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JP6715019B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板を処理する技術に関する。
従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板上に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の薬液処理が行われる。また、薬液処理の終了後、基板上に洗浄液が供給されて洗浄処理が行われ、その後、基板の乾燥処理が行われる。
特許文献１の基板処理装置は、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、基板の上方に対向して配置される円板状の遮蔽板とを備える。スピンチャックは、チャック回転駆動機構の回転軸の上端に固定されている。遮断板の上面には、スピンチャックの回転軸と共通の軸線に沿う他の回転軸が固定されている。当該他の回転軸は中空に形成されており、その内部には、基板の上面に処理液を供給するための処理液ノズルが挿通されている。また、当該他の回転軸の内側面と処理液ノズルの外側面との間は、基板乾燥用の窒素ガスが流通する窒素ガス流通路となっている。
特許文献１の基板処理装置では、基板に対する乾燥処理の際に、遮断板が基板とほぼ同じ速さで同じ方向に回転される。また、上記窒素ガス流通路から基板と遮断板との間の空間に窒素ガスが供給される。これにより、基板と遮断板との間に窒素ガスの安定した気流が発生し、当該気流により基板と遮断板との間の雰囲気が継続的に置換される。その結果、基板が速やかに乾燥され、また、基板から振り切られた処理液の跳ね返りによる基板の再汚染が防止される。
ところで、このような基板処理装置では、遮断板の下面と窒素ガスの気流との摩擦により、遮断板の下面が静電気を帯びる可能性がある。遮断板の下面が帯電すると、遮断板の下面に雰囲気中のパーティクルが吸着され、当該パーティクルが乾燥処理後の基板上に落下することにより、乾燥処理後の基板が汚染されるおそれがある。また、遮蔽板と基板との間の放電により基板上の配線が損傷するおそれもある。さらに、基板の処理に使用される処理液として、可燃性薬液の使用等が制限されるおそれもある。
そこで、特許文献１の基板処理装置では、乾燥処理後の遮断板の下面に向けて、除電作用のある電磁波である微弱Ｘ線を照射することにより、遮断板の下面の除電が行われる。遮断板への微弱Ｘ線の照射は、乾燥処理前に遮断板が基板に近接して配置された状態で、スプラッシュガードを下方に退避させて行われてもよい。
特開２００３−１００６９４号公報
ところで、特許文献１の基板処理装置では、遮断板に向けてＸ線を照射する機構が必要となるため、装置構造が複雑化および大型化するおそれがある。また、遮断板の回転軸と処理ノズルとの間の窒素ガス流通路を流れる窒素ガスとの摩擦により処理ノズルが帯電し、処理液等が処理ノズルに付着するおそれもある。当該処理ノズルは、遮断板の回転軸の内部に収容されているため、Ｘ線を照射して除電することは容易ではない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対向部材の除電を簡素な構造で行うことことを目的としている。
請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、水平状態で基板を保持する基板保持部と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板保持部を回転する基板回転機構と、前記基板の上面に対向するとともに前記中心軸を中心として回転する対向部材と、前記対向部材を保持し、前記対向部材を上下方向の第１の位置と第２の位置との間で前記基板保持部に対して相対的に移動する対向部材移動機構と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記対向部材の下方の空間である下方空間の径方向中央部に処理雰囲気用ガスを供給するガス供給部と、イオンを生成して前記ガス供給部からの前記処理雰囲気用ガスに供給するイオン発生部と、前記基板回転機構、前記ガス供給部および前記イオン発生部を制御することにより、前記対向部材が前記基板の搬入時よりも下方に位置する状態で前記基板保持部および前記対向部材を回転させつつ、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスを前記下方空間に供給し、前記下方空間の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流を形成する制御部とを備え、前記対向部材は、前記第１の位置にて前記対向部材移動機構により保持されるとともに前記基板保持部から上方に離間し、前記第２の位置にて前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転し、前記対向部材が、前記基板の前記上面に対向するとともに径方向中央部に対向部材開口が設けられる対向部材本体と、前記対向部材本体の前記対向部材開口の周囲から上方に突出する筒状の対向部材筒部とを備え、前記処理液供給部が、前記対向部材筒部に挿入されて前記対向部材開口を介して前記基板の前記上面に前記処理液を供給する処理液ノズルを備え、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスが、前記処理液ノズルと前記対向部材筒部との間の空間であるノズル間隙を介して前記下方空間に供給される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、前記イオン気流の形成が、前記基板回転機構による前記基板の回転により前記処理液供給部からの前記処理液を前記基板上から除去する乾燥処理時に行われる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、前記イオン気流の形成が、前記処理液供給部からの前記処理液による前記基板の処理よりも前に行われる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記処理液による前記基板の処理前における前記イオン気流の形成が、前記処理液による前記基板の処理時に供給される前記処理雰囲気用ガスを利用して行われる。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記対向部材が、前記対向部材筒部の上端部から径方向外方に環状に広がるとともに前記対向部材移動機構に保持される対向部材フランジ部をさらにを備え、
前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態で、前記ノズル間隙に連続するラビリンスが、前記対向部材フランジ部の上面上に形成される。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスが前記ラビリンスに供給されることにより、前記ノズル間隙が外部空間からシールされるとともに、前記ラビリンスから流れ出た前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスにより、前記対向部材の上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと拡がる上部イオン気流が形成される。
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の基板処理装置であって、前記イオン発生部が、放電を行うことにより前記イオンを生成する放電針を備え、前記対向部材が、前記対向部材フランジ部の前記上面において凹部と凸部とが同心円状に交互に配置される第１凹凸部をさらに備え、前記対向部材移動機構が、前記対向部材フランジ部の下面と前記上下方向に対向する保持部下部と、前記対向部材フランジ部の前記上面と前記上下方向に対向する保持部上部と、前記保持部上部の下面において凹部と凸部とが同心円状に交互に配置される第２凹凸部とを備え、前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態で、前記第１凹凸部および前記第２凹凸部の一方の凹部内に他方の凸部が間隙を介して配置されることにより前記ラビリンスが形成され、前記放電針が、前記保持部上部の内部において、前記第２凹凸部の凹部上面に形成された前記処理雰囲気用ガスの噴射口の内側に配置される。
請求項８に記載の発明は、水平状態で基板を保持する基板保持部と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板保持部を回転する基板回転機構と、前記基板の上面に対向するとともに前記中心軸を中心として回転する対向部材と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記対向部材の下方の空間である下方空間の径方向中央部に処理雰囲気用ガスを供給するガス供給部とを備える基板処理装置において基板を処理する基板処理方法であって、ａ）前記基板を搬入して前記基板保持部により保持する工程と、ｂ）前記対向部材を下方に移動し、前記ａ）工程における位置よりも下方に位置させる工程と、ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記基板保持部および前記対向部材を回転させつつ、イオンを生成して前記ガス供給部からの前記処理雰囲気用ガスに供給し、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスを前記下方空間に供給し、前記下方空間の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流を形成する工程とを備え、前記ｃ）工程と並行して、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスを前記対向部材の上面に向かって供給し、前記対向部材の前記上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと拡がる上部イオン気流を形成する工程をさらに備える。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の基板処理方法であって、前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、ｄ）前記処理液供給部から前記基板の前記上面上に前記処理液を供給する工程をさらに備え、前記ｃ）工程が、前記ｄ）工程にて前記基板上に供給された前記処理液を、前記基板回転機構による回転により前記基板上から除去する乾燥処理時に行われる。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の基板処理方法であって、前記ｃ）工程が、前記ｄ）工程よりも前にも行われる。
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の基板処理方法であって、前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、ｄ）前記処理液供給部から前記基板の前記上面上に前記処理液を供給する工程をさらに備え、前記ｃ）工程が、前記ｄ）工程よりも前に行われる。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の基板処理方法であって、前記ｄ）工程よりも前に行われる前記ｃ）工程における前記イオン気流の形成が、前記ｄ）工程において前記ガス供給部から供給される前記処理雰囲気用ガスを利用して行われる。
請求項１３に記載の発明は、請求項８ないし１２のいずれかに記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程において、前記対向部材が前記基板保持部により保持され、前記ｃ）工程において、前記基板回転機構により前記対向部材が前記基板保持部と共に回転される。
本発明では、対向部材の除電を簡素な構造で行うことことができる。
一の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。 基板処理装置の断面図である。 トッププレートおよび対向部材移動機構の一部を拡大して示す断面図である。 ガス供給路の平面図である。 気液供給部を示すブロック図である。 処理液ノズルの一部を拡大して示す断面図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板処理装置の断面図である。 他のラビリンスの例を示す断面図である。 他のラビリンスの例を示す断面図である。
図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す断面図である。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部４と、トッププレート５と、対向部材移動機構６と、処理液ノズル７１とを備える。基板処理装置１の各構成は、ハウジング１１の内部に収容される。
基板保持部３１は、水平状態で基板９を保持する。基板保持部３１は、保持ベース部３１１と、複数のチャック３１２と、複数の係合部３１３と、ベース支持部３１４とを備える。基板９は、保持ベース部３１１の上方に保持ベース部３１１から離間して配置される。保持ベース部３１１およびベース支持部３１４はそれぞれ、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部材である。保持ベース部３１１は、ベース支持部３１４の上側に配置され、ベース支持部３１４により下方から支持される。保持ベース部３１１の外径は、ベース支持部３１４の外径よりも大きい。保持ベース部３１１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の全周に亘って、ベース支持部３１４よりも径方向外方に広がる。
複数のチャック３１２は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、保持ベース部３１１の上面の外周部に周方向に配置される。基板保持部３１では、複数のチャック３１２により、基板９の外縁部が支持される。複数の係合部３１３は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、保持ベース部３１１の上面の外周部に周方向に配置される。複数の係合部３１３は、複数のチャック３１２よりも径方向外側に配置される。
基板回転機構３３は、回転機構収容部３４の内部に収容される。基板回転機構３３および回転機構収容部３４は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、中心軸Ｊ１を中心として基板保持部３１を回転する。これにより、基板９が基板保持部３１と共に回転される。
カップ部４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状の部材であり、基板９および基板保持部３１の径方向外側に配置される。カップ部４は、基板９および基板保持部３１の周囲の全周に亘って配置され、基板９から周囲に向かって飛散する処理液等を受ける。カップ部４は、第１ガード４１と、第２ガード４２と、ガード移動機構４３と、排出ポート４４とを備える。
第１ガード４１は、第１ガード側壁部４１１と、第１ガード天蓋部４１２とを有する。第１ガード側壁部４１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１ガード天蓋部４１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、第１ガード側壁部４１１の上端部から径方向内方に広がる。第２ガード４２は、第２ガード側壁部４２１と、第２ガード天蓋部４２２とを有する。第２ガード側壁部４２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、第１ガード側壁部４１１よりも径方向外側に位置する。第２ガード天蓋部４２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状であり、第１ガード天蓋部４１２よりも上方にて第２ガード側壁部４２１の上端部から径方向内方に広がる。第１ガード天蓋部４１２の内径および第２ガード天蓋部４２２の内径は、基板保持部３１の保持ベース部３１１の外径およびトッププレート５の外径よりも僅かに大きい。
ガード移動機構４３は、第１ガード４１を上下方向に移動することにより、基板９からの処理液等を受けるガードを第１ガード４１と第２ガード４２との間で切り替える。カップ部４の第１ガード４１および第２ガード４２にて受けられた処理液等は、排出ポート４４を介してハウジング１１の外部へと排出される。また、第１ガード４１内および第２ガード４２内のガスも排出ポート４４を介してハウジング１１の外部へと排出される。
トッププレート５は、平面視において略円形の部材である。トッププレート５は、基板９の上面９１に対向する対向部材であり、基板９の上方を遮蔽する遮蔽板である。トッププレート５の外径は、基板９の外径、および、保持ベース部３１１の外径よりも大きい。トッププレート５は、対向部材本体５１と、被保持部５２と、複数の係合部５３と、第１凹凸部５５とを備える。対向部材本体５１は、対向部材天蓋部５１１と、対向部材側壁部５１２とを備える。対向部材天蓋部５１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状の部材であり、基板９の上面９１に対向する。トッププレート５は、例えば、非導電性の樹脂により形成される。トッププレート５を形成する材料としては、基板９の処理に対して意図しない影響をあたえることを防止するために、好ましくは、炭素等の導電性物質を実質的に含まない材料が使用される。
対向部材天蓋部５１１の中央部には、対向部材開口５４が設けられる。対向部材開口５４は、例えば、平面視において略円形である。対向部材開口５４の直径は、基板９の直径に比べて十分に小さい。対向部材側壁部５１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材であり、対向部材天蓋部５１１の外周部から下方に広がる。
複数の係合部５３は、中心軸Ｊ１を中心として略等角度間隔にて、対向部材天蓋部５１１の下面の外周部に周方向に配置される。複数の係合部５３は、対向部材側壁部５１２の径方向内側に配置される。
被保持部５２は、対向部材本体５１の上面に接続される。被保持部５２は、対向部材筒部５２１と、対向部材フランジ部５２２とを備える。対向部材筒部５２１は、対向部材本体５１の対向部材開口５４の周囲から上方に突出する略筒状の部位である。対向部材筒部５２１は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。対向部材フランジ部５２２は、対向部材筒部５２１の上端部から径方向外方に環状に広がる。対向部材フランジ部５２２は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。対向部材フランジ部５２２の上面には、円周状の凹部と円周状の凸部とが同心円状に交互に配置される第１凹凸部５５が設けられる。第１凹凸部５５は、複数の凹部と複数の凸部とを有する。当該複数の凹部のうち最も径方向内側の凹部５５１は、対向部材筒部５２１の上部に設けられ、第１凹凸部５５の他の凹部よりも上下方向の大きさが大きい。
対向部材移動機構６は、対向部材保持部６１と、対向部材昇降機構６２とを備える。対向部材保持部６１は、トッププレート５の被保持部５２を保持する。対向部材保持部６１は、保持部本体６１１と、本体支持部６１２と、フランジ支持部６１３と、支持部接続部６１４と、第２凹凸部６１５とを備える。保持部本体６１１は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状である。保持部本体６１１は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の上方を覆う。本体支持部６１２は、略水平に延びる棒状のアームである。本体支持部６１２の一方の端部は保持部本体６１１に接続され、他方の端部は対向部材昇降機構６２に接続される。
保持部本体６１１の中央部からは処理液ノズル７１が下方に突出する。処理液ノズル７１は、対向部材筒部５２１に非接触状態で挿入される。以下の説明では、処理液ノズル７１と対向部材筒部５２１との間の空間を「ノズル間隙５６」と呼ぶ。ノズル間隙５６は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の空間である。処理液ノズル７１の周囲には、保持部本体６１１の下面において円周状の凹部と円周状の凸部とが同心円状に交互に配置される第２凹凸部６１５が設けられる。第２凹凸部６１５は、第１凹凸部５５と上下方向に対向する。
フランジ支持部６１３は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。フランジ支持部６１３は、対向部材フランジ部５２２の下方に位置する。フランジ支持部６１３の内径は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の外径よりも小さい。フランジ支持部６１３の外径は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の外径よりも大きい。支持部接続部６１４は、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。支持部接続部６１４は、フランジ支持部６１３と保持部本体６１１とを対向部材フランジ部５２２の周囲にて接続する。対向部材保持部６１では、保持部本体６１１は対向部材フランジ部５２２の上面と上下方向に対向する保持部上部であり、フランジ支持部６１３は対向部材フランジ部５２２の下面と上下方向に対向する保持部下部である。
図１に示す位置にトッププレート５が位置する状態では、フランジ支持部６１３は、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２の外周部に下側から接して支持する。換言すれば、対向部材フランジ部５２２が、対向部材移動機構６の対向部材保持部６１により保持される。これにより、トッププレート５が、基板９および基板保持部３１の上方にて、対向部材保持部６１により吊り下げられる。以下の説明では、図１に示すトッププレート５の上下方向の位置を「第１の位置」という。トッププレート５は、第１の位置にて、対向部材移動機構６により保持されて基板保持部３１から上方に離間する。また、トッププレート５が第１の位置に位置する状態では、第２凹凸部６１５の凸部の下端は、第１凹凸部５５の凸部の上端よりも上方に位置する。
フランジ支持部６１３には、トッププレート５の位置ずれ（すなわち、トッププレート５の移動および回転）を制限する移動制限部６１６が設けられる。図１に示す例では、移動制限部６１６は、フランジ支持部６１３の上面から上方に突出する突起部である。移動制限部６１６が、対向部材フランジ部５２２に設けられた孔部に挿入されることにより、トッププレート５の位置ずれが制限される。
対向部材昇降機構６２は、トッププレート５を対向部材保持部６１と共に上下方向に移動させる。図２は、トッププレート５が図１に示す第１の位置から下降した状態を示す断面図である。以下の説明では、図２に示すトッププレート５の上下方向の位置を「第２の位置」という。すなわち、対向部材昇降機構６２は、トッププレート５を上下方向の第１の位置と第２の位置との間で基板保持部３１に対して相対的に上下方向に移動する。第２の位置は、第１の位置よりも下方の位置である。換言すれば、第２の位置は、トッププレート５が第１の位置よりも上下方向において基板保持部３１に近接する位置である。
トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、トッププレート５の複数の係合部５３がそれぞれ、基板保持部３１の複数の係合部３１３と係合する。複数の係合部５３は、複数の係合部３１３により下方から支持される。換言すれば、複数の係合部３１３はトッププレート５を支持する対向部材支持部である。例えば、係合部３１３は、上下方向に略平行なピンであり、係合部３１３の上端部が、係合部５３の下端部に上向きに形成された凹部に嵌合する。また、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２は、対向部材保持部６１のフランジ支持部６１３から上方に離間する。これにより、トッププレート５は、第２の位置にて、基板保持部３１により保持されて対向部材移動機構６から離間する（すなわち、対向部材移動機構６と非接触状態となる。）。
トッププレート５が基板保持部３１により保持された状態では、トッププレート５の対向部材側壁部５１２の下端は、例えば、基板保持部３１の保持ベース部３１１の上面よりも下方、または、保持ベース部３１１の上面と上下方向に関して同じ位置に位置する。トッププレート５が第２の位置に位置する状態で基板回転機構３３が駆動されると、トッププレート５は、基板９および基板保持部３１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。換言すれば、トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、トッププレート５は、基板回転機構３３により基板９および基板保持部３１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転可能となる。
処理液ノズル７１は、上述のように、ノズル間隙５６を介して対向部材筒部５２１と非接触であり、トッププレート５が回転する際にも回転することなく対向部材筒部５２１の径方向内側に位置する。換言すれば、トッププレート５が回転する際には、静止状態の処理液ノズル７１の周囲にて、対向部材筒部５２１がトッププレート５の他の部位と共に回転する。
図３は、トッププレート５および対向部材移動機構６の一部を拡大して示す断面図である。図２および図３に示すように、トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、第１凹凸部５５と第２凹凸部６１５とが、互いに非接触状態で上下方向に近接する。第１凹凸部５５の凸部は、第２凹凸部６１５の凹部内に間隙を介して配置され、第２凹凸部６１５の凸部は第１凹凸部５５の凹部内に間隙を介して配置される。換言すれば、第１凹凸部５５および第２凹凸部６１５の一方の凹部内に他方の凸部が間隙を介して配置される。これにより、対向部材フランジ部５２２の上面上にラビリンス５７が形成される。具体的には、処理液ノズル７１の周囲において、トッププレート５の対向部材フランジ部５２２と対向部材移動機構６の保持部本体６１１との間にラビリンス５７が形成される。ラビリンス５７全体において、第１凹凸部５５と第２凹凸部６１５との間の上下方向の距離および径方向の距離はおよそ一定である。ラビリンス５７は、ノズル間隙５６に連続する。トッププレート５が回転する際には、第１凹凸部５５は回転し、第２凹凸部６１５は回転しない。
図３に示すように、対向部材保持部６１の内部には、ラビリンス５７に接続されるガス供給路５８が設けられる。なお、上述の図１および図２では、ガス供給路５８の図示を省略している。図４は、ガス供給路５８を示す平面図である。図３および図４に示すように、ガス供給路５８は、第１流路５８１と、第１マニホールド５８２と、複数の第２流路５８３と、第２マニホールド５８４と、複数のガス噴射口５８５とを備える。第１マニホールド５８２、複数の第２流路５８３および第２マニホールド５８４は、保持部本体６１１の内部に形成され、複数のガス噴射口５８５は保持部本体６１１の下面に形成される。具体的には、複数のガス噴射口５８５は、保持部本体６１１の第２凹凸部６１５の凹部上面に形成される。また、第１流路５８１は本体支持部６１２の内部に形成される。
複数のガス噴射口５８５は、第２凹凸部６１５の１つの凹部の上面（すなわち、凹部の底面）において、略等角度間隔にて周方向に配置される。複数のガス噴射口５８５は、中心軸Ｊ１を中心として周状に配置される周状噴射口である。当該周状噴射口は、ラビリンス５７の径方向内端と径方向外端との間に配置される。ガス供給路５８では、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の１つの噴射口が、複数のガス噴射口５８５に代えて周状噴射口として設けられてもよい。
第２マニホールド５８４は、複数のガス噴射口５８５の上方に配置され、複数のガス噴射口５８５に接続される。第２マニホールド５８４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の流路である。第１マニホールド５８２は、第２マニホールド５８４の径方向外側に配置される。第１マニホールド５８２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の流路である。複数の第２流路５８３は、略径方向に延びる直線状の流路であり、第１マニホールド５８２と第２マニホールド５８４とを接続する。図４に示す例では、４つの第２流路５８３が略等角度間隔にて周方向に配置される。第１流路５８１は、第１マニホールド５８２から径方向外方へと延びる。第１流路５８１は、複数の第２流路５８３と周方向において異なる位置に配置される。
図５は、基板処理装置１におけるガスおよび処理液の供給に係る気液供給部７を示すブロック図である。気液供給部７は、処理液ノズル７１と、処理液供給部７２と、ガス供給部７３とを備える。処理液供給部７２は処理液ノズル７１に接続される。ガス供給部７３は、処理液ノズル７１に接続され、処理液ノズル７１にガスを供給する。ガス供給部７３は、また、対向部材保持部６１に設けられるガス供給路５８の第１流路５８１にも接続され、ガス供給路５８を介してラビリンス５７にガスを供給する。
基板処理装置１は、制御部２１をさらに備える。制御部２１は、基板回転機構３３および対向部材移動機構６（図１参照）、並びに、処理液供給部７２、ガス供給部７３および後述するイオン発生部８等の構成を制御する。なお、図５以外の図では、図を簡略化するために制御部２１の図示を省略する。
基板処理装置１では、処理液として、様々な種類の液体が利用される。処理液は、例えば、基板９の薬液処理に用いられる薬液（ポリマー除去液、フッ酸や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液等）であってもよい。処理液は、例えば、基板９の洗浄処理に用いられる純水（ＤＩＷ：deionized water）や炭酸水等の洗浄液であってもよい。処理液は、例えば、基板９上の液体を置換するために供給されるイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等であってもよい。ガス供給部７３から供給されるガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスである。ガス供給部７３からは、不活性ガス以外の様々なガスが供給されてもよい。
図６は、処理液ノズル７１の一部を拡大して示す断面図である。処理液ノズル７１は、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）により形成される。処理液ノズル７１の内部には、処理液流路７１６と、２つのガス流路７１７とが設けられる。処理液流路７１６は、図５に示す処理液供給部７２に接続される。２つのガス流路７１７は、図５に示すガス供給部７３に接続される。
処理液供給部７２から図６に示す処理液流路７１６に供給された処理液は、処理液ノズル７１の下端面に設けられた吐出口７１６ａから下方へと吐出される。処理液ノズル７１から複数種類の処理液が吐出される場合、処理液ノズル７１には、複数種類の処理液にそれぞれ対応する複数の処理液流路７１６が設けられ、複数種類の処理液はそれぞれ複数の吐出口７１６ａから吐出されてもよい。
ガス供給部７３から中央のガス流路７１７（図中の右側のガス流路７１７）に供給された不活性ガスは、処理液ノズル７１の下端面に設けられた下面噴射口７１７ａから下方に向けて供給（例えば、噴射）される。ガス供給部７３から外周部のガス流路７１７に供給された不活性ガスは、処理液ノズル７１の側面に設けられた複数の側面噴射口７１７ｂから周囲に供給される。
複数の側面噴射口７１７ｂは周方向に略等角度間隔にて配列される。複数の側面噴射口７１７ｂは、外周部のガス流路７１７の下端部から周方向に延びる周状流路に接続される。ガス供給部７３から供給された不活性ガスは、複数の側面噴射口７１７ｂから、斜め下方に向けて供給（例えば、噴射）される。なお、側面噴射口７１７ｂは１つだけ設けられてもよい。
処理液供給部７２（図５参照）から供給された処理液は、処理液ノズル７１の吐出口７１６ａから、図２に示す対向部材開口５４を介して基板９の上面９１に向けて吐出される。換言すれば、処理液ノズル７１は、処理液供給部７２から供給された処理液を、対向部材開口５４を介して基板９の上面９１に供給する。基板処理装置１では、処理液ノズル７１は、対向部材本体５１の対向部材開口５４から下方に突出してもよい。換言すれば、処理液ノズル７１の先端が、対向部材開口５４の下端縁よりも下方に位置してもよい。処理液供給部７２から供給された処理液は、処理液ノズル７１内にて対向部材開口５４を介して下方に流れ、処理液ノズル７１の吐出口７１６ａ（図６参照）から基板９の上面９１に向けて吐出される。処理液が対向部材開口５４を介して供給されるという場合、対向部材開口５４よりも上方にて処理液ノズル７１から吐出された処理液が対向部材開口５４を通過する状態のみならず、対向部材開口５４に挿入された処理液ノズル７１を介して処理液が吐出される状態も含む。
ガス供給部７３（図５参照）から処理液ノズル７１に供給された不活性ガスの一部は、処理液ノズル７１の下面噴射口７１７ａ（図６参照）から、トッププレート５の下方の空間である下方空間の径方向中央部に供給される。詳細には、ガス供給部７３からの不活性ガスの一部は、処理液ノズル７１の下面噴射口７１７ａから、対向部材開口５４を介してトッププレート５の下面と基板９の上面９１との間の空間である処理空間９０の径方向中央部に供給される。また、ガス供給部７３から処理液ノズル７１に供給された不活性ガスの一部は、処理液ノズル７１の複数の側面噴射口７１７ｂ（図６参照）からノズル間隙５６へと供給される。ノズル間隙５６では、ガス供給部７３からの不活性ガスが、処理液ノズル７１の側面から斜め下方に向かって供給されて下方に向かって流れ、処理空間９０へと供給される。
基板処理装置１では、基板９の処理は、好ましくは処理空間９０に処理液ノズル７１から不活性ガスが供給されて処理空間９０が不活性ガス雰囲気となっている状態で行われる。換言すれば、ガス供給部７３から処理空間９０に供給されるガスは、処理雰囲気用ガスである。処理雰囲気用ガスには、処理液ノズル７１からノズル間隙５６へと供給され、ノズル間隙５６を介して上述の下方空間（すなわち、処理空間９０）に供給されるガスも含まれる。
ガス供給部７３から図３および図４に示すガス供給路５８の第１流路５８１に供給された不活性ガスは、第１マニホールド５８２にて周方向に拡がり、複数の第２流路５８３を介して第２マニホールド５８４へと導かれる。当該不活性ガスは、第２マニホールド５８４においても周方向に拡がり、ラビリンス５７の径方向内端と径方向外端との間にて、複数のガス噴射口５８５から下方のラビリンス５７に向けて噴射される。複数のガス噴射口５８５からラビリンス５７に不活性ガスが供給されることより、ラビリンス５７よりも径方向内側の空間であるノズル間隙５６、および、ノズル間隙５６に連続する処理空間９０が、ラビリンス５７の径方向外側の空間からシールされる。すなわち、ガス供給部７３からラビリンス５７に供給されるガスは、シールガスである。複数のガス噴射口５８５からラビリンス５７に供給された不活性ガスは、ラビリンス５７内において径方向外方および径方向内方へと拡がる。
ラビリンス５７内において径方向内方へと拡がる不活性ガスは、ラビリンス５７からノズル間隙５６へと供給され、ノズル間隙５６を介して上述の下方空間（すなわち、処理空間９０）へと供給される。ラビリンス５７内において径方向外方へと拡がる不活性ガスは、ラビリンス５７を通過し、対向部材フランジ部５２２の下方へと回り込み、対向部材フランジ部５２２とフランジ支持部６１３との間からトッププレート５の上面（すなわち、対向部材本体５１の上面）上に供給される。
図５に示す例では、ガス供給部７３は、シールガスの供給源であるシールガス供給部であり、かつ、処理雰囲気用ガスの供給源である処理雰囲気用ガス供給部でもある。また、図３に示すガス噴射口５８５は、シールガスの噴射口であり、かつ、処理雰囲気用ガスの噴射口でもある。そして、処理雰囲気用ガスとシールガスとが同じ種類のガスである。なお、処理雰囲気用ガスとシールガスとは、異なる種類のガスであってもよい。ガス供給路５８では、第１マニホールド５８２および第２マニホールド５８４はそれぞれ、シールガス供給部であるガス供給部７３と複数のガス噴射口５８５との間にて、シールガスを一時的に貯留する環状のマニホールドである。
図３および図５に示すように、基板処理装置１は、イオン発生部８をさらに備える。イオン発生部８は、イオンを生成して、ガス供給部７３からの不活性ガスに当該イオンを供給する。イオン発生部８は、放電を行うことによりイオンを生成する放電針８１を備える。放電針８１は、例えば、保持部本体６１１の内部に配置される。好ましくは、放電針８１は、ガス噴射口５８５の内側にて、ガス噴射口５８５に近接して配置される。図３に示す例では、放電針８１は、保持部本体６１１の内部において第２マニホールド５８４に配置され、ガス供給部７３から供給された第２マニホールド５８４内の不活性ガスの一部をイオン化することにより、上述のイオンを生成する。イオン発生部８に設けられる放電針８１の数は、１であってもよく、複数であってもよい。イオン発生部８が複数の放電針８１を備える場合、当該複数の放電針８１は、例えば、第２マニホールド５８４において周方向に略等角度間隔に配置される。
次に、基板処理装置１における基板９の処理の流れの一例について、図７を参照しつつ説明する。まず、トッププレート５が図１に示す第１の位置に位置する状態で、基板９がハウジング１１内に搬入され、基板保持部３１により保持される（ステップＳ１１）。このとき、トッププレート５は対向部材移動機構６の対向部材保持部６１により保持されている。
続いて、対向部材昇降機構６２により対向部材保持部６１が下方へと移動される。これにより、トッププレート５が、第１の位置から下方へと移動し、ステップＳ１１における位置（すなわち、基板９の搬入時における位置）よりも下方に位置する。具体的には、トッププレート５は、第１の位置から第２の位置へと移動し、図２に示すように、基板保持部３１により保持される（ステップＳ１２）。また、図２および図３に示すように、トッププレート５と対向部材保持部６１との間にラビリンス５７が形成される。
そして、制御部２１（図５参照）によりガス供給部７３が制御されることにより、処理液ノズル７１を介して、ノズル間隙５６および処理空間９０に対する不活性ガス（すなわち、処理雰囲気用ガス）の供給が開始される。また、図３に示すガス供給路５８を介して、ラビリンス５７に対する不活性ガス（すなわち、シールガス）の供給も開始される（ステップＳ１３）。処理液ノズル７１からの不活性ガスの供給、および、ラビリンス５７への不活性ガスの供給は、ステップＳ１３以降も継続される。
次に、制御部２１により、図２に示す基板回転機構３３が制御されることにより、基板保持部３１、基板９およびトッププレート５の回転が開始される（ステップＳ１４）。また、制御部２１によりイオン発生部８が制御されることにより、イオンの生成が開始され、ガス供給部７３からの不活性ガスへのイオンの供給が開始される（ステップＳ１５）。具体的には、図３に示すイオン発生部８により、ガス噴射口５８５からラビリンス５７に供給される前の不活性ガスにイオンが供給される。ガス噴射口５８５からラビリンス５７に供給される不活性ガスは、当該イオンを含む。ステップＳ１５は、ステップＳ１４よりも前に行われてもよく、ステップＳ１３，Ｓ１４と並行して行われてもよい。
このように、ステップＳ１２よりも後にステップＳ１３〜Ｓ１５が行われることにより、トッププレート５が第２の位置に位置する状態で基板保持部３１およびトッププレート５を回転させつつ、上述のイオンを含む不活性ガスの一部が、ラビリンス５７およびノズル間隙５６を介して処理空間９０の径方向中央部に供給される。これにより、処理空間９０の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流（すなわち、イオンを含むガスの流れ）が形成される。処理空間９０におけるイオン気流の形成は、後述する処理液供給部７２からの処理液による基板９の処理よりも前に行われる。
基板処理装置１では、帯電した状態の基板９が搬入される場合がある。基板９は、例えば、基板処理装置１への搬入前にドライエッチングやプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等のドライ工程が施されることにより帯電する。具体的には、基板９の上面９１上に予め形成されているデバイス内に、上記ドライ工程により電荷が発生する。基板処理装置１では、上述のように、基板９の上面９１とトッププレート５の下面との間の空間である処理空間９０にイオン気流が形成されることにより、基板処理装置１への搬入時に既に生じている基板９の帯電（いわゆる、持ち込み帯電）が除去される。
基板処理装置１では、イオン気流による基板９の持ち込み帯電の除去処理（すなわち、除電処理）が、所定時間行われる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、図３に示すトッププレート５の下面が帯電している場合、当該イオン気流により、トッププレート５の下面の除電も行われる。また、処理液ノズル７１および対向部材筒部５２１が帯電している場合、ラビリンス５７から処理空間９０に向かってノズル間隙５６を流れるイオンを含む不活性ガスにより、処理液ノズル７１および対向部材筒部５２１の除電も行われる。
基板処理装置１では、ステップＳ１６においてラビリンス５７に供給される不活性ガス（すなわち、イオンを含む不活性ガス）の一部は、ラビリンス５７内を径方向外方へと流れる。これにより、ノズル間隙５６が、ラビリンス５７の径方向外側の空間である外部空間からシールされる。ラビリンス５７内を径方向外方へと流れる不活性ガスは、対向部材フランジ部５２２とフランジ支持部６１３との間から、トッププレート５の上面の径方向中央部に向かって供給され、トッププレート５の上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと流れる。換言すれば、ラビリンス５７から径方向外側に流れ出たイオンを含む不活性ガスにより、トッププレート５の上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと拡がる上部イオン気流が形成される。これにより、トッププレート５の上面が帯電している場合、当該上部イオン気流により、トッププレート５の上面の除電が行われる。
基板９の持ち込み帯電の除去処理が終了すると、処理液供給部７２から処理液ノズル７１へと第１処理液が供給され、図２に示す第２の位置に位置するトッププレート５の対向部材開口５４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１７）。処理液ノズル７１から基板９の中央部に供給された第１処理液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと拡がり、基板９の上面９１全体に付与される。第１処理液は、基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、カップ部４の第１ガード４１により受けられる。図２に示す第１ガード４１の上下方向の位置は、基板９からの処理液を受ける位置であり、以下の説明では「受液位置」という。第１処理液が基板９に対して所定時間付与されることにより、第１処理液による基板９の処理が終了する。第１処理液は、例えば、ポリマー除去液やエッチング液等の薬液であり、ステップＳ１７において、基板９に対する薬液処理が行われる。第１処理液による基板９の処理が行われている間、ラビリンス５７、ノズル間隙５６および処理空間９０へのイオンを含む不活性ガスの供給は継続される。
第１処理液による基板９の処理が終了すると、処理液ノズル７１からの第１処理液の供給が停止される。そして、ガード移動機構４３により第１ガード４１が下方に移動され、図８に示すように、上述の受液位置よりも下方の待避位置へと位置する。これにより、基板９からの処理液を受けるガードが、第１ガード４１から第２ガード４２に切り替えられる。すなわち、ガード移動機構４３は、第１ガード４１を受液位置と待避位置との間で上下方向に移動することにより、基板９からの処理液を受けるガードを第１ガード４１と第２ガード４２との間で切り替えるガード切替機構である。
続いて、処理液供給部７２から処理液ノズル７１へと第２処理液が供給され、第２の位置に位置するトッププレート５の対向部材開口５４を介して、回転中の基板９の上面９１の中央部に供給される（ステップＳ１８）。処理液ノズル７１から基板９の中央部に供給された第２処理液は、基板９の回転により、基板９の中央部から径方向外方へと拡がり、基板９の上面９１全体に付与される。第２処理液は、基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、カップ部４の第２ガード４２により受けられる。第２処理液が基板９に対して所定時間付与されることにより、第２処理液による基板９の処理が終了する。第２処理液は、例えば、純水や炭酸水等の洗浄液であり、ステップＳ１８において、基板９に対する洗浄処理が行われる。第２処理液による基板９の処理が行われている間も、ラビリンス５７、ノズル間隙５６および処理空間９０へのイオンを含む不活性ガスの供給は継続される。
第２処理液による基板９の処理が終了すると、処理液ノズル７１からの第２処理液の供給が停止される。そして、ガス供給部７３により処理液ノズル７１の側面からノズル間隙５６に向けて噴射される不活性ガスの流量が増大する。また、処理液ノズル７１の下端面から処理空間９０に向けて噴射される不活性ガスの流量も増大する。さらに、基板回転機構３３による基板９の回転速度が増大する。これにより、基板９の上面９１上に残っている第２処理液等が径方向外方へと移動して基板９の外縁から径方向外方へと飛散し、カップ部４の第２ガード４２により受けられる。基板回転機構３３による基板９の回転が所定の時間だけ継続されることにより、処理液供給部７２からの処理液を基板９の上面９１上から除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１９）。
ステップＳ１９の乾燥処理では、トッププレート５および基板９が高速にて回転するため、トッププレート５および基板９と空気との摩擦により、トッププレート５および基板９の帯電が生じる。基板処理装置１では、上述の処理空間９０におけるイオン気流の形成が、ステップＳ１９の乾燥処理時においても継続して行われている。これにより、トッププレート５の下面、および、基板９の上面９１の除電が行われる。基板処理装置１では、また、トッププレート５の上面に沿う上部イオン気流の形成も、ステップＳ１９の乾燥処理時において継続して行われている。これにより、トッププレート５の上面の除電が行われる。
ステップＳ１９の乾燥処理では、回転する対向部材筒部５２１にも、空気との摩擦による帯電が生じる。また、対向部材筒部５２１の回転によりノズル間隙５６に周方向の気流が生じ、当該気流との摩擦により処理液ノズル７１にも帯電が生じる。基板処理装置１では、ラビリンス５７から処理空間９０へと流れるイオンを含む不活性ガスにより、対向部材筒部５２１および処理液ノズル７１の除電が行われる。
このように、基板処理装置１では、ステップＳ１９における基板９の乾燥処理と並行して、トッププレート５、基板９および処理液ノズル７１の除電処理が行われる。なお、ステップＳ１９におけるトッププレート５、基板９および処理液ノズル７１の除電処理は、イオンを含んだ不活性ガスの供給により、トッププレート５、基板９および処理液ノズル７１の帯電を除去することのみならず、当該帯電が生じないように防止または抑制することも含む。当該除電処理は、例えば、基板９の乾燥処理が終了するまで継続的に行われ、乾燥処理の終了と同時に終了する。
基板９の乾燥処理が終了すると、基板回転機構３３による基板保持部３１、基板９およびトッププレート５の回転が停止される（ステップＳ２０）。また、ガス供給部７３からノズル間隙５６、処理空間９０およびラビリンス５７への不活性ガスの供給が停止される。さらに、イオン発生部８によるイオンの生成、および、不活性ガスへのイオンの供給も停止される（ステップＳ２１）。次に、対向部材昇降機構６２により対向部材保持部６１が上方に移動することにより、トッププレート５が、第２の位置から図１に示す第１の位置へと上方に移動する（ステップＳ２２）。トッププレート５は、基板保持部３１から上方に離間して対向部材保持部６１により保持される。その後、基板９がハウジング１１から搬出される（ステップＳ２３）。基板処理装置１では、複数の基板９に対して、上述のステップＳ１１〜Ｓ２３が順次行われ、複数の基板９が順次処理される。
以上に説明したように、基板処理装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、トッププレート５と、処理液供給部７２と、ガス供給部７３と、イオン発生部８と、制御部２１とを備える。基板保持部３１は、水平状態で基板９を保持する。基板回転機構３３は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心として基板保持部３１を回転する。トッププレート５は、基板９の上面に対向するとともに、中心軸Ｊ１を中心として回転する。処理液供給部７２は、基板９の上面９１に処理液を供給する。ガス供給部７３は、トッププレート５の下方の空間である下方空間の径方向中央部に処理雰囲気用ガスを供給する。イオン発生部８は、イオンを生成して、ガス供給部７３からの処理雰囲気用ガスに供給する。制御部２１は、基板回転機構３３、ガス供給部７３およびイオン発生部８を制御することにより、トッププレート５が基板９の搬入時よりも下方に位置する状態で基板保持部３１およびトッププレート５を回転させつつ、イオンを含む処理雰囲気用ガスを上記下方空間に供給し、下方空間の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流を形成する。
これにより、トッププレートに向けてＸ線を照射することによりトッププレートを除電する場合等に比べて、トッププレート５の除電を簡素な構造で行うことができる。その結果、トッププレート５に対するパーティクル等の付着を防止することができる。また、トッププレート５と基板９との間に放電が生じることを防止することができる。さらに、当該放電を防止することができるため、基板９への可燃性薬液等の供給が制限されるおそれもない。
基板処理装置１では、また、トッププレート５を基板保持部３１に近接させることにより、下方空間を小さくして、下方空間に供給されるイオンを含む処理雰囲気用ガスの量を少なくすることができる。さらに、トッププレート５および基板保持部３１を回転させることにより、下方空間に供給されたイオンを含む処理雰囲気用ガスを、下方空間の径方向中央部から径方向外方へと略均一に、かつ、迅速に拡げることができる。これにより、イオン気流を形成する際に必要とされる処理雰囲気用ガスの量をさらに少なくすることができる。その結果、処理雰囲気用ガスの使用量を低減しつつトッププレート５の除電を行うことができる。
上述のように、イオン気流が形成される下方空間は、トッププレート５の下面と基板９の上面９１との間の空間である処理空間９０である。処理空間９０におけるイオン気流の形成は、基板回転機構３３による基板９の回転により処理液供給部７２からの処理液を基板９上から除去する乾燥処理時（ステップＳ１９）に行われる。これにより、乾燥処理時におけるトッププレート５および基板９の除電を行うことができる。
また、処理空間９０におけるイオン気流の形成は、処理液供給部７２からの処理液による基板９の処理（ステップＳ１７）よりも前にも行われる。これにより、基板９に処理液が供給されるよりも前に、トッププレート５および基板９の除電を行うことができる。このため、基板処理装置１に搬入された基板９が既に帯電している場合（すなわち、持ち込み帯電が生じている場合）であっても、当該帯電に起因して基板９上に供給された処理液と基板９との間において放電が発生することを防止または抑制することができる。その結果、処理液と基板９との間における放電による基板９の損傷等を防止または抑制することができる。
さらに、基板処理装置１では、処理液による基板９の処理前におけるイオン気流の形成が、処理液による基板９の処理時に処理空間９０に供給される処理雰囲気用ガスを利用して行われる。このように、処理液による処理前の除電処理（ステップＳ１６）にて処理空間９０に供給されるガスと、当該除電処理後の処理液による処理（ステップＳ１７）の際に処理空間９０に供給されるガスとを同じ種類とすることにより、処理空間９０に供給されるガスをステップＳ１６とステップＳ１７との間で切り替える工程が不要となる。その結果、ステップＳ１６の除電処理に起因する基板９の処理時間の増大を抑制することができる。
基板処理装置１は、対向部材移動機構６をさらに備える。対向部材移動機構６は、トッププレート５を保持し、トッププレート５を上下方向の第１の位置と第２の位置との間で基板保持部３１に対して相対的に移動する。トッププレート５は、第１位置にて対向部材移動機構６により保持されるとともに、基板保持部３１から上方に離間する。また、トッププレート５は、第２の位置にて基板保持部３１により保持され、基板回転機構３３により基板保持部３１と共に回転する。
このように、トッププレート５の回転時には、トッププレート５は対向部材移動機構６から離間するため、対向部材移動機構６を介してトッププレート５を接地させる等して除電を行うことは困難である。基板処理装置１では、上述のように、トッププレート５の下方に位置する下方空間にイオン気流を形成することにより、基板回転機構３３により基板保持部３１と共に回転するトッププレート５の除電を容易に行うことができる。また、基板処理装置１では、トッププレート５を回転するための機構を基板回転機構３３とは別に設ける必要がないため、装置構造を簡素化することができる。
基板処理装置１では、トッププレート５は、対向部材本体５１と、対向部材筒部５２１とを備える。対向部材本体５１は、基板９の上面９１に対向する。対向部材本体５１の径方向中央部には、対向部材開口５４が設けられる。対向部材筒部５２１は、対向部材本体５１の対向部材開口５４の周囲から上方に突出する筒状の部位である。また、処理液供給部７２は、処理液ノズル７１を備える。処理液ノズル７１は、対向部材筒部５２１に挿入され、対向部材開口５４を介して基板９の上面９１に処理液を供給する。そして、イオンを含む処理雰囲気用ガスは、処理液ノズル７１と対向部材筒部５２１との間の空間であるノズル間隙５６を介して、上述の下方空間に供給される。このため、ノズル間隙５６を流れるイオンを含む処理雰囲気用ガスを利用して、処理液ノズル７１の除電を行うことができる。また、対向部材筒部５２１の除電も行うことができる。
上述のように、トッププレート５は、対向部材フランジ部５２２をさらに備える。対向部材フランジ部５２２は、対向部材筒部５２１の上端部から径方向外方に環状に広がるとともに、対向部材移動機構６に保持される。トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、対向部材フランジ部５２２の上面上に、ノズル間隙５６に連続するラビリンス５７が形成される。そして、イオンを含む処理雰囲気用ガスがラビリンス５７に供給されることにより、ノズル間隙５６が外部空間からシールされるとともに、トッププレート５の上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと拡がる上部イオン気流が形成される。これにより、トッププレート５の上面の除電も行うことができる。
基板処理装置１では、イオン発生部８は、放電を行うことによりイオンを生成する放電針８１を備える。トッププレート５は、対向部材フランジ部５２２の上面において凹部と凸部とが同心円状に交互に配置される第１凹凸部をさらに備える。対向部材移動機構６は、フランジ支持部６１３と、保持部本体６１１と、第２凹凸部６１５とを備える。フランジ支持部６１３は、対向部材フランジ部５２２の下面と上下方向に対向する。保持部本体６１１は、対向部材フランジ部５２２の上面と上下方向に対向する。第２凹凸部６１５では、保持部本体６１１の下面において凹部と凸部とが同心円状に交互に配置される。そして、トッププレート５が第２の位置に位置する状態で、第１凹凸部５５および第２凹凸部６１５の一方の凹部内に他方の凸部が間隙を介して配置されることにより、ラビリンス５７が形成される。また、放電針８１は、第２凹凸部６１５の凹部上面に形成された処理雰囲気用ガスのガス噴射口５８５の内側に配置される。
このように、放電針８１をガス噴射口５８５の近傍に配置することにより、イオンの経時的減少を抑制しつつ、イオンを含む処理雰囲気用ガスをノズル間隙５６、処理空間９０およびトッププレート５の上面上に供給することができる。その結果、対向部材筒部５２１および処理液ノズル７１の除電、トッププレート５の上面および下面の除電、並びに、基板９の上面９１の除電を効率良く行うことができる。
基板処理装置１では、イオン気流による除電は、必ずしも基板９の処理液による処理前（ステップＳ１６）、および、基板９の乾燥処理と並行して（ステップＳ１９）行われる必要はない。基板処理装置１では、例えば、ステップＳ１６およびステップＳ１９のうち一方の除電処理のみが行われてもよい。あるいは、ステップＳ１６およびステップＳ１９の除電処理は行われず、他の状態においてイオン気流による除電が行われてもよい。
また、イオン気流による除電は、必ずしも基板９の搬入後に行われる必要はない。例えば、基板９が搬入されていない状態（すなわち、基板保持部３１が基板９を保持していない状態）において、制御部２１が基板回転機構３３、ガス供給部７３およびイオン発生部８を制御することにより、トッププレート５および基板保持部３１の除電が行われてもよい。具体的には、トッププレート５が第２の位置に位置した状態（すなわち、基板９の搬入時よりも下方に位置した状態）で基板保持部３１およびトッププレート５を回転させつつ、イオンを含む処理雰囲気用ガスが、トッププレート５の下方空間の径方向中央部に供給される。これにより、トッププレート５と基板保持部３１との間の空間である当該下方空間において、径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流が形成される。その結果、トッププレート５および基板保持部３１の除電を、処理雰囲気用ガスの使用量を少なくしつつ、簡素な構造で行うことができる。当該除電は、例えば、基板処理装置１のメンテナンスの際、あるいは、基板処理装置１への基板９の搬入直前に行われる。
次に、他の好ましいラビリンスの例について説明する。図９は、図３と同様に、トッププレート５および対向部材移動機構６の一部を拡大して示す断面図である（後述する図１０においても同様）。図９に示すラビリンス５７ａにおいては、複数のガス噴射口５８５（すなわち、周状噴射口）に対向する面５５３が、径方向外方に向かうに従って下方へと向かう傾斜面である。詳細には、トッププレート５の第１凹凸部５５のうち、複数のガス噴射口５８５の下方に位置する１つの環状の凸部５５２の径方向外側の側面５５３が、径方向外方に向かうに従って下方へと向かう傾斜面である。
これにより、複数のガス噴射口５８５からラビリンス５７ａ内に噴射されたイオンを含む不活性ガス（すなわち、シールガス）を、傾斜面である側面５５３に沿って径方向外方へと容易に導くことができる。その結果、外部空間の雰囲気がラビリンス５７ａ内に侵入することを、より一層抑制することができる。また、各ガス噴射口５８５から側面５５３へと噴射された不活性ガスは周方向に拡がるため、ラビリンス５７ａにおける複数のガス噴射口５８５の間の領域にもおよそ均一に不活性ガスを供給することができる。その結果、ラビリンス５７ａにおいて、不活性ガスの圧力の周方向における均一性を向上することができる。さらに、ラビリンス５７ａにおける不活性ガスの流量の周方向における均一性を、より一層向上することもできる。
上述の基板処理装置１では、様々な変更が可能である。
例えば、第１処理液および第２処理液による基板９の処理中（ステップＳ１７，Ｓ１８）は、イオン発生部８によるイオンの生成は停止されてもよい。この場合、ノズル間隙５６、処理空間９０およびラビリンス５７，５７ａには、イオン発生部８によるイオンを実質的に含まない処理雰囲気用ガスが供給される。また、ステップＳ１６における除電処理の際にノズル間隙５６、処理空間９０およびラビリンス５７，５７ａに供給されるイオンを含む処理雰囲気用ガスは、ステップＳ１７，Ｓ１８においてノズル間隙５６、処理空間９０およびラビリンス５７，５７ａに供給される処理雰囲気用ガスとは異なる種類のガスであってもよい。
基板処理装置１では、イオン発生部８の放電針８１は、保持部本体６１１の内部以外の部位に配置されてもよい。例えば、放電針８１は、処理液ノズル７１の内部、または、処理液ノズル７１とガス供給部７３との間の流路上に設けられ、当該放電針８１により、処理液ノズル７１から処理空間９０および／またはノズル間隙５６に供給される処理雰囲気用ガスにイオンが供給されてもよい。また、イオン発生部８は、放電針８１以外の様々なイオン発生機構を備えていてもよい。
イオン発生部８は、必ずしも、ガス供給部７３から供給された処理雰囲気用ガスの一部をイオン化する必要はない。例えば、イオン発生部８において、ガス供給部７３とは異なる供給部から供給されたガスがイオン化され、当該イオン化されたガスが、ガス供給部７３からの処理雰囲気用ガスに供給されてもよい。この場合、イオン発生部８によりイオン化されるガスは、処理雰囲気用ガスと異なる種類のガスでもよく、同じ種類のガスでもよい。
ラビリンス５７，５７ａは、必ずしもトッププレート５の対向部材フランジ部５２２と対向部材保持部６１の保持部本体６１１との間に形成される必要はない。ラビリンス５７，５７ａの形状および配置は、様々に変更されてよい。例えば、トッププレート５が第２の位置にて基板保持部３１により保持された状態で、対向部材保持部６１がトッププレート５上から退避し、ノズル移動機構により移動される処理液ノズルがトッププレート５の対向部材筒部５２１に挿入される場合、当該処理液ノズルの上端部の周囲に設けられた円周状の凹凸部と、トッププレート５の第１凹凸部５５とにより、対向部材フランジ部５２２の上面上にラビリンスが形成されてもよい。また、ラビリンス５７，５７ａは、必ずしも、トッププレート５が第２の位置の位置する状態においてのみ形成される必要はなく、トッププレート５の位置にかかわらず設けられていてもよい。
基板処理装置１では、トッププレート５の上面の除電の必要性があまり高くない場合等、トッププレート５の上面に沿って拡がる上部イオン気流は、必ずしも形成される必要はない。この場合、図１０に示すように、対向部材保持部６１の保持部本体６１１に、ラビリンス５７ｂの径方向外端部（すなわち、上述の外部空間側の端部）においてラビリンス５７ｂ内のガスを吸引する複数のガス吸引口５９１が設けられてもよい。複数のガス吸引口５９１は、第２凹凸部６１５の径方向外端部の１つの凹部の上面（すなわち、凹部の底面）において、略等角度間隔にて周方向に配置される。複数のガス吸引口５９１は、対向部材保持部６１の内部に形成される吸引路５９２を介して、図示省略の吸引部に接続される。複数のガス吸引口５９１は、ラビリンス５７ｂの径方向外端部において、中心軸Ｊ１を中心として周状に配置される周状吸引口である。当該吸引部が駆動されることにより、当該周状吸引口を介してラビリンス５７ｂ内のガスが吸引される。
これにより、ラビリンス５７ｂにおいて、外部空間の雰囲気が複数のガス吸引口５９１よりも径方向内方へと侵入することを抑制することができる。また、複数のガス噴射口５８５からラビリンス５７ｂ内へと供給された不活性ガス（すなわち、シールガス）を、径方向外方へとより一層容易に導くことができる。その結果、外部空間の雰囲気がラビリンス５７ｂ内に侵入することを、さらに抑制することができる。ラビリンス５７ｂでは、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の１つの吸引口が、複数のガス吸引口５９１に代えて周状吸引口として設けられてもよい。ラビリンス５７ｂに設けられる周状吸引口は、図９に示すラビリンス５７ａにも設けられてよい。
基板処理装置１では、処理液ノズル７１の側面からの処理雰囲気用ガスの噴射は行われなくてもよい。
基板処理装置１では、トッププレート５を回転する機構が、基板回転機構３３とは別に設けられてもよい。この場合、ステップＳ１２では、トッププレート５は、必ずしも第２の位置に位置する必要はなく、基板９の搬入時よりも下方に位置する状態（すなわち、ステップＳ１１における位置よりも下方に位置する状態）であればよい。この状態で基板保持部３１およびトッププレート５を回転させつつ、イオンを含む処理雰囲気用ガスが、トッププレート５の下方空間の径方向中央部に供給される。これにより、下方空間の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流が形成される。その結果、上記と同様に、トッププレート５および基板９の除電、または、トッププレート５および基板保持部３１の除電を、処理雰囲気用ガスの使用量を少なくしつつ、簡素な構造で行うことができる。
また、基板処理装置１では、ノズル間隙５６およびラビリンス５７，５７ａ，５７ｂは、必ずしも設けられなくてもよい。例えば、上述のように、トッププレート５を回転する機構が基板回転機構３３とは別に設けられる場合、処理液ノズル７１は、側方に間隙を介することなくトッププレート５に固定され、トッププレート５と共に回転してもよい。この場合、トッププレート５の下方空間への処理雰囲気用ガスの供給は、例えば、処理液ノズル７１の下端面のみから行われる。また、イオン発生部８は、処理液ノズル７１の内部、または、処理液ノズル７１とガス供給部７３との間の流路上に設けられ、処理液ノズル７１の下端面から下方空間に供給される処理雰囲気用ガスにイオンを供給する。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
１ 基板処理装置
５ トッププレート
６ 対向部材移動機構
８ イオン発生部
９ 基板
２１ 制御部
３１ 基板保持部
３３ 基板回転機構
５１ 対向部材本体
５４ 対向部材開口
５５ 第１凹凸部
５６ ノズル間隙
５７，５７ａ，５７ｂ ラビリンス
７１ 処理液ノズル
７２ 処理液供給部
７３ ガス供給部
８１ 放電針
９０ 処理空間
９１ （基板の）上面
５２１ 対向部材筒部
５２２ 対向部材フランジ部
５８５ ガス噴射口
６１１ 保持部本体
６１３ フランジ支持部
６１５ 第２凹凸部
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ２３ ステップ

Claims (13)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    水平状態で基板を保持する基板保持部と、
    上下方向を向く中心軸を中心として前記基板保持部を回転する基板回転機構と、
    前記基板の上面に対向するとともに前記中心軸を中心として回転する対向部材と、
    前記対向部材を保持し、前記対向部材を上下方向の第１の位置と第２の位置との間で前記基板保持部に対して相対的に移動する対向部材移動機構と、
    前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記対向部材の下方の空間である下方空間の径方向中央部に処理雰囲気用ガスを供給するガス供給部と、
    イオンを生成して前記ガス供給部からの前記処理雰囲気用ガスに供給するイオン発生部と、
    前記基板回転機構、前記ガス供給部および前記イオン発生部を制御することにより、前記対向部材が前記基板の搬入時よりも下方に位置する状態で前記基板保持部および前記対向部材を回転させつつ、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスを前記下方空間に供給し、前記下方空間の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流を形成する制御部と、
    を備え、
    前記対向部材は、前記第１の位置にて前記対向部材移動機構により保持されるとともに前記基板保持部から上方に離間し、前記第２の位置にて前記基板保持部により保持され、前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転し、
    前記対向部材が、
    前記基板の前記上面に対向するとともに径方向中央部に対向部材開口が設けられる対向部材本体と、
    前記対向部材本体の前記対向部材開口の周囲から上方に突出する筒状の対向部材筒部と、
    を備え、
    前記処理液供給部が、前記対向部材筒部に挿入されて前記対向部材開口を介して前記基板の前記上面に前記処理液を供給する処理液ノズルを備え、
    前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスが、前記処理液ノズルと前記対向部材筒部との間の空間であるノズル間隙を介して前記下方空間に供給されることを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、
    前記イオン気流の形成が、前記基板回転機構による前記基板の回転により前記処理液供給部からの前記処理液を前記基板上から除去する乾燥処理時に行われることを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
    前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、
    前記イオン気流の形成が、前記処理液供給部からの前記処理液による前記基板の処理よりも前に行われることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
    前記処理液による前記基板の処理前における前記イオン気流の形成が、前記処理液による前記基板の処理時に供給される前記処理雰囲気用ガスを利用して行われることを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記対向部材が、前記対向部材筒部の上端部から径方向外方に環状に広がるとともに前記対向部材移動機構に保持される対向部材フランジ部をさらにを備え、
    前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態で、前記ノズル間隙に連続するラビリンスが、前記対向部材フランジ部の上面上に形成されることを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
    前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスが前記ラビリンスに供給されることにより、前記ノズル間隙が外部空間からシールされるとともに、前記ラビリンスから流れ出た前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスにより、前記対向部材の上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと拡がる上部イオン気流が形成されることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項５または６に記載の基板処理装置であって、
    前記イオン発生部が、放電を行うことにより前記イオンを生成する放電針を備え、
    前記対向部材が、前記対向部材フランジ部の前記上面において凹部と凸部とが同心円状に交互に配置される第１凹凸部をさらに備え、
    前記対向部材移動機構が、
    前記対向部材フランジ部の下面と前記上下方向に対向する保持部下部と、
    前記対向部材フランジ部の前記上面と前記上下方向に対向する保持部上部と、
    前記保持部上部の下面において凹部と凸部とが同心円状に交互に配置される第２凹凸部と、
    を備え、
    前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態で、前記第１凹凸部および前記第２凹凸部の一方の凹部内に他方の凸部が間隙を介して配置されることにより前記ラビリンスが形成され、
    前記放電針が、前記保持部上部の内部において、前記第２凹凸部の凹部上面に形成された前記処理雰囲気用ガスの噴射口の内側に配置されることを特徴とする基板処理装置。
  8. 水平状態で基板を保持する基板保持部と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板保持部を回転する基板回転機構と、前記基板の上面に対向するとともに前記中心軸を中心として回転する対向部材と、前記基板の前記上面に処理液を供給する処理液供給部と、前記対向部材の下方の空間である下方空間の径方向中央部に処理雰囲気用ガスを供給するガス供給部と、を備える基板処理装置において基板を処理する基板処理方法であって、
    ａ）前記基板を搬入して前記基板保持部により保持する工程と、
    ｂ）前記対向部材を下方に移動し、前記ａ）工程における位置よりも下方に位置させる工程と、
    ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記基板保持部および前記対向部材を回転させつつ、イオンを生成して前記ガス供給部からの前記処理雰囲気用ガスに供給し、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスを前記下方空間に供給し、前記下方空間の径方向中央部から径方向外方へと拡がるイオン気流を形成する工程と、
    を備え、
    前記ｃ）工程と並行して、前記イオンを含む前記処理雰囲気用ガスを前記対向部材の上面に向かって供給し、前記対向部材の前記上面に沿って径方向中央部から径方向外方へと拡がる上部イオン気流を形成する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
  9. 請求項８に記載の基板処理方法であって、
    前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、
    ｄ）前記処理液供給部から前記基板の前記上面上に前記処理液を供給する工程をさらに備え、
    前記ｃ）工程が、前記ｄ）工程にて前記基板上に供給された前記処理液を、前記基板回転機構による回転により前記基板上から除去する乾燥処理時に行われることを特徴とする基板処理方法。
  10. 請求項９に記載の基板処理方法であって、
    前記ｃ）工程が、前記ｄ）工程よりも前にも行われることを特徴とする基板処理方法。
  11. 請求項８に記載の基板処理方法であって、
    前記イオン気流が形成される前記下方空間が、前記対向部材の下面と前記基板の前記上面との間の空間である処理空間であり、
    ｄ）前記処理液供給部から前記基板の前記上面上に前記処理液を供給する工程をさらに備え、
    前記ｃ）工程が、前記ｄ）工程よりも前に行われることを特徴とする基板処理方法。
  12. 請求項１０または１１に記載の基板処理方法であって、
    前記ｄ）工程よりも前に行われる前記ｃ）工程における前記イオン気流の形成が、前記ｄ）工程において前記ガス供給部から供給される前記処理雰囲気用ガスを利用して行われることを特徴とする基板処理方法。
  13. 請求項８ないし１２のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    前記ｂ）工程において、前記対向部材が前記基板保持部により保持され、
    前記ｃ）工程において、前記基板回転機構により前記対向部材が前記基板保持部と共に回転されることを特徴とする基板処理方法。
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