(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。また、各図面は模式的に示されたものであり、例えば、各図面における表示物のサイズおよび位置関係等は必ずしも正確に図示されたものではない。
【0019】
<実施形態について>
<1.基板処理装置の構成>
図1は実施形態に係る基板処理装置100の概略構成の一例を模式的に示す図である。この基板処理装置100は、温度によって化学活性度が変化する処理液を用いて基板の化学処理を行う。具体的には、基板処理装置100は、化学処理用の処理液としてエッチング液を用いて半導体ウエハ等の基板Wの表面(「上面」とも称する)S1のうち基板の周縁部(「表面周縁部」とも称する)S3のエッチング処理を行って、表面周縁部S3に形成されている薄膜(不要物)の除去を行う。表面周縁部S3は、基板Wの表面S1のうち基板Wの周端縁から、例えば、幅1.0〜3.0mmの環状の領域である。また、基板処理装置100は、エッチング処理によって、基板Wの裏面(「下面」とも称する)S2に形成されている薄膜の除去も行う。基板Wの表面形状は略円形であり、基板Wの表面S1とはデバイスパターンが形成されるデバイス形成面を意味している。
【0020】
図2は、基板Wの断面図の一例を示す図である。
図3は、
図2に示された基板Wの表面周縁部S3にエッチング処理が施された後の断面図の一例を示す図である。
図2に示されるように基板Wの中心層11は、シリコンなどにより構成されている。中心層11の上にシリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の薄膜によって絶縁性の下地層12が形成されている。下地層12の上に、TiN(窒化チタン)層、Al(アルミニウム)層、あるいはW(タングステン)層等の薄膜によって難溶性の上層13が形成されている。
図3に示されるように、基板Wにおいては、例えば、表面周縁部S3のうち周端縁側の幅21の領域における上層13がエッチング処理により除去される。なお、
図3の例では、基板Wの裏面S2に対してもエッチング処理が行われて、裏面S2の全域における上層13も除去されている。また、基板Wとして、例えば、中心層11の上に下地層12のみが形成された基板が採用され、当該基板の表面周縁部における下地層12が除去されてもよい。
【0021】
なお、エッチング処理に用いられるエッチング液に限らず、化学的な処理液の多くは、温度が低下するに伴って化学活性度が低下する。つまり、多くの処理液が、「温度によって化学活性度が変化する処理液」に属する。
【0022】
図1に示されるように、基板処理装置100は、表面S1を上方に向けた状態で基板Wを略水平姿勢に保持して回転させるスピンチャック(「基板保持部」)111を備えている。スピンチャック111は、円筒状の回転支軸113がモータを含むチャック回転機構(「回転部」)154の回転軸に連結されており、チャック回転機構154の駆動により回転軸a1(鉛直軸)回りに、すなわち略水平面内にて回転可能となっている。
【0023】
回転支軸113の上端部には、円盤状のスピンベース115がネジなどの締結部品によって一体的に連結されている。したがって、装置全体を制御する制御部151からの動作指令に応じてチャック回転機構154が作動することによりスピンベース115が回転軸a1回りに回転する。また、制御部151はチャック回転機構154を制御して回転速度を調整する。制御部151は、例えば、CPUがメモリに記憶されたプログラムを実行することなどにより実現される。
【0024】
スピンベース115の周縁部付近には、基板Wの周縁部を把持するための複数個のチャックピン117が立設されている。チャックピン117は、円形の基板Wを確実に保持するために3個以上設けてあればよく、スピンベース115の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン117のそれぞれは、基板Wの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Wの外周端面を押圧して基板Wを保持する基板保持部とを備えている。各チャックピン117は、基板保持部が基板Wの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Wの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。
【0025】
スピンベース115に対して基板Wが受渡しされる際には、複数個のチャックピン117を解放状態とし、基板Wに対してエッチング処理を行う際には、複数個のチャックピン117を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン117は基板Wの周縁部を把持してその基板Wをスピンベース115から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Wはその表面(パターン形成面)S1を上方に向け、裏面S2を下方に向けた状態で支持される。なお、基板を保持する手段としてはチャックピンによるものに限らず、裏面S2を吸引して基板Wを支持する真空チャックを用いてもよい。
【0026】
このように基板Wを保持したスピンチャック111をチャック回転機構154により回転駆動することで基板Wを所定の回転速度で回転させながら、後述する処理液供給ノズル126と下ノズル141から基板の表面S1の表面周縁部S3と裏面S2とに対し処理液をそれぞれ供給することにより、所定の化学処理(エッチング処理)が施される。
【0027】
図4は、基板Wの表面S1に対するノズルユニット120の配置を模式的に示す上面図である。図示の都合上、ノズルユニット120等のサイズは、基板Wに対して実際よりも大きく表示されている。
図5、
図6は、ノズルユニット120の構成の一例を示す側面図である。
【0028】
図1、
図4に示されるように、スピンチャック111に保持された基板Wの側方には、モータを備えたノズル回転機構155が設けられており、ノズル回転機構155の動作は、制御部151により制御される。ノズル回転機構155には、剛性のある管状の配管アーム180がノズル回転機構155を回転中心として略水平面内にて旋回可能に取付けられている。
【0029】
配管アーム180の一端は、ノズル回転機構155を貫通してその下面に達しており、他端は、配管アーム180がノズル回転機構155により旋回されることによって基板Wの表面周縁部S3の上方に位置決め可能である。該他端には、ノズルユニット120が取付けられている。スピンベース115に対する基板Wの受渡しなどの際には、配管アーム180が旋回されてノズルユニット120が基板Wの搬入経路上から退避される。また、エッチング処理やリンス処理などを行う際のノズルユニット120の位置(処理位置)が調整されることにより、加熱される表面周縁部S3の幅や、エッチング幅などが調整される。
【0030】
図4〜
図6に示されるように、ノズルユニット120は、水蒸気噴射ノズル125を有する水蒸気噴射部(「加熱部」)121と、処理液供給ノズル126およびリンス液供給ノズル127を有する処理液吐出部(「周縁処理部」)122とを備えて構成されている。水蒸気噴射ノズル125、処理液供給ノズル126、およびリンス液供給ノズル127には、配管181〜183がそれぞれ接続されている。配管181〜183は、それぞれ、ノズルユニット120の内部を経て、配管アーム180の内部を通され、ノズル回転機構155の下面の下方まで配設されている。
【0031】
配管181は、基板処理装置100の外部の水蒸気供給源131(
図1)からの配管385と連通接続されている。配管385のうち基板処理装置100における配管の途中部には、ヒーター139と開閉バルブ175とが設けられている。ヒーター139は、制御部151の制御に応じて配管385内を通過する水蒸気を加熱する。水蒸気供給源131においては、純水などが加熱されることにより基板Wの周縁部を加熱するための水蒸気が生成される。生成された加熱用の水蒸気は、ヒーター139によって、例えば、100℃よりも高温の過熱水蒸気として供給される。
【0032】
水蒸気供給源131からは、例えば、110℃の過熱水蒸気がヒーター139に供給され、ヒーター139により加熱された直後の過熱水蒸気の温度は、好ましくは、例えば、140℃〜160℃などに設定される。表面周縁部S3に供給される水蒸気は、ノズルユニット120に供給される経路中で冷却され、さらに表面周縁部S3の加熱時にも表面周縁部S3に熱を奪われて冷却される。しかしながら、このような高温の過熱水蒸気は、水蒸気噴射ノズル125から噴射されて表面周縁部S3の加熱に供された後においてもなお高温に保たれ得る。そして、表面周縁部S3における加熱用の水蒸気51のミスト化が抑制される。従って、水蒸気51が凝縮したミストによる基板Wの非処理領域への付着が抑制される。
【0033】
また、該高温の過熱水蒸気が用いられれば、例えば、100℃までの温度の飽和水蒸気が水蒸気噴射部121に供給される場合に比べて基板Wの表面周縁部S3をより高温にすることができ、エッチングレートをより上げることができる。なお、
図5に示されるように、加熱用の水蒸気51は、基板Wの内側から外側に向かう斜め下向き方向の噴射経路に沿って表面周縁部S3に噴射される。これによっても、水蒸気51が凝縮したミストが基板W側に戻ることによる表面S1の非処理領域へのミストの付着が抑制される。
【0034】
開閉バルブ175は、制御部151により制御されたバルブ制御機構152によって開閉制御される。バルブ制御機構152が、必要に応じて開閉バルブ175を開くことにより、水蒸気噴射部121に水蒸気供給源131から供給された加熱用の水蒸気51(
図5)が、水蒸気噴射部121の水蒸気噴射ノズル125から表面周縁部S3に噴射される。すなわち、水蒸気噴射部121は、基板Wの周縁部に加熱用の水蒸気51を噴射して当該周縁部を加熱する。
【0035】
また、基板処理装置100には、貯留されたエッチング液(処理液)を供給する処理液供給源132と、貯留されたリンス液を供給するリンス液供給源133も設けられている。エッチング液としては、基板Wの周縁部から除去しようとする薄膜の種類に応じた種類のものが適用される。たとえば、基板Wの周縁部から銅薄膜等の金属膜を除去するときには、SC2(hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture:塩酸過酸化水素水)、フッ酸と過酸化水素水との混合液、または硝酸がエッチング液として用いられる。また、ポリシリコン膜、アモルファスシリコン膜またはシリコン酸化膜を基板Wから除去するときには、たとえば、フッ酸硝酸混合液がエッチング液として用いられる。さらに、基板W上の酸化膜または窒化膜を除去するときには、たとえば、DHF(希フッ酸)や50%フッ酸などのフッ酸類がエッチング液として用いられる。エッチング液は、例えば、所望のエッチングレートに適した温度などに予め温度調整されている。
【0036】
リンス液供給源133が供給するリンス液としては、純水やDIW(脱イオン水:deionized water)などが採用される。リンス液の温度は、例えば、常温であってもよいし、リンス処理の効率を高めるために、より高温であってもよい。
【0037】
処理液吐出部122の処理液供給ノズル126と接続された配管182は、処理液供給源132から配設された配管383と連通接続されており、配管383の途中部には開閉バルブ173が設けられている。処理液吐出部122のリンス液供給ノズル127と接続された配管183は、リンス液供給源133から配設された配管384と連通接続されている。配管384の途中部には、開閉バルブ174が設けられている。
【0038】
開閉バルブ173、174は、制御部151により制御されたバルブ制御機構152によって開閉制御されており、バルブ制御機構152が、必要に応じて開閉バルブ173と開閉バルブ174とを選択的に開く。開閉バルブ173が開かれれば、処理液供給源132から供給された処理液52(
図5)が、処理液吐出部122の処理液供給ノズル126から吐出されて表面周縁部S3に供給される。すなわち、処理液吐出部122は、水蒸気噴射部121によって加熱された基板Wの周縁部に上方から処理液52を供給して周縁部の化学処理(エッチング処理)を行う。
【0039】
また、開閉バルブ174が開かれればリンス液供給源133から供給されたリンス液53(
図6)が、処理液吐出部122のリンス液供給ノズル127から吐出されて表面周縁部S3に供給される。これにより、基板Wの周縁部のリンス処理が行われる。
【0040】
上述したように、基板処理装置100では、加熱用の水蒸気51が噴射されて加熱された基板Wの周縁部(表面周縁部S3)に処理液52が供給されて周縁部の化学処理(エッチング処理)が行われる。従って、回転による基板Wの周縁部の温度低下が抑制されるので、処理液52の化学活性度の変化(低下の度合い)も小さくなり、化学処理に要する処理液52の消費量と処理時間とが抑制される。
【0041】
なお、
図4に示されるように、基板Wの表面周縁部S3の回転軌跡の所定の位置(第1位置)において水蒸気噴射部121からの水蒸気51が表面周縁部S3に噴射される。そして、当該回転軌跡に沿って当該所定の位置の後方に位置する他の所定の位置(第2位置)において処理液吐出部122からの処理液52が表面周縁部S3に供給される。従って、水蒸気噴射部121によって加熱された表面周縁部S3の部位には、加熱された直後に、処理液吐出部122から処理液52が供給される。そして、当該部位のエッチング処理が行われる。このように、水蒸気噴射部121によって加熱された表面周縁部S3の温度降下が抑制されつつ表面周縁部S3のエッチング処理が行われるので、エッチングレートが向上する。
【0042】
図1に戻って、スピンベース115の中央部には、回転支軸113の貫通孔に接続された貫通孔が形成されている。これらの貫通孔には、円筒部143が挿通されている。円筒部143の上端には、略円盤状の下ノズル141(「下面処理部」とも称する)が固定されている。下ノズル141には、上面(対向面)145の中央部に開口を有し、下ノズル141を貫通する処理液吐出口148が形成されている。処理液吐出口148は、円筒部143の内壁がなす貫通孔である供給管147に連通接続されている。下ノズル141は、供給管147を通って供給される処理液を処理液吐出口148から基板Wの裏面S2に供給して裏面S2のエッチング処理(化学処理)を行う。
【0043】
回転するスピンベース115に立設されたチャックピン117と下ノズル141とが干渉しないように、下ノズル141の径は、チャックピン117の回転軌跡の径よりも小さく設定されている。下ノズル141の上面145は、チャック回転機構154によって回転される基板Wの裏面S2の略全域に対向する対向面である。また、下ノズル141の上面145は、基板Wの周縁部に対向する部分よりも供給管147の開口部分の方が基板Wの裏面S2との間隔が広くなる漏斗状の形状を有している。
【0044】
下ノズル141の処理液吐出口148に接続された供給管147には、配管386を介して処理液供給源132から処理液が供給されるとともに、配管388を介してリンス液供給源133からリンス液が供給される。配管386、388のそれぞれの途中部には、開閉バルブ176、178がそれぞれ設けられている。開閉バルブ176、178は、バルブ制御機構152によって開閉制御される。バルブ制御機構152が、開閉バルブ176と開閉バルブ178とを選択的に開くことにより、処理液とリンス液とが供給管147に選択的に供給されて、下ノズル141の上面145における処理液吐出口148から基板Wの裏面S2に向けて選択的に吐出される。
【0045】
図7〜
図9は、下ノズル141による基板Wの裏面S2の処理を説明するためのスピンチャック111および下ノズル141などの断面図である。なお、これらの断面図は、スピンベース115にチャックピン117が立設されていない箇所における断面図である。
図7は、基板Wの裏面S2と下ノズル141の上面145との間の空間149(
図1)が処理液52によって液密状態になっている状態を示し、
図8は、空間149がリンス液53によって液密状態になっている状態を示している。また、
図9は、空間149に処理液52とリンス液53との何れも存在していない状態を示している。
【0046】
下ノズル141の上面145がチャック回転機構154によって回転される基板Wの裏面S2の略全域に対向しているために、
図7に示されるように、供給管147から裏面S2に吐出された処理液52は、基板Wの裏面S2と上面145との間の空間(「間隙部」)149(
図1参照)を液密状態にする。これにより、基板Wを低速で回転させたとしても基板Wの裏面S2の全域に処理液52が供給される。そして、基板Wの周縁部の温度低下が抑制される。従って、基板Wの表面周縁部S3と裏面S2とのそれぞれのエッチング処理が並行して行われる場合においても、基板Wの周縁部の加熱に要するエネルギーを抑制しつつ、少量の処理液52(
図5、
図7)によって基板Wの表面周縁部S3と裏面S2とのエッチング処理(化学処理)を行うことが出来る。また、基板Wの回転速度を抑制することができるので、基板Wの裏面S2から表面周縁部S3への処理液の回り込みを抑制することができる。これにより、表面周縁部S3の化学処理幅(エッチング幅)の制御が容易となる。
【0047】
また、
図8に示されるように、供給管147からリンス液が吐出される場合も、処理液が吐出される場合と同様に、リンス液によって空間149が液密状態にされて裏面S2のリンス処理が行われ得る。
【0048】
図1に示されるように、基板処理装置100は、回転支軸113の下方に吸引ポンプを備えた吸引機構158をも備えている。吸引機構158の動作は、制御部151により制御される。円筒部143の供給管147と吸引機構158とは配管389によって接続されており、配管389の途中部には、バルブ制御機構152によって開閉動作を制御される開閉バルブ179が設けられている。開閉バルブ179が開かれることによって、
図9に示されるように、裏面S2と上面145との間の空間149に存在する処理液やリンス液が吸引機構158に吸引されて回収される。
【0049】
また、
図1に示されるように、供給管147には、基板処理装置100の外部の窒素ガス供給源134から配管387を介して窒素ガスが供給される。配管387の途中部にはバルブ制御機構152により開閉制御される開閉バルブ177が設けられている。制御部151がバルブ制御機構152を介して開閉バルブ177を開くことにより、窒素ガスが、吸引機構158によりリンス液が回収された状態で回転している基板Wの裏面S2に供給される。
【0050】
裏面S2に付着しているリンス液には、基板の回転により大きな遠心力が作用して、リンス液は基板Wの周囲に振り切られ、裏面S2の乾燥処理が行われる。また、裏面S2に供給される窒素ガスによっても裏面S2の乾燥が促進されるとともに、基板Wの周囲に振り切られたリンス液の基板W側への戻りも抑制される。下ノズル141の上面145が上述した漏斗状の形状を有していることから、基板Wの裏面S2に供給された処理液やリンス液の回収が容易となり、裏面S2におけるリンス液の乾燥が促進される。
【0051】
また、基板Wの略中央部の上方には、ガス噴射ヘッド(「気体噴射部」)200が設けられている。ガス噴射ヘッド200には、その中央部を上下方向に貫通するガス供給路282が形成され、ガス噴射ヘッド200の内部にはバッファ空間BFが形成されている。ガス供給路282の側方には、ガス噴射ヘッド200の上面側に開口を有してバッファ空間BFに連通されたガス供給路283が形成されている。さらに、ガス噴射ヘッド200の下面の外周部には、バッファ空間BFに連通されたガス噴射口が設けられている。ガス供給路282および283のそれぞれの上部の開口は、開閉バルブ171および172がそれぞれ介挿された配管381および382によって、窒素ガス供給源134に接続されている。
【0052】
開閉バルブ171および172は、制御部151により制御されたバルブ制御機構152によって開閉制御されており、必要に応じてバルブを開くことにより、ガス噴射ヘッド200のガス供給路282および283に窒素ガス供給源134から窒素ガスがそれぞれ供給される。ガス供給路282に供給された窒素ガスは、ガス噴射ヘッド200の下面側に設けられたガス供給路282の開口から窒素ガスG1(パージ用ガス)として基板Wの表面S1に噴出される。
【0053】
より詳細には、窒素ガスG1は、基板Wの表面S1のうち表面周縁部S3の回転軌跡で囲まれた範囲内に規定された所定の噴射目標領域に向けて基板Wの上方のガス供給路282から噴射される。そして、表面S1に噴射された窒素ガスG1は、噴射目標領域から基板Wの表面周縁部S3に向かって流れる気体流となる。窒素ガスG1による当該気体流によって、水蒸気噴射部121から表面周縁部S3に噴射された水蒸気51が凝縮したミストや、処理液吐出部122の処理液供給ノズル126から吐出された処理液52などが基板Wの表面S1のうちエッチング処理が行われない非処理領域に付着することが抑制される。従って、ミストの付着による非処理領域の劣化を抑制しつつ、基板Wの周縁部の加熱に十分な量の水蒸気を供給することができる。
【0054】
また、リンス処理が終了した後の基板Wの表面S1の乾燥処理においても、ガス供給路282から供給される窒素ガスG1によって、基板Wの乾燥が促進されるとともに、基板Wの回転により作用する遠心力によって表面周縁部S3から基板外に振り切られたリンス液が基板Wに戻って表面S1の非処理領域に付着することも抑制される。
【0055】
なお、ガス供給路283に供給された窒素ガスは、バッファ空間BFを経て、ガス噴射ヘッド200の下面の外周部に形成されたガス噴射口から窒素ガスG2(カーテン用ガス)として表面S1に噴出される。これにより、基板Wの表面S1に噴出された窒素ガスG1は、基板Wの表面S1に沿って表面周縁部S3に向かって供給されるので、ミスト等の付着による非処理領域の劣化を効率的に抑制できる。
【0056】
ガス噴射ヘッド200は図示を省略するアームによってスピンベース115の上方に保持される一方、該アームは制御部151により制御されるヘッド昇降機構153に接続されて昇降可能に構成されている。かかる構成により、基板Wのエッチング処理等が行われる際には、スピンチャック111に保持された基板Wの表面S1に対してガス噴射ヘッド200が所定の間隔(例えば2〜10mm程度)で対向位置決めされる。また、基板Wがスピンチャック111に受け渡されたり、スピンチャック111から受け取られる際には、ガス噴射ヘッド200はスピンチャック111の上方に退避される。
【0057】
<2.基板処理装置の動作>
図10は、実施形態に係る基板処理装置100による基板処理の流れの一例を示すフローチャートである。処理の開始前には、各開閉バルブは、いずれも閉じられており、スピンチャック111は静止している。また、ガス噴射ヘッド200は、所定の離間位置に退避されており、ノズルユニット120は、基板Wの搬入経路上以外の待機位置に位置決めされている。まず、図示省略の基板搬送ロボットにより1枚の基板Wが、スピンチャック111が設置された図示省略の処理室(チャンバー)内に搬入されてスピンチャック111に載置され、チャックピン117により保持される(ステップS110)。
【0058】
続いて、ガス噴射ヘッド200が、ヘッド昇降機構153によって基板Wの表面S1から所定の間隔(例えば2〜10mm程度)上方の処理位置に降下される。そして、開閉バルブ171、172が開かれて、ガス噴射ヘッド200は、窒素ガス供給源134から供給された窒素ガスを窒素ガスG1(パージ用ガス)、窒素ガスG2(カーテン用ガス)として基板Wの表面S1に噴射する(ステップS120)。
【0059】
続いて、ノズルユニット120が基板Wの表面周縁部S3の上方に位置決めされて、制御部151がチャック回転機構154を制御することにより、例えば、50rpm〜1000rpmの所定の回転速度でスピンチャック111の回転が開始される(ステップS130)。その後、開閉バルブ175が開かれることにより、水蒸気供給源131で生成されてヒーター139により加熱された加熱用の水蒸気が、ノズルユニット120に供給される。ノズルユニット120は、水蒸気噴射ノズル125から表面周縁部S3に向けて加熱用の水蒸気の噴射を開始することにより(ステップS140)、表面周縁部S3の加熱を開始する。
【0060】
続いて、基板Wの表面周縁部S3と裏面S2とのエッチング処理が行われる(ステップS150)。具体的には、開閉バルブ173が開かれて処理液供給源132からノズルユニット120に処理液が供給されて処理液供給ノズル126から加熱された表面周縁部S3に吐出される。そして、吐出された処理液によって基板Wの表面周縁部S3のエッチング処理が行われる。
【0061】
また、表面周縁部S3のエッチング処理と並行して、開閉バルブ176が開かれることにより処理液供給源132からの処理液が、円筒部143の供給管147を経て下ノズル141の処理液吐出口から基板Wの裏面S2に向けて吐出される。これにより、
図7に示されるように、基板Wの裏面S2と下ノズル141との間の空間149が処理液52により液密状態にされて裏面S2のエッチング処理が行われる。
【0062】
所定の時間が経過して表面周縁部S3と裏面S2とのエッチング処理が完了すると、開閉バルブ175、開閉バルブ176が閉じられて基板Wへの処理液の供給が停止される。そして、開閉バルブ175が閉じられて、加熱用の水蒸気の噴射が停止される(ステップS160)。続いて、開閉バルブ179が開かれて吸引機構158が駆動され、基板Wの裏面S2と下ノズル141の上面145との間の空間149に溜まった処理液が吸引されて回収される。処理液の回収が完了すると、開閉バルブ179が閉じられて吸引機構158が停止される。
【0063】
続いて、基板Wの表面周縁部S3と裏面S2とのリンス処理が行われる(ステップS170)。具体的には、開閉バルブ174、178が開かれてリンス液供給源133からリンス液の供給が開始される。そして、ノズルユニット120のリンス液供給ノズル127から表面周縁部S3にリンス液が吐出されて表面周縁部S3のリンス処理が行われるとともに、下ノズル141の処理液吐出口から裏面S2にリンス液が供給される。
【0064】
基板Wと下ノズル141との間の空間149は、下ノズル141から供給されたリンス液53によって、
図8に示されるように、液密状態にされて基板Wの裏面S2のリンス処理が行われる。所定時間が経過して表面周縁部S3と裏面S2とのリンス処理が完了すると、開閉バルブ174、178が閉じられてリンス液の供給が停止される。そして、開閉バルブ179が開かれて吸引機構158が駆動され基板Wと下ノズル141との間の空間149に溜まったリンス液が吸引されて回収される。リンス液の回収が完了すると、開閉バルブ179が閉じられて吸引機構158が停止される。
【0065】
続いて、表面周縁部S3と裏面S2とに残留しているリンス液に作用する遠心力が大きくなるように、スピンチャック111の回転速度が、例えば、1000〜1500rpmの高回転速度に上げられる。これにより、残留しているリンス液が基板Wの外に振り切られて基板Wの表面S1と裏面S2との乾燥処理(スピン乾燥)が行われる(ステップS180)。なお、スピン乾燥の際には、開閉バルブ177が開かれて、窒素ガス供給源134から供給された窒素ガスが、下ノズル141の処理液吐出口から基板Wの裏面S2に噴射される一方、ガス噴射ヘッド200から表面周縁部S3への窒素ガスG1、G2の供給は継続される。これにより、表面周縁部S3および裏面S2に付着しているリンス液の乾燥が促進されるとともに、振り切られたリンス液が基板W側に戻って表面S1の非処理領域に付着することが抑制される。
【0066】
乾燥処理の開始から所定の時間が経過すると、スピンチャック111の回転が停止されて乾燥処理が終了される(ステップS190)。続いて、開閉バルブ171、172が閉じられてガス噴射ヘッド200からの窒素ガスG1(パージ用ガス)と窒素ガスG2(カーテン用ガス)との噴射が停止される(ステップS200)。
【0067】
ガス噴射ヘッド200からのガスの噴射が停止されると、制御部151はヘッド昇降機構153を制御して、ガス噴射ヘッド200を所定の離間位置まで上昇させるとともに、ノズル回転機構155を制御してノズルユニット120を待機位置に移動させる。その後、図示省略の搬送ロボットによって処理済みの基板Wがスピンチャック111から取り外されて処理室外へ搬出され(ステップS210)、基板処理装置100による基板処理が終了する。
【0068】
以上のように構成された本実施形態に係る基板処理装置によれば、加熱用の水蒸気が噴射されて加熱された基板Wの表面周縁部S3に処理液が供給されて表面周縁部S3の化学処理(エッチング処理)が行われる。従って、回転による基板Wの周縁部の温度低下が抑制されるので、処理液の化学活性度の変化(低下の度合い)も小さくなり、処理液の消費量と処理時間とが抑制される。また、当該基板処理装置は、基板Wの表面S1のうち基板の表面周縁部S3の回転軌跡で囲まれた範囲内に規定された所定の噴射目標領域に向けて基板Wの上方から気体(窒素ガスG1)を噴射させて、当該噴射目標領域から基板Wの表面周縁部S3に向かって流れる気体流を基板W上に生成させる。これにより、水蒸気が凝縮したミストやミスト状の処理液による基板Wの表面S1における非処理領域への付着が抑制される。従って、ミストの付着による非処理領域の劣化を抑制しつつ、基板Wの周縁部の加熱に十分な量の水蒸気を供給することができる。
【0069】
また、以上のように構成された本実施形態に係る基板処理装置によれば、回転される基板Wの裏面S2の略全域に対向する上面145(対向面)を備えた下ノズル141の処理液吐出口から処理液が吐出されて、当該処理液によって基板Wの裏面S2と対向面との間の空間149が液密状態にされる。このため、基板Wを低速で回転させたとしても基板Wの裏面S2の全域に処理液を供給できる。これにより、基板Wの周縁部の温度低下を抑制して周縁部の加熱に要するエネルギーを抑制しつつ、基板Wの表面周縁部S3と裏面S2との化学処理(エッチング処理)を行うことが出来る。また、基板Wの回転速度の抑制により基板Wの裏面S2から表面S1における表面周縁部S3への処理液の回り込みを抑制することができ、表面周縁部S3の処理幅の制御が容易となる。
【0070】
また、以上のように構成された本実施形態に係る基板処理装置によれば、下ノズル141の上面145(対向面)は、基板Wの周縁部に対向する部分よりも下ノズル141の処理液吐出口148部分の方が基板Wの裏面S2との間隔が広くなる漏斗状の形状を有している。従って、基板Wの裏面S2に供給された処理液やリンス液の回収が容易になるので、裏面S2の乾燥処理時に、裏面S2に付着して残留しているリンス液の乾燥が促進される。
【0071】
また、以上のように構成された本実施形態に係る基板処理装置によれば、水蒸気噴射部121と処理液吐出部122とは、基板Wの表面周縁部S3の回転軌跡の第1位置において水蒸気噴射部121から表面周縁部S3に加熱用の水蒸気が噴射され、当該回転軌跡に沿って第1位置の後方に位置する第2位置において処理液吐出部122からの表面周縁部S3に処理液が供給される位置関係で設けられている。従って、水蒸気噴射部121によって加熱された表面周縁部S3の部位には、加熱された直後に、処理液吐出部122から処理液52が供給される。そして、当該部位のエッチング処理が行われる。水蒸気噴射部121によって加熱された表面周縁部S3の各部位について、温度降下が抑制されつつエッチング処理が行われるので、エッチングレートが向上する。
【0072】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、窒素ガス供給源134や水蒸気供給源131が基板処理装置100内に設けられても良い。窒素ガス供給源134による窒素ガスの供給に代えて、乾燥空気などの乾燥気体や窒素ガス以外の不活性ガスが供給される構成が採用されてもよい。また、加熱機構を備えて不活性ガスを加熱することにより、さらに温度低下を防止し、リンス液の乾燥を促進してもよい。また、ノズルユニット120における各ノズル等は、基板Wに対して一体的に移動されるが、それぞれ個別に移動可能に構成されても良い。また、基板Wの表面周縁部S3のエッチング処理と、裏面S2のエッチング処理とは、順次に行われてもよい。また、基板処理装置100がノズルユニット120と下ノズル141とのうちノズルユニット120のみを備え、表面周縁部S3のエッチング処理と裏面S2のエッチング処理とのうち表面周縁部S3のエッチング処理のみを行うとしても本発明の有用性を損なうものではない。また、ガス噴射ヘッド200に代えて、遮断板が採用されて遮断板から窒素ガスが基板Wの表面S1に供給されてもよい。また、
図10を参照して上述した基板処理装置100による基板処理の流れの説明においては、ノズルユニット120が基板Wの表面周縁部S3の上方に位置決めされて、スピンチャック111が回転を開始した後、ノズルユニット120が加熱用の水蒸気の噴射を開始しているが、例えば、スピンチャック111が回転を開始した後に、ノズルユニット120が加熱用の水蒸気の噴射を開始し、その後、ノズルユニット120が基板Wの表面周縁部S3の上方に位置決めされてもよい。