JP6542594B2 - 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、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板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。
例えば、特許文献１の基板洗浄装置では、ウエハを水平に保持するスピンチャック上に蓋部材が載置され、ウエハと共に回転する。基板の洗浄処理の際には、まず、蓋部材の上方に離間して配置された上ノズルから、蓋部材の回転中心に設けられた開口を介して、回転中の基板上に洗浄液が供給される。洗浄液としては、フッ酸、塩酸、硫酸、リン酸、アンモニア、過酸化水素水等が利用される。続いて、当該上ノズルから回転中の基板上に純水が供給されることにより、基板に付着している洗浄液が洗い流される。基板上に供給された洗浄液や純水は、基板の回転により径方向外方へと移動して基板と蓋部材との間から周囲へと飛散し、スプラッシュガードにより受けられて排出される。その後、基板の乾燥処理の際には、上記上ノズルから窒素（Ｎ２）ガスが吐出され、蓋部材の開口を介してウエハ上に供給される。これにより、蓋部材とウエハとの間の空間における酸素濃度を低下させ、基板の乾燥を促進することができる。
特許第３６２１５６８号公報
ところで、特許文献１のような装置は、通常、基板の処理に利用される薬液を含む薬液雰囲気が外部に拡散しないように、密閉されたチャンバ内に配置される。当該チャンバでは、例えば、上部に設けられたＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）から下方に向けて送風が行われ、チャンバ内のガスはチャンバの下部からチャンバ外に排出される。例えば、ＦＦＵからのガスは、スプラッシュガードの上部開口からスプラッシュガード内に流入し、スプラッシュガードの内側を通過してスプラッシュガードの下方からチャンバ外に排出される。
このような装置では、チャンバに設けられた基板搬出入口を開放する際に、チャンバ内の薬液雰囲気が基板搬出入口から外部に拡散しないように、チャンバ内の圧力が、大気圧よりも低い圧力にておよそ一定に維持されることが好ましい。しかしながら、特許文献１のように基板の処理の際にスピンチャック上に蓋部材が配置される装置では、スプラッシュガードの上部開口からの空気の流入が蓋部材により阻害され、蓋部材よりも上方の空間の圧力が増大する可能性がある。また、チャンバ内の圧力は、基板に対する処理の種類によっても変化することがある。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、チャンバ上部空間の圧力を容易に制御する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、前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、前記対向部材開口を介して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、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出部と、前記カップ部の周囲を囲む筒状の周辺側壁部と、前記周辺側壁部の上端部から前記チャンバの側壁部であるチャンバ側壁部へと環状に広がることにより、前記周辺側壁部と前記チャンバ側壁部との間の空間であるチャンバ下部周辺空間を前記チャンバ内の他の空間から仕切る仕切部と、前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御部とを備え、前記カップ部が、円筒状のカップ側壁部と、前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部とを備え、前記仕切部に開閉可能な仕切開口部が設けられ、前記圧力制御部が、前記仕切開口部の開口率を制御することにより、前記チャンバ内における前記カップ天蓋部および前記仕切部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を制御する。
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、前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態において、前記圧力制御部の制御により、前記チャンバ上部空間の圧力が、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持され、前記対向部材が前記第１の位置から移動されて前記第２の位置に位置する際に、前記圧力制御部が前記仕切開口部の開口率を増大させることにより、前記チャンバ上部空間のガスが、前記チャンバ下部周辺空間へと導かれて前記チャンバ外へと排出され、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持される。
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、前記第２の位置に位置する前記対向部材と前記基板との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスが供給され、前記処理空間への前記処理雰囲気用ガスの供給量が増大する際に、前記圧力制御部が前記仕切開口部の開口率を増大させることにより、前記チャンバ上部空間のガスが、前記チャンバ下部周辺空間へと導かれて前記チャンバ外へと排出され、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持される。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の基板処理装置であって、前記周辺側壁部に側壁開口部が設けられ、前記チャンバ上部空間から前記チャンバ下部周辺空間へと導かれたガスが、前記側壁開口部を介して前記周辺側壁部よりも径方向内方へと導かれ、前記カップ部内のガスと共に前記ガス排出部により前記チャンバ外へと排出される。
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、前記仕切開口部が、前記仕切部の全面に亘って均等に分布する複数の開口を有する。
請求項６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、前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、前記対向部材開口を介して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、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出部と、前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御部とを備え、前記カップ部が、円筒状のカップ側壁部と、前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部とを備え、前記圧力制御部が、前記ガス排出部による排気流量、および、前記ガス導入部による給気流量の少なくとも一方を制御することにより、前記チャンバ内における前記カップ天蓋部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を制御し、前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態において、前記圧力制御部の制御により、前記チャンバ上部空間の圧力が、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持され、前記対向部材が前記第１の位置から移動されて前記第２の位置に位置する際に、前記圧力制御部の制御により、前記ガス排出部による排気流量の増大、および、前記ガス導入部による給気流量の減少の少なくとも一方が実行されることにより、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持される。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の基板処理装置であって、前記第２の位置に位置する前記対向部材と前記基板との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスが供給され、前記処理空間への前記処理雰囲気用ガスの供給量が増大する際に、前記圧力制御部の制御により、前記ガス排出部による排気流量の増大、および、前記ガス導入部による給気流量の減少の少なくとも一方が実行されることにより、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持される。
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記チャンバ上部空間の圧力を測定する圧力測定部をさらに備え、前記圧力測定部の出力に基づいて前記圧力制御部による制御が行われる。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第２の位置に位置する前記対向部材と前記基板との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスを供給する処理雰囲気用ガス供給部と、前記処理空間に連続し、シールガスが供給されることにより前記処理空間を前記チャンバ上部空間からシールするラビリンスとをさらに備える。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の基板処理装置であって、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中央部に前記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、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と、前記対向部材フランジ部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凹凸部とを備え、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凹凸部とをさらに備え、前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態では、前記対向部材フランジ部が前記保持部下部により下側から支持されることにより、前記対向部材が前記対向部材移動機構により保持されて前記基板保持部から上方に離間し、前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態では、前記対向部材が、前記対向部材移動機構から離間し、前記基板保持部により保持されて前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転可能となり、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る。
請求項１１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、前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、前記対向部材開口を介して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、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出部と、前記カップ部の周囲を囲む筒状の周辺側壁部と、前記周辺側壁部と前記チャンバの側壁部であるチャンバ側壁部との間の空間であるチャンバ下部周辺空間を前記チャンバ内の他の空間から仕切る仕切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、前記カップ部が、円筒状のカップ側壁部と、前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部とを備え、前記仕切部に開閉可能な仕切開口部が設けられ、前記基板処理装置において、ａ）前記チャンバ内における前記カップ天蓋部および前記仕切部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持する工程と、ｂ）前記仕切開口部の開口率を制御することにより、前記チャンバ上部空間の圧力を制御する工程とが実行される。
請求項１２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、前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、前記対向部材開口を介して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、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出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、前記カップ部が、円筒状のカップ側壁部と、前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部とを備え、前記基板処理装置において、ａ）前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態において、前記チャンバ内における前記カップ天蓋部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持する工程と、ｂ）前記対向部材が前記第１の位置から移動されて前記第２の位置に位置する際に、前記ガス排出部による排気流量の増大、および、前記ガス導入部による給気流量の減少の少なくとも一方を実行することにより、前記チャンバ上部空間の圧力を前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持する工程とが実行される。
本発明では、チャンバ上部空間の圧力をチャンバ外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
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。 基板の処理の他の流れを示す図である。
図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１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、チャンバ１１とを備える。基板保持部３１、基板回転機構３３、カップ部４、トッププレート５、対向部材移動機構６および処理液ノズル７１は、チャンバ１１の内部に収容される。また、基板処理装置１は、チャンバ１１内の圧力を制御する圧力制御部１２と、チャンバ１１内の圧力を測定する圧力測定部１３とをさらに備える。なお、図２以降の図面では、圧力制御部１２の図示を省略する。
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の上方に配置され、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。各チャック３１２を駆動する構造は、ベース支持部３１４の内部に設けられる。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９を基板保持部３１と共に回転する。
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ガード側壁部４１１および第２ガード側壁部４２１は、カップ部４の側壁部である「カップ側壁部」である。また、第１ガード天蓋部４１２および第２ガード天蓋部４２２は、カップ部４の天蓋部である「カップ天蓋部」である。
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。第１ガード天蓋部４１２の上面および下面はそれぞれ、径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面である。第２ガード天蓋部４２２の上面および下面もそれぞれ、径方向外方に向かうに従って下方に向かう傾斜面である。
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を介してチャンバ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（すなわち、カップ部４内のガス）も排出ポート４４を介してチャンバ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。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。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の下端が、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。また、トッププレート５が第２の位置に位置する状態では、カップ天蓋部（すなわち、第１ガード天蓋部４１２および第２ガード天蓋部４２２）の内周縁が、トッププレート５の対向部材側壁部５１２の外周面と径方向に対向する。
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。
図１および図２に示すように、基板処理装置１は、周辺側壁部８１と、仕切部８２とを備える。周辺側壁部８１は、カップ部４の周囲を囲む筒状の部材である。周辺側壁部８１は、僅かな間隙を介してカップ部４の径方向外側に位置する。以下の説明では、周辺側壁部８１とカップ部４との間の間隙を「カップ外周間隙８３」という。図１および図２に示す例では、周辺側壁部８１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。周辺側壁部８１の上端は、カップ部４の上端よりも少し下側に位置する。
周辺側壁部８１には、側壁開口部８１１が設けられる。側壁開口部８１１は、周辺側壁部８１のおよそ全面に亘って略均等に分布する複数の開口８１２を有する。側壁開口部８１１は、開閉可能である。周辺側壁部８１は、例えば、第１側壁部８１３と、第２側壁部８１４と、側壁開口調節部８１５とを備える。第１側壁部８１３および第２側壁部８１４はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。第２側壁部８１４は、第１側壁部８１３の径方向外側に位置する。第１側壁部８１３と第２側壁部８１４とは径方向に互いに重なる。
図２に示すように、第１側壁部８１３および第２側壁部８１４はそれぞれ、上述の開口８１２に対応する開口を有する。第１側壁部８１３の開口と第２側壁部８１４の開口とが重なることにより、側壁開口部８１１の複数の開口８１２が形成される。また、図１に示すように、第１側壁部８１３の開口と第２側壁部８１４の開口とが重ならない場合、側壁開口部８１１は閉鎖される。側壁開口調節部８１５は、第２側壁部８１４を中心軸Ｊ１を中心として回転させる。側壁開口調節部８１５は、第２側壁部８１４の開口を第１側壁部８１３の開口から周方向にずらすことにより、側壁開口部８１１を開閉し、また、側壁開口部８１１の開口率を変更する。
仕切部８２は、周辺側壁部８１の上端部からチャンバ１１の側壁部であるチャンバ側壁部１１１へと環状に広がる板状の部材である。仕切部８２により、周辺側壁部８１とチャンバ側壁部１１１との間の空間であるチャンバ下部周辺空間１４が、チャンバ１１内の他の空間から仕切られる。また、以下の説明では、チャンバ１１内における仕切部８２および第２ガード天蓋部４２２（すなわち、カップ天蓋部）よりも上方の空間を、「チャンバ上部空間１５」という。上述の圧力測定部１３は、チャンバ上部空間１５の圧力を測定する。図１および図２に示す例では、仕切部８２の上面は、径方向外方（すなわち、中心軸Ｊ１から離れる方向）に向かうに従って上方へと向かう傾斜面である。
仕切部８２には、仕切開口部８２１が設けられる。仕切開口部８２１は、仕切部８２のおよそ全面に亘って略均等に分布する複数の開口８２２を有する。仕切開口部８２１は、開閉可能である。仕切部８２は、例えば、第１仕切部８２３と、第２仕切部８２４と、仕切開口調節部８２５とを備える。第１仕切部８２３および第２仕切部８２４はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略環状の板状部材である。第２仕切部８２４は、第１仕切部８２３の下方に位置する。第１仕切部８２３と第２仕切部８２４とは上下方向に互いに重なる。
図２に示すように、第１仕切部８２３および第２仕切部８２４はそれぞれ、上述の開口８２２に対応する開口を有する。第１仕切部８２３の開口と第２仕切部８２４の開口とが重なることにより、仕切開口部８２１の複数の開口８２２が形成される。また、図１に示すように、第１仕切部８２３の開口と第２仕切部８２４の開口とが重ならない場合、仕切開口部８２１は閉鎖される。仕切開口調節部８２５は、第２仕切部８２４を中心軸Ｊ１を中心として回転させる。仕切開口調節部８２５は、第２仕切部８２４の開口を第１仕切部８２３の開口から周方向にずらすことにより、仕切開口部８２１を開閉し、また、仕切開口部８２１の開口率を変更する。
チャンバ１１の天蓋部であるチャンバ天蓋部１１２には、ＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）７４が設けられる。ＦＦＵ７４は、チャンバ１１の上部に設けられた導入口７４１から、チャンバ１１内にガスを導入するガス導入部である。ＦＦＵ７４から導入されたガスにより、チャンバ１１内に下方に向かうダウンフローが形成される。ＦＦＵ７４によりチャンバ１１内に導入されるガスは、例えば、ドライエアである。
ＦＦＵ７４からチャンバ上部空間１５に供給されたガスの一部は、トッププレート５とカップ天蓋部（すなわち、第１ガード天蓋部４１２および第２ガード天蓋部４２２）の内周縁との間からカップ部４内に流入し、排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。また、ＦＦＵ７４からチャンバ上部空間１５に供給されたガスの一部は、カップ外周間隙８３を介してカップ部４の下方へと導かれ、カップ部４内のガスと共に排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。
図２に示すように、チャンバ１１内において、仕切開口部８２１および側壁開口部８１１が開いている状態では、ＦＦＵ７４からチャンバ上部空間１５に供給されたガスの一部は、仕切開口部８２１を介してチャンバ下部周辺空間１４へと導かれる。チャンバ上部空間１５からチャンバ下部周辺空間１４へと導かれたガスは、側壁開口部８１１を介して周辺側壁部８１よりも径方向内方へと導かれ、カップ部４の下方へと導かれる。そして、カップ部４内のガスと共に排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。
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、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。
基板処理装置１では、トッププレート５が第２の位置に位置する状態（すなわち、基板９の処理が行われる処理空間９０が形成された状態）においてのみ、ラビリンス５７が形成される。処理空間９０とは、第２の位置に位置するトッププレート５と基板９との間の空間である。これにより、トッププレートの上下方向の位置にかかわらずラビリンスが常に設けられる構造の基板処理装置に比べて、基板処理装置１の扁平化（すなわち、上下方向における小型化）を実現することができる。
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。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、ＦＦＵ７４と、ガス排出部７５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、処理液ノズル７１に処理液を供給する。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。
ガス排出部７５は、排出ポート４４に接続され、排出ポート４４を介してカップ部４内のガスを吸引してチャンバ１１外へと排出する。また、ガス排出部７５は、カップ部４の周囲のガスも排出ポート４４を介して吸引してチャンバ１１外へと排出する。ＦＦＵ７４およびガス排出部７５は、圧力制御部１２（図１参照）により制御される。圧力制御部１２は、また、側壁開口調節部８１５および仕切開口調節部８２５（図１および図２参照）も制御する。ガス排出部７５は、例えば、一定の吸引力にてガスを吸引するポンプと、当該ポンプに接続される排気ダクトと、当該排気ダクト内に設けられて排気ダクトの流路面積を変更するダンパを備える。圧力制御部１２によるガス排出部７５の排気流量の制御は、例えば、当該ダンパを駆動して排気ダクトの流路面積を制御することにより行われる。
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、対向部材開口５４を介して第２の位置に位置するトッププレート５と基板９との間の処理空間９０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よりも径方向内側にてラビリンス５７に連続するノズル間隙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（すなわち、チャンバ上部空間１５）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。
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。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。
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。基板処理装置１では、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（すなわち、トッププレート５が対向部材保持部６１により保持されている状態）において、ＦＦＵ７４によりチャンバ１１内にガスが供給され、ガス排出部７５（図５参照）により、チャンバ１１内のガスがチャンバ１１外へと排出される。
チャンバ１１内では、仕切部８２の仕切開口部８２１および周辺側壁部８１の側壁開口部８１１は、例えば、閉鎖されている。このため、ＦＦＵ７４からチャンバ上部空間１５へと供給されたガスは、チャンバ下部周辺空間１４には流入せず、カップ天蓋部の中央開口からカップ部４内の空間に流入し、排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。また、ＦＦＵ７４からチャンバ上部空間１５へと供給されたガスの一部は、カップ外周間隙８３を介して排出ポート４４へと導かれ、排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。なお、仕切開口部８２１および側壁開口部８１１は、比較的低い開口率にて開放されていてもよい。この場合、ＦＦＵ７４からチャンバ上部空間１５へと供給されたガスの一部は、チャンバ下部周辺空間１４を介して排出ポート４４へと導かれ、排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。
基板処理装置１では、圧力測定部１３によりチャンバ上部空間１５の圧力が継続的に測定されており、圧力測定部１３の出力（すなわち、チャンバ上部空間１５の圧力の測定値）に基づいて、圧力制御部１２によるＦＦＵ７４およびガス排出部７５の制御が行われる。これより、チャンバ上部空間１５の圧力が、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力とされ、当該チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持される（ステップＳ１１）。チャンバ１１外の圧力が大気圧である場合、チャンバ上部空間１５の圧力は、大気圧よりも低い負圧に維持される。ＦＦＵ７４によるガス供給量（すなわち、給気流量）、および、ガス排出部７５によるガス排出量（すなわち、排気流量）は、例えば、後述するステップＳ１２〜Ｓ２３の間、所定の量に維持される。
続いて、チャンバ１１のチャンバ上部空間１５に面する搬出入口１１３が開放され、基板９が搬出入口１１３を介してチャンバ１１内に搬入されて基板保持部３１により保持される（ステップＳ１２）。そして、チャンバ１１の搬出入口１１３が閉鎖される。上述のように、チャンバ上部空間１５の圧力はチャンバ１１外の圧力よりも低い。このため、基板９の搬入時において、チャンバ１１内の雰囲気が搬出入口１１３からチャンバ１１外へと流出することを抑制することができる。
次に、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の位置から第２の位置へと下方に移動し、図２に示すように、トッププレート５が基板保持部３１により保持される（ステップＳ１３）。カップ天蓋部の中央開口は、その大部分がトッププレート５により閉塞されるため、チャンバ上部空間１５からカップ部４内へと導かれるガスの流路は小さくなる。
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、ガス供給部７３（図５参照）から処理液ノズル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、ガス供給部７３からガス供給路５８（図３参照）を介して、ラビリンス５７に不活性ガス（すなわち、シールガス）の供給が開始される。処理雰囲気用ガスおよびシールガスは、ＦＦＵ７４から供給されるガスと共にカップ部４等を介して排出ポート４４へと導かれ、排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。
基板処理装置１では、トッププレート５が第１の位置から第２の位置へと移動される際に（すなわち、ステップＳ１３と並行して）、圧力制御部１２（図１参照）により仕切開口調節部８２５および側壁開口調節部８１５が制御されることにより、ステップＳ１１において閉鎖されていた仕切部８２の仕切開口部８２１および周辺側壁部８１の側壁開口部８１１が開放される。ステップＳ１１において仕切開口部８２１および側壁開口部８１１が比較的低い開口率にて開放されていた場合、仕切開口部８２１および側壁開口部８１１は、比較的高い開口率まで開放される。なお、ステップＳ１１において側壁開口部８１１がある程度以上の開口率で開放されていた場合は、側壁開口部８１１の開口率は変更されることなく、仕切開口部８２１の開口率のみが増大されてもよい。
これにより、第２の位置に位置するトッププレート５によりカップ部４内への流入が阻害されたチャンバ上部空間１５のガス（すなわち、ＦＦＵ７４からのガス、および、ラビリンス５７からのシールガス）が、仕切開口部８２１を介してチャンバ下部周辺空間１４へと導かれる。チャンバ下部周辺空間１４へと導かれたガスは、側壁開口部８１１を介して周辺側壁部８１よりも径方向内方へと導かれ、カップ部４内のガスおよびカップ外周間隙８３を通過したガスと共に、ガス排出部７５により排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。その結果、チャンバ上部空間１５の圧力が、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持される。
換言すれば、基板処理装置１では、圧力制御部１２が、仕切開口部８２１の開口率を制御することにより、チャンバ上部空間１５の圧力を容易に制御することができる。具体的には、トッププレート５が第１の位置から移動されて第２の位置に位置する際に、圧力制御部１２が、仕切開口部８２１の開口率を増大させる（ステップＳ１４）。これにより、チャンバ上部空間１５のガスが、トッププレート５が第１の位置に位置する状態よりも多量にチャンバ下部周辺空間１４へと導かれてチャンバ１１外へと排出される。その結果、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。具体的には、トッププレート５が第１の位置から移動されて第２の位置に位置する際に、ＦＦＵ７４による給気流量、および、ガス排出部７５による排気流量をおよそ一定に維持したままで、チャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
ステップＳ１４では、圧力制御部１２による仕切開口部８２１の開口率変更は、好ましくは、圧力測定部１３の出力（すなわち、圧力測定部１３によるチャンバ上部空間１５の圧力の測定値）に基づいて行われる。具体的には、圧力測定部１３の出力が所定の目標圧力におよそ等しくなるように、圧力制御部１２により仕切開口部８２１の開口率が変更される。これにより、チャンバ上部空間１５の圧力制御の精度を向上することができる。したがって、仮にガス排出部７５の排気流量の制御が不安定である場合等であっても、チャンバ上部空間１５の圧力を精度良く制御することができる。圧力制御部１２による仕切開口部８２１の制御は、例えば、チャンバ上部空間１５の圧力の測定値と仕切開口部８２１の開口率との関係を示すテーブル等に基づいて行われてもよい。後述するステップＳ２２における仕切開口部８２１の開口率変更においても同様である。
また、上述のように、トッププレート５が第１の位置から移動されて第２の位置に位置する際には、チャンバ上部空間１５からチャンバ下部周辺空間１４へと導かれたガスが、側壁開口部８１１を介して周辺側壁部８１よりも径方向内方へと導かれ、カップ部４内のガスと共にガス排出部７５によりチャンバ１１外へと排出される。このように、チャンバ１１内のガスの排出機構を共通化することにより、チャンバ下部周辺空間１４内のガスを排出する機構をガス排出部７５とは別に設ける場合に比べて、基板処理装置１の構造を簡素化することができる。
次に、図２に示す基板回転機構３３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Ｓ１５）。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Ｓ１５以降も継続される。そして、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、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Ｓ１６）。
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Ｓ１６において、基板９に対する薬液処理が行われる。なお、第１処理液の供給（ステップＳ１６）は、基板９の回転開始（ステップＳ１５）よりも前に行われてもよい。この場合、静止状態の基板９の上面９１全体に第１処理液がパドル（液盛り）され、第１処理液によるパドル処理が行われる。
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Ｓ１７）。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Ｓ１７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。換言すれば、処理雰囲気用ガスである不活性ガスの処理空間９０への供給量が増大する。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９の回転が所定の時間だけ継続されることにより、基板９の上面９１上から処理液を除去する乾燥処理が行われる（ステップＳ１８）。
上述のように、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大すると、カップ部４内の圧力が増大する。これにより、チャンバ上部空間１５のガスが、トッププレート５とカップ天蓋部との間の間隙（すなわち、チャンバ上部空間１５からカップ部４内へのガスの流路）からカップ部４内に流入することが阻害される。また、カップ部４内のガスが、トッププレート５とカップ天蓋部との間の間隙からチャンバ上部空間１５へと流出する場合もある。
基板処理装置１では、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際に（すなわち、ステップＳ１８と並行して）、圧力制御部１２（図１参照）により仕切開口調節部８２５および側壁開口調節部８１５が制御されることにより、仕切部８２の仕切開口部８２１および周辺側壁部８１の側壁開口部８１１の開口率が増大される。なお、ステップＳ１４において側壁開口部８１１がある程度以上の開口率で開放されていた場合は、側壁開口部８１１の開口率は変更されることなく、仕切開口部８２１の開口率のみが増大されてもよい。
これにより、カップ部４内への流入が阻害されたチャンバ上部空間１５のガスが、より効率良く、仕切開口部８２１を介してチャンバ下部周辺空間１４へと導かれる。また、カップ部４内からチャンバ上部空間１５へと流出したガスも、仕切開口部８２１を介してチャンバ下部周辺空間１４へと導かれる。チャンバ下部周辺空間１４へと導かれたガスは、側壁開口部８１１を介して周辺側壁部８１よりも径方向内方へと導かれ、カップ部４内のガスおよびカップ外周間隙８３を通過したガスと共に、ガス排出部７５により排出ポート４４を介してチャンバ１１外へと排出される。その結果、チャンバ上部空間１５の圧力が、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持される。
換言すれば、基板処理装置１では、圧力制御部１２が、仕切開口部８２１の開口率を制御することにより、チャンバ上部空間１５の圧力を容易に制御することができる。具体的には、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際に、圧力制御部１２が、仕切開口部８２１の開口率を増大させる（ステップＳ１９）。これにより、チャンバ上部空間１５のガスが、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する前よりも多量にチャンバ下部周辺空間１４へと導かれてチャンバ１１外へと排出される。その結果、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。具体的には、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際に、ＦＦＵ７４による給気流量、および、ガス排出部７５による排気流量をおよそ一定に維持したままで、チャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
ステップＳ１９では、圧力制御部１２による仕切開口部８２１の開口率変更は、好ましくは、圧力測定部１３の出力（すなわち、圧力測定部１３によるチャンバ上部空間１５の圧力の測定値）に基づいて行われる。具体的には、圧力測定部１３の出力が所定の目標圧力におよそ等しくなるように、圧力制御部１２により仕切開口部８２１の開口率が変更される。これにより、チャンバ上部空間１５の圧力制御の精度を向上することができる。したがって、仮にガス排出部７５の排気流量の制御が不安定である場合等であっても、チャンバ上部空間１５の圧力を精度良く制御することができる。圧力制御部１２による仕切開口部８２１の制御は、例えば、チャンバ上部空間１５の圧力の測定値と仕切開口部８２１の開口率との関係を示すテーブル等に基づいて行われてもよい。
また、上述のように、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際には、チャンバ上部空間１５からチャンバ下部周辺空間１４へと導かれたガスが、側壁開口部８１１を介して周辺側壁部８１よりも径方向内方へと導かれ、カップ部４内のガスと共にガス排出部７５によりチャンバ１１外へと排出される。このように、チャンバ１１内のガスの排出機構を共通化することにより、チャンバ下部周辺空間１４内のガスを排出する機構をガス排出部７５とは別に設ける場合に比べて、基板処理装置１の構造を簡素化することができる。
上述のように、基板処理装置１では、トッププレート５の位置が第１の位置から第２の位置へと変化する際に、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。このように、トッププレート５の位置にかかわらずチャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持してチャンバ上部空間１５の圧力変動を抑制することにより、トッププレート５の位置変化による処理空間９０における雰囲気の変化（例えば、気流の乱れ等）を抑制することができる。また、基板処理装置１では、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際にも、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。このように、処理空間９０への処理雰囲気用ガスの供給量にかかわらずチャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持してチャンバ上部空間１５の圧力変動を抑制することにより、処理雰囲気用ガスの供給量の変化による処理空間９０における雰囲気の変化（例えば、気流の乱れ等）を抑制することができる。その結果、処理空間９０における基板９に対する処理（例えば、薬液処理、洗浄処理、乾燥処理）の質を向上することができる。
また、チャンバ上部空間１５の圧力変動が抑制されることにより、処理空間９０をチャンバ上部空間１５からシールするラビリンス５７を好適に維持することができる。その結果、チャンバ上部空間１５の雰囲気がノズル間隙５６を介して処理空間９０へと侵入することを抑制することができる。
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。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Ｓ２１）。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。これにより、カップ天蓋部の中央開口が大きく開放され、チャンバ上部空間１５からカップ部４内へと導かれるガスの流路が大きくなる。
基板処理装置１では、トッププレート５が第２の位置から第１の位置へと移動される際に（すなわち、ステップＳ２１と並行して）、圧力制御部１２により仕切開口調節部８２５および側壁開口調節部８１５が制御されることにより、仕切部８２の仕切開口部８２１および周辺側壁部８１の側壁開口部８１１が閉鎖される。あるいは、仕切開口部８２１および側壁開口部８１１が開放された状態で、仕切開口部８２１（および側壁開口部８１１）の開口率が減少される。
このように、基板処理装置１では、トッププレート５が第２の位置から移動されて第１の位置に位置する際に、圧力制御部１２は、仕切開口部８２１の開口率を減少させる（ステップＳ２２）。チャンバ１１内では、上述のように、カップ天蓋部の中央開口が大きく開放されるため、トッププレート５が第２の位置に位置する状態においてチャンバ下部周辺空間１４へと流入していたガスが、カップ部４内へと導かれてチャンバ１１外へと排出される。これにより、トッププレート５が第２の位置から移動されて第１の位置に位置する際にも、ＦＦＵ７４による給気流量、および、ガス排出部７５による排気流量をおよそ一定に維持したままで、チャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
その後、チャンバ１１のチャンバ上部空間１５に面する搬出入口１１３が開放され、基板９が搬出入口１１３を介してチャンバ１１から搬出される（ステップＳ２３）。基板処理装置１では、上述のように、基板９に対する処理（例えば、薬液処理、洗浄処理、乾燥処理）が行われている間、チャンバ上部空間１５の圧力がチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持されている。このため、基板９の搬出時においても、チャンバ１１内の雰囲気が搬出入口１１３からチャンバ１１外へと流出することを抑制することができる。また、基板９に対する処理の終了後、チャンバ上部空間１５の圧力を調節することなく、速やかに搬出入口１１３を開放して基板９の搬出を行うことができる。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Ｓ１２〜Ｓ２３が順次行われ、複数の基板９が順次処理される。
基板処理装置１では、上述のように、仕切開口部８２１が、仕切部８２のおよそ全面に亘って略均等に分布する複数の開口８２２を有する。このため、仕切開口部８２１を開放した状態において、カップ部４の周囲における気流の均一性を向上することができる。これにより、チャンバ上部空間１５からトッププレート５とカップ天蓋部との間の間隙（すなわち、チャンバ上部空間１５からカップ部４内へのガスの流路）へと向かうガスの流れの周方向における均一性を向上することができる。その結果、処理空間９０における雰囲気の変化（例えば、気流の乱れ等）を、より一層抑制することができる。
図９は、基板処理装置１における基板９の処理の他の好ましい流れを示す図である。図９に示す処理では、トッププレート５が第１の位置から移動されて第２の位置に位置する際に（ステップＳ１３）、図７に示すステップＳ１４に代えて、ステップＳ３１が並行して行われる。具体的には、仕切開口部８２１の開口率を変更することなく、圧力制御部１２により、ＦＦＵ７４による給気流量、および、ガス排出部７５による排気流量の少なくとも一方が制御されることにより、チャンバ上部空間１５の圧力が容易に制御される。さらに具体的には、圧力制御部１２により、ＦＦＵ７４による給気流量の減少、および、ガス排出部７５による排気流量の増大の少なくとも一方が実行される（ステップＳ３１）。これにより、チャンバ上部空間１５からカップ部４へのガスの流路であるカップ天蓋部の中央開口の大部分がトッププレート５により閉塞された状態であっても、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
また、図９に示す処理では、ステップＳ１８の乾燥処理において、処理雰囲気用ガスである不活性ガスの処理空間９０への供給量が増大する際に、図７に示すステップＳ１９に代えて、ステップＳ３２が並行して行われる。具体的には、仕切開口部８２１の開口率を変更することなく、圧力制御部１２により、ＦＦＵ７４による給気流量、および、ガス排出部７５による排気流量の少なくとも一方が制御されることにより、チャンバ上部空間１５の圧力が容易に制御される。さらに具体的には、圧力制御部１２により、ＦＦＵ７４による給気流量の減少、および、ガス排出部７５による排気流量の増大の少なくとも一方が実行される（ステップＳ３２）。これにより、処理空間９０への処理雰囲気用ガスの供給量が増大する場合であっても、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
図９に示す処理では、トッププレート５が第２の位置から移動されて第１位置に位置する際に（ステップＳ２１）、図７に示すステップＳ２２に代えて、ステップＳ３３が並行して行われる。具体的には、仕切開口部８２１の開口率を変更することなく、圧力制御部１２によりＦＦＵ７４およびガス排出部７５の少なくとも一方が制御され、ＦＦＵ７４による給気流量の増大、および、ガス排出部７５による排気流量の減少の少なくとも一方が実行される（ステップＳ３３）。チャンバ１１内では、上述のように、カップ天蓋部の中央開口が大きく開放されるため、チャンバ上部空間１５のガスが当該中央開口を介してカップ部４内へと導かれてチャンバ１１外へと排出される。これにより、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。
このように、基板処理装置１では、ステップＳ３１〜Ｓ３３が行われる場合であっても、トッププレート５の位置にかかわらずチャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持してチャンバ上部空間１５の圧力変動を抑制することことができる。これにより、トッププレート５の位置変化による処理空間９０における雰囲気の変化（例えば、気流の乱れ等）を抑制することができる。また、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際にも、チャンバ上部空間１５の圧力を、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に容易に維持することができる。このように、処理空間９０への処理雰囲気用ガスの供給量にかかわらずチャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持してチャンバ上部空間１５の圧力変動を抑制することにより、処理雰囲気用ガスの供給量の変化による処理空間９０における雰囲気の変化（例えば、気流の乱れ等）を抑制することができる。その結果、処理空間９０における基板９に対する処理（例えば、薬液処理、洗浄処理、乾燥処理）の質を向上することができる。
また、チャンバ上部空間１５の圧力変動が抑制されることにより、処理空間９０をチャンバ上部空間１５からシールするラビリンス５７を好適に維持することができる。その結果、チャンバ上部空間１５の雰囲気がノズル間隙５６を介して処理空間９０へと侵入することを抑制することができる。
上述のステップＳ３１，Ｓ３２では、圧力制御部１２によるＦＦＵ７４およびガス排出部７５の少なくとも一方の制御は、好ましくは、圧力測定部１３の出力（すなわち、圧力測定部１３によるチャンバ上部空間１５の圧力の測定値）に基づいて行われる。具体的には、圧力測定部１３の出力が所定の目標圧力におよそ等しくなるように、圧力制御部１２により、ＦＦＵ７４による給気流量の減少、および、ガス排出部７５による排気流量の増大の少なくとも一方が実行される。これにより、チャンバ上部空間１５の圧力制御の精度を向上することができる。圧力制御部１２によるＦＦＵ７４およびガス排出部７５の少なくとも一方の制御は、例えば、チャンバ上部空間１５の圧力の測定値と、ＦＦＵ７４による給気流量およびガス排出部７５による排気流量の少なくとも一方との関係を示すテーブル等に基づいて行われてもよい。ステップＳ３３におけるＦＦＵ７４およびガス排出部７５の少なくとも一方の制御においても同様である。
上記基板処理装置１では、様々な変更が可能である。
例えば、仕切部８２における仕切開口部８２１の開口率を変更する機構は、上述の機構に限定されず、様々に変更されてよい。周辺側壁部８１における側壁開口部８１１の開口率を変更する機構も、上述の機構に限定されず、様々に変更されてよい。
基板処理装置１では、チャンバ上部空間１５の圧力をチャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持することができるのであれば、圧力測定部１３は省略されてもよい。また、チャンバ上部空間１５の圧力は、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持されるのであれば、必ずしも一定の圧力にされる必要はない。
基板処理装置１では、チャンバ上部空間１５からチャンバ下部周辺空間１４に流入したガスは、必ずしも、カップ部４内のガスを排出するガス排出部７５によりチャンバ１１外へと排出される必要はない。例えば、ガス排出部７５とは独立した他のガス排出部がチャンバ下部周辺空間１４に接続され、当該他のガス排出部によりチャンバ下部周辺空間１４内のガスがチャンバ１１外に排出されてもよい。この場合、周辺側壁部８１から側壁開口部８１１が省略されてよい。
ラビリンス５７は、必ずしも、対向部材フランジ部５２２の第１凹凸部５５と対向部材保持部６１の第２凹凸部６１５とにより形成される必要はない。ラビリンス５７の形状および配置は、様々に変更されてよい。また、ラビリンス５７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。トッププレート５は、必ずしも、基板保持部３１に保持されて基板回転機構３３により基板９と共に回転する必要はなく、基板回転機構３３から独立した他の回転機構により回転されてもよい。また、トッププレート５は、回転しなくてもよい。
カップ部４は、１つ、または、３つ以上のガードを備えていてもよい。カップ部４が備えるガードが１つである場合、当該ガードのガード側壁部およびガード天蓋部が、カップ部４のカップ側壁部およびカップ天蓋部となる。
基板処理装置１では、ステップＳ１２およびステップＳ２３において搬出入口１１３が開放されている間、ガス排出部７５による排気流量が一時的に増大されてもよい。
図７に示す基板９の処理では、ステップＳ１９は、必ずしもステップＳ１８の乾燥処理と並行して行われる必要はなく、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際であれば、いずれのタイミングで行われてもよい。また、処理空間９０への不活性ガスの供給量増大により、チャンバ上部空間１５の圧力が一時的に増大する場合等、ステップＳ１９にて仕切開口部８２１の開口率が増大することによりチャンバ上部空間１５からチャンバ下部周辺空間１４へと導かれたガスは、必ずしも、側壁開口部８１１を介して周辺側壁部８１よりも径方向内方へと導かれる必要はない。この場合であっても、チャンバ上部空間１５のガスの一部がチャンバ下部周辺空間１４へと導かれることにより、チャンバ上部空間１５の圧力の一時的増大を緩和することができる。その結果、チャンバ上部空間１５の圧力が、チャンバ１１外の圧力よりも低い圧力に維持される。図７に示す基板９の処理では、ステップＳ１４およびステップＳ１９のうち一方のステップのみが行われてもよい。
基板処理装置１では、図９に示すステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３を含む処理が行われる場合、仕切開口部８２１および側壁開口部８１１の開口率を調節する仕切開口調節部８２５および側壁開口調節部８１５は省略されてもよい。また、仕切部８２および周辺側壁部８１から、仕切開口部８２１および側壁開口部８１１が省略されてもよい。
図９に示す基板９の処理では、ステップＳ３２は、必ずしもステップＳ１８の乾燥処理と並行して行われる必要はなく、処理空間９０への不活性ガスの供給量が増大する際であれば、いずれのタイミングで行われてもよい。また、図９に示す基板９の処理では、ステップＳ３１およびステップＳ３２のうち一方のステップのみが行われてもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
１ 基板処理装置
４ カップ部
５ トッププレート
６ 対向部材移動機構
９ 基板
１１ チャンバ
１２ 圧力制御部
１３ 圧力測定部
１４ チャンバ下部周辺空間
１５ チャンバ上部空間
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
５７ ラビリンス
７２ 処理液供給部
７３ ガス供給部
７４ ＦＦＵ
７５ ガス排出部
８１ 周辺側壁部
８２ 仕切部
９１ （基板の）上面
１１１ チャンバ側壁部
４１１ 第１ガード側壁部
４１２ 第１ガード天蓋部
４２１ 第２ガード側壁部
４２２ 第２ガード天蓋部
５２１ 対向部材筒部
５２２ 対向部材フランジ部
６１１ 保持部本体
６１３ フランジ支持部
６１５ 第２凹凸部
７４１ 導入口
８１１ 側壁開口部
８２１ 仕切開口部
８２２ （仕切開口部の）開口
Ｊ１ 中心軸
Ｓ１１〜Ｓ２３，Ｓ３１〜Ｓ３３ ステップ

Claims (12)

  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、
    前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、
    上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、
    前記対向部材開口を介して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、
    前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、
    前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、
    前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、
    前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、
    前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出部と、
    前記カップ部の周囲を囲む筒状の周辺側壁部と、
    前記周辺側壁部の上端部から前記チャンバの側壁部であるチャンバ側壁部へと環状に広がることにより、前記周辺側壁部と前記チャンバ側壁部との間の空間であるチャンバ下部周辺空間を前記チャンバ内の他の空間から仕切る仕切部と、
    前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御部と、
    を備え、
    前記カップ部が、
    円筒状のカップ側壁部と、
    前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部と、
    を備え、
    前記仕切部に開閉可能な仕切開口部が設けられ、
    前記圧力制御部が、前記仕切開口部の開口率を制御することにより、前記チャンバ内における前記カップ天蓋部および前記仕切部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を制御す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、
    前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態において、前記圧力制御部の制御により、前記チャンバ上部空間の圧力が、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持され、
    前記対向部材が前記第１の位置から移動されて前記第２の位置に位置する際に、前記圧力制御部が前記仕切開口部の開口率を増大させることにより、前記チャンバ上部空間のガスが、前記チャンバ下部周辺空間へと導かれて前記チャンバ外へと排出され、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持さ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、
    前記第２の位置に位置する前記対向部材と前記基板との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスが供給され、前記処理空間への前記処理雰囲気用ガスの供給量が増大する際に、前記圧力制御部が前記仕切開口部の開口率を増大させることにより、前記チャンバ上部空間のガスが、前記チャンバ下部周辺空間へと導かれて前記チャンバ外へと排出され、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持されることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項２または３に記載の基板処理装置であって、
    前記周辺側壁部に側壁開口部が設けられ、
    前記チャンバ上部空間から前記チャンバ下部周辺空間へと導かれたガスが、前記側壁開口部を介して前記周辺側壁部よりも径方向内方へと導かれ、前記カップ部内のガスと共に前記ガス排出部により前記チャンバ外へと排出さ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、
    前記仕切開口部が、前記仕切部の全面に亘って均等に分布する複数の開口を有することを特徴とする基板処理装置。
  6. 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、
    前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、
    上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、
    前記対向部材開口を介して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、
    前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、
    前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、
    前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、
    前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、
    前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出部と、
    前記チャンバ内の圧力を制御する圧力制御部と、
    を備え、
    前記カップ部が、
    円筒状のカップ側壁部と、
    前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部と、
    を備え、
    前記圧力制御部が、前記ガス排出部による排気流量、および、前記ガス導入部による給気流量の少なくとも一方を制御することにより、前記チャンバ内における前記カップ天蓋部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を制御し、
    前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態において、前記圧力制御部の制御により、前記チャンバ上部空間の圧力が、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持され、
    前記対向部材が前記第１の位置から移動されて前記第２の位置に位置する際に、前記圧力制御部の制御により、前記ガス排出部による排気流量の増大、および、前記ガス導入部による給気流量の減少の少なくとも一方が実行されることにより、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持されることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項６に記載の基板処理装置であって、
    前記第２の位置に位置する前記対向部材と前記基板との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスが供給され、前記処理空間への前記処理雰囲気用ガスの供給量が増大する際に、前記圧力制御部の制御により、前記ガス排出部による排気流量の増大、および、前記ガス導入部による給気流量の減少の少なくとも一方が実行されることにより、前記チャンバ上部空間の圧力が前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持されることを特徴とする基板処理装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記チャンバ上部空間の圧力を測定する圧力測定部をさらに備え、
    前記圧力測定部の出力に基づいて前記圧力制御部による制御が行われることを特徴とする基板処理装置。
  9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記第２の位置に位置する前記対向部材と前記基板との間の空間である処理空間に処理雰囲気用ガスを供給する処理雰囲気用ガス供給部と、
    前記処理空間に連続し、シールガスが供給されることにより前記処理空間を前記チャンバ上部空間からシールするラビリンスと、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  10. 請求項９に記載の基板処理装置であって、
    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中央部に前記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、
    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と、
    前記対向部材フランジ部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凹凸部と、
    を備え、
    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、
    をさらに備え、
    前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態では、前記対向部材フランジ部が前記保持部下部により下側から支持されることにより、前記対向部材が前記対向部材移動機構により保持されて前記基板保持部から上方に離間し、
    前記対向部材が前記第２の位置に位置する状態では、前記対向部材が、前記対向部材移動機構から離間し、前記基板保持部により保持されて前記基板回転機構により前記基板保持部と共に回転可能となり、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ることを特徴とする基板処理装置。
  11. 水平状態で基板を保持する基板保持部と、前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、前記対向部材開口を介して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、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出部と、前記カップ部の周囲を囲む筒状の周辺側壁部と、前記周辺側壁部と前記チャンバの側壁部であるチャンバ側壁部との間の空間であるチャンバ下部周辺空間を前記チャンバ内の他の空間から仕切る仕切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、
    前記カップ部が、
    円筒状のカップ側壁部と、
    前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部と、
    を備え、
    前記仕切部に開閉可能な仕切開口部が設けられ、
    前記基板処理装置において、
    ａ）前記チャンバ内における前記カップ天蓋部および前記仕切部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持する工程と、
    ｂ）前記仕切開口部の開口率を制御することにより、前記チャンバ上部空間の圧力を制御する工程と、
    が実行されることを特徴とする基板処理方法。
  12. 水平状態で基板を保持する基板保持部と、前記基板の上面に対向するとともに中央部に対向部材開口が設けられる対向部材と、上下方向を向く中心軸を中心として前記基板を前記基板保持部と共に回転させる基板回転機構と、前記対向部材開口を介して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、前記基板保持部の周囲に配置されて前記基板からの処理液を受けるカップ部と、前記対向部材を保持し、前記上下方向の第１の位置と前記第１の位置よりも下方の第２の位置との間で移動する対向部材移動機構と、前記基板保持部、前記対向部材および前記カップ部を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの上部に設けられた導入口から前記チャンバ内にガスを導入するガス導入部と、前記カップ部内のガスを吸引して前記チャンバ外へと排出するガス排出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、
    前記カップ部が、
    円筒状のカップ側壁部と、
    前記カップ側壁部の上端部から径方向内方に広がり、内周縁が前記第２の位置に位置する前記対向部材の外周面と径方向に対向する円環板状のカップ天蓋部と、
    を備え、
    前記基板処理装置において、
    ａ）前記対向部材が前記第１の位置に位置する状態において、前記チャンバ内における前記カップ天蓋部よりも上方の空間であるチャンバ上部空間の圧力を、前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持する工程と、
    ｂ）前記対向部材が前記第１の位置から移動されて前記第２の位置に位置する際に、前記ガス排出部による排気流量の増大、および、前記ガス導入部による給気流量の減少の少なくとも一方を実行することにより、前記チャンバ上部空間の圧力を前記チャンバ外の圧力よりも低い圧力に維持する工程と、
    が実行されることを特徴とする基板処理方法。
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