特許 6363876 基板処理方法および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6363876

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20180712BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20180712BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 643A

   H01L21/304 648G

   H01L21/306 R

   H01L21/68 N

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-105471(P2014-105471)

(22)【出願日】2014年5月21日

(65)【公開番号】特開2015-220436(P2015-220436A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2016年12月20日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】特許業務法人あい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉住 明日香

(72)【発明者】

【氏名】樋口 鮎美

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３３４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９４８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２９１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６４８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１２７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００９０３８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の鉛直軸線回りに回転可能なスピンベースと、前記スピンベースと同伴回転可能に設けられ、基板の周端縁に当接して当該基板を支持する複数の基板支持部材とを有し、前記基板を水平姿勢に保持しながら前記鉛直軸線回りに回転させるための基板保持回転手段と、前記基板保持回転手段の周囲を取り囲み、当該基板保持回転手段によって回転されている基板から飛散する処理液を捕獲する処理カップとを含む基板処理装置において実行される基板処理方法であって、
前記スピンベースを回転させて、前記基板を前記鉛直軸線回りに、８００（ｒｐｍ）以上１２００（ｒｐｍ）以下の液処理速度で回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程に並行して、所定の第１の流量の処理液を前記基板の下面に供給すると共に、前記第１の流量よりも多い第２の流量の処理液を前記基板の上面に供給する処理液供給工程とを含む、基板処理方法。

【請求項2】

前記液処理速度および前記第２の流量は、前記基板下面の全域を処理液の液膜で覆うことが可能な回転速度および流量に設定されている、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記第１の流量は１．０（リットル／分）以上である、請求項１または２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

所定の鉛直軸線回りに回転可能なスピンベースと、前記スピンベースと同伴回転可能に設けられ、基板の周端縁に当接して当該基板を支持する複数の基板支持部材とを有し、前記基板を水平姿勢に保持しながら前記鉛直軸線回りに回転させるための基板保持回転手段と、
前記基板の上面に処理液を供給するための処理液上供給手段と、
前記基板の下面に処理液を供給するための処理液下供給手段と、
前記基板保持回転手段の周囲を取り囲み、当該基板保持回転手段によって回転されている基板から飛散する処理液を捕獲する処理カップと、
前記基板保持回転手段、前記処理液上供給手段および前記処理液下供給手段を制御して、前記基板を前記鉛直軸線回りに、８００（ｒｐｍ）以上１２００（ｒｐｍ）以下の液処理速度で回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程に並行して、所定の第１の流量の処理液を前記基板の下面に供給すると共に、前記第１の流量よりも多い第２の流量の処理液を前記基板の上面に供給する処理液供給工程とを実行する制御手段とを含む、基板処理装置。

【請求項5】

前記基板支持部材は、前記基板の下面周縁に当接するための第１の当接面と、前記基板の上面周縁に当接するための第２の当接面とによって区画された挟持部を有し、
前記第１の当接面は、水平面に対し、前記基板の回転半径方向外方に向かうに従って上向きに傾斜しており、
前記第２の当接面は、水平面に対し、前記基板の回転半径方向外方に向かうに従って下向きに傾斜している、請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記液処理速度および前記第２の流量を、前記基板下面の全域を処理液の液膜で覆うことが可能な回転速度および流量に設定する設定手段をさらに含む、請求項４または５に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、たとえば、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、隔壁により区画された処理室内に、基板をほぼ水平に保持しつつ、その基板を回転させるスピンチャックと、このスピンチャックによって回転される基板の上面中央部に向けて処理液を吐出するための処理液ノズルとを備えている。
スピンチャックに保持された状態の基板の上面だけでなく、基板の下面に対しても処理液を供給すべく、スピンチャックの回転軸に挿通された中心軸ノズルが用いられる。この中心軸ノズルの上端には吐出口が開口しており、この吐出口は、スピンチャックに保持された基板の下面中央部に対向している。

【0003】

このような装置では、基板の上面および下面に対する処理液の供給が並行して行われる（上下同時処理）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−０９４８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

具体的には、スピンチャックにより基板が回転されつつ、処理液ノズルから基板の上面中央部に向けて処理液が吐出されると共に、中心軸ノズルから基板の下面中央部に向けて処理液が吐出される。基板の上面に供給された処理液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の上面を中央部から周縁部に向けて拡がる。これにより、基板の上面の全域に処理液が行き渡る。また、中心軸ノズルの吐出口から上方に向けて吐出され、基板の下面中央部に着液した処理液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の下面を伝って中央部から周縁部に向けて移動する。これにより、基板の下面の全域に処理液が行き渡る。基板の上面周縁部および下面周縁部からは、それぞれ処理液が側方に向けて飛散する。基板の周縁部から飛散する処理液は、スピンチャックを取り囲む処理カップに受け止められ、処理カップ外（すなわち処理室内）への流出が防止される。

【0006】

上下同時処理では、基板の上面および下面に、それぞれ処理液の液膜が保持される。基板の表裏面全域に均一な処理液処理を施すため、ならびに処理液が基板に再付着したり衝突したりすることから基板を保護するため、基板の上面の全域を処理液の液膜で覆うと共に、基板の下面の全域を処理液の液膜で覆う必要がある。基板の下面を移動する処理液の落液を防ぐべく、上下同時処理では、基板を所定の高速で回転させる必要がある。

【0007】

しかしながら、基板を高速回転させながら、前述のような上下同時処理を基板に施す際には、次に述べるような問題が生じる。
すなわち、上下同時処理を基板に施す際に、基板の周縁部から処理液が横方向に向けて飛散せず、処理液が斜め上方に跳ね上がることがある。このことは、基板の下面を伝って基板の周縁部に到達した処理液が、スピンチャックのチャックピンの傾斜面に沿って斜め上方に向けて飛散することに起因するものと考えられる。基板を高速回転させる場合、処理液に大きな遠心力が作用するため、処理液の跳ね上がり量が大きくなるおそれがある。

【0008】

基板の周縁部から斜め上方に大きく跳ね上がった処理液は、処理カップ外（処理室内）に流出するおそれがある。処理カップ外に流出した処理液は、基板を乾燥させる工程で基板の上下面に付着することにより、基板の上下面の汚染を生じさせるおそれがある。
また、基板の周縁部から飛散する処理液は処理カップに衝突するのであるが、処理カップの内壁の姿勢によっては、基板の周縁部からの処理液の飛散方向が斜め上方であると、処理カップの内壁に衝突した処理液が、基板側に向けて跳ね返ることがある。この場合、基板の上面に処理液の液滴が降り注いで、基板が汚染されるおそれがある。

【0009】

処理カップ外への処理液の流出および基板への処理液の跳ね返りをそれぞれ防止すべく、基板の回転速度をやや低く設定することも考えられるが、基板の回転速度を低く設定すると、基板の上面の全域を処理液で覆うことができない場合が生じる。基板に供給される処理液の流量を大流量にすれば、基板の回転速度が多少低くても基板の上面の全域を処理液によって覆うことが可能であるが、この場合、１枚の処理で消費する処理液の量が多くなり、それに応じて処理コストが高くついてしまう。

【0010】

そこで、この発明の目的は、処理液消費量を低減しつつ高品質な基板処理を実現できる基板処理方法および基板処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、所定の鉛直軸線（Ａ１）回りに回転可能なスピンベース（１５）と、前記スピンベースと同伴回転可能に設けられ、基板の周端縁に当接して当該基板を支持する複数の基板支持部材（１６）とを有し、前記基板を水平姿勢に保持しながら前記鉛直軸線回りに回転させるための基板保持回転手段（３）と、前記基板保持回転手段の周囲を取り囲み、当該基板保持回転手段によって回転されている基板から飛散する処理液を捕獲する処理カップ（８）とを含む基板処理装置（１）において実行される基板処理方法であって、前記スピンベースを回転させて、前記基板を前記鉛直軸線回りに、８００（ｒｐｍ）以上１２００（ｒｐｍ）以下の液処理速度で回転させる基板回転工程（Ｓ２）と、前記基板回転工程に並行して、所定の第１の流量の処理液を前記基板の下面に供給すると共に、前記第１の流量よりも多い第２の流量の処理液を前記基板の上面に供給する処理液供給工程（Ｓ３，Ｓ４）とを含む、基板処理方法を提供する。
なお、この項において、括弧内の数字等は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。

【0015】

この方法によれば、基板の下面を周縁部まで移動した処理液は、回転している基板支持部材に当って、主に、斜め上方の外向きに飛散する。基板の上面を周縁部まで移動した処理液は、回転している基板支持部材に当って、主に、斜め下方の外向きに飛散する。基板の周縁部において、基板の下面周縁部から飛散する処理液の流れと、基板の上面周縁部から飛散する処理液の流れとが上下方向に交差している。そのため、基板の下面周縁部から飛散する処理液と、基板の上面周縁部から飛散する処理液とが基板の周縁部において干渉する。
基板の上面に供給される処理液の流量が、基板の下面に供給される処理液の流量よりも多いので、基板の上面周縁部から飛散する処理液によって、基板の下面周縁部から飛散する処理液の飛散方向が抑え込まれる。すなわち、基板の周縁部から飛散する処理液の全体の飛散方向を確実に低く抑えることができる。そのため、基板の周縁部から飛散する処理液は処理カップによって捕獲され、処理カップ外への処理液の流出を抑制または防止できる。したがって、処理液の液滴が基板に付着することに起因する基板汚染を抑制または防止できる。
また、基板の周縁部から飛散する処理液の全体の飛散方向が低いので、処理カップとの衝突によって処理液の液滴が基板側に跳ね返ることを抑制できる。したがって、処理液の液滴が基板に付着することに起因する基板汚染を抑制または防止できる。
また、基板回転工程における基板の回転速度（液処理速度）が、８００（ｒｐｍ）以上１２００（ｒｐｍ）以下であるので、基板の下面に、当該下面の全域を覆う処理液を保持することができ、かつ、処理カップ外への処理液の流出および基板への処理液の跳ね返りを抑制することもできる。
基板の回転速度が８００（ｒｐｍ）未満であれば、基板の上面の全域を、処理液の液膜で覆うことはできない。また、基板の回転速度が１２００（ｒｐｍ）を超えれば、処理カップ外への処理液の流出および基板への処理液の跳ね返りが増大するおそれがある。
以上により、処理液消費量を低減しつつ高品質な基板処理を実現できる基板処理方法および基板処理装置を提供することができる。
請求項２に記載の発明は、前記液処理速度および前記第２の流量は、前記基板下面の全域を処理液の液膜で覆うことが可能な回転速度および流量に設定されていてもよい。基板の下面への処理液の供給流量にもよるが、基板の回転速度が５００（ｒｐｍ）以上であれば、基板の下面に処理液を保持することが可能である。
請求項３に記載の発明は、前記第１の流量は１．０（リットル／分）以上である、請求項１または２に記載の基板処理方法である。

【0016】

この方法によれば、第１の流量が１．０（リットル／分）以上であるので、基板の下面に、基板の下面の全域を覆う処理液の液膜を保持することができる。

【0019】

前記の目的を達成するための請求項２に記載の発明は、所定の鉛直軸線（Ａ１）回りに回転可能なスピンベース（１５）と、前記スピンベースと同伴回転可能に設けられ、基板の周端縁に当接して当該基板を支持する複数の基板支持部材（１６）とを有し、前記基板を水平姿勢に保持しながら前記鉛直軸線回りに回転させるための基板保持回転手段（３）と、前記基板の上面に処理液を供給するための処理液上供給手段（４，５）と、前記基板の下面に処理液を供給するための処理液下供給手段（７）と、前記基板保持回転手段、前記処理液上供給手段および前記処理液下供給手段を制御して、前記基板を前記鉛直軸線回りに、８００（ｒｐｍ）以上１２００（ｒｐｍ）以下の液処理速度で回転させる基板回転工程（Ｓ２）と、前記基板回転工程に並行して、所定の第１の流量の処理液を前記基板の下面に供給すると共に、前記第１の流量よりも多い第２の流量の処理液を前記基板の上面に供給する処理液供給工程（Ｓ３，Ｓ４）とを実行する制御手段（９）とを含む、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項５に記載の発明は、前記基板支持部材は、前記基板の下面周縁に当接するための第１の当接面（５３）と、前記基板の上面周縁に当接するための第２の当接面（５４）とによって区画された挟持部を有し、前記第１の当接面は、水平面に対し、前記基板の回転半径方向外方に向かうに従って上向きに傾斜しており、前記第２の当接面は、水平面に対し、前記基板の回転半径方向外方に向かうに従って下向きに傾斜している、請求項４に記載の基板処理装置である。

【0020】

この構成によれば、基板の下面から基板支持部材に当って飛散する処理液の飛散方向は、基板支持部材の第１の当接面の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板の下面周縁部から飛散する処理液の飛散方向は、径方向外方に向かうに従って水平面に対して上向きに傾斜している。
一方、基板の上面から基板支持部材に当って飛散する処理液の飛散方向は、基板支持部材の第２の当接面の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板の上面周縁部から飛散する処理液の飛散方向は、径方向外方に向かうに従って水平面に対して下向きに傾斜している。

【0021】

基板の周縁部において、基板の下面周縁部から飛散する処理液の流れと、基板の上面周縁部から飛散する処理液の流れとが上下方向に交差している。そのため、基板の下面周縁部から飛散する処理液と、基板の上面周縁部から飛散する処理液とが基板の周縁部において干渉する。基板の上面に供給される処理液の流量が、基板の下面に供給される処理液の流量よりも多いので、基板の上面周縁部から飛散する処理液によって、基板の下面周縁部から飛散する処理液の飛散方向が抑え込まれる結果、基板の周縁部から飛散する処理液の全体の飛散方向を低く抑えることができる。

【0022】

請求項６に記載のように、前記液処理速度および前記第２の流量を、前記基板下面の全域を処理液の液膜で覆うことが可能な回転速度および流量に設定する設定手段（９）をさらに含んでいてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】図１に示す挟持部材の側面図である。

【図3】図１に示す基板処理装置によって実行されるエッチング処理の処理例を示す工程図である。

【図4】図３の処理例に含まれる各工程における基板の回転速度の変化を示す図である。

【図5】薬液工程およびリンス工程における、基板の回転速度の変化および処理液の供給流量を示す図である。

【図6】薬液工程における基板の様子を示す側面図である。

【図7】リンス工程における基板の様子を示す側面図である。

【図8】薬液工程およびリンス工程における挟持部材の付近の状態を示す図である。

【図9】基板の上下面への供給流量比を異ならせた場合における、基板の周縁部からの処理液の飛散方向の変化を説明するための図である。

【図10】第１の試験の試験結果を示す図である。

【図11】第２の試験の試験結果を示す図である。

【図12】第２の試験において、傾斜部への試験紙の配置位置を説明するための平面図である。

【図13】第３の試験の試験結果を示す図である。

【図14】第４の試験の試験結果を示す図である。

【図15】第５の試験の試験結果を示す図である。

【図16】第６の試験の試験結果を示す図である。

【図17】第７の試験の試験結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を模式的に示す図である。
この基板処理装置１は、円形の半導体ウエハ等の基板Ｗのデバイス形成領域側の表面および裏面に対して、洗浄処理やエッチング処理などの液処理を施すための枚葉型の装置である。

【0025】

基板処理装置１は、処理室２内に、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック（基板保持回転手段）３と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの表面（上面）に薬液を供給するための薬液供給ユニット（処理液上供給手段）４と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの表面（上面）に、リンス液の一例としてのＤＩＷ（脱イオン水）を供給するためのリンス液供給ユニット（処理液上供給手段）５と、低表面張力を有する有機溶剤の一例としてのイソプロピルアルコール（isopropyl alcohol：ＩＰＡ）液を供給するための有機溶剤供給ユニット６と、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの裏面（下面）に処理液（薬液または水）を供給するための下面処理液供給ユニット（処理液下供給手段）７と、スピンチャック３を取り囲む筒状の処理カップ８と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置（制御手段、設定手段）９とを含む。

【0026】

処理室２は、箱状の隔壁１０と、隔壁１０の上部から隔壁１０内（処理室２内に相当）に清浄空気を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）１１と、隔壁１０の下部から処理室２内の気体を排出する排気装置１２とを含む。スピンチャック３、薬液供給ユニット４の薬液ノズル２６、リンス液供給ユニット５のリンス液ノズル３０、および有機溶剤供給ユニット６の有機溶剤ノズル３４は、隔壁１０内に収容配置されている。

【0027】

ＦＦＵ１１は隔壁１０の上方に配置されており、隔壁１０の天井に取り付けられている。ＦＦＵ１１は、隔壁１０の天井から処理室２内に清浄空気を送る。排気装置１２は、処理カップ８の底部に接続されており、処理カップ８の底部から処理カップ８の内部を吸引する。ＦＦＵ１１および排気装置１２により、処理室２内にダウンフロー（下降流）が形成される。

【0028】

スピンチャック３として、基板Ｗを水平方向に挟んで基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックが採用されている。具体的には、スピンチャック３は、スピンモータ１３と、このスピンモータ１３の駆動軸と一体化されたスピン軸１４と、スピン軸１４の上端にほぼ水平に取り付けられた円板状のスピンベース１５と、スピンベース１５に配置された複数個（３個以上。たとえば６個）の挟持部材（基板支持部材）１６とを含む。複数個の挟持部材１６は、スピンベース１５の上面周縁部において、基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。

【0029】

複数個の挟持部材１６は、互いに協動して、基板Ｗを水平方向に挟持する。この状態で、スピンモータ１３が駆動されると、その駆動力によってスピンベース１５が所定の回転軸線（鉛直軸線）Ａ１まわりに回転され、そのスピンベース１５と共に、基板Ｗがほぼ水平な姿勢を保った状態で回転軸線Ａ１まわりに回転される。
薬液供給ユニット４は、薬液ノズル２６を含む。薬液ノズル２６は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。薬液ノズル２６には、薬液供給源からの薬液が供給される薬液供給管２７が接続されている。薬液供給管２７の途中部には、薬液ノズル２６からの薬液の供給／供給停止を切り換えるための薬液バルブ２８と、薬液供給管２７の開度を調節して、薬液ノズル２６から吐出される薬液の流量を調整するための薬液流量調整バルブ２９とが、薬液ノズル２６側からこの順で介装されている。薬液供給管２７に供給される薬液として、たとえば希フッ酸（ＤＨＦ）、濃フッ酸（ｃｏｎｃＨＦ）、フッ硝酸（フッ酸と硝酸（ＨＮＯ_３）との混合液）、またはフッ化アンモニウム等を例示できる。図示はしないが、薬液流量調整バルブ２９は、弁座が内部に設けられたバルブボディと、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他の流量調整バルブについても同様である。

【0030】

リンス液供給ユニット５は、リンス液ノズル３０を含む。リンス液ノズル３０は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル３０には、リンス液供給源からのリンス液が供給されるリンス液供給管３１が接続されている。リンス液供給管３１の途中部には、リンス液ノズル３０からのリンス液の供給／供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ３２と、リンス液供給管３１の開度を調節して、リンス液ノズル３０から吐出される水の流量を調整するためのリンス液流量調整バルブ３３とが、リンス液ノズル３０側からこの順で介装されている。リンス液供給管３１に供給されるリンス液としては、ＤＩＷ（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、還元水（水素水）、脱気水等を例示することができる。

【0031】

有機溶剤供給ユニット６は、有機溶剤ノズル３４を含む。有機溶剤ノズル３４は、たとえば、連続流の状態で液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その吐出口を基板Ｗの上面中央部に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル３０には、ＩＰＡ供給源からの液体のＩＰＡが供給される有機溶剤供給管３５が接続されている。有機溶剤供給管３５の途中部には、有機溶剤ノズル３４からのＩＰＡの供給／供給停止を切り換えるための有機溶剤バルブ３６が介装されている。

【0032】

なお、薬液ノズル２６、リンス液ノズル３０および有機溶剤ノズル３４は、それぞれ、スピンチャック３に対して固定的に配置されている必要はなく、たとえば、スピンチャック３の上方において水平面内で揺動可能なアームに取り付けられて、このアームの揺動により基板Ｗの上面における処理液（薬液、リンス液または有機溶剤）の着液位置がスキャンされる、いわゆるスキャンノズルの形態が採用されてもよい。

【0033】

下面処理液供給ユニット７は、下面ノズル（中心軸ノズル）１７と、スピン軸１４内で上下に延びる第１の処理液供給配管１８と、第１の処理液供給配管１８に接続された第２の処理液供給配管１９とを含む。第２の処理液供給配管１９には、薬液下供給配管２０が接続されている。下面ノズル１７の上端には、スピンチャック３に保持された基板Ｗの下面（裏面）の中央部に対向する吐出口１７ａが形成されている。薬液下供給配管２０には、薬液下供給配管２０を開閉するための薬液下バルブ２２と、薬液下供給配管２０の開度を調整するための薬液下流量調整バルブ２３とが、第２の処理液供給配管１９側からこの順で介装されている。第２の処理液供給配管１９には、リンス液下供給配管２１が接続されている。リンス液下供給配管２１には、リンス液下供給配管２１を開閉するためのリンス液下バルブ２４と、リンス液下供給配管２１の開度を調整するためのリンス液下流量調整バルブ２５とが、第２の処理液供給配管１９側からこの順で介装されている。

【0034】

リンス液下バルブ２４が閉じられた状態で薬液下バルブ２２が開かれると、第２の処理液供給配管１９を介して、第１の処理液供給配管１８から下面ノズル１７に薬液が供給される。下面ノズル１７に供給された薬液は、その吐出口１７ａから上方に吐出される。これにより、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの下面中央部に薬液が供給される。下面ノズル１７から吐出される薬液の流量は、薬液下流量調整バルブ２３によって調節されるようになっている。

【0035】

同様に、薬液下バルブ２２が閉じられた状態でリンス液下バルブ２４が開かれると、第２の処理液供給配管１９を介して、第１の処理液供給配管１８から下面ノズル１７にリンス液が供給される。下面ノズル１７に供給されたリンス液は、その吐出口１７ａから上方に吐出される。これにより、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの下面中央部に水が供給される。下面ノズル１７から吐出される水の流量は、リンス液下流量調整バルブ２５によって調節されるようになっている。

【0036】

処理カップ８は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。処理カップ８は、スピンチャック３を取り囲む筒状部材３７と、スピンチャック３と筒状部材３７との間に配置された複数のカップ３８〜４０（第１〜第３のカップ３８〜４０）と、基板Ｗの周囲に飛散した処理液（薬液、リンス液または有機溶剤）を受け止める複数のガード４１〜４４（第１〜第４のガード４１〜４４）と、複数のガード４１〜４４を個別に昇降させる昇降ユニット４５とを含む。処理カップ８は、スピンチャック３に保持されている基板Ｗの外周よりも外側（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。図１において、処理カップ８は、回転軸線Ａ１の右側と左側とで異なる状態が示されている。

【0037】

各カップ３８〜４０は、円筒状であり、スピンチャック３と筒状部材３７との間でスピンチャック３を取り囲んでいる。内側から２番目の第２のカップ３９は、第１のカップ３８よりも外側に配置されており、第３のカップ４１は、第２のカップ３９よりも外側に配置されている。第３のカップ４１は、たとえば、第２のガード４２と一体であり、第２のガード４２と共に昇降する。各カップ３８〜４０は、上向きに開いた環状の溝を形成している。各カップ３８〜４０の溝には、回収配管（図示しない）または廃液配管（図示しない）が接続されている。各カップ３８〜４０の底部に導かれた処理液は、回収配管または廃液配管を通じて、それぞれ回収ユニット（図示しない）または廃液ユニット（図示しない）に送られる。これにより、基板Ｗから排出された処理液が回収または廃棄される。

【0038】

各ガード４１〜４４は、円筒状であり、スピンチャック３と筒状部材３７との間でスピンチャック３を取り囲んでいる。各ガード４１〜４４は、スピンチャック３の周囲を取り囲む円筒状の案内部４７と、案内部４７の上端から中心側（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）に斜め上方に延びる円筒状の傾斜部４６とを含む。各傾斜部４６の上端部は、ガード４１〜４４の内周部を構成しており、基板Ｗおよびスピンベース１５よりも大きな直径を有している。４つの傾斜部４６は、上下に重ねられており、４つの案内部４７は、同軸的に配置されている。最も外側の第４のガード４４の案内部４７を除く３つの案内部４７（ガード４１〜４３の案内部４７）は、それぞれ、複数のカップ３８〜４０内に出入り可能である。すなわち、処理カップ８は、折り畳み可能であり、昇降ユニット４５が４つのガード４１〜４４の少なくとも一つを昇降させることにより、処理カップ８の展開および折り畳みが行われる。なお、傾斜部４６は、その断面形状が図１に示すように滑らかな上に凸の円弧を描きつつ延びていてもよいし、またたとえば直線状であってもよい。

【0039】

基板Ｗへの処理液（薬液、リンス液または有機溶剤）の供給や基板Ｗの乾燥は、いずれかのガード４１〜４４が、基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。たとえば内側から３番目の第３のガード４３を基板Ｗの周端面に対向させる場合には、第１のガード４１および第２のガード４２が下位置（図１の左側に示す位置）に配置され、第３のガード４３および第４のガード４４が上位置（図１の左側に示す位置）に配置される。また、最も内側の第１のガード４１を基板Ｗの周端面に対向させる場合には、４つのガード４１〜４４の全てが上位置（図１の右側に示す位置）に配置される。

【0040】

たとえば、後述する薬液工程（図３のＳ３）や、リンス工程（図３のＳ４）、ＩＰＡ置換工程（図３のＳ５）では、最も外側の第４のガード４４を除く３つのガード４１〜４３のいずれかが、基板Ｗの周端面に対向している状態で行われる。したがって、基板Ｗに処理液が供給されているときに基板Ｗの周囲に飛散した処理液は、第１のガード４１、第２のガード４２、および第３のガード４３のいずれかによって、いずれかのカップ３８〜４０に案内される。

【0041】

図２は、挟持部材１６の側面図である。各挟持部材１６は、スピンベース１５の周縁部に配置された台座５１と、台座５１の上面に固定された円柱状の挟持部５２とを含む。挟持部５２の外周面には、水平方向に関し内方（回転軸線Ａ１側）に向いてＶ字状に開き、基板の周端面を挟持する挟持溝５５が形成されている。挟持溝５５は、水平面に対し、基板Ｗの回転半径方向外方に向かうに従って上向きに傾斜する下側当接面（第１の当接面）５３と、水平面に対し、基板Ｗの回転半径方向外方に向かうに従って下向きに傾斜する上側当接面（第２の当接面）５４とによって区画されている。下側当接面５３は水平面に対し角度θ１（図８参照）傾斜しており、上側当接面５４は水平面に対し角度θ２（図８参照）傾斜している。挟持溝５５に基板Ｗの周端縁が挟持された状態においては、基板Ｗの下面端縁が下側当接面５３に当接すると共に、基板Ｗの上面端縁が上側当接面５４に当接する。

【0042】

図３は、基板処理装置１によって実行されるエッチング処理の処理例を示す工程図である。図４は、図３の処理例に含まれる各工程における基板Ｗの回転速度の変化を示す図である。図５は、薬液工程（Ｓ３）およびリンス工程（Ｓ４）における処理液の供給流量を示す図である。図５（ａ）は、基板Ｗ上面への処理液の供給流量を示し、図５（ｂ）は、基板Ｗ下面への処理液の供給流量を示す。図５（ｃ）は、基板Ｗ上下面への処理液の合計供給流量を示す。図６は、薬液工程（Ｓ３）における基板Ｗの様子を示す側面図である。図７は、リンス工程（Ｓ４）における基板Ｗの様子を示す側面図である。図８は、薬液工程（Ｓ３）およびリンス工程（Ｓ４）における挟持部材１６の付近の状態を示す図である。

【0043】

以下、図１、図３および図４を参照しつつ、エッチング処理の処理例について説明する。図５〜図８は適宜参照する。
エッチング処理に際しては、搬送ロボット（図示しない）が制御されて、処理室２（図１参照）内に未処理の基板Ｗが搬入される（ステップＳ１）。基板Ｗは、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に受け渡される。なお、この基板Ｗの搬入前は、その搬入の妨げにならないように、第１〜第４ガード４１〜４４が下位置（最も下方位置）に下げられ、第１〜第４ガード４１〜４４の上端がいずれも、スピンチャック３による基板Ｗの保持位置よりも下方に配置されている。基板Ｗの一例として表面（デバイスが形成されるべき面）に酸化膜が形成されたシリコンウエハ（ベアシリコン）を挙げることができる。基板Ｗは大型基板（たとえば、外径３００（ｍｍ）の円形基板）であってもよい。

【0044】

スピンチャック３に基板Ｗが保持されると、制御装置９はスピンモータ１３を制御して、基板Ｗを回転開始させ、基板Ｗを回転させる（ステップＳ２）。基板Ｗの回転速度は予め定める液処理速度（たとえば図４に示すように８００ｒｐｍ）まで上昇させられ、その液処理速度に維持される。
また、制御装置９は、ガード昇降ユニット４５を制御して、第１および第２のガード４１，４２を下位置（最も下方の位置）のまま、第３および第４のガード４３，４４を上位置（最も上方の位置）まで上昇させて、第３のガード４３を基板Ｗの周端面に対向させる。

【0045】

基板Ｗの回転速度が液処理速度に達すると、次いで、制御装置９は、薬液工程（ステップＳ３）の実行を開始する。具体的には、制御装置９は、薬液バルブ２８を開くと共に、薬液下バルブ２２を開く。これにより、薬液ノズル２６から基板Ｗの上面中央部に向けて薬液が吐出されると共に、下面ノズル１７の吐出口１７ａから基板Ｗの下面中央部に向けて薬液が上向きに吐出される。

【0046】

このときの薬液ノズル２６からの薬液の供給流量（第２の流量）は、薬液流量調整バルブ２９の調整により、図５（ａ）に示すようにたとえば２．５（リットル／分）に設定されており、また、下面ノズル１７からの薬液の供給流量（第１の流量）は、薬液下流量調整バルブ２３の調整により、図５（ｂ）に示すようにたとえば１．０（リットル／分）に設定されている。この場合において、基板Ｗに対する薬液の合計供給流量は図５（ｃ）に示すように３．５（リットル／分）であり、下面ノズル１７からの薬液の供給流量に対する、薬液ノズル２６からの薬液の供給流量の流量比は２．５である。

【0047】

基板Ｗの上面中央部に供給された薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面を基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、図６に示すように、基板Ｗの上面に、基板Ｗの上面の全域を覆う薬液の液膜６１が保持される。また、基板Ｗの下面中央部に供給された薬液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面を伝って基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、図６に示すように、基板Ｗの下面に、基板Ｗの下面の全域を覆う薬液の液膜６２が保持される。薬液の液膜６１，６２により、基板Ｗの上面全域および下面全域に薬液が供給され、これにより、基板Ｗの上下面の全域に薬液処理が施される。希フッ酸、濃フッ酸、ふっ硝酸、フッ化アンモニウム等が薬液として用いられる場合、薬液処理に伴い基板Ｗの上面は疎水性を示すようになる。この処理例では、基板Ｗの上面が疎水性を示していても、基板Ｗの上面に、当該上面の全域を覆う薬液の液膜６１を保持できる。

【0048】

図８に示すように、基板Ｗの上面を周縁部に向けて流れる薬液は、スピンベース１５と一体的に回転している挟持部材１６に基板Ｗの周縁部で当り、基板Ｗの側方に向けて飛散する。同様に、基板Ｗの下面を伝って周縁部に向けて流れる薬液も、スピンベース１５と一体的に回転している挟持部材１６に基板Ｗの周縁部で当り、その後、基板Ｗの側方に向けて飛散する。このように、基板Ｗの周縁部から排出される薬液は、挟持部材１６への当接することにより、その飛散方向が変更される。

【0049】

基板Ｗの下面から挟持部材１６に当って飛散する薬液の飛散方向は、挟持部材１６の下側当接面５３の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板Ｗの下面を移動して基板Ｗの下面周縁部から飛散する薬液（以下、「基板Ｗの下面周縁部から飛散する薬液」という。）の飛散方向Ｄ_Ｄは、径方向外方に向かうに従って水平面に対して角度θ１上向きに傾斜している。一方、基板Ｗの上面から挟持部材１６に当って飛散する薬液の飛散方向は、挟持部材１６の上側当接面５４の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板Ｗの上面を移動して基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液（以下、「基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液」という。）の飛散方向Ｄ_Ｕは、径方向外方に向かうに従って水平面に対して角度θ２下向きに傾斜している。

【0050】

薬液工程時（Ｓ３）には、基板Ｗの周縁部において、基板Ｗの下面周縁部から飛散する薬液の流れと、基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液の流れとが上下方向に交差している。そのため、基板Ｗの下面周縁部から飛散する薬液と、基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液とが基板Ｗの周縁部において干渉する。そして、基板Ｗの周縁部において、基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液の飛散方向Ｄ_Ｄと基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液の飛散方向Ｄ_Ｕとを合成した、薬液の全体の飛散方向Ｄ_１に向けて薬液が飛散する。

【0051】

仮に、上下面供給流量比（上面：下面）を１：１にした場合、基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液の流量が下面周縁部からの薬液流量と比較して多くないので、図９（ａ）に示すように、斜め上方に向かう基板Ｗの下面周縁部からの薬液を十分に抑制できず、その結果、薬液の全体の飛散方向Ｄ_１は、径方向外方に向かうに従って水平面に対して上向きに大きく傾斜している。

【0052】

これに対し、図３の処理例では、上下面供給流量比（上面：下面）を２．５：１にしているので、基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液の流量が下面周縁部からの薬液流量と比較して十分に多い。そのため、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗの上面周縁部から飛散する薬液によって、基板Ｗの下面周縁部から飛散する薬液の飛散方向が下向きに抑え込まれる結果、薬液の全体の飛散方向Ｄ_１は、水平面に対して略水平方向に沿うか、あるいは水平方向に近づくようになる。

【0053】

したがって、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の大部分は、第３のガード４３の内壁に受け止められる。これにより、薬液工程（Ｓ３）において処理カップ８外への薬液の流出を抑制または防止できる。第１のガード４３の案内部４７の内壁を伝って流下した薬液は、第３のカップ４０の底部に集められ、回収配管（図示しない）を通じて回収ユニット（図示しない）へと導かれる。

【0054】

薬液の吐出開始から、予め定める薬液処理時間が経過すると、制御装置９は、薬液バルブ２８および薬液下バルブ２２を閉じて、薬液ノズル２６および下面ノズル１７からの薬液の吐出を停止する。
また、制御装置９は、ガード昇降ユニット４５を制御して、第１および第２のガード４１，４２を上位置（最も下方の位置）まで移動させ、第１のガード４１を基板Ｗの周端面に対向させる。この状態で第１〜第４のガード４１〜４４の全てが上位置に配置される。

【0055】

第１および第２のガード４１，４２が上位置に配置されると、次いで、制御装置９はリンス工程（ステップＳ４）の実行を開始する。具体的には、制御装置９は、薬液工程（Ｓ３）に引き続いて、基板Ｗの回転速度を前記の液処理速度に維持しながら、リンス液バルブ３２を開くと共に、リンス液下バルブ２４を開く。これにより、リンス液ノズル３０から基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液が吐出されると共に、下面ノズル１７の吐出口１７ａから基板Ｗの下面中央部に向けてリンス液が上向きに吐出される。

【0056】

このときのリンス液ノズル３０からのリンス液の供給流量（第２の流量）は、リンス液流量調整バルブ３３の調整により、図５（ａ）に示すようにたとえばたとえば２．５（リットル／分）に設定されており、また、下面ノズル１７からのリンス液の供給流量（第１の流量）は、リンス液下流量調整バルブ２５の調整により、図５（ｂ）に示すようにたとえばたとえば１．０（リットル／分）に設定されている。この場合において、基板Ｗに対するリンス液の合計供給流量は図５（ｃ）に示すように３．５（リットル／分）であり、下面ノズル１７からのリンス液の供給流量に対する、リンス液ノズル３２からのリンス液の供給流量の流量比は２．５である。

【0057】

基板Ｗの上面中央部に供給されたリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの上面を基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Ｗの上面に保持されている薬液の液膜６１が、図７に示すようにリンス液の液膜７１に置換される。リンス液の液膜７１は、基板Ｗの下面の全域を覆う。また、基板Ｗの下面中央部に供給されたリンス液は、基板Ｗの回転による遠心力を受けて、基板Ｗの下面を伝って基板Ｗの周縁部に向けて流れる。これにより、基板Ｗの下面に保持されている薬液の液膜６２が、図７に示すようにリンス液の液膜７２に置換される。リンス液の液膜７２は、基板Ｗの下面の全域を覆う。リンス液の液膜７１，７２により、基板Ｗの上面および下面に付着していた薬液が洗い流され、基板Ｗの上下面にリンス処理が施される。希フッ酸、濃フッ酸、ふっ硝酸、フッ化アンモニウム等が薬液として用いられる場合、薬液処理後の基板Ｗの上面は疎水性を示すようになるのであるが、この処理例では、基板Ｗの上面が疎水性を示していても、基板Ｗの上面に、当該上面の全域を覆うリンス液の液膜７１を保持できる。このことにより、リンス液への置換および基板Ｗの洗浄がむらなく行われると共に、基板Ｗの上面の全域を液膜７１により、飛散した液等から保護することができる。

【0058】

図８に示すように、基板Ｗの上面を周縁部に向けて流れるリンス液は、スピンベース１５と一体的に回転している挟持部材１６に基板Ｗの周縁部で当り、基板Ｗの側方に向けて飛散する。同様に、基板Ｗの下面を伝って周縁部に向けて流れるリンス液も、スピンベース１５と一体的に回転している挟持部材１６に基板Ｗの周縁部で当り、その後、基板Ｗの側方に向けて飛散する。このように、基板Ｗの周縁部から排出されるリンス液は、挟持部材１６に当接することにより、その飛散方向が変更される。

【0059】

基板Ｗの下面から挟持部材１６に当って飛散するリンス液の飛散方向は、挟持部材１６の下側当接面５３の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板Ｗの下面を移動して基板Ｗの下面周縁部から飛散するリンス液（以下、「基板Ｗの下面周縁部から飛散するリンス液」という。）の飛散方向Ｄ_Ｄは、径方向外方に向かうに従って水平面に対して角度θ１上向きに傾斜している。一方、基板Ｗの上面から挟持部材１６に当って飛散するリンス液の飛散方向は、挟持部材１６の上側当接面５４の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板Ｗの上面を移動して基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液（以下、「基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液」という。）の飛散方向Ｄ_Ｕは、径方向外方に向かうに従って水平面に対して角度θ２下向きに傾斜している。

【0060】

リンス工程（Ｓ４）時には、基板Ｗの周縁部において、基板Ｗの下面周縁部から飛散するリンス液の流れと、基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液の流れとが上下方向に交差している。そのため、基板Ｗの下面周縁部から飛散するリンス液と、基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液とが基板Ｗの周縁部において干渉する。そして、基板Ｗの周縁部において、基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液の飛散方向Ｄ_Ｄと基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液の飛散方向Ｄ_Ｕとを合成した、リンス液の全体の飛散方向Ｄ_１に向けてリンス液が飛散する。

【0061】

仮に、上下面供給流量比（上面：下面）を１：１にした場合、基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液の流量が下面周縁部からのリンス液流量と比較して多くないので、図９（ａ）に示すように、斜め上方に向かう基板Ｗの下面周縁部からのリンス液を十分に抑制できず、その結果、リンス液の全体の飛散方向Ｄ_１は、径方向外方に向かうに従って水平面に対して上向きに大きく傾斜している。

【0062】

これに対し、図３の処理例では、上下面供給流量比（上面：下面）を２．５：１にしているので、基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液の流量が下面周縁部からのリンス液流量と比較して十分に多い。そのため、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗの上面周縁部から飛散するリンス液によって、基板Ｗの下面周縁部から飛散するリンス液の飛散方向が下向きに抑え込まれる結果、リンス液の全体の飛散方向Ｄ_１は、水平面に対して略水平方向に沿うか、あるいは水平方向に近づくようになる。

【0063】

したがって、基板Ｗの周縁部から飛散するリンス液の大部分は、第１のガード４１の内壁に受け止められる。これにより、リンス工程（Ｓ４）において処理カップ８外へのリンス液の流出を抑制または防止できる。第１のガード４１の内壁を伝って流下したリンス液は、第１のカップ３８の底部に集められ、排液配管（図示しない）を通じて廃液ユニット（図示しない）へと導かれる。

【0064】

図４および図５に示すように、リンス工程（Ｓ４）は、基板Ｗを前記の液処理速度（リンス処理速度）で回転させる高速リンス工程（ステップＳ４１）と、基板Ｗの回転速度を、前記の液処理速度（たとえば８００ｒｐｍ）からパドル速度（０〜１００ｒｐｍの範囲内で、たとえば図４に示すように１０ｒｐｍ）まで連続的に落とす減速工程（ステップＳ４２）と、基板Ｗの上面の全域にリンス液の液膜をパドル状に保持するパドル工程（ステップＳ４３）とを含む。

【0065】

リンス液の吐出開始から予め定める高速リンス期間（たとえば３０秒間）が経過すると、制御装置９は、減速工程（Ｓ４２）の実行を開始する。具体的には、制御装置９は、リンス液ノズル３０および下面ノズル１７からのリンス液の供給流量をそれぞれ２．５（リットル／分）および１．５（リットル／分）に維持しながら、スピンモータ１３を制御して液処理速度（たとえば８００ｒｐｍ）で回転している基板Ｗを約１００ｒｐｍまで急減速させる。

【0066】

減速工程（Ｓ４２）では、液処理速度からパドル速度まで６段階で段階的に減速させている。図４に示すように、液処理速度（たとえば８００ｒｐｍ程度）から第１段階（たとえば約３００ｒｐｍ程度）、第２段階（たとえば約１００ｒｐｍ程度）、第３段階（たとえば約５０ｒｐｍ程度）、第４段階（たとえば約３０ｒｐｍ程度）および第５段階（たとえば約２０ｒｐｍ程度）を順次に経て、約１５秒間でパドル速度（第６段階。たとえば約１０ｒｐｍ）に減速させる。

【0067】

基板Ｗの回転速度がそのパドル速度（１０ｒｐｍ）まで落とされると、制御装置９は、スピンモータ１３を制御して、基板Ｗの回転速度をそのパドル速度に維持する。これにより、基板Ｗの上面の全域にリンス液の液膜がパドル状に保持されるパドル工程（Ｓ４３）が実行される。
基板Ｗの回転速度がパドル速度（１０ｒｐｍ）まで落とされてから、予め定めるパドルリンス期間（たとえば６秒間）が経過すると、制御装置９は、リンス液バルブ３２およびリンス液下バルブ２４を閉じて、リンス液ノズル３０および下面ノズル１７からのリンス液の吐出を停止する。

【0068】

次いで、制御装置９はＩＰＡ置換工程（ステップＳ５）の実行を開始する。具体的には、制御装置９は、基板Ｗの回転速度をパドル速度に維持しつつ、有機溶剤バルブ３６を開いて、有機溶剤ノズル３４から基板Ｗの上面中心部に向けて液体のＩＰＡを吐出する。このときの有機溶剤ノズル３４からのＩＰＡの供給流量は、たとえば０．１（リットル／分）に設定されている。基板Ｗの上面にＩＰＡが供給され、これにより基板Ｗの上面の液膜に含まれるリンス液がＩＰＡに順次置換されていく。これにより、基板Ｗの上面に、基板Ｗの上面全域を覆うＩＰＡの液膜がパドル状に保持される。

【0069】

ＩＰＡの吐出開始から予め定めるＩＰＡパドル時間（たとえば約８秒間）が経過すると、制御装置９は、ＩＰＡ吐出を継続しながら、スピンモータ１３を制御して基板Ｗをパドル速度から高回転速度（たとえば約１０００ｒｐｍ）までたとえば４段階（１０ｒｐｍ→５０ｒｐｍ→１００ｒｐｍ→５００ｒｐｍ→１０００ｒｐｍ）で加速させる。基板Ｗが高回転速度に到達した後、制御装置９は、ＩＰＡの吐出開始から所定時間が経過したことを条件として、有機溶剤バルブ３６を閉じて有機溶剤ノズル３４からのＩＰＡの吐出を停止する。

【0070】

ＩＰＡの吐出が停止されると、制御装置９は、乾燥工程（ステップＳ６）を実行する。すなわち、制御装置９は、基板Ｗの回転速度をたとえば１０００ｒｐｍに維持する。これにより、基板Ｗに付着しているＩＰＡが振り切られて基板Ｗが乾燥される。
乾燥工程（Ｓ６）が予め定める乾燥時間に亘って行われると、制御装置９は、スピンモータ１３を駆動して、スピンチャック３の回転（基板Ｗの回転）を停止させる（ステップＳ７）。これにより、１枚の基板Ｗに対する洗浄処理が終了し、搬送ロボットによって、処理済みの基板Ｗが処理室２から搬出される（ステップＳ８）。

【0071】

以上によりこの実施形態によれば、基板Ｗの下面から挟持部材１６に当って飛散する処理液（薬液またはリンス液）の飛散方向は、挟持部材１６の下側当接面５３の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板Ｗの下面周縁部から飛散する処理液の飛散方向は、径方向外方に向かうに従って水平面に対して上向きに傾斜している。
一方、基板Ｗの上面から挟持部材１６に当って飛散する処理液の飛散方向は、挟持部材１６の第２の上側当接面５４の延長面に概ね沿うようになる。すなわち、基板Ｗの上面周縁部から飛散する処理液の飛散方向は、径方向外方に向かうに従って水平面に対して下向きに傾斜している。そのため、基板Ｗの下面周縁部から飛散する処理液と、基板Ｗの上面周縁部から飛散する処理液とが基板Ｗの周縁部において干渉する。

【0072】

基板Ｗの下面への処理液の供給流量に対する基板Ｗの上面への処理液の供給流量の流量比が２．５であるので、基板Ｗの上面周縁部から飛散する処理液によって、基板Ｗの下面周縁部から飛散する処理液の飛散方向が抑え込まれる。その結果、処理液の全体の飛散方向Ｄ_１を低く抑えることができる。
そのため、基板Ｗの周縁部から飛散する処理液を処理カップ８によって確実に捕獲でき、これにより、処理カップ８外への処理液の流出を抑制または防止できる。

【0073】

また、各ガード４１〜４４の傾斜部４６が、案内部４７の上端から中心側（基板Ｗの回転軸線Ａ１に近づく方向）に斜め上方に延びるように設けられているので、基板Ｗの周縁部からの処理液の飛散方向が上向きになりすぎると、傾斜部４６の内壁に衝突した処理液が、基板Ｗ側に向けて跳ね返り、基板の上面に処理液の液滴が降り注ぐおそれがある。
これに対し、本実施形態では、基板Ｗの周縁部から飛散する処理液の全体の飛散方向が低いので、処理カップ８との衝突によって処理液の液滴が基板Ｗ側に跳ね返ることを抑制でき、これにより、処理液の液滴が基板Ｗに付着することに起因する基板Ｗ汚染を抑制または防止できる。

【0074】

また、前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）において、基板Ｗの下面への処理液（薬液またはリンス液）の供給流量が１．０（リットル／分）であり、しかも、液処理速度が８００（ｒｐｍ）であるので、基板Ｗの下面に、当該下面の全域を覆う処理液を保持することができる。また、基板Ｗの回転速度を図４に破線で示すような高速（たとえば１２００ｒｐｍ）とする場合と比較して、処理カップ８外への処理液の流出および基板Ｗへの処理液の跳ね返りをより一層抑制することもできる。

【0075】

また、前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）において、基板Ｗの下面への処理液の供給流量に対する基板Ｗの上面への供給流量の流量比が１である場合に、基板Ｗの上面に、当該上面の全域を覆う処理液の液膜６１，７１を保持するためには、基板Ｗの回転速度を図４に破線で示すような高速（たとえば１２００ｒｐｍ）にし、かつ基板Ｗの上下面に対する処理液の供給流量を最低でもそれぞれ２．０（リットル／分）にする必要がある。この場合、上下面併せて必要な処理液の供給流量は、図５（ｃ）に破線で示すように上下面併せて４．０（リットル／分）である。

【0076】

これに対し、前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）では、図５（ｃ）に実線で示すように、必要な処理液の供給流量がそれぞれ上下面併せて３．５（リットル／分）で済む。これにより、処理液の省液を図りつつ、基板Ｗの上下面の全域に処理液の液膜６１，６２，７１，７２を保持することができる。
したがって、薬液消費量およびリンス液消費量を低減しつつ、高品質な基板処理を実現できる基板処理装置１を提供できる。

【0077】

前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）において、液処理速度を８００（ｒｐｍ）である場合を例に挙げて説明したが、液処理速度は、８００（ｒｐｍ）以上１２００（ｒｐｍ）以下の範囲内に設定することが好ましい。
また、前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）において、基板Ｗの周縁部から飛散する処理液の全体の飛散方向Ｄ_１を低く抑えるためには、基板Ｗの下面への処理液の供給流量に対する、基板Ｗの上面への処理液の供給流量の流量比が、１．５以上であることが望ましい。但し、基板Ｗの下面への処理液の供給流量に対する、基板Ｗの上面への処理液の供給流量の流量比は、１．０を超えていれば１．５未満であってもよい。

【0078】

また、前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）において、基板Ｗの下面に、当該下面の全域を覆う処理液の液膜６２，７２を保持すためには、基板Ｗの下面への処理液の供給流量はそれぞれ１．０（リットル／分）以上であることが望ましいが、１．０（リットル／分）未満であってもよい。
次に、第１の試験〜第７の試験について説明する。図１０は、第１の試験の試験結果を示す図である。図１１は、第２の試験の試験結果を示す図である。図１２は、第２の試験において、傾斜部４６への試験紙の配置位置を説明するための平面図である。図１３は、第３の試験の試験結果を示す図である。図１４は、第４の試験の試験結果を示す図である。図１５は、第５の試験の試験結果を示す図である。図１６は、第６の試験の試験結果を示す図である。図１７は、第７の試験の試験結果を示す図である。第１〜第７の試験のうち第１〜第５の試験は、次に述べる実施例および比較例に係るエッチング処理を試料に施す。

【0079】

実施例：表面に酸化膜が形成されたシリコンウエハ（外径３００（ｍｍ））を試料として採用し、薬液として希フッ酸を採用した。スピンチャック３に保持されて回転状態にあるこの試料に対し、基板処理装置１を用いて前述の図３〜図５に示すエッチング処理を実行した。すなわち、とくに言及する場合を除き、基板Ｗの下面への処理液（薬液またはリンス液）の供給流量を１．０（リットル／分。LPM）とすると共に、基板Ｗの上面への処理液の供給流量を２．５（リットル／分）としている。

【0080】

比較例：表面に酸化膜が形成されたシリコンウエハ（外径３００（ｍｍ））を試料として採用し、薬液として希フッ酸を採用した。スピンチャック３に保持されて回転状態にあるこの試料に対し、基板処理装置１を用いてエッチング処理を実行した。比較例に係る処理は、基板Ｗの下面への処理液（薬液またはリンス液）の供給流量を２．０（リットル／分）とすると共に、基板Ｗの上面への処理液の供給流量を２．０（リットル／分）とした点で前記の処理例とは異なっており、その他の点は前記の処理例の場合と共通している。
＜第１の試験＞
第１の試験では、実施例および比較例において、エッチング処理後の基板Ｗの表面における２６（ｎｍ）以上の大きさのパーティクル数を計測した。

【0081】

実施例では、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度を、６００（ｒｐｍ）、８００（ｒｐｍ）、１０００（ｒｐｍ）および１２００（ｒｐｍ）の間で変化させた。
比較例では、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度を１２００（ｒｐｍ）とした。

【0082】

第１の試験の試験結果を図１０に示す。図１０には、実施例および比較例における、基板Ｗの回転速度と、基板Ｗの表面のパーティクル数（Particle Adder）との関係を示す。
図１０に示すように、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）の基板Ｗの回転速度が８００（ｒｐｍ）、１０００（ｒｐｍ）および１２００（ｒｐｍ）である実施例では、エッチング処理後のパーティクル数が少なかった。

【0083】

これに対し、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度が６００（ｒｐｍ）である実施例では、エッチング処理後のパーティクル数が多かった。また、比較例でも、エッチング処理後のパーティクル数が多かった。
図１０から、実施例において、エッチング処理後のパーティクルの発生を抑制できることがわかる。また、基板Ｗの回転速度が８００（ｒｐｍ）未満では、実施例であっても、エッチング処理後のパーティクルの発生を十分に抑制できないことがわかる。これは、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度が８００（ｒｐｍ）未満であると、薬液工程（Ｓ３）や高速リンス工程（Ｓ４１）おいて基板Ｗの上面の液膜６１，７１に亀裂等が生じ、基板Ｗの上面（表面）が部分的に露出する結果、基板Ｗの上面の周辺で浮遊しているパーティクルが基板Ｗの上面に付着したものと推察できる。
＜第２の試験＞
第２の試験では、実施例および比較例において、薬液工程（Ｓ３）における基板Ｗの回転速度を、それぞれ、８００（ｒｐｍ）、１０００（ｒｐｍ）および１２００（ｒｐｍ）の間で変化させ、そのときに基板Ｗの周縁部から飛散する薬液（希フッ酸（ＤＨＦ））の飛散方向を計測した。

【0084】

第２の試験の試験結果を図１１に示す。図１１には、実施例および比較例における、基板Ｗの回転速度（DHF Rotation speed）と、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の飛散方向が水平面となす角度（Angle）との関係を示す。
図１１に示すように、基板Ｗの回転速度が、８００（ｒｐｍ）および１０００（ｒｐｍ）である実施例において、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の飛散方向は水平に近かった。また、基板Ｗの回転速度が１２００（ｒｐｍ）である実施例では、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の飛散方向は、斜め上方であるが水平面に対する角度は小さく抑えられていた。

【0085】

一方、比較例においては、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の飛散方向は、斜め上方であり、当該飛散方向の水平面に対する角度も大きかった。
図１１から、実施例では、比較例と比較して、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の飛散方向を低く抑えることができることがわかる。とくに、基板Ｗの回転速度が８００〜１０００（ｒｐｍ）である場合に、比較例と比較して、基板Ｗの周縁部から飛散する薬液の飛散方向を低く大幅に抑えることができることがわかる。
＜第３の試験＞
第３の試験では、実施例および比較例において、薬液工程（Ｓ３）時に処理カップ８外に流出する薬液（希フッ酸）の量を計測した。

【0086】

図１２に示すように、第４のガード４４の傾斜部４６の外表面に、５０（ｃｍ）×５０（ｃｍ）のｐｈ試験紙８１を配置した。エッチング処理後において、ｐｈ試験紙８１に薬液が付着して変色した変色点の数を、処理カップ８外に飛散（流出）した薬液の数とした。
第３の試験では、基板Ｗの下面への薬液の供給流量を１．５（リットル／分）とし、かつ基板Ｗの上面への薬液の供給流量を２．５（リットル／分）とすると共に、薬液工程（Ｓ３）における基板Ｗの回転速度を、それぞれ、４００（ｒｐｍ）、６００（ｒｐｍ）、８００（ｒｐｍ）および１２００（ｒｐｍ）の間で変化させた。

【0087】

第３の試験の試験結果を図１３に示す。図１３には、実施例および比較例における、基板Ｗの回転速度（Rotation speed）と、処理カップ８外に飛散する薬液の数との関係を示す。
図１３に示すように、基板Ｗの回転速度が、４００（ｒｐｍ）、６００（ｒｐｍ）および８００（ｒｐｍ）である場合には、実施例および比較例の別を問わず、処理カップ８外に流出する薬液は少量であった。

【0088】

一方、基板Ｗの回転速度が１２００（ｒｐｍ）である場合において、実施例では処理カップ８外に流出する薬液が比較的少量であったのに対し、比較例では、処理カップ８外に多量の薬液が流出していた。
図１３から、実施例では、基板Ｗの回転速度の如何によらずに、処理カップ８外に流出する薬液の量を低減できることがわかる。とくに、基板Ｗの回転速度が高速である場合に、比較例と比較して、処理カップ８外への薬液の流出を大幅に抑制できることがわかる。
＜第４の試験＞
第４の試験では、実施例および比較例において、１枚の基板Ｗに対してエッチング処理を施した後（initial）、および３０枚の基板Ｗに連続してエッチング処理を施した後（after 30run）の基板Ｗの表面におけるパーティクル数およびパーティクルの大きさを計測した。

【0089】

第４の試験では、実施例（OPT）および比較例（POR）において、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度を、それぞれ、１０００（ｒｐｍ）および１２００（ｒｐｍ）とした。
第４の試験の試験結果を図１４に示す。図１４では、基板Ｗの表面のパーティクル数を、２６（ｎｍ）以上、３２（ｎｍ）以上および４５（ｎｍ）以上に分けて示す。

【0090】

図１４に示すように、実施例では、１枚の基板Ｗに対する処理後と、３０枚の基板Ｗへの連続処理後との間で、基板Ｗの表面におけるパーティクル数およびパーティクルの大きさにとくに変化は見られなかった。
一方、比較例では、３０枚の基板Ｗへの連続処理後においては、１枚の基板Ｗに対する処理後と比較して、基板Ｗの表面におけるパーティクル数は増加しており、とくに小さなパーティクルの数が増加していた。

【0091】

図１４から、実施例においては、基板Ｗのエッチング処理の回数が増大しても、基板 Ｗの表面におけるパーティクルの発生し易さに変わりがないことがわかる。このことから、実施例において、処理カップ８外（処理室２内）に薬液（薬液（希フッ酸）のミスト）がほとんど浮遊していないものと推察される。
＜第５の試験＞
第５の試験では、実施例および比較例において、エッチング処理後のエッチング量とエッチング均一性とを計測した。

【0092】

実施例では、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度を、６００（ｒｐｍ）、８００（ｒｐｍ）および１０００（ｒｐｍ）の間で変化させた。
比較例では、薬液工程（Ｓ３）および高速リンス工程（Ｓ４１）における基板Ｗの回転速度を１２００（ｒｐｍ）とした。

【0093】

各条件において、それぞれ２回ずつ計測した（図１５に示すRun1およびRun2の双方）。
第５の試験の試験結果を図１５に示す。図１５には、実施例および比較例における、エッチング量（Etching amount(nm)）と、１７点でのエッチング均一性（17pt Uniformity(%)）とを示す。
図１５から、実施例において、比較例の場合と同様、エッチング量の増減はなく、または、エッチング均一性が悪化することもないことがわかる。
＜第６の試験＞
第６の試験では、表面に酸化膜が形成されたシリコンウエハ（外径３００（ｍｍ））を試料として採用し、薬液として希フッ酸を採用した。スピンチャック３に保持されて回転状態にあるこの試料に対し、基板処理装置１を用いて前述のエッチング処理の薬液工程（Ｓ３）を実行した。そして、基板Ｗの上面および基板Ｗの下面への薬液の供給流量の組合せを、「２．５（リットル／分）および１．０（リットル／分）」、「２．２５（リットル／分）および１．０（リットル／分）」、「２．５（リットル／分）および１．５（リットル／分）」、「２．２５（リットル／分）および１．５（リットル／分）」ならびに「２．０（リットル／分）および２．０（リットル／分）」の間で変化させた。

【0094】

第６の試験の試験結果を図１６に示す。図１６には、基板Ｗの回転速度と、基板Ｗの上下面への供給流量比との関係を示す。また、図１６では、パーティクルがほとんどまたは少量しか発生しなかった処理条件に「★」印を、比較的多量のパーティクルが発生した処理条件に「☆」印を付している。
図１６から、図１６においてハッチングを付している領域に含まれる処理条件でエッチング処理を実行すると、処理後の基板Ｗが高品質になることがわかる。
＜第７の試験＞
第７の試験では、シリコンウエハ（外径３００（ｍｍ））を試料として採用し、スピンチャック３に保持されて回転状態にあるこの試料に対し、基板処理装置１を用いて基板Ｗの下面のみに薬液（希フッ酸）を供給すると共に、そのときの薬液の供給流量を、１．０（リットル／分）、１．５（リットル／分）および２．０（リットル／分）の間で変化させた。薬液として希フッ酸を採用した。また、薬液工程（Ｓ３）における基板Ｗの回転速度を、４００（ｒｐｍ）、５００（ｒｐｍ）、６００（ｒｐｍ）、８００（ｒｐｍ）および１２００（ｒｐｍ）の間で変化させた。

【0095】

第７の試験の試験結果を図１７に示す。
図１７からは、基板Ｗの下面への薬液の流量が１．０（リットル／分）以上であり、かつ基板Ｗの回転速度が５００（ｒｐｍ）以上であれば、基板Ｗの下面に、当該下面の全域を覆う薬液の液膜７２を形成できることがわかる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。

【0096】

たとえば、前述の処理例の薬液工程（Ｓ３）において、基板Ｗの上面に薬液（希フッ酸）を供給すると共に、基板Ｗの下面に水（たとえばＤＩＷ）を供給するようにしてもよい。この場合であっても、基板Ｗの上面への薬液の供給流量は、基板Ｗの下面への水の供給流量よりも多く、より好ましくは、基板Ｗの下面への水の供給流量に対する、基板Ｗの上面への薬液の供給流量の流量比は１．５以上である。

【0097】

また、低表面張力を有する有機溶剤として、ＩＰＡ以外に、たとえば、メタノール、エタノール、アセトン、およびＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）等を採用できる。
また、前述のＩＰＡ置換工程（Ｓ５）のような有機溶剤置換工程は、省略することもできる。
また、本発明は、基板Ｗの表面からシリコン酸化膜を除去するエッチング処理に限らず、他のエッチング処理や洗浄処理等に広く適用できる。ただし、本発明の効果は、基板Ｗの表面が疎水性を示す場合にとくに顕著に発揮される。表面が疎水性を示す基板Ｗに対する処理としては、シリコン酸化膜を除去する処理以外に、レジストを除去する処理を例示できる。

【0098】

また、前述の処理例のように、高速リンス工程（Ｓ４１）においても、基板Ｗの上下面を良好にカバリッジできるように、面基板Ｗの上面へのリンス液の供給流量を基板Ｗの下面への供給流量よりも多くすることが望ましいのであるが、高速リンス工程（Ｓ４１）において、基板Ｗの上下面へのリンス液の供給流量が互いに同程度としてもよいし、基板Ｗの下面へのリンス液の供給流量を基板Ｗの上面への供給流量よりも多くしてもよい。

【0099】

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0100】

１ 基板処理装置
３ スピンチャック（基板保持回転手段）
４ 薬液供給ユニット（処理液上供給手段）
５ リンス液供給ユニット（処理液上供給手段）
７ 下面処理液供給ユニット（処理液下供給手段）
８ 処理カップ
９ 制御装置（制御手段、設定手段）
１５ スピンベース
１６ チャックピン（基板支持部材）
５３ 下側当接面（第１の当接面）
５４ 上側当接面（第２の当接面）
Ａ１ 鉛直軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】