基板搬送ロボットＣＲに渡し、逆に、一連の処理が施された基板Ｗを基板搬送ロボットＣＲから受け取ってキャリア１に戻す。
基板搬送ロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから渡された基板Ｗを指定された洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４に搬送する。また、基板搬送ロボットＣＲは、洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４から受け取った基板ＷをインデクサロボットＩＲに搬送する。

メイン制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を含むコンピュータ等からなり、処理領域Ａ，Ｂの洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４の動作、搬送領域Ｃの基板搬送ロボットＣＲの動作、およびインデクサＩＤのインデクサロボットＩＲの動作を制御する。
以下、洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４のうち洗浄処理部ＭＰＣ１について説明する。
図２は洗浄処理部ＭＰＣ１の断面図であり、洗浄処理を開始する前の状態を示す。この実施形態における洗浄処理は、レジスト剥離液を用いたレジスト剥離処理である。

洗浄処理部ＭＰＣ１においては、基板Ｗ表面上のレジストを剥離するためのレジスト剥離液として硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄）と過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）との混合流体（ＳＰＭ液）を用いる。レジスト剥離液としては、他にも、アンモニアと過酸化水素水との混合液（ＳＣ−１）、塩酸と過酸化水素水との混合液（ＳＣ−２）または他の任意のレジスト剥離液を用いてもよい。

洗浄処理部ＭＰＣ１は、基板Ｗを水平に保持するとともに基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸の周りで基板Ｗを回転させるためのスピンチャック２１を備える。スピンチャック２１は、チャック回転駆動機構３６によって回転される回転軸２５の上端に固定されている。スピンチャック２１の回転軸２５は中空軸からなる。回転軸２５の内部には、処理液供給管２６が挿通されている。処理液供給管２６には、純水またはレジスト剥離液等の処理液が供給される。処理液供給管２６は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの下面に近接する位置まで延びている。処理液供給管２６の先端には、基板Ｗの下面中央に向けて処理液を吐出する下面ノズル２７が設けられている。基板Ｗは、洗浄処理、洗浄処理後の基板Ｗの乾燥処理等を行う場合に、スピンチャック２１により水平に保持された状態で回転する。

スピンチャック２１の上方には、中心部に開口を有する円板状の遮蔽板２２が水平に設けられている。遮蔽板２２は、スピンチャック２１の上方に配置されたアーム２８の先端付近に鉛直下方向に設けられた支持軸８０の下端に設けられている。アーム２８には、遮蔽板昇降駆動機構３７および遮蔽板回転駆動機構３８が接続されている。遮蔽板昇降駆動機構３７および遮蔽板回転駆動機構３８の動作については後述する。なお、図５に拡大して示すように、軸上部２９と支持軸８０とはベアリング２９ａを介して保持されており、アーム２８に対して固定された軸上部２９に対して、支持軸８０は、この支持軸８０に取り付けられた軸下部３０とともに、遮蔽板回転駆動機構３８により回転されるようになっている。

支持軸８０内には、処理液供給管８１が非回転状態に設けられている。処理液供給管８１周辺の構成については後述する。
スピンチャック２１は、処理カップ２３内に収容されている。処理カップ２３の内側には、筒状の仕切壁３３が設けられている。また、スピンチャック２１の周囲を取り囲むように、基板Ｗの処理に用いられた処理液を排液するとともに処理カップ２３内の雰囲気を排気するための排液・排気空間３１が形成されている。さらに、排液・排気空間３１を取り囲むように、処理カップ２３と仕切壁３３との間に基板Ｗの処理に用いられた処理液を回収するための回収液空間３２が形成されている。

排液・排気空間３１には、気液分離ボックス６０へ処理液および排気を導くための排液・排気管３４が接続され、回収液空間３２には、回収処理装置（図示せず）へ処理液を導くための回収管３５が接続されている。気液分離ボックス６０は、排液および排気を分離し、それらをそれぞれ排液管６１および排気管６２へと導く。排液管６１は、排液処理装置（図示せず）へ処理液を導く。排気管６２は、排気源６３へと排気を導く。排気源６３は、一般には、工場の排気ユーティリティである。排気管６２には、この排気管６２内の気圧を検出する圧力センサ６４が付設されている。

処理カップ２３の内側には、基板Ｗに向けて吐出された処理液が飛散することを防止するためのスプラッシュガード２４が上下動可能に設けられている。このスプラッシュガード２４は、回転軸２５に対して回転対称な略円筒形状の遮蔽壁であり、上部に開口部２４ｂを有する。処理カップ２３およびスプラッシュガード２４は、スピンチャック２１を取り囲む処理容器２０を形成している。

スプラッシュガード２４の上端部の内側には、断面く字状の排液案内溝４１が環状に形成されている。また、スプラッシュガード２４の下端部の内側には、外側下方に傾斜する傾斜面からなる回収液案内部４２が形成されている。回収液案内部４２の上端付近には、処理カップ２３の仕切壁３３を受け入れるための仕切壁収納溝４３が形成されている。
このスプラッシュガード２４には、ボールねじ機構等で構成されたスプラッシュガード昇降駆動機構３９が接続されている。スプラッシュガード昇降駆動機構３９は、スプラッシュガード２４を、回収液案内部４２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する回収位置（図示せず）と、排液案内溝４１がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周端面に対向する排液位置（図２に示す位置）との間で上下動させる。

例えば、スプラッシュガード２４が回収位置にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が回収液案内部４２により回収液空間３２に導かれ、回収管３５を通して回収される。一方、スプラッシュガード２４が排液位置にある場合には、基板Ｗから外方へ飛散した処理液が、排液案内溝４１により排液・排気空間３１に導かれ、排液・排気管３４を通して排液される。また、排液・排気管３４を通して排液・排気空間３１内の雰囲気が排気される。以上の構成により、レジスト剥離液の排液および回収ならびに処理容器２０の内部の排気が行われる。レジスト剥離液としてＳＰＭ液を用いる場合には、通常は、このＳＰＭ液は回収されず、排液されることになる。

スプラッシュガード２４の外面２４ａには、遮蔽板洗浄ノズル７０が遮蔽板２２の下面である基板対向面２２ａに対して純水を吐出できるように設けられている。これにより、遮蔽板洗浄ノズル７０により遮蔽板２２を洗浄することができるので、遮蔽板２２にレジスト剥離液が付着した場合でも、遮蔽板２２を容易に洗浄することができる。
レジスト剥離液は、この実施形態では、スプラッシュガード２４および遮蔽板２２の基板対向面２２ａとの間の隙間６５を通して側方から差し入れられる処理液ノズル６６を介して供給される。処理液ノズル６６は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの上面に向けられた吐出口６６ａを有し、この吐出口６６ａからレジスト剥離液を基板Ｗの上面に供給する。処理液ノズル６６は、ノズル移動機構６７によって、吐出口６６ａが基板Ｗの上面に対向する位置（とくに基板Ｗ上面の回転中心位置に対向する位置）と、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂよりも側方に吐出口６６ａが退避した退避位置との間で移動させられるようになっている。処理液ノズル６６は、レジスト剥離液の吐出中、吐出口６６ａが基板Ｗの上面の回転中心位置に対向した位置に保持される固定ノズルであってもよいし、レジスト液の吐出中、ノズル移動機構６７の働きによって、吐出口６６ａが基板Ｗの直径または半径にほぼ沿う軌道上で移動されるスキャンノズルであってもよい。

図３は基板処理装置１００の制御系の構成を説明するためのブロック図である。基板処理装置１００においては、メイン制御部４が、操作パネル４ａ、インデクサロボットＩＲ、基板搬送ロボットＣＲおよび複数の洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４の各々と接続されている。また、洗浄処理部ＭＰＣ１には、コントローラＣＴが設けられている。コントローラＣＴは、遮蔽板昇降駆動機構３７、遮蔽板回転駆動機構３８、チャック回転駆動機構３６、スプラッシュガード昇降駆動機構３９、ノズル移動機構６７、圧力センサ６４、処理液供給系９１および窒素ガス供給系９０の各々と接続されている。他の洗浄処理部ＭＰＣ２〜ＭＰＣ４の制御系の構成も同様である。

使用者が操作パネル４ａを操作することにより、各基板の処理条件（レジスト剥離処理条件)がメイン制御部４に与えられる。メイン制御部４は、入力された処理条件に基づいて、インデクサロボットＩＲ、基板搬送ロボットＣＲおよび洗浄処理部ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４のコントローラＣＴに制御信号を出力する。
コントローラＣＴは、メイン制御部４からの制御信号および圧力センサ６４の出力信号に応じて、遮蔽板昇降駆動機構３７、遮蔽板回転駆動機構３８、チャック回転駆動機構３６、スプラッシュガード昇降駆動機構３９、ノズル移動機構６７、処理液供給系９１および窒素ガス供給系９０の各々に指示を与える。

遮蔽板昇降駆動機構３７は、コントローラＣＴからの指示および圧力センサ６４の出力信号によりアーム２８を昇降させ、遮蔽板回転駆動機構３８は、コントローラＣＴからの指示により支持軸８０、軸下部３０および遮蔽板２２を回転させ、チャック回転駆動機構３６は、コントローラＣＴからの指示に基づいてスピンチャック２１により基板Ｗを保持させるとともに回転させる。

また、スプラッシュガード昇降駆動機構３９はコントローラＣＴからの指示によりスプラッシュガード２４を昇降させる。
さらに、処理液供給系９１は、コントローラＣＴからの指示により、処理液ノズル６６および処理液供給管２６，８１から処理液を吐出させる。窒素ガス供給系９０は、コントローラＣＴからの指示により、支持軸８０と処理液供給管８１との間に形成された窒素ガス供給路８２（図５参照）から窒素を吐出させる。

次に、図４および図５を用いて洗浄処理中の洗浄処理装置ＭＰＣ１の状態について説明する。図４は洗浄処理装置ＭＰＣ１の洗浄処理中の状態を示す断面図であり、図５は図４の洗浄処理装置ＭＰＣ１の一部の拡大断面図である。
図４および図５に示すように、支持軸８０内には、処理液供給管８１が設けられている。処理液供給管８１はアーム２８に固定されており、支持軸８０とともに回転しないようになっている。処理液供給管８１の下端には、基板Ｗの上面中央に向けて処理液（この実施形態では純水）を吐出する処理液吐出口５１が設けられている。そして、処理液吐出口５１の周囲には、窒素ガス供給路８２からの窒素ガス（Ｎ₂）を吐出するドーナツ状の窒素ガス吐出口５０が設けられている。すなわち、処理液供給管８１と支持軸８０との間が、窒素ガス供給路８２の役割を果たしている。処理液供給管８１には、純水等の処理液が供給される。窒素ガス供給路８２には、窒素ガスが供給される。

本実施形態において、遮蔽板２２の直径は、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂの直径よりも小さい。例えば、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂの直径が３２８ｍｍであり、遮蔽板２２の直径が３２０ｍｍである。
洗浄処理装置ＭＰＣ１の動作は次のとおりである。
まず、基板Ｗが洗浄処理装置ＭＰＣ１に搬入され、スピンチャック２１に保持される。この際には、遮蔽板２２はスピンチャック２１の上方に待機した開放位置（図１に示す位置）にあり、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂが開放された状態となって、隙間６５が大きく開いている。また、このとき、処理液ノズル６６はスプラッシュガード２４外に待機させられている。この状態で、コントローラＣＴは、ノズル移動機構６７を制御し、処理液ノズル６６を隙間６５からスピンチャック２１の上方へと挿し入れさせる。これにより、処理液ノズル６６の吐出口６６ａが、基板Ｗの回転中心の上方位置に導かれる。

次に、コントローラＣＴは、遮蔽板昇降駆動機構３７を制御することにより、遮蔽板２２を、その下面である基板対向面２２ａが処理液ノズル６６と干渉しない高さ（遮蔽位置。図４および図５に示す位置）まで下降させる。このとき、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂと遮蔽板２２との間の隙間６５は、遮蔽板２２が開放位置（図１参照）にあるときよりもはるかに小さな閉塞時隙間Ｃ１となる。

処理容器２０の内部の空間は、排液・排気管３４、気液分離ボックス６０および排気管６２を介して、排気源６３によって常時排気されている。そのため、隙間６５が閉塞時隙間Ｃ１まで狭められることによって、この閉塞時隙間Ｃ１を通って処理容器２０の内方へ流入する高速気流（クリーンエアの気流）が生じる。閉塞時隙間Ｃ１は、この高速気流が、所定の制御風速範囲（１．０ｍ／秒以上、より好ましくは１．２ｍ／秒以上）となるように定められる。

次いで、処理液ノズル６６からレジスト剥離液、この実施形態では、硫酸と過酸化水素水との混合流体（ＳＰＭ液）が基板Ｗの表面に吐出されるとともに、窒素ガス吐出口５０から窒素が吐出される。それにより、基板Ｗ上のレジスト剥離処理が行われる。ＳＰＭ液は、薬液反応により約１５０℃まで上昇する。そのため、基板Ｗの表面上に吐出されたレジスト剥離液は、ミスト（蒸気および飛沫を含む。）となって飛散する。

上記のように、遮蔽板２２が移動することにより、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂは、遮蔽板２２により、閉塞時隙間Ｃ１をもって閉塞される。そして、このときには、閉塞時隙間Ｃ１において、外方から内方への気体の流れ（制御風速範囲の高速気流）を形成することができる。それにより、処理液ノズル６６から吐出された高温のレジスト剥離液のミストが発生しても、スプラッシュガード２４の外部空間にレジスト剥離液のミストが拡散することを抑制または防止できる。

その結果、処理容器２０外へとミストが流出し、この処理容器２０を取り囲む処理チャンバ（図示せず)内の広い空間にミストが漂うことを抑制または防止できる。これにより、ミストが基板Ｗに再付着することを効果的に抑制できる。また、スプラッシュガード２４の外面２４ａやさらにその外側の部材（処理チャンバの内壁や処理チャンバ内の各種の部材）に付着したレジスト剥離液が乾燥してパーティクルとなって浮遊し、基板Ｗに再付着したりすることも抑制または防止される。また、スプラッシュガード２４の外面２４ａやさらにその外側の処理チャンバの内の部材を洗浄するための洗浄工程が不要となるので、スループットの向上を図ることができる。また、純水使用量を低下させることができるのでランニングコストの削減を図ることができる。

さらに、窒素ガス供給管８０から供給される窒素ガスにより、処理液のミストの流れを制御することが可能となる。その結果、ミストがさらに効率よく排液・排気空間３１へ送られ、排液・排気管３４から効率よく排出される。
また、排液・排気管３４からの排気により、遮蔽板２２とスプラッシュガード２４との閉塞時隙間Ｃ１に上方から下方（外方から内方）への気体の流れを形成することができるので、スプラッシュガード２４の内部の空間と外部の空間とを雰囲気的に遮断することができる。その結果、スプラッシュガード２４の内部から外部へミストが漏出することが十分に防止される。

処理液ノズル６６から基板Ｗにレジスト剥離液を供給してレジスト剥離処理を行った後には、コントローラＣＴは、処理液ノズル６６からのレジスト剥離液の吐出を停止させる。その後、コントローラＣＴは、処理液供給系９１の制御によって、処理液供給管８１，２６へとリンス液としての純水を供給させ、処理液吐出口５１および下面ノズル２７から、基板Ｗの上下面の各回転中心に向けて純水を吐出させる。これにより、基板Ｗの純水リンス処理が行われる。このとき、遠心力によって基板Ｗの外方へと振り切られる純水により、スプラッシュガード２４の内壁面が同時に洗浄されることになる。

一方、コントローラＣＴは、遮蔽板昇降駆動機構３７を制御して、遮蔽板２２の基板対向面２２ａが遮蔽板洗浄ノズル７０から吐出される洗浄液を受けることができる位置まで、遮蔽板２２を上昇させる。それとともに、コントローラＣＴは、遮蔽板回転駆動機構３８によって、遮蔽板２２を回転状態に保持するとともに、処理液供給系９１を制御し、遮蔽板洗浄ノズル７０から洗浄液としての純水を吐出させる。これにより、遮蔽板２２の基板対向面２２ａが洗浄され、その表面に付着したレジスト剥離液が洗い流される。また、同時に、処理液ノズル６６の洗浄も併せて達成される。

その後、コントローラＣＴは、ノズル移動機構６７を制御して、処理液ノズル６６を処理容器２０の上方の空間から外方へと退避させる。
コントローラＣＴは、所定時間経過後に、遮蔽板洗浄ノズル７０からの純水の吐出を停止する。コントローラＣＴは、その後に、遮蔽板２２の表面の水分が遠心力によって振り切られるのに充分な一定時間の経過を待って、遮蔽板２２の回転を停止させ、さらに、処理液吐出口５１および下面ノズル２７からの純水の吐出を停止させる。こうして、純水リンス工程が完了する。

この純水リンス工程の後には、コントローラＣＴは、遮蔽板２２を上昇させて退避位置に導く。さらに、コントローラＣＴは、スプラッシュガード昇降駆動機構３９を制御し、スプラッシュガード２４を下降させ、基板Ｗがスプラッシュガード２４の上面よりも上方に位置する状態とする。この状態で、コントローラＣＴは、スピンチャック２１を高速回転（たとえば、３０００ｒｐｍ程度）させ、遠心力によって、基板Ｗ表面の水分を振り切らせる。スプラッシュガード２４を下降させていることにより、基板Ｗから高速で外方に飛び出した水滴の跳ね返りが基板Ｗに再付着することを抑制または防止できる。

処理液ノズル６６からレジスト剥離液を吐出して行うレジスト剥離処理に際して、コントローラＣＴは、制御風速範囲が実現される一定の閉塞時隙間Ｃ１を保持するように、遮蔽板２２を定位置（一定の遮蔽位置）に保持してもよいし、圧力センサ６４によって検出される排気圧に応じて遮蔽板２２を上下動させて閉塞時隙間Ｃ１を可変設定してもよい（遮蔽位置の可変制御）。

遮蔽板２２を一定の遮蔽位置に保持する場合には、閉塞時隙間Ｃ１が、処理液ノズル６６を挿通させておくことができる範囲で可能な限り狭くなるように遮蔽位置を設定することにより、閉塞時隙間Ｃ１を通って処理容器２０に流入するクリーンエアの流速を最大にすることができ、処理容器２０外へのミストの拡散を抑制するのに効果的である。
ただし、遮蔽板洗浄ノズル７０による遮蔽板２２の洗浄時間を短縮するか、または、この遮蔽板洗浄ノズル７０による遮蔽板２２の洗浄処理を省くためには、閉塞状態のときの基板Ｗと基板対向面２２ａとの間の距離を可能な限り大きくとることが好ましい。より具体的に説明すると、遮蔽板２２の表面へのレジスト剥離液の付着は、蒸気の形態による付着と、飛沫の形態によるものとに分けられる。蒸気の形態での付着では、比較的低濃度のレジスト剥離液が基板対向面２２ａに付着するに過ぎず、その洗浄は容易であるか、または必ずしも洗浄が必要でない場合もある。一方、レジスト剥離液の飛沫が基板対向面２２ａに到達したときには、高濃度なレジスト剥離液が基板対向面２２ａに付着することになるから、その洗浄には比較的長い時間を要する。

このような観点からは、閉塞時隙間Ｃ１において所要の制御風速範囲が満たされる範囲で、遮蔽板２２を基板Ｗから可能な限り離隔させた位置に遮蔽位置を設定することが好ましい。
レジスト剥離処理中、遮蔽板２２を上下動させて遮蔽位置を可変制御し、閉塞時隙間Ｃ１を可変設定する処理の一例は、図６に示されている。コントローラＣＴは、圧力センサ６４によって検出される排気圧を読み込み（ステップＳ１）、これに基づいて、閉塞時隙間Ｃ１を通って処理容器２０に流入する気流の速度（風速）Ｖを演算する（ステップＳ２）。この風速Ｖの演算は、たとえば、閉塞時隙間Ｃ１の面積（流路断面積）と、排気圧に対応する排気管６２内の排気流量とに基づいて演算することができる。排気圧に対応する排気流量は、予め、試験して求めておく。より実際的には、圧力センサ６４によって検出される排気圧値および遮蔽板２２の高さ（より本質的には、スプラッシュガード２４に対する相対的な高さ）に対応する風速を表すテーブルを作成しておき、このテーブルに従って風速Ｖを求めればよい。

次に、コントローラＣＴは、求められた風速Ｖが所定の制御風速範囲ＬＬ≦Ｖ≦ＨＬかどうかを調べる（ステップＳ３）。この制御風速範囲は、下限値ＬＬおよび上限値ＨＬを定めた風速範囲であり、たとえば、下限値ＬＬは１．０ｍ／秒、上限値ＨＬは１．２ｍ／秒である。
風速Ｖが制御風速範囲未満であるとき、コントローラＣＴは、遮蔽板２２の新たな遮蔽位置を現在位置よりも下方に設定し（ステップＳ４）、この設定された遮蔽位置に基づいて遮蔽板昇降駆動機構３７を制御し、遮蔽板２２を下降させる（ステップＳ５）。これにより、閉塞時隙間Ｃ１が狭くなり、風速Ｖが高められる。一方、風速Ｖが制御風速範囲を超えているときは、コントローラＣＴは、遮蔽板２２の新たな遮蔽位置を現在位置よりも上方に設定し（ステップＳ６）、この設定された遮蔽位置に基づいて遮蔽板昇降駆動機構３７を制御する。これにより、遮蔽板２２が上昇させられ（ステップＳ７）、それに伴って閉塞時隙間Ｃ１が大きくなるため、風速Ｖが低くなる。

同様の処理が繰り返し行われることによって、遮蔽板２２の位置は、閉塞時隙間Ｃ１における制御風速範囲が満たされる範囲で、基板Ｗから可能な限り離隔された位置に制御されることになる。
閉塞時隙間Ｃ１を通る気流の風速の測定は、圧力センサ６４の出力を用いて行う必要はなく、たとえば、閉塞時隙間Ｃ１に風速センサを配置して、直接的に風速を検出する構成としてもよい。

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、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、スプラッシュガード２４を静止させておく一方で、遮蔽板２２を上下動作させることによって、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂを開放／閉塞するようにしている。しかし、遮蔽板２２を静止させておいて、スプラッシュガード２４をスプラッシュガード昇降駆動機構３９によって上下動させることによって同様の目的を達することができる。むろん、遮蔽板２２およびスプラッシュガード２４の両方を上下動させて、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂを開放／閉塞することもできる。

また、前述の実施形態においては、不活性ガスとして窒素を用いた場合について説明したが、これに限定されず、アルゴン等の他の任意の不活性ガスを用いてもよい。また、前述の実施形態においては、基板処理装置の例としてレジスト剥離処理を行う洗浄処理装置について説明したが、これに限定されず、基板に処理液を供給して処理を施す基板処理装置であればよく、たとえば、エッチング液によるリフトオフ作用を利用した洗浄処理装置やポリマー除去処理を行う洗浄処理装置にも適用することができる。またさらに、エッチング装置、現像処理装置または塗布処理装置にも適用することができる。

さらに、前述の実施形態においては、遮蔽板２２を回転させつつ処理液を吐出させているが、これに限定されず、遮蔽板２２を静止させた状態で処理液を吐出させてもよい。この場合、遮蔽板２２は円形に限定されず、短形、多角形、楕円形または他の任意の形状であってもよい。ただし、遮蔽板２２の形状は、スプラッシュガード２４の開口部２４ｂを所定の間隔を持って閉塞可能な形状とするのが好ましい。

また、前述の実施形態においては、基板Ｗを回転させつつ処理液を吐出させているが、これに限定されず、基板Ｗを静止させた状態で処理液を吐出させてもよい。
また、前述の実施形態においては、処理液として基板Ｗ上で約１５０℃になるレジスト剥離液（ＳＰＭ液）を用いることとしたが、処理液の種類はこれに限定されない。例えば、６０℃以上の処理液を用いた場合、処理液がミストになりやすいが、遮蔽板２２およびスプラッシュガード２４により基板Ｗの上方および周囲を覆っており、閉塞時隙間Ｃ１の部分に気体の流れを形成しているので、処理容器２０の外方へのミストの拡散を抑制または防止できる。

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。

この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。 前記基板処理装置に備えられた洗浄処理部の断面図であり、洗浄処理を開始する前の状態を示す。 前記基板処理装置の制御系の構成を説明するためのブロック図である。 洗浄処理装置の洗浄処理中の状態を示す断面図である。 図４の洗浄処理装置の一部の拡大断面図である。 レジスト剥離処理中、遮蔽板を上下動させて遮蔽位置を可変制御し、閉塞時隙間を可変設定する処理の一例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ キャリア
２ａ〜２ｄ 流体ボックス部
４ メイン制御部
４ａ 操作パネル
２０ 処理容器
２１ スピンチャック
２２ 遮蔽板
２２ａ 基板対向面
２３ 処理カップ
２４ スプラッシュガード
２４ａ 外面
２４ｂ 開口部
２５ 回転軸
２６ 処理液供給管
２７ 下面ノズル
２８ アーム
２９ 軸上部
２９ａ ベアリング
３０ 軸下部
３１ 排液・排気空間
３２ 回収液空間
３３ 仕切壁
３４ 排液・排気管
３５ 回収管
３６ チャック回転駆動機構
３７ 遮蔽板昇降駆動機構
３８ 遮蔽板回転駆動機構
３９ スプラッシュガード昇降駆動機構
４１ 排液案内溝
４２ 回収液案内部
４３ 仕切壁収納溝
５０ 窒素ガス吐出口
５１ 処理液吐出口
６０ 気液分離ボックス
６１ 排液管
６２ 排気管
６３ 排気源
６４ 圧力センサ
６５ 隙間
６６ 処理液ノズル
６６ａ 吐出口
６７ ノズル移動機構
７０ 遮蔽板洗浄ノズル
８０ 支持軸
８０ 窒素ガス供給管
８１ 処理液供給管
８２ 窒素ガス供給路
９０ 窒素ガス供給系
９１ 処理液供給系
１００ 基板処理装置
Ａ 処理領域
Ｂ 処理領域
Ｃ 搬送領域
Ｃ１ 閉塞時隙間
ＣＲ 基板搬送ロボット
ＣＴ コントローラ
ＩＤ インデクサ
ＩＲ インデクサロボット
ＭＰＣ１〜ＭＰＣ４ 洗浄処理部
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 処理対象の基板を保持する基板保持機構と、
   この基板保持機構に保持された基板の周囲を取り囲むとともに当該基板の上方に開口部を有する遮蔽壁と、
   この遮蔽壁の上方に設けられた遮蔽部材と、
   前記遮蔽壁と前記遮蔽部材との間の隙間を通して側方から差し入れられ、前記基板保持機構に保持された基板に向けて処理液を吐出する処理液ノズルと、
   前記遮蔽部材と前記遮蔽部材との間に前記処理液ノズルが通る所定の閉塞時隙間を確保した状態で前記開口部を前記遮蔽部材で遮蔽する遮蔽位置と、前記遮蔽部材と前記遮蔽部材との間の隙間を前記閉塞時隙間よりも大きくして前記開口部を開放した開放位置との間で、前記遮蔽壁および前記遮蔽部材の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動する移動手段と、
   前記遮蔽壁の内部の空間を排気する排気手段と
   を含むことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記遮蔽位置は、前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速が所定の制御風速範囲となるように定められていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記移動手段は、少なくとも前記遮蔽部材を移動するものであり、
   前記遮蔽位置は、前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速が所定の制御風速範囲を満たす範囲で、前記基板保持機構に保持された基板から前記遮蔽部材までの距離が最大となるように定められていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
4. 前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速を検出する風速検出手段と、
   この風速検出手段によって検出される風速が所定の制御風速範囲を満たすように前記遮蔽位置を設定する遮蔽位置設定手段と、
   この遮蔽位置設定手段によって設定される遮蔽位置を達成すべく前記移動手段を制御する移動制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
5. 前記移動手段は、少なくとも前記遮蔽部材を移動するものであり、
   前記閉塞時隙間を通って前記遮蔽壁の内部に流入する気流の風速を検出する風速検出手段と、
   この風速検出手段によって検出される風速が所定の制御風速範囲を満たす範囲で、前記基板保持機構に保持された基板から前記遮蔽部材までの距離が最大となるように前記遮蔽位置を設定する遮蔽位置設定手段と、
   この遮蔽位置設定手段によって設定される遮蔽位置を達成すべく前記移動手段を制御する移動制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
6. 前記遮蔽部材は、前記基板保持機構に保持された基板に対向する基板対向面を有しており、
   前記遮蔽部材の少なくとも前記基板対向面を洗浄する遮蔽部材洗浄手段をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理装置。

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