特許 6886546 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】6886546

(24)【登録日】2021年5月18日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20210603BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20210603BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 572B

   H01L21/306 R

   H01L21/304 651M

   H01L21/304 651B

   H01L21/304 643A

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-83758(P2020-83758)

(22)【出願日】2020年5月12日

(62)【分割の表示】特願2015-192337(P2015-192337)の分割

【原出願日】2015年9月29日

(65)【公開番号】特開2020-127048(P2020-127048A)

(43)【公開日】2020年8月20日

【審査請求日】2020年6月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】長嶋 裕次

(72)【発明者】

【氏名】林 航之介

【審査官】 冨士 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２３３４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８２３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３２１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２９０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８８２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００４８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２５８５８２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０、２１／３０４−２１／３０６３、２１／３０８、２１／４６、２１／４６５−２１／４６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の被処理面に液体を供給するノズルと、
前記基板の被処理面を非接触で覆うように設けられ、前記ノズルから前記基板の被処理面に供給された前記液体を加熱する加熱体と、
前記加熱体を加熱する加熱源と、
前記基板を支持する第１支持部材及び前記加熱体を支持する第２支持部材を有する支持部と、
前記基板の被処理面に交わる軸を回転軸として前記支持部を回転させることによって、前記基板と前記加熱体とを一緒に回転させる回転機構と、
前記基板を支持する前記第１支持部材と前記加熱体を支持する前記第２支持部材とを上下方向に相対移動させる上下機構と、
前記ノズルが前記基板の被処理面に前記液体を供給する処理中、前記基板の被処理面と前記加熱体との離間距離が変わるように前記上下機構を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。

【請求項2】

前記加熱体は、前記基板の被処理面の全領域を覆う大きさ以上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記基板の被処理面と前記加熱体との間に不活性ガスを供給する供給ノズルを備えることを特徴とする請求項１または２記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記基板の被処理面と前記加熱体との間から気体を吸引する吸引ノズルを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記加熱源は、電磁波により前記加熱体を加熱することを特徴とする請求項１から４の
いずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体や液晶パネルなどを製造する製造工程では、ウェーハや液晶基板などの基板の被処理面に例えばレジスト剥離液やエッチング液、洗浄液などの処理液を供給し、基板の被処理面を処理する基板処理装置が用いられる。この基板処理装置の中には、回転機構により基板を水平状態で回転させ、基板の被処理面の略中央に処理液を供給し、その処理液を遠心力によって被処理面に広げる枚葉式のスピン処理装置が開発されている。

【0003】

この枚葉式のスピン処理装置では、処理液が高温に温められ、処理に用いられることがある。例えば、ＳＰＭ（硫酸及び過酸化水素水の混合液）が１００℃以上に温められ、レジスト剥離液として用いられる。また、リン酸溶液が１００℃以上に温められ、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）部材のエッチング液として用いられる。この処理液を温める方法としては、加熱源（例えばヒータプレート）を基板の被処理面に近接させて設け、その加熱源によって基板の被処理面やその被処理面上の処理液を加熱する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−５１４７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前述の加熱源は基板の被処理面に近接した状態で設けられているため、基板が回転機構の振動によって振れ動くと、加熱源と接触することがある。基板と加熱源が接触すると、基板と加熱源のどちらか一方又は両方が損傷する場合がある。この基板や加熱源の損傷を避けるためには、基板と加熱源との離間距離に一定のマージンを設ける必要がある。ところが、一定のマージンを設けた場合には、基板の被処理面上の処理液を均一に高温にすることが難しくなり、基板を均一に処理することは困難となる。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、基板や加熱源の損傷を抑えることができ、さらに、基板を均一に処理することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る基板処理装置は、基板の被処理面に液体を供給するノズルと、前記基板の被処理面を非接触で覆うように設けられ、前記ノズルから前記基板の被処理面に供給された前記液体を加熱する加熱体と、前記加熱体を加熱する加熱源と、前記基板を支持する第１支持部材及び前記加熱体を支持する第２支持部材を有する支持部と、前記基板の被処理面に交わる軸を回転軸として前記支持部を回転させることによって、前記基板と前記加熱体とを一緒に回転させる回転機構と、前記基板を支持する前記第１支持部材と前記加熱体を支持する前記第２支持部材とを上下方向に相対移動させる上下機構と、前記ノズルが前記基板の被処理面に前記液体を供給する処理中、前記基板の被処理面と前記加熱体との離間距離が変わるように前記上下機構を制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によれば、基板や加熱源の損傷を抑えることができ、さらに、基板を
均一に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る支持部及び加熱体の概略構成を示す平面図である。

【図3】第１の実施形態に係る上下機構の上下動作を説明するための第１の説明図である。

【図4】第１の実施形態に係る上下機構の上下動作を説明するための第２の説明図である。

【図5】第１の実施形態に係る基板処理工程の流れを示すフローチャートである。

【図6】第２の実施形態に係る基板処理装置の上下機構の概略構成を示す図である。

【図7】第３の実施形態に係る基板処理装置の気体供給部の概略構成を示す図である。

【図8】第４の実施形態に係る基板処理装置の気体吸引部の概略構成を示す図である。

【図9】第５の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１から図５を参照して説明する。

【0011】

図１に示すように、第１の実施形態に係る基板処理装置１０は、処理室１１と、カップ１２と、支持部１３と、回転機構１４と、上下機構１５と、加熱体１６と、加熱源１７と、複数のノズル１８と、流体供給部１９と、制御部２０とを備えている。

【0012】

処理室１１は、基板Ｗを処理するための処理ボックスである。処理ボックスは、例えば直方体や立方体などの箱形状に形成されている。この処理室１１内は、ダウンフロー（垂直層流）によって清浄に保たれている。

【0013】

カップ１２は、処理室１１内に設けられている。このカップ１２は、支持部１３を周囲から囲むように円筒形状に形成されている。カップ１２の周壁の上部は径方向の内側に向かって傾斜しており、また、支持部１３上の基板Ｗが露出するように開口している。このカップ１２は、回転する基板Ｗから飛散した処理液あるいは流れ落ちた処理液を受け取る。なお、カップ１２の底面には、受け取った処理液を排出するための排出口（不図示）が形成されている。

【0014】

支持部１３は、カップ１２内の中央付近に位置付けられ、カップ１２内で基板Ｗ及び加熱体１６を水平状態で支持する。この支持部１３は、水平面内で回転可能に設けられており、例えばスピンテーブルと呼ばれる。また、支持部１３は、複数の支持部材１３ａ、複数の支持部材１３ｂ及びカバー１３ｃを有している。

【0015】

各支持部材１３ａは、例えばＬ字形状に形成されてカバー１３ｃ上に設けられ、ウェーハなどの基板Ｗを支持する。支持部材１３ａは、基板Ｗの下面を支持する支持面から上端である上面までの高さが基板Ｗの厚さを超えるように形成されている。これらの支持部材１３ａは、図２に示すように、基板Ｗの外周面に沿って等間隔で並べられている。なお、各支持部材１３ａが基板Ｗとして液晶基板を支持するようにしても良い。各支持部材１３ｂは、図１に示すように、例えばＬ字形状に形成されており、前述の各支持部材１３ａよりも基板Ｗの外周側に位置付けられ、カバー１３ｃを貫通するように設けられている。これらの支持部材１３ｂは、各支持部材１３ａが基板Ｗを支持する支持高さよりも、加熱体１６を支持する支持高さが高くなるように形成されている。このため、各支持部材１３ｂは、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの上方にその基板Ｗに非接触の状態で加熱体１６を保持する。これらの支持部材１３ｂは、図２に示すように、加熱体１６の外周面に沿って等間隔で並べられている。なお、各支持部材１３ｂのうち、加熱体１６の中央を間にして対向する二つの支持部材１３ｂの一組だけが上下方向（高さ方向）に移動可能に形成されている。カバー１３ｃは、上端が閉じる円筒形状に形成されており、その内部は空洞である。

【0016】

図１に戻り、回転機構１４は、支持部１３の下方に設けられ、支持部１３を水平面内で回転させるように構成されている。例えば、回転機構１４は、支持部１３の中央（例えばカバー１３ｃの中央）に連結された回転軸やその回転軸を回転させるモータ（いずれも不図示）などを有している。この回転機構１４は、モータの駆動により回転軸を介して支持部１３を水平面内で回転させる。回転機構１４は制御部２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部２０により制御される。なお、回転機構１４は、支持部１３上の基板Ｗ及び加熱体１６に共通の回転機構として機能する。

【0017】

上下機構１５は、支持部１３の下方に設けられ、前述の一組の支持部材１３ｂ、すなわち加熱体１６を上下方向に移動させる（昇降させる）ように構成されている。この上下機構１５は、支持部１３の回転及び回転機構１４の回転動作を阻害しないように形成されている。また、上下機構１５は、アーム１５ａと、移動駆動源１５ｂとを備えている。この上下機構１５は制御部２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部２０により制御される。

【0018】

アーム１５ａは、カバー１３ｃの下方からその内部に侵入し、一組の支持部材１３ｂを下方から押し上げる部材である。例えば、アーム１５ａは、その両側が直角に曲げられてコの字（又はＵの字）形状に形成されている。このアーム１５ａは、コの字形状の両端（各上端）がそれぞれ一組の支持部材１３ｂの下面に対向するように位置付けられ、上下方向に移動可能に設けられている。移動駆動源１５ｂは、アーム１５ａを上下方向に移動させるための駆動源である。この移動駆動源１５ｂとしては、例えば、エアシリンダや電動シリンダ、油圧シリンダなどを用いることが可能である。一例として、移動駆動源１５ｂはピストンロッドを有している。このピストンロッドがアーム１５ａに連結されており、移動駆動源１５ｂはピストンロッドの上下動によりアーム１５ａを上下方向に移動させる。

【0019】

加熱体１６は、各支持部材１３ｂのうち一組の支持部材１３ｂ（二つの支持部材１３ｂ）上に固定されて設けられており、各支持部材１３ａにより支持されている基板Ｗ（以下、適宜、各支持部材１３ａ上の基板Ｗという）の被処理面（図１中の基板Ｗの上面）の上方にその被処理面から離されて（基板Ｗと間を空けて）位置付けられている。この加熱体１６は、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの被処理面の全領域を覆う大きさ以上の板形状に形成されている（図２参照）。加熱体１６は、前述の一組の支持部材１３ｂの上下移動により上下方向に移動する。この加熱体１６は、加熱源１７により加熱されて自身の温度を上げ、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの被処理面、さらに、その被処理面に各ノズル１８から供給された液体を加熱する。なお、加熱体１６の中央には、貫通孔１６ａが形成されている。

【0020】

加熱源１７は、加熱体１６の上方に設けられており、加熱体１６と異なり、上下動作（昇降動作）を行わないように固定されている。この加熱源１７は、複数のランプ１７ａを有している。これらのランプ１７ａは、直管形のランプであり、加熱体１６の上方に水平状態で互いに平行になるよう、加熱体１６だけを加熱する範囲に設けられている。この加熱源１７は、下方に位置する加熱体１６を非接触で加熱する。ランプ１７ａの光が加熱体１６に照射されると、加熱体１６は光を吸収することで加熱される。ランプ１７ａとしては、例えば、ハロゲンランプや遠赤外線ランプを用いることが可能である。加熱源１７は制御部２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部２０により制御される。ここで、ランプ１７ａの波長は、例えば８００〜１５００ｎｍである。加熱体１６の材質は、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）であるが、ランプ１７ａの光を吸収することができる材質であれば良い。また、加熱体１６としては、光を吸収する材質がコーティングされた部材を用いることも可能である。

【0021】

各ノズル１８は、支持部１３の上方であって加熱体１６の貫通孔１６ａ内に挿入されており、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの被処理面の中心付近に対向するように設けられている。これらのノズル１８は、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの被処理面に向けて液体あるいは気体を供給する。各ノズル１８としては、ＳＰＭ供給用のノズル、ＡＰＭ（アンモニアと過酸化水素水と水の混合液）供給用のノズル、ＤＩＷ（超純水）供給用のノズル、Ｎ２（窒素）供給用のノズルが設けられている。なお、各ノズル１８は、加熱体１６と一緒に回転しないように加熱体１６には固定されておらず、加熱体１６用の上下機構１５と別の上下機構（不図示）により上下方向（高さ方向）に移動可能に形成されている。

【0022】

流体供給部１９は、各種の液体（ＳＰＭ、ＡＰＭ、ＤＩＷ）や気体（Ｎ２）などの流体を種類ごとに対応するノズル１８に供給する。この流体供給部１９は、例えば、各種の液体や気体を個別に貯留する複数のタンク、それらのタンク及び各ノズル１８を接続する複数の配管、液体や気体の流量を調整する複数の調整弁（いずれも不図示）などを備えている。流体供給部１９は制御部２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部２０により制御される。

【0023】

制御部２０は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、基板処理に関する基板処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部（いずれも不図示）を備えている。この制御部２０は、基板処理情報や各種プログラムに基づいて回転機構１４や上下機構１５、加熱源１７、流体供給部１９などを制御する。例えば、制御部２０は、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの被処理面に向けて各ノズル１８から個別に流体（液体あるいは気体）を供給して基板Ｗを処理する基板処理の制御や、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの上面（被処理面）と各支持部材１３ｂ上の加熱体１６の下面との鉛直離間距離（高さ方向の離間距離）を調整する調整処理の制御などを行う。なお、以下、「各支持部材１３ａ上の基板Ｗの上面と各支持部材１３ｂ上の加熱体１６の下面」を単に「基板Ｗの上面と加熱体１６の下面」という。

【0024】

次に、前述の上下機構１５の上下動作について図３及び図４を参照して説明する。

【0025】

図３に示すように、上下機構１５が初期状態である場合、上下機構１５のアーム１５ａの両端（各上端）と一組の支持部材１３ｂの下面とは離れている状態である。このとき、各支持部材１３ｂは初期位置に存在し、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌは最短になっている。また、各支持部材１３ａの上面は、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの上面よりも高い位置にある。このため、各支持部材１３ｂ上の加熱体１６が下降しても、その加熱体１６の下面は基板Ｗの上面に接触する前に各支持部材１３ａの上面に当接する。したがって、各支持部材１３ａは加熱体１６の下方向への移動を規制するストッパとして機能する。これにより、加熱体１６と基板Ｗとの接触が物理的に抑制されるため、加熱体１６の移動に伴って加熱体１６や基板Ｗが損傷することを抑えることができる。また、各支持部材１３ａにより、加熱体１６と基板Ｗとの間隔をＳＰＭ処理に最適な間隔にすることができ、さらに、加熱体１６を支持する各支持部材１３ｂが下がり過ぎることを抑えることができる。なお、各支持部材１３がそれぞれ下降制限部材として機能する。

【0026】

図４に示すように、上下機構１５のアーム１５ａが上昇すると、そのアーム１５ａの両端（各上端）と一組の支持部材１３ｂの下面とが当接する。さらに、アーム１５ａが上昇すると、一組の支持部材１３ｂは下方からアーム１５ａにより押し上げられ、その一組の支持部材１３ｂ上の加熱体１６が上昇する。これにより、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌは長くなる。逆に、上下機構１５のアーム１５ａが下降すると、一組の支持部材１３ｂは下がり、その一組の支持部材１３ｂ上の加熱体１６も下降する。これにより、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌは短くなる。なお、各ノズル１８も加熱体１６の下面から突出しないように加熱体１６の上下移動と一緒に他の上下機構（不図示）により上下方向に移動する。

【0027】

ここで、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間が処理空間となる。このため、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌ、すなわち処理空間の大きさは上下機構１５の上下動作により調整されることになる。この鉛直離間距離Ｌの調整は、必要に応じて基板Ｗの処理前後や処理中、搬入時や搬出時などに実行される。例えば、基板Ｗの搬入後から基板Ｗの処理前までに鉛直離間距離Ｌは最短にされたり、基板Ｗの処理中に流体の種類に応じて変えられたりする。また、基板Ｗの搬入時や搬出時には、鉛直離間距離Ｌは最長にされる。

【0028】

液体の種類に応じて、基板Ｗと加熱体１６との距離を変更する具体的な例としては、ＳＰＭのような高温処理（例えば１００℃程度の処理）を行う場合には、基板Ｗと加熱体１６の垂直離間距離Ｌを１ｍｍとし、ＡＰＭのような洗浄処理（例えば数十℃程度の処理）を行う場合には、前述の高温処理は必要ないので垂直離間距離Ｌを離すように５ｍｍとする。例えば、加熱体１６をランプ１７ａで２００℃くらいに加熱し、ＳＰＭ処理の場合には、加熱体１６と基板Ｗとの垂直離間距離Ｌを１ｍｍ程度にすることで、ＳＰＭ自体を１００℃ぐらいの温度にする。一方、ＡＰＭ処理の場合には、加熱体１６と基板Ｗとの垂直離間距離Ｌを５ｍｍ程度にすることで、ＡＰＭ自体を６０℃〜８０℃くらいの温度にする。なお、ＳＰＭの温度を上げることはレジストの剥離性を向上させるためであり、ＡＰＭの温度を上げることは塵を取りやすくするためである。

【0029】

次に、前述の基板処理装置１０が行う基板処理工程について図５を参照して説明する。

【0030】

図５に示すように、ステップＳ１において、基板Ｗがハンドリング装置（不図示）により搬入され、支持部１３の各支持部材１３ａ上に載置される。このとき、加熱体１６は、載置済の基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌが最長になるように上下機構１５により最大高さ位置まで上昇している。このため、基板Ｗと加熱体１６は十分に離れており、また、一組の支持部材１３ｂだけが上昇しているため、ハンドリング装置による基板Ｗの搬入をスムーズに行うことができる。

【0031】

ステップＳ２において、加熱源１７が駆動し、加熱源１７により加熱体１６が加熱され始める。これにより、加熱体１６はＳＰＭの供給前に加熱されるため、ＳＰＭの供給後に加熱されるよりも、加熱効率を良くすることができる。ただし、基板Ｗが搬入される数秒前に加熱源１７を駆動させることも可能である。

【0032】

ステップＳ３において、加熱体１６が上下機構１５により下降し、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌが１ｍｍ程度に最短にされ、支持部１３が回転機構１４により回転し、支持部１３の各支持部材１３ａ上の基板Ｗが水平状態で回転し始める。同時に、支持部１３の各支持部材１３ｂ上の加熱体１６も回転機構１４により回転し始める。すなわち、基板Ｗ及び加熱体１６は共通の回転機構１４によって一緒に回転し始めることになる。このとき、加熱体１６により回転中の基板Ｗの被処理面は加熱され始める。

【0033】

ステップＳ４において、基板Ｗの回転開始から所定時間後、ＳＰＭがノズル１８から回転中の基板Ｗの被処理面に供給され始める。このときの所定時間は、基板Ｗや加熱体１６の回転開始から、それらの回転が安定するまでに要する時間である。加熱源１７により加熱体１６が加熱され、回転中の基板Ｗの被処理面及びその被処理面に供給されたＳＰＭが加熱体１６により加熱される。なお、ステップＳ４において、基板Ｗの被処理面に供給されたＳＰＭは遠心力によって被処理面の全体に広がるため、前述の所定時間後、処理空間はＳＰＭで満たされた状態になっている。つまり、基板Ｗの回転開始からの所定時間は、ＳＰＭが基板Ｗの被処理面の全体に行き渡り、処理空間がＳＰＭにより満たされるまでに要する時間である。ＳＰＭの供給開始から所定時間後、ＳＰＭの供給が停止される。このときの所定時間は、ＳＰＭによる基板処理時間であり、例えば１０秒〜１分程度である。

【0034】

ここで、加熱体１６は、基板Ｗを加熱する際、加熱源１７により加熱されて所定温度以上になっており、回転中の基板Ｗの被処理面及びその被処理面に供給されたＳＰＭを加熱し、ＳＰＭの温度を１００℃程度にする。詳述すると、加熱体１６は、基板Ｗの被処理面上のＳＰＭに接触して直接的にＳＰＭを加熱するが、それだけではなく、基板Ｗの被処理面を非接触で加熱して間接的にもＳＰＭを加熱することになる。この加熱時には、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌが最短になっている。このため、基板Ｗの被処理面上の処理液を短時間で均一に高温にすることが可能であり、基板Ｗを均一に処理することができる。

【0035】

ステップＳ５において、加熱体１６が上下機構１５により上昇し、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌが５ｍｍ程度にされ、ＡＰＭがノズル１８から回転中の基板Ｗの被処理面に供給される。基板Ｗの被処理面に供給されたＡＰＭは遠心力によって被処理面の全体に広がり、処理空間はＡＰＭで満たされた状態になる。これにより、基板Ｗ及び加熱体１６がＡＰＭによって洗浄される。このとき、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌは５ｍｍ程度であり、ＡＰＭの温度は６０℃〜８０℃程度となる。ＡＰＭの供給開始から所定時間後、ＡＰＭの供給が停止される。

【0036】

ステップＳ６において、加熱源１７の駆動が停止され、加熱源１７による加熱体１６の加熱が止められる。これにより、加熱体１６の温度は徐々に低下していき、基板Ｗの温度も低下していく。

【0037】

ステップＳ７において、ＤＩＷが他のノズル１８から回転中の基板Ｗの被処理面に供給される。基板Ｗの被処理面に供給されたＤＩＷは遠心力によって被処理面の全体に広がり、処理空間はＤＩＷで満たされた状態になる。ＤＩＷの供給開始から所定時間後、ＤＩＷの供給が停止される。これにより、基板Ｗ及び加熱体１６がＤＩＷによって洗浄される。このとき、基板Ｗ及び加熱体１６は例えば常温のＤＩＷによって冷やされることになる。

【0038】

ここで、前述の洗浄処理工程（ステップＳ５及びＳ７）では、使用する液体の種類に応じて、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌを上下機構１５により変更することが可能である。また、液体の種類によっては、液体の温度を上昇させることで処理能力を向上させることができる場合がある。この場合には、ステップＳ７の後に加熱源１７の駆動を停止することも可能である。

【0039】

ステップＳ８において、Ｎ２がノズル１８から回転中の基板Ｗの被処理面に供給される。基板Ｗの被処理面に供給されたＮ２は遠心力によって被処理面の全体に広がり、処理空間はＮ２で満たされた状態になる。Ｎ２の供給開始から所定時間後、Ｎ２の供給が停止される。これにより、基板Ｗ及び加熱体１６は、Ｎ２の供給さらに回転による液切りによって急速に乾燥される。

【0040】

ステップＳ９において、回転機構１４による支持部１３の回転が停止され、支持部１３の各支持部材１３ａ上の基板Ｗの回転が停止される。同時に、支持部１３の各支持部材１３ｂ上の加熱体１６の回転も停止される。すなわち、基板Ｗ及び加熱体１６に共通の回転機構１４の回転動作が停止され、基板Ｗ及び加熱体１６の回転は一緒に停止されることになる。

【0041】

ステップＳ１０において、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌが上下機構１５により最長にされ、各支持部材１３ａ上の基板Ｗがハンドリング装置（不図示）により搬出される。このとき、基板Ｗと加熱体１６は十分に離れており、また、一組の支持部材１３ｂだけが上昇している。このため、ハンドリング装置による基板Ｗの搬出をスムーズに行うことができる。なお、基板Ｗと加熱体１６は、互いにハンドリング装置による基板Ｗの搬出を阻害しない高さになるように離れている。また、処理開始前と処理終了後には、一組の支持部材１３ｂはハンドリング装置による基板Ｗの搬出を阻害しない位置に存在する。

【0042】

このような基板処理工程において、支持部１３上の基板Ｗと加熱体１６は、同じ回転機構１４により同期して一緒に回転する。このとき、回転機構１４は例えば回転動作によって微小でも振動する。この振動は支持部１３を介して支持部１３上の基板Ｗ及び加熱体１６の両方に伝達する。基板Ｗ及び加熱体１６に伝わる振動の波形（特に振動の方向や振幅など）は同じになるため、その振動により基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離Ｌが変わることを抑えることが可能となる。これにより、支持部１３上の基板Ｗと加熱体１６とが接触することを抑制することができ、その結果、基板Ｗや加熱体１６の損傷、特に基板Ｗの被処理面の損傷を抑えることができる。また、処理空間をより狭くすることが可能となるため、基板Ｗの被処理面上の処理液を短時間で均一に高温にすることが可能であり、基板Ｗを均一に処理することができる。

【0043】

各支持部材１３ｂのうち、加熱体１６の中央を間にして対向する一組の支持部材１３ｂが上下方向に移動可能に形成されている。これにより、移動可能な支持部材１３ｂの本数が二本となるため、移動可能な支持部材１３ｂの本数が二本より多い場合に比べ、各支持部材１３ｂを上下方向に移動させる上下機構１５を簡略化することができる。さらに、一組の支持部材１３ｂが基板Ｗの搬入及び搬出を邪魔することはなく、基板Ｗの搬入及び搬出を容易に行うことができる。

【0044】

以上説明したように、第１の実施形態によれば、加熱源１７は加熱体１６を介して支持部１３上の基板Ｗを加熱することになる。これにより、加熱源１７が支持部１３上の基板Ｗと接触することを防止することができる。さらに、基板Ｗと加熱体１６が共通の支持部１３により支持されており、その支持部１３が回転機構１４により回転するように形成されている。これにより、基板Ｗと加熱体１６が共通の回転機構１４により一緒に回転するため、基板Ｗと加熱体１６とを近接させた状態でも、基板Ｗと加熱体１６が回転機構１４の振動により接触することを抑えることが可能である。したがって、加熱源１７の損傷、基板Ｗや加熱体１６の損傷を抑えることができ、さらに、基板Ｗを均一に処理することができる。

【0045】

各支持部材１３ａは、加熱体１６の下降を制限する制限位置を決める下降制限部材として機能する。これにより、加熱体１６と基板Ｗとの接触が物理的に抑制されるため、加熱体１６の移動に伴って加熱体１６や基板Ｗが損傷することを抑えることができる。また、各支持部材１３ａにより、加熱体１６と基板Ｗとの間隔を基板処理（例えばＳＰＭ処理）に最適な間隔にすることができ、さらに、加熱体１６を支持する各支持部材１３ｂが下がり過ぎることを抑えることができる。

【0046】

ここで、ハロゲンランプや遠赤外線ランプで基板Ｗを直接加熱する場合には、基板Ｗの放射熱により基板Ｗの外周温度が低下するため、基板Ｗの被処理面上の処理液を均一な温度にすることは難しい。また、基板Ｗの外周温度を上昇させるためには、ランプを基板Ｗの外周に確保する必要があり、基板Ｗ以外の部材も加熱されるため、その部材に熱によるダメージなどが生じることがある。そこで、第１の実施形態では、基板Ｗの被処理面を非接触で覆う加熱体１６を設け、その加熱体１６を加熱源１７により加熱することで、放射熱による基板Ｗの外周温度の低下を抑え、基板Ｗの被処理面の処理液を均一な温度にすることができる。さらに、基板Ｗ以外の部材（例えばカバー１３ｃ）の加熱を防止し、熱によるダメージの発生を抑止することができる。なお、ランプ１７ａが加熱体１６だけを加熱する範囲にランプ１７ａを配置することから、熱による基板Ｗ以外の部材のダメージを確実に抑えることができる。

【0047】

また、加熱体１６は、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの被処理面の全領域を覆う大きさ以上に形成されている。これにより、放射熱による基板Ｗの外周の温度低下を確実に抑えることが可能となるので、より確実に基板Ｗの被処理面の処理液を均一な温度にすることができる。

【0048】

また、基板Ｗと加熱体１６とを上下方向に移動させる上下機構１５が設けられている。これにより、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離を調整することが可能となる。その結果、確実に基板Ｗや加熱体１６の損傷を抑えることができ、さらに、確実に基板Ｗを均一に処理することができる。また、ノズル１８が基板Ｗの被処理面に液体を供給する処理中、基板Ｗの被処理面と加熱体１６との離間距離が変わるように上下機構１５が制御部２０により制御される。これにより、さらに確実に基板Ｗを均一に処理することができる。

【0049】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について図６を参照して説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態との相違点（上下機構の追加）について説明し、その他の説明は省略する。

【0050】

図６に示すように、第２の実施形態においては、各支持部材１３ａが上下方向（高さ方向）に移動可能に形成されており、それらの支持部材１３ａを上下方向に移動させる上下機構２１が設けられている。

【0051】

上下機構２１は、前述の上下機構１５と同様に支持部１３の下方に設けられ、各支持部材１３ａ、すなわち基板Ｗを上下方向に移動させるように形成されている。この上下機構２１は、支持部１３の回転、回転機構１４の回転動作及び上下機構１５の上下動作を阻害しないように構成されている。また、上下機構２１は、アーム２１ａと、移動駆動源２１ｂとを備えている。この上下機構２１は制御部２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部２０により制御される。

【0052】

アーム２１ａは、カバー１３ｃの下方からその内部に侵入し、各支持部材１３ａを下方から押し上げる部材である。例えば、アーム２１ａは、Ｌ字形状の複数の部材が用いられ、それらの個々の端部が接合されて形成されている。このアーム２１ａは、各上端がそれぞれ各支持部材１３ａの下面に対向するように位置付けられ、上下方向に移動可能に設けられている。移動駆動源２１ｂは、アーム２１ａを上下方向に移動させるための駆動源である。この移動駆動源２１ｂとしては、例えば、エアシリンダや電動シリンダ、油圧シリンダなどを用いることが可能である。一例として、移動駆動源２１ｂはピストンロッドを有している。このピストンロッドがアーム２１ａに連結されており、移動駆動源２１ｂはピストンロッドの上下動によりアーム２１ａを上下方向に移動させる。

【0053】

以上説明したように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、支持部１３の各支持部材１３ａを上下方向に移動させる上下機構２１を設けることによって、基板Ｗも上下方向に移動することになる。これにより、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離の調整自由度を向上させることが可能となる。その結果、確実に基板Ｗや加熱体１６の損傷を抑えることができ、さらに、確実に基板Ｗを均一に処理することができる。

【0054】

（第３の実施形態）
第３の実施形態について図７を参照して説明する。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態との相違点（気体供給部の追加）について説明し、その他の説明は省略する。

【0055】

図７に示すように、第３の実施形態においては、気体供給部３１が設けられている。この気体供給部３１は、筒体３１ａと、ベアリング３１ｂと、蓋体３１ｃと、配管３１ｄと、調整弁３１ｅと、気体貯留部３１ｆとを備えている。筒体３１ａは、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間、すなわち処理空間に気体を供給する供給ノズルとして機能する。

【0056】

筒体３１ａは、その端部が加熱体１６の貫通孔１６ａにベアリング３１ｂを介して設けられている。この筒体３１ａは、ベアリング３１ｂ内に挿入されており、ベアリング３１ｂによって加熱体１６と共に回転しないが、一方で加熱体１６と共に上下方向に移動する。筒体３１ａの上端の開口は蓋体３１ｃにより密閉されている。ベアリング３１ｂは例えばラビリンスシール構造のベアリングである。各ノズル１８は、蓋体３１ｃを貫通して筒体３１ａ内に挿入されており、それぞれの下端が加熱体１６の下面と同じ高さになるように設けられている。配管３１ｄの一端は蓋体３１ｃを貫通して筒体３１ａ内に挿入されており、他端は気体貯留部３１ｆに接続されている。この配管３１ｄの途中には、気体の流量を調整する調整弁３１ｅが設けられている。この調整弁３１ｅは、制御部２０に電気的に接続されており、その開口度が制御部２０により制御される。気体貯留部３１ｆは、気体として不活性ガス（例えばＮ２）を貯留している。なお、供給タイミングや供給時間、供給流量などの供給条件は予め設定されている。気体を供給する時期は基板Ｗを処理している時である。また、気体は、ＳＰＭの供給に影響を与えない程度の気体圧力で吐出され
る。

【0057】

この気体供給部３１では、調整弁３１ｅが開かれると、気体貯留部３１ｆ内の不活性ガスは配管３１ｄを流れ、筒体３１ａ内に供給される。筒体３１ａ内に供給された不活性ガスは、筒体３１ａの下端の開口から排出され、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間、すなわち処理空間に供給される。この処理空間に供給された不活性ガスは基板Ｗの被処理面に沿って広がり、処理空間は不活性ガスで満たされた状態になる。この処理空間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に維持され、塵や埃などの異物が処理空間に侵入することを抑えることができる。さらに、加熱源１７から発生する金属（浮遊金属）などの異物が処理空間に侵入することを抑えることができる。また、筒体３１ａ内に異物が混入することも抑制することができる。このとき、不活性ガスの供給により筒体３１ａ内が不活性ガス雰囲気になりつつ、その不活性ガス雰囲気が処理空間内にも漏れていく。

【0058】

以上説明したように、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、処理空間に不活性ガスを供給することによって、処理空間の雰囲気を不活性ガス雰囲気とし、塵や埃などの異物が処理空間に侵入することを抑制することが可能となるので、処理空間を清浄に保つことができる。

【0059】

また、ベアリング３１ｂが加熱体１６の中央に設けられ、各ノズル１８を収容する筒体３１ａはそのベアリング３１ｂ内に挿入されている。これにより、筒体３１ａは加熱体１６と共に回転しないが、一方で加熱体１６と共に上下方向に移動することになる。このように、筒体３１ａ及び加熱体１６を共通の上下機構１５により上下方向に移動させることが可能になるので、個別に上下機構を設ける場合に比べ、装置構成を簡略化することができる。

【0060】

（第４の実施形態）
第４の実施形態について図８を参照して説明する。なお、第４の実施形態では、第３の実施形態との相違点（気体吸引部の追加）について説明し、その他の説明は省略する。

【0061】

図８に示すように、第４の実施形態においては、気体吸引部４１が設けられている。この気体吸引部４１は、第３の実施形態に係る筒体３１ａ、ベアリング３１ｂ、蓋体３１ｃ及び配管３１ｄに加え、吸引ポンプ４１ａを備えている。なお、第３の実施形態に係る調整弁３１ｅ及び気体貯留部３１ｆは不要である。筒体３１ａは、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間、すなわち処理空間から気体を吸引する吸引ノズルとして機能する。

【0062】

吸引ポンプ４１ａは、配管３１ｄの途中に設けられており、筒体３１ａ内の空気を吸引して排出する。この吸引ポンプ４１ａは、制御部２０に電気的に接続されており、その駆動が制御部２０により制御される。なお、吸引タイミングや吸引時間、吸引流量などの吸引条件は予め設定されている。気体を吸引する時期は基板Ｗを処理している時である。吸引の開始は処理液を供給する前や後でも良い。吸引の停止は処理液の供給停止と同時、もしくは、停止から所定時間経過してからでも良い。

【0063】

この気体吸引部４１では、吸引ポンプ４１ａが駆動すると、筒体３１ａ内の空気が配管３１ｄを介して吸引ポンプ４１ａにより吸引されて排出される。このため、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間、すなわち処理空間の空気も筒体３１ａの下端の開口から吸引される。筒体３１ａ内に吸引された空気は配管３１ｄを介して排出される。これにより、処理空間から塵や埃などの異物を除去することができる。さらに、加熱源１７から発生した金属（浮遊金属）などの異物が処理空間に侵入した場合でも、その異物を取り除くことができる。また、筒体３１ａ内から異物を取り除くこともでき、さらに、加熱された処理液の蒸気を吸引することもできる。例えば、加熱されたＳＰＭは蒸気を出しながら処理をしている状態になるため、この蒸気を取り除くことが可能となる。

【0064】

以上説明したように、第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、処理空間から空気を吸引することによって、処理空間から塵や埃などの異物を除去することが可能となるので、処理空間を清浄に保つことができる。

【0065】

また、第３の実施形態と同様、ベアリング３１ｂが加熱体１６の中央に設けられ、各ノズル１８を収容する筒体３１ａはそのベアリング３１ｂ内に挿入されている。これにより、筒体３１ａは加熱体１６と共に回転しないが、一方で加熱体１６と共に上下方向に移動することになる。このように、筒体３１ａ及び加熱体１６を共通の上下機構１５により上下方向に移動させることが可能になるので、個別に上下機構を設ける場合に比べ、装置構成を簡略化することができる。

【0066】

（第５の実施形態）
第５の実施形態について図９を参照して説明する。なお、第５の実施形態では、第１の実施形態との相違点（下降制限部材）について説明し、その他の説明は省略する。

【0067】

図９に示すように、第５の実施形態においては、複数の下降制限部材５１が設けられている。これらの下降制限部材５１は、例えば円柱状に形成されて支持部１３のカバー１３ｃ上に固定されており、各支持部材１３ａに替わって加熱体１６の下降を制限する制限位置を決める。なお、各支持部材１３ａは、基板Ｗの下面を支持する支持面から上端である上面までの高さが基板Ｗの厚さとほぼ同じ、あるいは、基板Ｗの厚さ以下に形成されている。

【0068】

各下降制限部材５１は、各支持部材１３ａよりも基板Ｗの外周側であって各支持部材１３ｂよりも基板Ｗの内周側に位置付けられている。これらの下降制限部材５１の個々の上面は、各支持部材１３ａ上の基板Ｗの上面よりも高くなっている。このため、各支持部材１３ｂ上の加熱体１６が下降しても、その加熱体１６の下面は基板Ｗの上面に接触する前に各下降制限部材５１の上面に当接する。したがって、各下降制限部材５１は、加熱体１６の下方向への移動を規制するストッパとして機能する。これにより、加熱体１６と基板Ｗとの接触が物理的に抑制されるため、加熱体１６の移動に伴って加熱体１６や基板Ｗが損傷することを抑えることができる。また、各下降制限部材５１により、加熱体１６と基板Ｗとの間隔をＳＰＭ処理に最適な間隔にすることができ、さらに、加熱体１６を支持する各支持部材１３ｂが下がり過ぎることを抑えることができる。

【0069】

以上説明したように、第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0070】

（他の実施形態）
また、前述の各実施形態においては、加熱源１７の一例としてランプ１７ａを用いているが、これに限るものではなく、例えば、ＩＨ（誘導加熱）ヒータなどの加熱器を用いることが可能である。さらに、ランプ１７ａの形状も直管形に限るものではなく、例えば、丸形や球形など各種の形状を採用することが可能である。なお、ランプ１７ａやＩＨヒータは、どちらも電磁波（光も電磁波に含まれる）により加熱体１６を加熱する加熱器である。

【0071】

また、前述の各実施形態においては、一例として、ノズル１８から基板Ｗの被処理面に液体を供給する処理中、基本的に基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離を一定に維持しているが、これに限るものではなく、例えば、その処理中に前述の鉛直離間距離を変えることも可能である。この場合には、処理中にも鉛直離間距離を適宜調整することで、確実に基板Ｗや加熱体１６の損傷を抑えることができ、さらに、確実に基板Ｗを均一に処理することができる。

【0072】

また、前述の各実施形態においては、各支持部材１３ｂのうち、加熱体１６の中央を間にして対向する一組の支持部材１３ｂを上下方向に移動可能に形成しているが、これに限るものではなく、例えば、基板Ｗの大きさに応じ、基板Ｗの搬入及び搬出を可能にする範囲で、他の支持部材１３ｂも上下方向に移動可能に形成することが可能である。ただし、移動可能な支持部材１３ｂの本数をできるだけ抑えることで、各支持部材１３ｂを上下方向に移動させる上下機構１５を簡略化することができる。

【0073】

また、前述の各実施形態においては、一組の支持部材１３ｂを別体としているが、これに限るものではなく、一体としてもよい。例えば、一組の支持部材１３ｂの下端を環状の部材（リング状）で接続して一組の支持部材１３ｂを一体とすることが可能である。また、アーム１５ａの先端（上端）にローラを設けることで、環状の部材との摩擦を低減させることができる。別態様として、環状の部材とアーム１５ａの先端を磁石にして、磁石の反発を使って非接触で一組の支持部材１３ｂを昇降させることも可能である。

【0074】

また、前述の第１、第３、第４、第５の実施形態においては、加熱体１６だけを上下方向に移動させており、前述の第２の実施形態においては、基板Ｗと加熱体１６の両方を上下方向に移動させているが、これに限るものではない。例えば、基板Ｗだけを上下方向に移動させることも可能であり、基板Ｗと加熱体１６とを相対移動させて基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との鉛直離間距離を変更することが可能であればよい。

【0075】

また、前述の第２の実施形態においては、各支持部材１３ａを上下方向に移動可能に形成しているが、これに限るものではなく、例えば、各支持部材１３ａのうち、二本や三本、四本などのように所定の本数だけを移動可能に形成することも可能である。ただし、基板Ｗを確実に支持することが重要である。したがって、基板Ｗを確実に支持することが可能な範囲内で、移動可能な支持部材１３ａの本数を抑えることによって、各支持部材１３ａを上下方向に移動させる上下機構２１を簡略化することができる。

【0076】

また、前述の第３の実施形態においては、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間、すなわち処理空間に上方から気体を供給しているが、これに限るものではなく、例えば、その処理空間に対して横方向から気体を供給することも可能である。

【0077】

また、前述の第４の実施形態においては、基板Ｗの上面と加熱体１６の下面との間の空間、すなわち処理空間に対して上方から気体を吸引しているが、これに限るものではなく、例えば、その処理空間に対して横方向から気体を吸引することも可能である。

【0078】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。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とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0079】

１０ 基板処理装置
１３ 支持部
１３ａ 支持部材
１４ 回転機構
１５ 上下機構
１６ 加熱体
１７ 加熱源
１８ ノズル
２０ 制御部
２１ 上下機構
３１ａ 筒体
３１ｂ ベアリング
５１ 下降制限部材
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】