JP7027284B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、回転する基板に処理液を供給して基板処理を行う、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成する過程で、現像液、エッチング液、剥離液、洗浄液等の各種の処理液が基板上に供給される。このような基板処理を行った各種処理液を再利用や分別廃棄のために分離回収するスピン処理装置が開示されている（特許文献１）。
特許第３９４８９６３号公報
特許文献１に記載のスピン処理装置は、基板に付着するパーティクル数を最小限とするために、処理室内で発生したミスト（ｍｉｓｔ）を吸引することで処理室外に排出するようにしている。
ところで、スピン処理装置においては、処理中に発生したミストを効率よく処理室外に排出することが望まれる。また、上記した各種処理液に、酸性のエッチング液、アルカリ性の洗浄液等が含まれていると、処理室内や排気路において酸とアルカリによる反応で塩（salt）が生成されて、処理室内の清浄度の悪化や排出管への付着による排出の低下を招くおそれがある。酸性の処理液による処理とアルカリ性の処理液による処理とでそれぞれ処理装置を別個にすれば塩の生成を回避することは可能であるが、装置面積や経費等が増大し、生産性が悪化することとなる。
本発明は、ミストの回収を効率よく行なうこと、そして、特に酸性の処理液とアルカリ性の処理液を用いる場合であっても、排気路や処理室内での酸及びアルカリのミストによる塩の生成を抑え、同一処理室内での各種処理液による基板処理が可能となる基板処理装置及び基板処理方法の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る基板処理装置は、
基板に複数種の処理液を順次供給して基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板の処理が行われる処理室と、
前記処理室の内部で前記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
前記回転テーブルに保持され回転状態の前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
前記処理液のミストを、前記処理室から外部へ流出させる、それぞれ開閉可能なゲート付きの、第１の排気路と第２の排気路と、
前記基板の回転方向に応じて前記ゲートの開閉を切り替えるゲート開閉切替手段と、
を有し、
前記ゲート開閉切替手段は、
前記基板が第１の方向に回転する第１の状態下では、前記第１の状態下で発生する旋回気流に対向する位置にある前記第１の排気路のゲートを開くと共に、前記第２の排気路のゲートを閉じ、
前記基板が前記第１の方向と逆方向となる第２の方向に回転する第２の状態下では、前記第２の状態下で発生する旋回気流に対向する位置にある前記第２の排気路のゲートを開くと共に、前記第１の排気路のゲート閉じることを特徴とする。
さらに、本発明に係る基板処理方法は、
基板に複数種の処理液を順次供給して基板を処理する基板処理方法であって、
処理室内から第１の処理液のミストを外部へ排気する第１の排気路のゲートを開き、回転テーブルに保持された前記基板を第１の方向に回転させて前記第１の処理液を供給する第１の工程と、
前記第１の処理液の供給を停止して前記回転テーブルに保持された前記基板の前記第１の方向の回転を停止させた後に、前記回転テーブルに保持された前記基板を前記第１の方向と反対方向の第２の方向に回転させる第２の工程と、
前記第１の排気路のゲートを閉じると共に、前記処理室内から第２の処理液のミストを外部へ排気する第２の排気路のゲートを開き、前記回転テーブルに保持された前記基板に前記第２の処理液を供給する第３の工程と、
を有する構成である。
本発明によれば、ミストの回収を効率よく行なうことができる。また、酸性処理液による処理とアルカリ性処理液による処理とを行なう場合であっても、同一の処理室内での処理を可能とする。
本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図１のＢ－Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態に係る基板処理装置の内部を示す概略斜視図である。 基板処理の手順を示すフロー図である。 基板処理工程中の一工程を示す概略斜視図である。 基板処理工程中の一工程を示す概略斜視図である。 基板処理工程中の一工程を示す概略斜視図である。 基板の回転により発生する旋回気流の方向と排気路のゲートとの配置関係を示す平面模式図である。 図９と反対方向に回転する基板により発生する旋回気流の方向と排気路のゲートとの配置関係を示す平面模式図である。
以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について図面を用いて説明する。
本発明の実施の形態に係る基板処理装置１１の基本的な構造が、図１乃至図４に示される。
図１において、基板処理装置１１は、四角柱形状の架台１２（二点鎖線で示す）と、架台１２の上に設けた枠体（不図示）の内側に配置された四角柱形状の処理室１３と、を備えている。
処理室１３の内部の中心部には、処理室１３内に搬入された基板Ｗを保持して回転する回転テーブル１５と、回転テーブル１５の周囲に位置する、上部を開口部とする環状のカップ体１７と、が設けられている。処理室１３は、４つの側面を有する。図示例では、４つの側面が、透明性を有する部材であるとして記載している。対向する一対の側面１６ａ、１６ｂ（図３参照）の一方の側面１６ａには、処理室１３へ基板Ｗを出し入れするために、開閉可能ゲート（ｇａｔｅ）を備えた出入口１８が形成されている。この出入口１８が形成された側面１６ａの両側に位置する側面１９ａ、１９ｂ（図２参照）には、処理室１３の下部から上部へ向けて排気する排気路がそれぞれ２個ずつ設けられている。具体的には、側面１９ａ側には排気路２２ａ、２２ｂが、側面１９ｂ側には排気路２２ｃ、２２ｄが設けられている。排気路２２ａ～２２ｄは、その上部に位置する排気ダクト２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄにそれぞれ接続して連通している。排気ダクト２５ａ～２５ｄはその上端に向って横断面が縮小する形状であり、上端で円筒形状の管体２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄに接続して連通している。管体２７ａ～２７ｄの先には、それぞれ処理室１３からの排気を行う排気ファン（不図示）が設けられている。なお、出入口１８のゲートの開閉機構（不図示）は、制御部７０に電気的に接続されており、そのゲートの開閉駆動を制御部７０に記憶された基板処理情報や各種プログラムに基づいて制御される。
処理室１３の天井部には、基板処理装置１１が配置されるクリーンルーム内に供給される清浄空気をさらに清浄化して処理室１３内に供給するファンフィルタユニット３１が設けられている。このファンフィルタユニット３１を介して処理室１３内にダウンフロー供給された清浄空気は、後述するように基板Ｗに供給された処理液により発生したミストとともに、上記排気ファンにより排気路２２（２２ａ～２２ｄ）、排気ダクト２５（２５ａ～２５ｄ）及び管体２７（２７ａ～２７ｄ）を通じて外部へ排出される。ファンフィルタユニット３１からは常時、処理室１３内へ清浄空気が供給され、排気ファンも常時稼働している。
処理室１３の底面１４には開口部３３が形成され（図２参照）、この開口部３３の直下に回転テーブル１５を回転させる駆動モータ３５が設けられている。駆動モータ３５は、開口部３３を貫通する回転軸３６を有する（図２参照）。駆動モータ３５は、制御部７０に電気的に接続され、その駆動を制御部７０に記憶された基板処理情報や各種プログラムに基づいて制御される。
カップ体１７は、環状の垂直壁と、この垂直壁の上端から径方向に向けて立ち上がるように傾斜する環状の傾斜壁とを有する上部カップ体１７ａと、上部カップ体１７ａよりも下部で径方向基板Ｗ側に位置し、環状の垂直壁と、この垂直壁の上端から径方向に向けて立ち上がりように傾斜する環状の傾斜壁とを有する下部カップ体１７ｂとを備えている。上部カップ体１７ａには、上部カップ体１７ａを昇降させる、不図示のシリンダより伸びるロッド３８ａが接続されており、同様に下部カップ体１７ｂには、下部カップ体１７ｂを昇降させる、不図示のシリンダより伸びるロッド３８ｂが接続されている。上部カップ体１７ａ、下部カップ体１７ｂを昇降させることで、基板Ｗの搬入、処理液の分離回収、基板Ｗの搬出が可能となっている。基板Ｗに供給された処理液はカップ体１７ａ、１７ｂにより分離され、カップ体１７ａ、１７ｂの下部に設けた排液路（不図示）に流入して回収又は廃棄される。上部カップ体１７ａの側面は、処理室１３を上下に仕切る中仕切部２４の開口に嵌め込まれている。なお、ロッド３８ａ、３８ｂを上下動させる不図示の伸縮シリンダは、制御部７０に電気的に接続されており、その駆動を制御部７０に記憶された基板処理情報や各種プログラムに基づいて制御される。
処理室１３の側面１９ａ側には、側面１９ａと所定の間隔を設けた位置に側面１９ａと平行な内壁２０ａが設けられ、更に側面１９ａと内壁２０ａとで形成された空間を２等分するように上下方向に延びる仕切壁２１ａが設けられて、側面１９ａ側に排気路２２ａ、２２ｂが形成される。同様に、処理室１３の側面１９ｂには、側面１９ｂと所定の間隔を設けた位置に側面１９ｂと平行な内壁２０ｂが設けられ、更に側面１９ｂと内壁２０ｂとで形成された空間を２等分するように上下方向に延びる仕切壁２１ｂが設けられて、側面１９ｂ側に排気路２２ｃ、２２ｄが形成される。
排気路２２ａ～２２ｄは、それぞれ内壁２０ａ、２０ｂの下部に方形状の開口部４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ（図１、図９参照）が形成され、この開口部４１ａ～４１ｄ毎に、開口部４１ａ～４１ｄの開閉を行うゲート部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄが設けられている。ゲート部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、方形状の遮蔽板（ｇａｔｅ）４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄと、遮蔽板４５ａ～４５ｄに固着された、上下方向を軸方向とする棒状の支持軸４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄと、遮蔽板４５ａ～４５ｄを上下に昇降させるために、支持軸４６ａ～４６ｄに接続された昇降シリンダ（ロッド）４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄを有する。つまり、排気路２２ａ～２２ｄごとに対応して、遮蔽板４５ａ～４５ｄが設けられていることになる。ゲート部４３ａ～４３ｄによる開口部４１ａ～４１ｄの開口範囲（開口量）は、制御部７０により、基板Ｗの回転速度（回転数）に応じて排気に最適となる開口範囲に制御することができる。基板Ｗの回転速度（回転数）が速くなるとミストを含む気体の旋回速度もそれにつれて速くなり、逆に基板Ｗの回転速度が遅くなると気体の旋回速度も遅くなるので、処理室１３内のパーティクルの発生を抑えた効率の良い排気となるように、開口部４１ａ～４１ｄの開口範囲を遮蔽板４５ａ～４５ｄの昇降位置の調整により制御する。気体の旋回速度に対して開口部４１ａ～４１ｄの開口範囲が大き過ぎると、排気路２２ａ～２２ｄ内の気体の流速が遅くなり十分な排気ができず、処理室１３内にパーティクルが発生し易くなる。一方、気体の旋回速度に対して開口部４１ａ～４１ｄの開口範囲が小さ過ぎると、排気路２２ａ～２２ｄ内の気体の流速が速くなり、気体中のミストが液滴状となって処理室１３内や排気路２２ａ～２２ｄ内に付着してしまうからである。特に、処理室１３内に処理液が付着すると他の処理液による基板処理によって処理室１３内で塩が生成されるおそれもある。そのため、基板Ｗの回転速度（回転数）に最適な開口範囲となるように遮蔽板４５ａ～４５ｄの昇降位置を調整するように制御する。例えば、基板Ｗの回転速度毎に、あるいは基板Ｗの回転速度に加え、基板Ｗの回転方向も加味して遮蔽板４５ａ～４５ｄの最適な開口範囲を予め実験等によって求めて制御部７０の記憶部に記憶させておく。制御部７０は、設定された基板Ｗの回転速度や回転方向に応じた、遮蔽板４５ａ～４５ｄの開口範囲を記憶部から呼び出し、その開口範囲となるように遮蔽板４５ａ～４５ｄの各昇降位置を調整するようにしても良い。なお、昇降シリンダ４８ａ～４８ｄは、制御部７０に電気的に接続されており、その駆動を制御部７０に記憶された基板処理情報や各種プログラムに基づいて制御される。昇降シリンダ４８ａ～４８ｄと制御部７０とでゲート開閉切替手段を構成する。
基板Ｗを間に挟んで対角線上に位置する、一対の排気路２２ａ、２２ｃは第１の排気路を構成し、同じく基板を間に挟んで対角線上に位置する、一対の排気路２２ｂ、２２ｄは第２の排気路を構成する（図９、図１０参照）。詳細は後述するが、本実施の形態では、基板Ｗに供給する処理液を変えると、回転テーブル１５の回転方向を変えるので、排気（ミストの回収）を効率よく行うために、基板Ｗの回転方向に応じて排気路２２ａ～２２ｄを選択する。例えば、平面視で、基板Ｗを反時計方向に回転させた状態で、第１の処理液である酸性の処理液（例えばエッチング液）を基板Ｗに供給するときは、第２の排気路２２ｂ、２２ｄに対応して設けられるゲート部４３ｂ、４３ｄの、遮蔽板４５ｂ、４５ｄを閉じ、第１の排気路２２ａ、２２ｃに対応して設けられるゲート部４３ａ、４３ｃの、遮蔽板４５ａ、４５ｃを上昇させて開いた開口部４１ａ、４１ｃから排気する。また、平面視で、基板Ｗを時計方向に回転させた状態で、アルカリ性の処理液（例えば洗浄液）である第２の処理液を基板Ｗに供給するときは、遮蔽板４５ａ、４５ｃを閉じ、遮蔽板４５ｂ、４５ｄを上昇させて開口部４１ｂ、４１ｄから排気する。
図４に示すように、処理室１３内には、回転テーブル１５に保持されて回転される基板Ｗに処理液を供給する第１のノズルアーム部５１及び第２のノズルアーム部５２が設けられている（図１では図示省略した。）。第１のノズルアーム部５１は、上下方向を回動軸として水平面上を回動する円筒形状の回動軸体５３と、回動軸体５３の側面に一端が接続され他端に向けて水平方向に延びるアーム部５５と、回動軸体５３とアーム部５５の内部を貫通して設けられアーム部５５の他端から先端が突き出ているノズル５６ａ、５６ｂと、を有する。回動軸体５３の回動によりノズル５６ａ、５６ｂは、基板Ｗの中心部と基板Ｗから離れた待機位置とを回動することができる。ノズル５６ａ、５６ｂは処理液を供給する処理液供給タンク（不図示）に接続されている。例えば、ノズル５６ａからは第１の処理液である酸性の処理液（エッチング液等）が基板Ｗに供給され、ノズル５６ｂからは純水が基板Ｗに供給される。
第２のノズルアーム部５２も第１のノズルアーム部５１と同様の構造であり、回動軸体５７、アーム部５８及びノズル６０ａ、６０ｂとを有する。回動軸体５７の回動によりノズル６０ａ、６０ｂは、基板Ｗの中心部と基板Ｗから離れた待機位置とを回動することができる。例えば、ノズル６０ａからは第２の処理液であるアルカリ性の処理液（アルカリ洗浄液：ＡＰＭ（アンモニアと過酸化水素水の混合液））が基板Ｗに供給され、ノズル６０ｂからは純水が基板Ｗに供給される。第１のノズルアーム部５１、第２のノズルアーム部５２は、それぞれ基板Ｗに対する処理液供給部を構成する。第１のノズルアーム部５１の回動軸体５３は、側面１６ａと側面１９ａとが交わるコーナー付近に、第２のノズルアーム部５２の回動軸体５７は、側面１６ａと側面１９ｂとが交わるコーナー付近に設けられている。なお、ノズル５６ａ、５６ｂ及びノズル６０ａ、６０ｂからの処理液の供給、待機位置と基板Ｗの中心部位置との往復移動は、制御部７０に記憶された基板処理情報や各種プログラムに基づいて制御される。
次に、本実施形態に係る基板処理装置１１を用いた基板Ｗの処理の手順について、図５乃至図１０を参照して以下に説明する。制御部７０は、記憶された基板処理情報及び各種プログラムに基づいて基板処理装置１１による基板Ｗの処理を制御する（図５参照）。
基板処理装置１１の処理室１３に設けた出入口１８を開き、搬送ロボット（不図示）により搬送された基板Ｗを処理室１３内に搬入し、回転テーブル１５に載置する（図５のＳ１１）。その後、回転テーブル１５上に設けた複数個の支持ピン（不図示）を偏心回転させて基板Ｗを保持する。基板Ｗが搬入された時点では、第２の排気路である排気路２２ｂ、２２ｄに対応する遮蔽板４５ｂ、４５ｄは閉じられ、第１の排気路である排気路２２ａ、２２ｃに対応する遮蔽板４５ａ、４５ｃが開かれている。処理室１３内の雰囲気は、排気ファン（不図示）により排気路２２ａ及び排気路２２ｃ、排気ダクト２５ａ、２５ｃ、そして管体２７ａ、２７ｃを通じて外部へ吸引、排気されている（図６参照）。基板Ｗの搬入後、基板Ｗの出入口１８が閉じられる。
次に、図６に示すように回転テーブル１５の回転により、平面視で、基板Ｗを第１の方向である反時計方向にスピン回転（左方向の回転）させる（Ｓ１２）。回転数は、例えば５００回転／分とする。第１のノズルアーム部５１の回動軸体５３を回動させて、ノズル５６ａ、５６ｂを待機位置から基板Ｗの中心位置まで移動させる（図６参照）。ノズル５６ａからは、基板Ｗの回転中心付近に向けて、第１の処理液である酸性のエッチング液（例えば、リン酸溶液）の供給が開始される（Ｓ１３）。基板Ｗの中心付近に供給されたエッチング液は、回転する基板Ｗの遠心力により周囲に拡散して均等なエッチング処理が行われる。エッチング液の供給時間は、例えば３０秒程度である。
基板Ｗの反時計方向の回転により、処理室１３の底面１４と中仕切部２４とで仕切られる空間では、反時計方向の旋回流が発生し、酸性の処理液のミストを含む気体は、排気ファン（不図示）による吸引により図６に示すように遮蔽板４５ａ、４５ｃが開いた開口部４１ａ、４１ｃから侵入し、排気路２２ａ、２２ｃを通じて、排気ダクト２５ａ、２５ｃ、更に管体２７ａ、２７ｃを経て外部へと排出される（破線矢印で示す）。基板Ｗが反時計方向の回転の際は、図９の模式図に示すように、基板Ｗの回転に伴い基板Ｗの周囲には反時計方向の旋回流（酸性の処理液のミストを含む気体）が発生する。このとき、基板Ｗを挟んで対角線上の位置にある排気路２２ａ、２２ｃの開口部４１ａ、４１ｃは、旋回流に対向する位置にあり、効率よく酸性の処理液のミスト等を取り入れることができる。旋回流に対向する位置となる開口部４１ａ、４１ｃに対応して設けられるゲート部４３ａ、４３ｃの、遮蔽板４５ａ、４５ｃを開くことで、酸性のエッチング液のミストを含む気体の旋回流を排気路２２ａ、２２ｃから効率よく排気することができる。なお、排気路２２ｂ、２２ｄの開口部４１ｂ、４１ｄは、後述するようにアルカリ性の処理液によるミストを含む気体の排出に使用するので、酸性の処理液を含むミストの侵入を防ぐため、遮蔽板４５ｂ、４５ｄを閉じた状態にする。
次に、ノズル５６ａからの上記酸性のエッチング液の供給が停止されると同時、あるいは停止直前に、ノズル５６ｂからは、基板Ｗの回転中心付近に向けて純水の供給が開始される（Ｓ１４）。この純水の供給時間は、例えば数秒程度である。ノズル５６ｂから基板Ｗの中心付記に純水を供給中、回動軸体５３によりノズル部５６ｂを基板Ｗの径方向に僅かな距離移動させる。これは、後に基板Ｗの中心に移動してくる第２のノズルアーム部５２のノズル６０ａ、６０ｂとの接触、干渉を防止するための動作である。そして、第２のノズルアーム部５２の回動軸体５７を回動させて、ノズル６０ａ、６０ｂを待機位置から基板Ｗの中心位置まで移動させる（図７参照）。
ノズル５６ｂからの純水供給中に、基板Ｗの回転を停止させ、その後、基板Ｗを第２の方向である、平面視で、時計方向（右方向）に逆回転（例えば５００回転／分）させ、処理室１３内の排気切替を開始させる（Ｓ１５）。排気切替は、基板の上記逆回転の開始に伴い、酸性処理液のミストを含む気体を排気する開口部４１ａ、４１ｃに対応する遮蔽板４５ａ、４５ｃを閉め始め、開口部４１ｂ、４１ｄに対応する遮蔽板４５ｂ、４５ｄを開き始める。これは酸性処理液のミストを含む気体を排気する排気路２２ａ、２２ｃにそれぞれ対応する開口部４１ａ、４１ｃを瞬時に閉め、第２の処理液であるアルカリ性処理液のミストを含む気体を排気する排気路２２ｂ、２２ｄにそれぞれ対応する開口部４１ｂ、４１ｄを瞬時に開けると、処理室１３内部の気流を乱す恐れがあるためで、この現象の発生を防止するために、徐々に排気路２２ａ、２２ｂの開口部４１ａ、４１ｃを閉めると同時に、排気路２２ｃ、２２ｄの開口部４１ｂ、４１ｄを徐々に開けるようにする。このような排気切替を行うときに、一時的に排気路２２ａ、２２ｃ及び排気路２２ｂ、２２ｄによる両排気になることがある。但し、排気切替を基板Ｗに対する酸性処理液の供給を停止した後に行なうのであれば、酸性処理液の供給停止後の時間を十分に取ってから排気切替を行なうことで、あるいは、本実施の形態のように、酸性処理液の供給と、続いて実施されるアルカリ性処理液の供給との間に純水供給を行なうことで、排気路２２ａ～２２ｄの内部で酸とアルカリによる反応を抑えることができる。なお、乱気流等を考慮する必要がない場合は、排気切替時、切り換える開口部を瞬時に閉め、あるいは瞬時に開けるようにしても良いし、塩等の生成を考慮する必要のない処理液同士の場合には、１つの処理液による処理の終了後に純水の供給を行わないようにすることも可能である。
図７に示す状態から、遮蔽板４５ａ、４５ｃによって開口部４１ａ、４１ｃが完全に閉じられ、遮蔽板４５ｂ、４５ｄの開口範囲が制御部７０にて設定された量に達したこと、そして基板Ｗの回転速度が、例えば５００回転／分に達したことが制御部で確認されると、第１のノズルアーム部５１のノズル５６ｂからの純水の供給は停止する。この純水の供給停止と同時に、第２のノズルアーム部５２のノズル６０ａからは、基板Ｗの回転中心付近に向けて第２の処理液であるアルカリ性の処理液（アルカリ洗浄液：ＡＰＭ（アンモニアと過酸化水素水の混合液））の供給が開始され、リンス処理が開始される（Ｓ１６）。ノズル５６ｂからの純水の供給を停止すると、第１のノズルアーム部５１の回動軸体５３を回動させてノズル５６ａ、５６ｂを基板Ｗ上の位置から待機位置へと移動させる。第２のノズルアーム部５２のノズル６０ａからアルカリ性の処理液が所定時間（例えば、３０秒間）、時計方向（右回り）に回転中の基板Ｗの中央部付近に供給する。
上記アルカリ性の処理液を供給中は、図８に示すように、排気路２２ａ、２２ｃの開口部４１ａ、４１ｃはそれぞれ遮蔽板４５ａ、４５ｃにより閉じられた状態にあり、排気路２２ｂ、２２ｄの開口部４１ｂ、４１ｄに設けられる遮蔽板４５ｂ、４５ｄは開かれた状態にある。したがって、基板Ｗの時計方向の回転により、処理室１３の底面１４と中仕切部２４とで仕切られる空間では、時計方向の旋回流が発生し、図８に示すように、アルカリ性の処理液のミストを含む気体は（破線矢印で示す）、排気ファン（不図示）による吸引により遮蔽板４５ｂ、４５ｄが開いた開口部４１ｂ、４１ｄから侵入し、排気路２２ｂ、２２ｄを通じて、排気ダクト２５ｂ、２５ｄ、更に管体２７ｂ、２７ｄを経て外部へと排出されることになる。基板Ｗが時計方向の回転の際は、図１０に示すように、基板Ｗの回転に伴い基板Ｗの周囲には時計方向の旋回流（アルカリ性処理液のミストを含む気体）が発生する。このとき、基板Ｗを挟んで対角線上の位置にある排気路２２ｂ、２２ｄの開口部４１ｂ、４１ｄは、旋回流に対向する位置にあり、効率よくアルカリ性処理液のミスト等を取り入れることができる。旋回流に対向する位置の開口部４１ｂ、４１ｄに対応して設けられるゲート部４３ｂ、４３ｄの、遮蔽板４５ｂ、４５ｄを開くことで、アルカリ性の処理液のミストを含む気体の旋回流を排気路２２ｂ、２２ｄから効率よく排気することができる。なお、排気路２２ａ、２２ｃの開口部４１ａ、４１ｃは、アルカリ性の処理液のミストを含む気体の侵入を防ぐため、遮蔽板４５ａ、４５ｃを閉じた状態にする。
上記アルカリ性の処理液の供給を停止すると同時、あるいは停止直前に、第２のノズルアーム部５２のノズル６０ｂからは、基板Ｗの回転中心に向けて、純水の供給が開始される。この純水の供給時間は、例えば、１０～２０秒間である。上記所定時間の経過後、ノズル６０ｂによる純水の供給を停止する。純水の供給停止後、第２のノズルアーム部５２の回動軸体５７を回動させて、ノズル６０ａ、６０ｂを基板Ｗ上の位置から待機位置へと移動させる。
その後、基板Ｗの回転方向はそのままで、回転速度を上昇させ（例えば、１５００回転／分）、基板Ｗの表面上に存在する純水を振り切って、基板Ｗの乾燥処理を所定時間行う（Ｓ１７）。乾燥処理の完了後、時計方向に回転していた基板Ｗの逆回転を停止させ、排気切替を行う（Ｓ１８）。排気切替は、基板Ｗの上記逆回転（時計回り）の停止後、アルカリ性処理液のミストを含む気体を排気する開口部４１ｂ、４１ｄに対応する遮蔽板４５ｂ、４５ｄを閉め始め、酸性処理液のミストを含む気体を排気する開口部４１ａ、４１ｃに対応する遮蔽板４５ａ、４５ｃを開き始める。上記開閉による排気切替を瞬時に行うと処理室１３内部の気流を乱す恐れがあるためで、この現象の発生を防止するために、遮蔽板４５ａ～４５ｄの開閉による排気切替は徐々に行うものとする。この排気切替により、本実施の形態における基板処理の初期状態（基板Ｗの搬入時）である、排気路２２ａ、２２ｃによる酸性気体の排気状態とするものである。
排気切替が完了した後、基板Ｗを保持する回転テーブル１５の支持ピン（不図示）を偏心回転させて基板Ｗの保持を解除する。その後、基板Ｗの出入口１８を開き、搬送ロボット（不図示）により基板Ｗが処理室１３から搬出される（Ｓ１９）。基板Ｗの搬出後、次の処理対象の基板Ｗの有無を確認し（Ｓ２０）、次の処理基板が無いときは基板処理を終了する（Ｓ２０のＮＯ）。次の処理基板が有りのときは（Ｓ２０のＹＥＳ）搬送ロボットにより搬送された未処理の基板Ｗを、出入口１８を開いて処理室１３内に搬入し、回転テーブル１５に保持させて、上述した処理液による基板処理を繰り返し行う。
上述した本実施の形態によれば、基板Ｗの処理室１３内への搬入時から、基板Ｗの反時計方向へのスピン回転時における酸性の処理液（エッチング液）の供給、純水の供給、そしてスピン回転の停止まで（Ｓ１１～Ｓ１５（Ｓ１８～Ｓ２０含む））は、排気路２２ａ、２２ｃ（第1の排気路）の開口部４１ａ、４１ｃに対応する遮蔽板４５ａ、４５ｃを開く。そして、排気ファン（不図示）により酸性の処理液によるミストを含む気体を開口部４１ａ、４１ｃを経由して吸引し、排気路２２ａ、２２ｃから排気ダクト２５ａ、２５ｃ及び管体２７ａ、２７ｃを通じて外部へ排出する。このとき排気路２２ｂ、２２ｄの開口部４１ｂ、４１ｄは、遮蔽板４５ｂ、４５ｄにより閉じられている。
一方、スピン回転の停止から逆回転（時計方向の回転）が開始されると排気切替が行われ、アルカリ処理液の供給、純水供給、スピン乾燥、逆回転の停止までは（Ｓ１５～Ｓ１８）、排気路２２ｂ、２２ｄ（第２の排気路）の開口部４１ｂ、４１ｄに対応する遮蔽板４５ｂ、４５ｄを開く。そして、排気ファン（不図示）によりアルカリ性の処理液によるミストを含む気体を開口部４１ｂ、４１ｄを経由して吸引し、排気路２２ｂ、２２ｄから排気ダクト２５ｂ、２５ｄ及び管体２７ｂ、２７ｄを通じて外部へ排出する。このとき排気路２２ａ、２２ｃの開口部４１ａ、４１ｃは遮蔽板４５ａ、４５ｃにより閉じられている。
基板Ｗを回転させた時には、基板Ｗの周囲に、基板Ｗの回転方向に沿った旋回流が生じる。本実施の形態では、図９、図１０を用いて説明したように、基板Ｗの回転によって生じる旋回流の方向に応じて、旋回流に対向する遮蔽板４５ａ、４５ｃ、あるいは４５ｂ、４５ｄを開くようにしたから、処理液から発生したミストの回収を効率よく行なうことができる。
また本実施の形態では、酸性処理液を供給するときと、アルカリ性処理液を供給するときとで、排気路２２ａ～２２ｄの使用を分けているので、酸性の処理液によるミストを含む気体と、アルカリ性の処理液によるミストを含む気体とが同一の排気路２２ａ～２２ｄから排気されることが防止されるので、排気路２２ａ～２２ｄ、排気ダクト２５ａ～２５ｄ及び管体２７ａ～２７ｄの内部で酸とアルカリの反応による塩の発生を抑えることができる。また、処理室１３の内部でも、酸性の処理液を供給するときは、アルカリ性処理液のミスト排気に用いる排気路２２ｂ、２２ｄの開口部４１ｂ、４１ｄを閉じており、アルカリ性の処理液を供給するときは、酸性処理液のミスト排気に用いる排気路２２ａ、２２ｃの開口部４１ａ、４１ｃを閉じているので、処理室１３の内部での酸とアルカリの反応による塩の発生を抑えることができ、基板Ｗのパーティクル付着を抑えることができる。
上述した本実施の形態において、遮蔽板４５ａ～４５ｄは、昇降シリンダ４８ａ～４８ｄにより上下方向に昇降されるように構成したが、各遮蔽板４５ａ～４５ｄを水平方向にスライドさせることで開口部４１ａ～４１ｄの開閉を行ってもよい。
実施の形態では、酸性処理液とアルカリ性処理液を用いる例を説明した。しかし、本発明の適用に際し、処理液の種類は、基板Ｗに対して要求される処理に応じて適宜選択されれば良く、特に限定されるものではない。
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
１１ 基板処理装置
１３ 処理室
１４ 底面
１５ 回転テーブル
１６ａ、１６ｂ 側面（処理室）
１７ カップ体
１７ａ 上部カップ体
１７ｂ 下部カップ体
１８ 出入口
１９ａ、１９ｂ 側面
２０ａ、２０ｂ 内壁
２１ａ、２１ｂ 仕切壁
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 排気路
２４ 中仕切部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 排気ダクト
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ 管体
３５ 駆動モータ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ 開口部
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ ゲート部
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 遮蔽板
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ 支持軸
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ 昇降シリンダ」
５１ 第１のノズルアーム部
５２ 第２のノズルアーム部
５６ａ、５６ｂ ノズル
６０ａ、６０ｂ ノズル
７０ 制御部

Claims (9)

  1. 基板に複数種の処理液を順次供給して基板を処理する基板処理装置であって、
    前記基板の処理が行われる処理室と、
    前記処理室の内部で前記基板を保持して回転駆動される回転テーブルと、
    前記回転テーブルに保持され回転状態の前記基板に処理液を供給する処理液供給部と、
    前記処理液のミストを、前記処理室から外部へ流出させる、それぞれ開閉可能なゲート付きの、第１の排気路と第２の排気路と、
    前記基板の回転方向に応じて前記ゲートの開閉を切り替えるゲート開閉切替手段と、
    を有し、
    前記ゲート開閉切替手段は、
    前記基板が第１の方向に回転する第１の状態下では、前記第１の状態下で発生する旋回気流に対向する位置にある前記第１の排気路のゲートを開くと共に、前記第２の排気路のゲートを閉じ、
    前記基板が前記第１の方向と逆方向となる第２の方向に回転する第２の状態下では、前記第２の状態下で発生する旋回気流に対向する位置にある前記第２の排気路のゲートを開くと共に、前記第１の排気路のゲート閉じる基板処理装置。
  2. 前記処理液供給部は、
    前記基板が前記第１の方向に回転する前記第１の状態下で酸性の処理液を前記基板に供給し、
    前記基板が前記第２の方向に回転する前記第２の状態下でアルカリ性の処理液を前記基板に供給する請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１の排気路及び前記第２の排気路は、それぞれ、前記回転テーブルに保持された前記基板を挟んだ対角線上に一対、配置されている請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記ゲート開閉切替手段は、前記基板の回転速度に応じて前記第１の排気路及び前記第２の排気路のゲートの開口部の開口範囲を制御する請求項１乃至３のいずれかに記載の基板処理装置。
  5. 前記ゲート開閉切替手段は、前記第１の方向の回転が停止し、前記第２の方向の回転が開始した後に、前記第１の排気路のゲートを閉じる動作と前記第２の排気路のゲートを開く動作とを開始させる、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板処理装置。
  6. 基板に複数種の処理液を順次供給して基板を処理する基板処理方法であって、
    処理室内から第１の処理液のミストを外部へ排気する第１の排気路のゲートを開き、回転テーブルに保持された前記基板を第１の方向に回転させて前記第１の処理液を供給する第１の工程と、
    前記第１の処理液の供給を停止して前記回転テーブルに保持された前記基板の前記第１の方向の回転を停止させた後に、前記回転テーブルに保持された前記基板を前記第１の方向と反対方向の第２の方向に回転させる第２の工程と、
    前記第１の排気路のゲートを閉じると共に、前記処理室内から第２の処理液のミストを外部へ排気する第２の排気路のゲートを開き、前記回転テーブルに保持された前記基板に前記第２の処理液を供給する第３の工程と、
    を有する基板処理方法。
  7. 前記第１の排気路及び前記第２の排気路は、それぞれ、前記回転テーブルに保持された前記基板を挟んだ対角線上に一対、配置され、前記第１の排気路のゲートは、前記基板が前記第１の方向に回転する際に発生する旋回気流に対向する位置にあり、前記第２の排気路のゲートは、前記基板が前記第２の方向に回転する際に発生する旋回気流に対向する位置にある請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 前記第１の排気路のゲートの開口範囲は、前記基板の前記第１の方向に回転する回転速度に応じて変動し、前記第２の排気路のゲートの開口範囲は、前記基板の前記第２の方向に回転する回転速度に応じて変動する請求項６又は７に記載の基板処理方法。
  9. 前記基板の前記第１の方向の回転を停止させ、前記第２の方向の回転を開始させた後に、前記第１の排気路のゲートを閉じる動作と前記第２の排気路のゲートを開く動作とを開始させる、請求項６乃至８のいずれかに記載の基板処理方法。
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