特開 2024-32110 基板処理装置および基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024032110

(43)【公開日】2024-03-12

(54)【発明の名称】基板処理装置および基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 643Z

H01L21/304 643A

H01L21/304 648G

H01L21/304 651M

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135572

(22)【出願日】2022-08-29

(71)【出願人】

【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】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】根本 脩平

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA12

5F157AB02

5F157AB49

5F157AB51

5F157AB64

5F157AC01

5F157AC13

5F157BB22

5F157BB24

5F157BB42

5F157BH18

5F157CC11

5F157CE28

5F157CF34

5F157CF40

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF50

5F157CF70

5F157CF74

5F157DB41

5F157DC90

(57)【要約】

【課題】カップリンス処理に要するカップリンス液の使用量を削減することによって環境負荷を低減する。
【解決手段】この発明は、回転する基板保持部に保持された基板に処理液を供給することで基板に所定の基板処理を施すとともに、その基板処理中に基板から振り切られた処理液の液滴を捕集する基板処理技術に関するものである。この装置では、回転カップ部が回転軸まわりに回転しながら当該回転カップ部の内側からカップリンス液が回転カップ部に直接供給される。これによって、カップリンス液の使用量を削減しながら回転カップ部から処理液を除去して回転カップ部を清浄に保つことができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持しながら鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転可能に設けられる基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板の外周を囲みながら前記回転軸まわりに回転可能に設けられる回転カップ部と、
前記基板保持部および前記回転カップ部を回転させる回転機構と、
回転する前記基板保持部に保持された前記基板に処理液を処理液吐出ノズルから供給することで、前記基板に所定の基板処理を施す処理機構と、
前記基板から飛散した前記処理液を捕集した前記回転カップ部にカップリンス液を前記回転軸側から直接供給することで、前記回転カップ部から前記処理液を除去するカップリンス処理を行うカップリンス機構と、
前記基板処理が行われた後で前記回転カップ部を回転させながら前記カップリンス液を前記回転カップ部に供給するように、前記回転機構および前記カップリンス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】

請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記回転カップ部は、前記回転機構から与えられる回転駆動力を受けて前記回転軸まわりに回転される下カップと、前記下カップに連結されることにより前記下カップと一体的に前記回転軸まわりに回転しながら前記基板から飛散してくる前記処理液の液滴を捕集する上カップとを有し、
前記上カップは、前記下カップの上方に位置して前記下カップと連結された連結部位と、前記連結部位から前記基板の周縁部の上方に向かって傾斜する傾斜部位とを有し、前記傾斜部位で前記液滴を捕集する、基板処理装置。

【請求項3】

請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記カップリンス機構は、前記傾斜部位に向かって前記カップリンス液を吐出するリンス液吐出ノズルを有し、前記リンス液吐出ノズルからの前記カップリンス液の吐出先が鉛直方向において前記基板保持部に保持された前記基板の上面の高さ位置よりも高いカップリンス位置である、基板処理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記処理液が供給された前記基板の上面のうち前記周縁部を除く中央部を加熱するヒータを内蔵する円板部を有し、前記円板部を前記基板の上方に配置することで、前記基板を加熱する加熱機構をさらに備え、
前記カップリンス位置は鉛直方向において前記円板部の上面よりも低い、基板処理装置。

【請求項5】

請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記リンス液吐出ノズルからの前記カップリンス液の吐出方向が、水平面内で前記回転軸から前記リンス液吐出ノズルに向う径方向に対して前記回転カップ部に回転方向に傾いている、基板処理装置。

【請求項6】

請求項３ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理機構は、前記処理液吐出ノズルとして、前記基板保持部に保持された前記基板の上方から前記基板の上面の周縁部に向けて前記処理液を吐出する上面処理ノズルを有し、
前記カップリンス機構は、前記リンス液吐出ノズルとして、鉛直方向において前記基板保持部により前記基板を保持する基板保持高さよりも上方から前記回転カップ部の内周面に向けて前記カップリンス液を吐出する上面リンスノズルを有する、基板処理装置。

【請求項7】

請求項６に記載の基板処理装置であって、
互いに近接して配置された前記上面処理ノズルおよび前記上面リンスノズルを一括して保持するノズルホルダと、
前記基板処理を行うための基板処理位置または前記カップリンス処理を行うためのカップリンス位置に前記ノズルホルダを移動させるノズル移動部を備え、
前記制御部は、
前記基板処理位置に前記ノズルホルダが移動したときに、前記上面リンスノズルからの前記カップリンス液の吐出を停止しながら前記上面処理ノズルから前記処理液を吐出させ、
前記カップリンス位置に前記ノズルホルダが移動したときに、前記上面処理ノズルからの前記処理液の吐出を停止しながら前記上面リンスノズルから前記カップリンス液を吐出させるように、前記処理液吐出ノズルおよび前記リンス液吐出ノズルを制御する、基板処理装置。

【請求項8】

請求項３ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理機構は、前記処理液吐出ノズルとして、前記基板保持部に保持された前記基板の下方から前記基板の下面の周縁部に向けて前記処理液を吐出する下面処理ノズルを有し、
前記カップリンス機構は、前記リンス液吐出ノズルとして、鉛直方向において前記基板保持部により前記基板を保持する基板保持高さよりも下方から前記回転カップ部の内周面に向けて前記カップリンス液を吐出する下面リンスノズルを有する、基板処理装置。

【請求項9】

請求項３ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記処理機構は、前記処理液吐出ノズルとして、前記基板保持部に保持された前記基板の上方から前記基板の上面の周縁部に向けて前記処理液を吐出する上面処理ノズルと、前記基板保持部に保持された前記基板の下方から前記基板の下面の周縁部に向けて前記処理液を吐出する下面処理ノズルと、を有し、
前記カップリンス機構は、前記リンス液吐出ノズルとして、鉛直方向において前記基板保持部により前記基板を保持する基板保持高さよりも上方から前記回転カップ部の内周面に向けて前記カップリンス液を吐出することで、前記内周面への前記カップリンス液の供給を行う上面リンスノズルと、前記基板保持高さよりも下方から前記回転カップ部の内周面に向けて前記カップリンス液を吐出することで、前記内周面への前記カップリンス液の供給を行う下面リンスノズルと、を有する、基板処理装置。

【請求項10】

鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転する基板の外周を回転カップ部で囲んだ状態で前記基板に処理液を供給することで、前記基板に対して前記処理液により所定の基板処理を施すとともに、前記基板から飛散してくる前記処理液を前記回転カップ部で捕集する工程と、
前記処理液を捕集した前記回転カップ部を前記回転軸まわりに回転させながら、前記回転軸側から前記回転カップ部にカップリンス液を直接供給することで、前記回転カップ部から前記処理液を除去するカップリンスと、
を備えることを特徴とする、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、処理液により所定の基板処理を基板に施す基板処理装置および基板処理方法に関するものである。ここで、基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、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、フォトマスク用ガラス基板、太陽電池用基板、等（以下、単に「基板」という）が含まれる。また、処理には、ベベル処理が含まれる。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハなどの基板を回転させつつ当該基板に処理液を供給して薬液処理や洗浄処理などの基板処理を施す基板処理装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知れられている。この基板処理装置では、基板処理中に回転される基板から飛散する処理液などを受け止めるために、飛散防止部材として外カップが設けられている。外カップは、その内周面が基板の外周と対向しながら回転される基板の外周を取り囲むように配置されている。このため、外カップが回転される基板から振り切られた処理液の液滴を捕集する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－９２２４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この従来装置では、外カップの内周面を洗浄するために複数のカップ洗浄ノズルがベース部に設けられている。また、ベース部の上方にカップ洗浄部材が配置されている。カップ洗浄を行う際には、カップ洗浄ノズルから洗浄液（本発明の「カップリンス液」の一例に相当）がカップ洗浄部材に設けられた案内部を通して外カップの内周面に供給される。したがって、外カップの内周面全体を洗浄するためには、多数のカップ洗浄ノズルを設ける必要がある。しかも、各カップ洗浄ノズルから案内部に向けて吐出された洗浄液の全部を外カップに供給させることは難しく、洗浄液の一部が案内部から溢れてしまうことがある。これらのことから、外カップの洗浄（本発明の「カップリンス処理」の一例に相当）に比較的多量の洗浄液が必要であった。つまり、従来の基板処理装置では、多量の洗浄液を使用することで環境に多大な負荷を与えており、環境負荷の低減について改善の余地があった。

【0005】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、カップリンス処理に要するカップリンス液の使用量を削減することによって環境負荷を低減することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明の一の態様は、基板処理装置であって、基板を保持しながら鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転可能に設けられる基板保持部と、基板保持部に保持された基板の外周を囲みながら回転軸まわりに回転可能に設けられる回転カップ部と、基板保持部および回転カップ部を回転させる回転機構と、回転する基板保持部に保持された基板に処理液を供給することで、基板に所定の基板処理を施す処理機構と、基板から飛散した処理液を捕集した回転カップ部にカップリンス液を回転軸側から直接供給することで、回転カップ部から処理液を除去するカップリンス処理を行うカップリンス機構と、基板処理が行われた後で回転カップ部を回転させながらカップリンス液を回転カップ部に供給するように、回転機構およびリンス液供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴としている。

【0007】

また、この発明の他の態様は、基板処理方法であって、鉛直方向に延びる回転軸まわりに回転する基板の外周を回転カップ部で囲んだ状態で基板に処理液を供給することで、基板に対して処理液により所定の基板処理を施すとともに、基板から飛散してくる処理液を回転カップ部で捕集する工程と、処理液を捕集した回転カップ部を回転軸まわりに回転させながら、回転軸側から回転カップ部にカップリンス液を直接供給することで、回転カップ部から処理液を除去する工程と、を備えることを特徴としている。

【0008】

このように構成された発明では、処理液を捕集した回転カップ部が回転軸まわりに回転しながら当該回転カップ部の内側からカップリンス液が回転カップ部に直接供給される。したがって、カップリンス液の使用量は、特許文献１に記載の基板処理装置での使用量に比べて格段に削減することができる。

【発明の効果】

【0009】

上記のように、本発明によれば、基板から飛散した処理液を捕集する回転カップ部のカップリンスに要するカップリンス液の使用量を削減することによって環境負荷を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る基板処理装置の第１実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。

【図2】本発明に係る基板処理装置の第１実施形態の構成を示す図である。

【図3】チャンバの構成およびチャンバに装着される構成を模式的に示す図である。

【図4】ベース部材上に設置された基板処理部の構成を模式的に示す平面図である。

【図5】スピンチャックに保持された基板と回転カップ部との寸法関係を示す図である。

【図6】回転カップ部および固定カップ部の一部を示す図である。

【図7】上面保護加熱機構の構成を示す外観斜視図である。

【図8】図７に示す上面保護加熱機構の断面図である。

【図9】処理機構に装備される上面側の処理液吐出ノズルと、カップリンス機構に装備される上面側のカップリンス液吐出ノズルと、を示す斜視図である。

【図10】ノズル移動部の構成を模式的に示す図である。

【図11A】ベベル処理を行うときのノズル位置を示す模式図である。

【図11B】カップリンス処理を行うときのノズル位置を示す模式図である。

【図12】処理機構に装備される下面側の処理液吐出ノズルおよび同ノズルを支持するノズル支持部を示す斜視図である。

【図13】図２に示す基板処理装置により基板処理動作の一例として実行されるベベル処理を示すフローチャートである。

【図14】本発明に係る基板処理装置の第２実施形態の構成および動作を示す模式的に図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は本発明に係る基板処理装置の第１実施形態を装備する基板処理システムの概略構成を示す平面図である。これは基板処理システム１００の外観を示すものではなく、基板処理システム１００の外壁パネルやその他の一部構成を除外することでその内部構造をわかりやすく示した模式図である。この基板処理システム１００は、例えばクリーンルーム内に設置され、一方主面のみに回路パターン等（以下「パターン」と称する）が形成された基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。そして、基板処理システム１００に装備される処理ユニット１において、処理液による基板処理が実行される。本明細書では、基板の両主面のうちパターンが形成されているパターン形成面（一方主面）を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた面を「下面」と称し、上方に向けられた面を「上面」と称する。また、本明細書において「パターン形成面」とは、基板において、任意の領域に凹凸パターン形成されている面を意味する。

【0012】

ここで、本実施形態における「基板」としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、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などの各種基板を適用可能である。以下では主として半導体ウエハの処理に用いられる基板処理装置を例に採って図面を参照して説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。

【0013】

図１に示すように、基板処理システム１００は、基板Ｗに対して処理を施す基板処理エリア１１０を有している。この基板処理エリア１１０に対し、インデクサ部１２０が隣接して設けられている。インデクサ部１２０は、基板Ｗを収容するための容器Ｃ（複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができる容器保持部１２１を有している。また、インデクサ部１２０は、容器保持部１２１に保持された容器Ｃにアクセスして、未処理の基板Ｗを容器Ｃから取り出したり、処理済みの基板Ｗを容器Ｃに収納したりするためのインデクサロボット１２２を備えている。各容器Ｃには、複数枚の基板Ｗがほぼ水平な姿勢で収容されている。

【0014】

インデクサロボット１２２は、装置筐体に固定されたベース部１２２ａと、ベース部１２２ａに対し鉛直軸まわりに回動可能に設けられた多関節アーム１２２ｂと、多関節アーム１２２ｂの先端に取り付けられたハンド１２２ｃとを備える。ハンド１２２ｃはその上面に基板Ｗを載置して保持することができる構造となっている。このような多関節アームおよび基板保持用のハンドを有するインデクサロボットは公知であるので詳しい説明を省略する。

【0015】

基板処理エリア１１０では、載置台１１２がインデクサロボット１２２からの基板Ｗを載置可能に設けられている。また、平面視において、基板処理エリア１１０のほぼ中央に基板搬送ロボット１１１が配置される。さらに、この基板搬送ロボット１１１を取り囲むように、複数の処理ユニット１が配置される。具体的には、基板搬送ロボット１１１が配置された空間に面して複数の処理ユニット１が配置される。これらの処理ユニット１に対して基板搬送ロボット１１１は載置台１１２にランダムにアクセスし、載置台１１２との間で基板Ｗを受け渡す。一方、各処理ユニット１は基板Ｗに対して所定の処理を実行するものであり、本発明に係る基板処理装置に相当するものである。本実施形態では、これらの処理ユニット（基板処理装置）１は同一の機能を有している。このため、複数基板Ｗの並列処理が可能となっている。なお、基板搬送ロボット１１１はインデクサロボット１２２から基板Ｗを直接受け渡すことが可能であれば、必ずしも載置台１１２は必要ない。

【0016】

図２は本発明に係る基板処理装置の第１実施形態の構成を示す図である。また、図３はチャンバの構成およびチャンバに装着される構成を模式的に示す図である。図２、図３および以下に参照する各図では、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示される場合がある。基板処理装置（処理ユニット）１で用いられるチャンバ１１は、図３に示すように、鉛直上方からの平面視で矩形形状の底壁１１ａと、底壁１１ａの周囲から立設される４枚の側壁１１ｂ～１１ｅと、側壁１１ｂ～１１ｅの上端部を覆う天井壁１１ｆと、を有している。これら底壁１１ａ、側壁１１ｂ～１１ｅおよび天井壁１１ｆを組み合わせることで、略直方体形状の内部空間１２が形成される。

【0017】

底壁１１ａの上面に、ベース支持部材１６、１６が互いに離間しながらボルトなどの締結部品により固定される。つまり、底壁１１ａからベース支持部材１６が立設される。これらベース支持部材１６、１６の上端部に、ベース部材１７がボルトなどの締結部品により固定される。このベース部材１７は、底壁１１ａよりも小さな平面サイズを有するとともに、底壁１１ａよりも厚肉で高い剛性を有する板材で構成される。図２に示すように、ベース部材１７は、ベース支持部材１６、１６により底壁１１ａから鉛直上方に持ち上げられている。つまり、チャンバ１１の内部空間１２の底部において、いわゆる高床構造が形成されている。このベース部材１７の上面は、後で詳述するように、基板Ｗに対して基板処理を施す基板処理部ＳＰを設置可能に仕上げられ、当該上面に基板処理部ＳＰが設置される。この基板処理部ＳＰを構成する各部は装置全体を制御する制御ユニット１０と電気的に接続され、制御ユニット１０からの指示に応じて動作する。なお、ベース部材１７の形状、基板処理部ＳＰの構成や動作については、後で詳述する。

【0018】

図２および図３に示すように、チャンバ１１の天井壁１１ｆには、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１３が取り付けられている。このファンフィルタユニット１３は、基板処理装置１が設置されているクリーンルーム内の空気をさらに清浄化してチャンバ１１内の内部空間１２に供給する。ファンフィルタユニット１３は、クリーンルーム内の空気を取り込んでチャンバ１１内に送り出すためのファンおよびフィルタ（例えばＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタ）を備えており、天井壁１１ｆに設けられた開口１１ｆ１を介して清浄空気を送り込む。これにより、チャンバ１１内の内部空間１２に清浄空気のダウンフローが形成される。また、ファンフィルタユニット１３から供給された清浄空気を均一に分散するために、多数の吹出し孔を穿設したパンチングプレート１４が天井壁１１ｆの直下に設けられている。

【0019】

図３に示すように、基板処理装置１では、４枚の側壁１１ｂ～１１ｅのうち基板搬送ロボット１１１と対向する側壁１１ｂには、搬送用開口１１ｂ１が設けられており、内部空間１２とチャンバ１１の外部とが連通される。このため、基板搬送ロボット１１１のハンド（図示省略）が搬送用開口１１ｂ１を介して基板処理部ＳＰにアクセス可能となっている。つまり、搬送用開口１１ｂ１を設けたことで、内部空間１２に対する基板Ｗの搬入出が可能となっている。また、この搬送用開口１１ｂ１を開閉するためのシャッター１５が側壁１１ｂに取り付けられている。

【0020】

シャッター１５にはシャッター開閉機構（図示省略）が接続されており、制御ユニット１０からの開閉指令に応じてシャッター１５を開閉させる。より具体的には、基板処理装置１では、未処理の基板Ｗをチャンバ１１に搬入する際にシャッター開閉機構はシャッター１５を開き、基板搬送ロボット１１１のハンドによって未処理の基板Ｗがフェースアップ姿勢で基板処理部ＳＰに搬入される。つまり、基板Ｗは上面Ｗｆを上方に向けた状態で基板処理部ＳＰのスピンチャック２１上に載置される。そして、当該基板搬入後に基板搬送ロボット１１１のハンドがチャンバ１１から退避すると、シャッター開閉機構はシャッター１５を閉じる。そして、チャンバ１１の処理空間（後で詳述する密閉空間１２ａに相当）内で基板Ｗの周縁部Ｗｓに対するベベル処理が基板処理部ＳＰにより本発明の「基板処理」の一例として実行される。また、ベベル処理の終了後においては、シャッター開閉機構がシャッター１５を再び開き、基板搬送ロボット１１１のハンドが処理済の基板Ｗを基板処理部ＳＰから搬出する。このように、本実施形態では、チャンバ１１の内部空間１２が常温環境に保たれる。なお、本明細書において「常温」とは、５℃～３５℃の温度範囲にあることを意味する。

【0021】

図３に示すように、側壁１１ｄは、ベース部材１７に設置された基板処理部ＳＰ（図２）を挟んで側壁１１ｂの反対側に位置している。この側壁１１ｄには、メンテナンス用開口１１ｄ１が設けられている。メンテナンス時には、同図に示すように、メンテナンス用開口１１ｄ１は開放される。このため、オペレータは装置の外部からメンテナンス用開口１１ｄ１を介して基板処理部ＳＰにアクセス可能となっている。一方、基板処理時には、蓋部材１９がメンテナンス用開口１１ｄ１を塞ぐように取り付けられる。このように、本実施形態では、蓋部材１９は側壁１１ｄに対して着脱自在となっている。

【0022】

また、側壁１１ｅの外側面には、基板処理部ＳＰに対して加熱した不活性ガス（本実施形態では、窒素ガス）を供給するための加熱ガス供給部４７が取り付けられている。この加熱ガス供給部４７は、ヒータ４７１を内蔵している。

【0023】

このように、チャンバ１１の外壁側には、シャッター１５、蓋部材１９および加熱ガス供給部４７が配置される。これに対し、チャンバ１１の内側、つまり内部空間１２には、高床構造のベース部材１７の上面に基板処理部ＳＰが設置される。以下、図２ないし図１３を参照しつつ、基板処理部ＳＰの構成について説明する。

【0024】

図４はベース部材上に設置された基板処理部の構成を模式的に示す平面図である。以下、装置各部の配置関係や動作などを明確にするために、Ｚ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。図４における座標系において、基板Ｗの搬送経路ＴＰと平行な水平方向を「Ｘ方向」とし、それと直交する水平方向を「Ｙ方向」としている。さらに詳しくは、チャンバ１１の内部空間１２から搬送用開口１１ｂ１およびメンテナンス用開口１１ｄ１に向かう方向をそれぞれ「＋Ｘ方向」および「－Ｘ方向」と称し、チャンバ１１の内部空間１２から側壁１１ｃ、１１ｅに向かう方向をそれぞれ「－Ｙ方向」および「＋Ｙ方向」と称し、鉛直上方および鉛直下方に向かう方向をそれぞれ「＋Ｚ方向」および「－Ｚ方向」と称する。また、同図中の「ＣＲ液」はカップリンス液を意味している。

【0025】

基板処理部ＳＰは、保持回転機構２、飛散防止機構３、上面保護加熱機構４、処理機構５、雰囲気分離機構６、昇降機構７、センタリング機構８、基板観察機構９およびカップリンス機構２００を備えている。これらの機構は、ベース部材１７上に設けられている。つまり、チャンバ１１よりも高い剛性を有するベース部材１７を基準とし、保持回転機構２、飛散防止機構３、上面保護加熱機構４、処理機構５、雰囲気分離機構６、昇降機構７、センタリング機構８、基板観察機構９およびカップリンス機構２００が相互に予め決められた位置関係で配置される。

【0026】

保持回転機構２は、図２に示すように、基板Ｗの表面を上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持する基板保持部２Ａと、基板Ｗを保持した基板保持部２Ａおよび飛散防止機構３の一部を同期して回転させる回転機構２Ｂと、を備えている。このため、制御ユニット１０からの回転指令に応じて回転機構２Ｂが作動すると、基板Ｗおよび飛散防止機構３の回転カップ部３１は、鉛直方向Ｚと平行に延びる回転軸ＡＸまわりに回転される。

【0027】

基板保持部２Ａは、基板Ｗより小さい円板状の部材であるスピンチャック２１を備えている。スピンチャック２１は、その上面が略水平となり、その中心軸が回転軸ＡＸに一致するように設けられている。特に、本実施形態では、図４に示すように、基板保持部２Ａの中心（スピンチャック２１の中心軸に相当）がチャンバ１１の中心１１ｇよりも（＋Ｘ）方向にオフセットされる。つまり、チャンバ１１の上方からの平面視で、スピンチャック２１の中心軸（回転軸ＡＸ）が内部空間１２の中心１１ｇから搬送用開口１１ｂ１側に距離Ｌofだけずれた処理位置に位置するように、基板保持部２Ａは配置される。なお、後述する装置各部の配置関係を明確にするため、本明細書では、オフセットされた基板保持部２Ａの中心（回転軸ＡＸ）を通過するとともに、搬送経路ＴＰと直交する仮想線および搬送経路ＴＰと平行な仮想線をそれぞれ「第１仮想水平線ＶＬ１」および「第２仮想水平線ＶＬ２」と称する。

【0028】

スピンチャック２１の下面には、円筒状の回転軸部２２が連結される。回転軸部２２は、その軸線を回転軸ＡＸと一致させた状態で、鉛直方向Ｚに延設される。また、回転軸部２２には、回転機構２Ｂが接続される。

【0029】

回転機構２Ｂは、基板保持部２Ａおよび飛散防止機構３の回転カップ部３１を回転させるための回転駆動力を発生するモータ２３と、当該回転駆動力を伝達するための動力伝達部２４とを有している。モータ２３は、回転駆動力の発生に伴い回転する回転シャフト２３１を有している。回転シャフト２３１を鉛直下方に延設させた姿勢でベース部材１７のモータ取付部位１７１に設けられている。より詳しくは、モータ取付部位１７１は、図３に示すように、メンテナンス用開口１１ｄ１と対向しながら（＋Ｘ）方向に切り欠かれた部位である。このモータ取付部位１７１の切欠幅（Ｙ方向サイズ）はモータ２３のＹ方向幅とほぼ同一である。このため、モータ２３は、その側面をモータ取付部位１７１と係合させながらＸ方向に移動自在となっている。

【0030】

モータ取付部位１７１で、モータ２３がＸ方向に位置決めされながらベース部材１７に固定される。ベース部材１７から下方に突出した回転シャフト２３１の先端部には、第１プーリ２４１が取り付けられている。また、基板保持部２Ａの下方端部には、第２プーリ２４２が取り付けられている。より詳しくは、基板保持部２Ａの下方端部は、ベース部材１７のスピンチャック取付部位１７２に設けられた貫通孔に挿通され、ベース部材１７の下方に突出している。この突出部分に第２プーリ２４２が設けられている。そして、第１プーリ２４１および第２プーリ２４２の間に無端ベルト２４３が架け渡される。このように、本実施形態では、第１プーリ２４１、第２プーリ２４２および無端ベルト２４３により、動力伝達部２４が構成される。

【0031】

スピンチャック２１の中央部には、貫通孔（図示省略）が設けられており、回転軸部２２の内部空間と連通している。内部空間には、バルブ（図示省略）が介装された配管２５を介してポンプ２６が接続される。当該ポンプ２６およびバルブは、制御ユニット１０に電気的に接続されており、制御ユニット１０からの指令に応じて動作する。これによって、負圧と正圧とが選択的にスピンチャック２１に付与される。例えば基板Ｗがスピンチャック２１の上面に略水平姿勢で置かれた状態でポンプ２６が負圧をスピンチャック２１に付与すると、スピンチャック２１は基板Ｗを下方から吸着保持する。一方、ポンプ２６が正圧をスピンチャック２１に付与すると、基板Ｗはスピンチャック２１の上面から取り外し可能となる。また、ポンプ２６の吸引を停止すると、スピンチャック２１の上面上で基板Ｗは水平移動可能となる。

【0032】

スピンチャック２１には、回転軸部２２の中央部に設けられた配管２８を介して窒素ガス供給部２９が接続される。窒素ガス供給部２９は、基板処理システム１００が設置される工場のユティリティーなどから供給される常温の窒素ガスを制御ユニット１０からのガス供給指令に応じた流量およびタイミングでスピンチャック２１に送給し、基板Ｗの下面Ｗｂ側で窒素ガスを中央部から径方向外側に流通させる。なお、本実施形態では、窒素ガスを用いているが、その他の不活性ガスを用いてもよい。この点については、後で説明する中央ノズルから吐出される加熱ガスについても同様である。また、「流量」とは、窒素ガスなどの流体が単位時間当たりに移動する量を意味している。

【0033】

回転機構２Ｂは、基板Ｗと一体的にスピンチャック２１を回転させるのみならず、当該回転に同期して回転カップ部３１を回転させるために、動力伝達部２７（図２）を有している。動力伝達部２７は、非磁性材料または樹脂で構成される円環部材２７ａ（図２）と、円環部材に内蔵されるスピンチャック側磁石（図示省略）と、回転カップ部３１の一構成である下カップ３２に内蔵されるカップ側磁石（図示省略）とを有している。円環部材２７ａは、図２に示すように回転軸部２２に取り付けられ、回転軸部２２とともに回転軸ＡＸまわりに回転可能となっている。より詳しくは、回転軸部２２は、図２に示すように、スピンチャック２１の直下位置において、径方向外側に張出したフランジ部位（図示省略）を有している。そして、フランジ部位に対して円環部材２７ａが同心状に配置されるとともに、図示省略するボルトなどによって連結固定される。

【0034】

円環部材２７ａの外周縁部では、複数のスピンチャック側磁石が回転軸ＡＸを中心として放射状で、しかも等角度間隔で配置される。本実施形態では、互いに隣り合う２つのスピンチャック側磁石の一方では、外側および内側がそれぞれＮ極およびＳ極となるように配置され、他方では、外側および内側がそれぞれＳ極およびＮ極となるように配置される。

【0035】

これらのスピンチャック側磁石と同様に、複数のカップ側磁石が回転軸ＡＸを中心として放射状で、しかも等角度間隔で配置される。これらのカップ側カップ側磁石は下カップ３２に内蔵される。下カップ３２は次に説明する飛散防止機構３の構成部品であり、円環形状を有している。つまり、下カップ３２は、円環部材２７ａの外周面と対向可能な内周面を有している。この内周面の内径は円環部材２７ａの外径よりも大きい。そして、当該内周面を円環部材２７ａの外周面から所定間隔（＝（上記内径－上記外径）／２）だけ離間対向させながら下カップ３２が回転軸部２２および円環部材２７ａと同心状に配置される。この下カップ３２の外周縁上面には、係合ピンおよび連結用マグネットが設けられており、これらにより上カップ３３が下カップ３２と連結され、この連結体が回転カップ部３１として機能する。

【0036】

下カップ３２は、ベース部材１７の上面上において、図面への図示を省略したベアリングによって、上記配置状態のまま、回転軸ＡＸまわりに回転可能に支持される。この下カップ３２の内周縁部において、上記したようにカップ側磁石が回転軸ＡＸを中心として放射状で、しかも等角度間隔で配置される。また、互いに隣り合う２つのカップ側磁石の配置についてもスピンチャック側磁石と同様である。つまり、一方では、外側および内側がそれぞれＮ極およびＳ極となるように配置され、他方では、外側および内側がそれぞれＳ極およびＮ極となるように配置される。

【0037】

このように構成された動力伝達部２７では、モータ２３により回転軸部２２とともに円環部材２７ａが回転すると、スピンチャック側磁石とカップ側磁石との間での磁力作用によって、下カップ３２がエアギャップ（円環部材２７ａと下カップ３２との隙間）を維持しつつ円環部材２７ａと同じ方向に回転する。これにより、回転カップ部３１が回転軸ＡＸまわりに回転する。つまり、回転カップ部３１は基板Ｗと同一方向でしかも同期して回転する。

【0038】

飛散防止機構３は、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの外周を囲みながら回転軸ＡＸまわりに回転可能な回転カップ部３１と、回転カップ部３１を囲むように固定的に設けられる固定カップ部３４と、を有している。回転カップ部３１は、下カップ３２に上カップ３３が連結されることで、回転する基板Ｗの外周を囲みながら回転軸ＡＸまわりに回転可能に設けられている。

【0039】

図５はスピンチャックに保持された基板と回転カップ部との寸法関係を示す図である。図６は回転カップ部および固定カップ部の一部を示す図である。下カップ３２は円環形状を有している。その外径は基板Ｗの外径よりも大きく、鉛直上方からの平面視においてスピンチャック２１で保持された基板Ｗから径方向にはみ出た状態で下カップ３２は回転軸ＡＸまわりに回転自在に配置される。当該はみ出た領域、つまり下カップ３２の上面周縁部では、周方向に沿って鉛直上方に立設する係合ピン（図示省略）と平板状の下マグネット（図示省略）とが交互に取り付けられている。

【0040】

一方、上カップ３３は、図２、図３および図５に示すように、下円環部位３３１と、上円環部位３３２と、これらを連結する傾斜部位３３３とを有している。下円環部位３３１の外径Ｄ３３１は下カップ３２の外径Ｄ３２と同一であり、下円環部位３３１は下カップ３２の周縁部３２１の鉛直上方に位置している。下円環部位３３１の下面では、係合ピンの鉛直上方に相当する領域において、下方に開口した凹部が係合ピンの先端部と嵌合可能に設けられている。また、下マグネットの鉛直上方に相当する領域において、上マグネットが取り付けられている。このため、凹部および上マグネットがそれぞれ係合ピンおよび下マグネットと対向した状態で、上カップ３３は下カップ３２に対して係脱可能となっている。

【0041】

上カップ３３は、昇降機構７により鉛直方向において昇降可能となっている。上カップ３３が昇降機構７により上方に移動されると、鉛直方向において上カップ３３と下カップ３２との間に基板Ｗの搬入出用の搬送空間が形成される。一方、昇降機構７により上カップ３３が下方に移動されると、凹部が係合ピンの先端部を被るように嵌合し、下カップ３２に対して上カップ３３が水平方向に位置決めされる。また、上マグネットが下マグネットに近接し、両者間で生じる引力によって、上記位置決めさた上カップ３３および下カップ３２が互いに結合される。これによって、図４の部分拡大図および図６に示すように、水平方向に延びる隙間ＧＰｃを形成した状態で、上カップ３３および下カップ３２が鉛直方向に一体化される。そして、回転カップ部３１は隙間ＧＰｃを形成したまま回転軸ＡＸまわりに回転自在となっている。

【0042】

回転カップ部３１では、図５に示すように、上円環部位３３２の外径Ｄ３３２は下円環部位３３１の外径Ｄ３３１よりも若干小さい。また、下円環部位３３１および上円環部位３３２の内周面の径ｄ３３１、ｄ３３２を比較すると、下円環部位３３１の方が上円環部位３３２よりも大きく、鉛直上方からの平面視で、上円環部位３３２の内周面が下円環部位３３１の内周面の内側に位置する。そして、上円環部位３３２の内周面と下円環部位３３１の内周面とが上カップ３３の全周にわたって傾斜部位３３３により連結される。このため、傾斜部位３３３の内周面、つまり基板Ｗを取り囲む面は、傾斜面３３４となっている。すなわち、図６に示すように、傾斜部位３３３は回転する基板Ｗの外周を囲んで基板Ｗから飛散する液滴を捕集可能となっており、上カップ３３および下カップ３２で囲まれた空間が捕集空間ＳＰｃとして機能する。なお、本実施形態では、鉛直方向Ｚにおける各部の高さ位置を次のように称する。つまり、図６に示すように、スピンチャック２１に保持された基板Ｗの上面（表面）の位置を「高さ位置Ｚｗ」と称し、後で詳述する上面保護加熱機構４の円板部４２の上面の位置を「高さ位置Ｚ42」と称する。

【0043】

しかも、捕集空間ＳＰｃを臨む傾斜部位３３３は、下カップ３２と連結されて連結部位を構成する下円環部位３３１から基板Ｗの周縁部の上方に向かって傾斜している。このため、図６に示すように、回転する基板Ｗから飛散した処理液の液滴は高さ位置Ｚｗで傾斜部位３３３の傾斜面３３４に捕集される。そして、当該液滴は傾斜面３３４に沿って上カップ３３の下端部、つまり下円環部位３３１に流動し、さらに隙間ＧＰｃを介して回転カップ部３１の外側に排出可能となっている。

【0044】

固定カップ部３４は回転カップ部３１を取り囲むように設けられ、排出空間ＳＰｅを形成する。固定カップ部３４は、液受け部位３４１と、液受け部位３４１の内側に設けられた排気部位３４２とを有している。液受け部位３４１は、隙間ＧＰｃの反基板側開口（図６の左手側開口）を臨むように開口したカップ構造を有している。つまり、液受け部位３４１の内部空間が排出空間ＳＰｅとして機能しており、隙間ＧＰｃを介して捕集空間ＳＰｃと連通される。したがって、回転カップ部３１により捕集された液滴は気体成分とともに隙間ＧＰｃを介して排出空間ＳＰｅに案内される。そして、液滴は液受け部位３４１の底部に集められ、固定カップ部３４から排液される。

【0045】

一方、気体成分は排気部位３４２に集められる。この排気部位３４２は区画壁３４３を介して液受け部位３４１と区画される。また、区画壁３４３の上方に気体案内部３４４が配置される。気体案内部３４４は、区画壁３４３の直上位置から排出空間ＳＰｅと排気部位３４２の内部にそれぞれ延設されることで、区画壁３４３を上方から覆ってラビリンス構造を有する気体成分の流通経路を形成している。したがって、液受け部位３４１に流入した流体のうち気体成分が上記流通経路を経由して排気部位３４２に集められる。この排気部位３４２は排気部３８と接続される。このため、制御ユニット１０からの指令に応じて排気部３８が作動することで固定カップ部３４の圧力が調整され、排気部位３４２内の気体成分が効率的に排気される。また、排気部３８の精密制御により、排出空間ＳＰｅの圧力や流量が調整される。例えば排出空間ＳＰｅの圧力が捕集空間ＳＰｃの圧力よりも下がる。その結果、捕集空間ＳＰｃ内の液滴を効率的に排出空間ＳＰｅに引き込み、捕集空間ＳＰｃからの液滴の移動を促進することができる。

【0046】

図７は上面保護加熱機構の構成を示す外観斜視図である。図８は図７に示す上面保護加熱機構の断面図である。上面保護加熱機構４は、スピンチャック２１に保持される基板Ｗの上面Ｗｆの上方に配置された遮断板４１を有している。この遮断板４１は水平な姿勢で保持された円板部４２を有している。円板部４２はヒータ駆動部４２２により駆動制御されるヒータ４２１を内蔵している。この円板部４２は基板Ｗよりも若干短い直径を有している。そして、円板部４２の下面が基板Ｗの上面Ｗｆのうち周縁部Ｗｓを除く表面領域を上方から覆うように、円板部４２は支持部材４３により支持される。なお、図７中の符号４４は円板部４２の周縁部に設けられた切欠部であり、これは処理機構５に含まれる処理液吐出ノズルとの干渉を防止するために設けられている。切欠部４４は、径方向外側に向かって開口している。

【0047】

支持部材４３の下端部は円板部４２の中央部に取り付けられている。支持部材４３と円板部４２とを上下に貫通するように、円筒状の貫通孔が形成される。また、当該貫通孔に対し、中央ノズル４５が上下に挿通している。この中央ノズル４５には、図２に示すように、配管４６を介して加熱ガス供給部４７と接続される。加熱ガス供給部４７は、基板処理システム１００が設置される工場の用力などから供給される常温の窒素ガスをヒータ４７１により加熱して制御ユニット１０からの加熱ガス供給指令に応じた流量およびタイミングで基板処理部ＳＰに供給する。

【0048】

ここで、ヒータ４７１をチャンバ１１の内部空間１２に配置すると、ヒータ４７１から放射される熱が基板処理部ＳＰ、特に後述するように処理機構５や基板観察機構９に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施形態では、ヒータ４７１を有する加熱ガス供給部４７が、図４に示すように、チャンバ１１の外側に配置される。また、本実施形態では、配管４６の一部にリボンヒータ４８が取り付けられている。リボンヒータ４８は制御ユニット１０からの加熱指令に応じて発熱して配管４６内を流れる窒素ガスを加熱する。

【0049】

こうして加熱された窒素ガス（以下「加熱ガス」という）が中央ノズル４５に向けて圧送され、中央ノズル４５から吐出される。例えば図８に示すように、円板部４２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗに近接した処理位置に位置決めされた状態で加熱ガスが供給されることによって、加熱ガスは基板Ｗの上面Ｗｆとヒータ内蔵の円板部４２とに挟まれた空間ＳＰａの中央部から周縁部に向って流れる。これによって、基板Ｗの周囲の雰囲気が基板Ｗの上面Ｗｆに入り込むのを抑制することができる。その結果、上記雰囲気に含まれる液滴が基板Ｗと円板部４２とで挟まれた空間ＳＰａに巻き込まれるのを効果的に防止することができる。また、ヒータ４２１による加熱と加熱ガスによって上面Ｗｆが全体的に加熱され、基板Ｗの面内温度を均一化することができる。これによって、基板Ｗが反るのを抑制し、処理液の着液位置を安定化させることができる。

【0050】

図２に示すように、支持部材４３の上端部は、第１仮想水平線ＶＬ１に沿って延びる梁部材４９に固定される。この梁部材４９は、ベース部材１７の上面に取り付けられた昇降機構７と接続されており、制御ユニット１０からの指令に応じて昇降機構７により昇降される。例えば図２では梁部材４９が下方に位置決めされることで、支持部材４３を介して梁部材４９に連結された円板部４２が処理位置に位置している。一方、制御ユニット１０からの上昇指令を受けて昇降機構７が梁部材４９を上昇させると、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２が一体的に上昇するとともに、上カップ３３も連動して下カップ３２から分離して上昇する。これによって、スピンチャック２１と、上カップ３３および円板部４２との間が広がり、スピンチャック２１に対する基板Ｗの搬出入を行うことが可能となる。

【0051】

処理機構５は、基板Ｗの上面側に配置される処理液吐出ノズル５１Ｆ（図４）と、基板Ｗの下面側に配置される処理液吐出ノズル５１Ｂ（図２）と、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂに処理液を供給する処理液供給部５２とを有している。以下においては、上面側の処理液吐出ノズル５１Ｆと下面側の処理液吐出ノズル５１Ｂとを区別するために、それぞれ「上面処理ノズル５１Ｆ」および「下面処理ノズル５１Ｂ」と称する。また、図２において、処理液供給部５２が２つ図示されるが、これらは同一である。

【0052】

図９は、処理機構に装備される上面側の処理液吐出ノズルと、カップリンス機構に装備される上面側のカップリンス液吐出ノズルと、を示す斜視図であり、各ノズルを斜め下方向から見た図である。本実施形態では、３本の上面処理ノズル５１Ｆがスピンチャック２１に保持された基板Ｗの上方から基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部Ｗｓに向けて処理液を吐出する上面側の処理液吐出ノズルとして設けられるとともに、それらに対して処理液供給部５２が接続される。また、処理液供給部５２はＳＣ１、ＤＨＦ、機能水（ＣＯ２水など）を処理液として供給可能に構成されており、３本の上面処理ノズル５１ＦからＳＣ１、ＤＨＦおよび機能水がそれぞれ独立して吐出可能となっている。

【0053】

各上面処理ノズル５１Ｆでは、図９の（ａ）欄に示すように、先端下面に処理液を吐出する吐出口５１１が設けられている。そして、図４中の拡大図に示すように、各吐出口を基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部に向けた姿勢で複数（本実施形態では３個）の上面処理ノズル５１Ｆの下方部が図７の部分拡大平面図に示すリンス液吐出ノズル２０１と一緒に円板部４２の切欠部４４に配置されるとともに、上面処理ノズル５１Ｆの上方部がリンス液吐出ノズル２０１と一体的にノズルホルダ５３に対して径方向Ｄ１（第１仮想水平線ＶＬ１に対してノズル吐出仰角度が４５゜、旋回角度が６５°程度傾いた方向）に移動自在に取り付けられている。このノズルホルダ５３はノズル移動部５４に接続される。

【0054】

図１０はノズル移動部の構成を模式的に示す図である。図１１Ａはベベル処理を行うときのノズル位置を示す模式図であり、図１１Ｂはカップリンス処理を行うときのノズル位置を示す模式図である。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、（ａ）欄は処理液またはカップリンス液を吐出するノズルの側面図であり、（ｂ）欄はノズルを上方から見た平面図である。また、符号ＡＲは、回転軸ＡＸから処理液またはカップリンス液を吐出しているノズルに向う径方向を示している。

【0055】

ノズル移動部５４は、図１０に示すように、ノズルヘッド５６（＝上面処理ノズル５１Ｆ＋リンス液吐出ノズル２０１＋ノズルホルダ５３）を保持したまま、後で説明する昇降部７１３のリフター７１３ａの上端部に取り付けられている。このため、制御ユニット１０からの昇降指令に応じてリフター７１３ａが鉛直方向に伸縮すると、それに応じてノズル移動部５４およびノズルヘッド５６が鉛直方向Ｚに移動する。

【0056】

また、ノズル移動部５４では、ベース部材５４１がリフター７１３ａの上端部に固着されている。このベース部材５４１には、直動アクチュエータ５４２が取り付けられている。直動アクチュエータ５４２は、径方向Ｘにおけるノズル移動の駆動源として機能するモータ（以下「ノズル駆動モータ」という）５４３と、ノズル駆動モータ５４３の回転軸に連結されたボールねじなどの回転体の回転運動を直線運動に変換してスライダー５４４を径方向Ｄ１に往復移動させる運動変換機構５４５とを有している。また、運動変換機構５４５では、スライダー５４４の径方向Ｄ１への移動を安定化させるために、例えばＬＭガイド（登録商標）などのガイドが用いられている。

【0057】

こうして径方向Ｘに往復駆動されるスライダー５４４には、連結部材５４６を介してヘッド支持部材５４７が連結されている。このヘッド支持部材５４７は、径方向Ｘに延びる棒形状を有している。ヘッド支持部材５４７の（＋Ｄ１）方向端部はスライダー５４４に固着される。一方、ヘッド支持部材５４７の（－Ｄ１）方向端部はスピンチャック２１に向かって水平に延設され、その先端部にノズルヘッド５６が取り付けられている。このため、制御ユニット１０からのノズル移動指令に応じてノズル駆動モータ５４３が回転すると、その回転方向に対応して（＋Ｄ１）方向または（－Ｄ１）方向に、しかも回転量に対応した距離だけ、スライダー５４４、ヘッド支持部材５４７およびノズルヘッド５６が一体的に移動する。その結果、ノズルヘッド５６に装着されている上面処理ノズル５１Ｆが径方向Ｄ１に位置決めされる。例えば、図１０に示すように、上面処理ノズル５１Ｆが予め設定されたホーム位置に位置決めされたとき、運動変換機構５４５に設けられたバネ部材５４８がスライダー５４４により圧縮され、スライダー５４４に対して（－Ｄ１）方向に付勢力を与える。これにより、運動変換機構５４５に含まれるバックラッシを制御することができる。つまり、運動変換機構５４５はガイドなどの機械部品を有しているため、径方向Ｄ１に沿ったバックラッシをゼロとすることは事実上困難であり、これについて十分な考慮を払わないと、径方向Ｄ１における上面処理ノズル５１Ｆの位置決め精度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、バネ部材５４８を設けたことで、上面処理ノズル５１Ｆをホーム位置に静止させた際には、常時、バックラッシを（－Ｄ１）方向に片寄らせている。これにより、次のような作用効果が得られる。

【0058】

制御ユニット１０からのノズル移動指令に応じてノズル移動部５４は３本の上面処理ノズル５１Ｆおよびリンス液吐出ノズル２０１を一括して径方向Ｄ１に駆動させる。このノズル移動指令には、ノズル移動距離に関する情報が含まれている。この情報に基づき上面処理ノズル５１Ｆおよびリンス液吐出ノズル２０１が径方向Ｄ１に指定されたノズル移動距離だけ移動される。ここで、上記情報がベベル処理位置に対応するものであるとき、図１１Ａに示すように、上面処理ノズル５１Ｆがベベル処理位置（本発明の「基板処理位置」の一例に相当）に正確に位置決めされる。一方、上記情報がカップリンス処理位置に対応するものであるとき、図１１Ｂに示すように、リンス液吐出ノズル２０１がカップリンス位置に正確に位置決めされる。

【0059】

ベベル処理位置に位置決めされた上面処理ノズル５１Ｆの吐出口５１１は基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部に向いている。そして、制御ユニット１０からの供給指令に応じて処理液供給部５２が３種類の処理液のうち供給指令に対応する処理液を当該処理液用の上面処理ノズル５１Ｆに供給すると、上面処理ノズル５１Ｆから処理液が基板Ｗの端面から予め設定された位置に供給される。なお、ベベル処理を実行している間、リンス液吐出ノズル２０１へのカップリンス液の供給は停止されている。

【0060】

一方、カップリンス位置に位置決めたリンス液吐出ノズル２０１の吐出口２０２は、上カップ３３の傾斜部位３３３に向いている。この吐出口２０２は、その口径が上面処理ノズル５１Ｆの吐出口５１１の口径よりも大きくなるように、リンス液吐出ノズル２０１に設けられている。そして、制御ユニット１０からの供給指令に応じてカップリンス液供給部２０３（図２）が常温ＤＩＷ（脱イオン水）などのカップリンス液をリンス液吐出ノズル２０１に供給すると、図１１Ｂに示すように、リンス液吐出ノズル２０１からカップリンス液が傾斜部位３３３に供給される。本実施形態では、図１１Ｂに示すように、カップリンス液の吐出方向Ｄ33が水平面（ＸＹ平面）内で回転軸ＡＸからリンス液吐出ノズル２０１に向う径方向ＡＲに対して上カップ３３の回転方向Ｄｒに角度θだけ傾いている。このため、カップリンス液の傾斜部位３３３への衝突時に発生するカップリンス液の跳ね返りがリンス液吐出ノズル２０１に戻るのを効果的に防止することができる。なお、本実施形態では、図１１Ａに示すように、処理液の吐出についても径方向ＡＲに対して上カップ３３に回転方向Ｄｒに角度θだけ傾いているが、角度θについては任意であり、例えばθ＝ゼロに設定してもよい。また、カップリンス処理を実行している間、上面処理ノズル５１Ｆへの処理液の供給は停止されている。

【0061】

また、ノズル移動部５４の構成部品の一部に対し、雰囲気分離機構６の下密閉カップ部材６１が着脱自在に固定される。つまり、ベベル処理を実行する際には、上面処理ノズル５１Ｆおよびノズルホルダ５３は、ノズル移動部５４を介して下密閉カップ部材６１と一体化されており、昇降機構７によって下密閉カップ部材６１とともに鉛直方向Ｚに昇降される。

【0062】

図１２は処理機構に装備される下面側の処理液吐出ノズルおよび同ノズルを支持するノズル支持部を示す斜視図である。本実施形態では、基板Ｗの下面Ｗｂの周縁部に向けて処理液を吐出するために、下面処理ノズル５１Ｂおよびノズル支持部５７がスピンチャック２１に保持された基板Ｗの下方に設けられている。ノズル支持部５７は、鉛直方向に延設された薄肉の円筒部位５７１と、円筒部位５７１の上端部において径方向外側に折り広げられた円環形状を有するフランジ部位５７２とを有している。円筒部位５７１は、円環部材２７ａと下カップ３２との間に形成されたエアギャップに遊挿自在な形状を有している。そして、図２に示すように、円筒部位５７１がエアギャップに遊挿されるとともにフランジ部位５７２がスピンチャック２１に保持された基板Ｗと下カップ３２との間に位置するように、ノズル支持部５７は固定配置される。フランジ部位５７２の上面周縁部に対し、３つの下面処理ノズル５１Ｂが取り付けられている。各下面処理ノズル５１Ｂは、基板Ｗの下面Ｗｂの周縁部に向けて開口した吐出口（図示省略）を有しており、配管５８を介して処理液供給部５２から供給される処理液を吐出可能となっている。

【0063】

これら上面処理ノズル５１Ｆおよび下面処理ノズル５１Ｂから吐出される処理液により、基板Ｗの周縁部に対するベベル処理が実行される。また、基板Ｗの下面側では、周縁部Ｗｓの近傍までフランジ部位５７２が延設される。このため、配管２８を介して下面側に供給された窒素ガスが、フランジ部位５７２に沿って捕集空間ＳＰｃに流れる。その結果、捕集空間ＳＰｃから液滴が基板Ｗに逆流するのを効果的に抑制する。

【0064】

雰囲気分離機構６は、下密閉カップ部材６１と、上密閉カップ部材６２とを有している。下密閉カップ部材６１および上密閉カップ部材６２はともに上下に開口した筒形状を有している。そして、それらの内径は回転カップ部３１の外径よりも大きく、雰囲気分離機構６は、スピンチャック２１、スピンチャック２１に保持された基板Ｗ、回転カップ部３１および上面保護加熱機構４を上方からすっぽりと囲むように配置される、より詳しくは、図２に示すように、上密閉カップ部材６２は、その上方開口が天井壁１１ｆの開口１１ｆ１を下方から覆うように、パンチングプレート１４の直下位置に固定配置される。このため、チャンバ１１内に導入された清浄空気のダウンフローは、上密閉カップ部材６２の内部を通過するものと、上密閉カップ部材６２の外側を通過するものとに分けられる。

【0065】

また、上密閉カップ部材６２の下端部は、内側に折り込まれた円環形状を有するフランジ部６２１を有している。このフランジ部６２１の上面にオーリング６３が取り付けられている。上密閉カップ部材６２の内側において、下密閉カップ部材６１が鉛直方向に移動自在に配置される。

【0066】

下密閉カップ部材６１の上端部は、外側に折り広げられた円環形状を有するフランジ部６１１を有している。このフランジ部６１１は、鉛直上方からの平面視で、フランジ部６２１と重なり合っている。このため、下密閉カップ部材６１が下降すると、図４中の部分拡大図に示すように、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１がオーリング６３を介して上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１で係止される。これにより、下密閉カップ部材６１は下限位置に位置決めされる。この下限位置では、鉛直方向において上密閉カップ部材６２と下密閉カップ部材６１とが繋がり、上密閉カップ部材６２の内部に導入されたダウンフローがスピンチャック２１に保持された基板Ｗに向けて案内される。

【0067】

下密閉カップ部材６１の下端部は、外側に折り込まれた円環形状を有するフランジ部６１２を有している。このフランジ部６１２は、鉛直上方からの平面視で、固定カップ部３４の上端部（液受け部位３４１の上端部）と重なり合っている。したがって、上記下限位置では、図３中の部分拡大図に示すように、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１２がオーリング６４を介して固定カップ部３４で係止される。これにより、鉛直方向において下密閉カップ部材６１と固定カップ部３４が繋がり、上密閉カップ部材６２、下密閉カップ部材６１および固定カップ部３４により密閉空間１２ａが形成される。この密閉空間１２ａ内において、基板Ｗに対するベベル処理が実行可能となっている。つまり、下密閉カップ部材６１が下限位置に位置決めされることで、密閉空間１２ａが密閉空間１２ａの外側空間１２ｂから分離される（雰囲気分離）。したがって、外側雰囲気の影響を受けることなく、ベベル処理を安定して行うことができる。また、ベベル処理を行うために処理液を用いるが、処理液が密閉空間１２ａから外側空間１２ｂに漏れるのを確実に防止することができる。よって、外側空間１２ｂに配置する部品の選定・設計の自由度が高くなる。

【0068】

下密閉カップ部材６１は鉛直上方にも移動可能に構成される。また、鉛直方向における下密閉カップ部材６１の中間部には、上記したように、ノズル移動部５４のヘッド支持部材５４７を介してノズルヘッド５６（＝上面処理ノズル５１Ｆ＋リンス液吐出ノズル２０１＋ノズルホルダ５３）が固定される。また、これ以外にも、図２および図４に示すように、梁部材４９を介して上面保護加熱機構４が下密閉カップ部材６１の中間部に固定される。つまり、図４に示すように、下密閉カップ部材６１は、周方向において互いに異なる３箇所で梁部材４９の一方端部、梁部材４９の他方端部およびヘッド支持部材５４７とそれぞれ接続される。そして、昇降機構７が梁部材４９の一方端部、梁部材４９の他方端部およびヘッド支持部材５４７を昇降させることで、それに伴って下密閉カップ部材６１も昇降する。

【0069】

この下密閉カップ部材６１の内周面では、図２および図４に示すように、内側に向けて突起部６１３が上カップ３３と係合可能な係合部位として複数本（４本）突設される。各突起部６１３は上カップ３３の上円環部位３３２の下方空間まで延設される。また、各突起部６１３は、下密閉カップ部材６１が下限位置に位置決めされた状態で上カップ３３の上円環部位３３２から下方に離れるように取り付けられている。そして、下密閉カップ部材６１の上昇によって各突起部６１３が下方から上円環部位３３２に係合可能となっている。この係合後においても、下密閉カップ部材６１がさらに上昇することで上カップ３３を下カップ３２から離脱させることが可能となっている。

【0070】

本実施形態では、昇降機構７により下密閉カップ部材６１が上面保護加熱機構４およびノズルヘッド５６とともに上昇し始めた後で、上カップ３３も一緒に上昇する。これによって、上カップ３３、上面保護加熱機構４およびノズルヘッド５６がスピンチャック２１から上方に離れる。下密閉カップ部材６１の退避位置への移動によって、基板搬送ロボット１１１のハンドがスピンチャック２１にアクセスするための搬送空間が形成される。そして、当該搬送空間を介してスピンチャック２１への基板Ｗのローディングおよびスピンチャック２１からの基板Ｗのアンローディングが実行可能となっている。このように、本実施形態では、昇降機構７による下密閉カップ部材６１の最小限の上昇によってスピンチャック２１に対する基板Ｗのアクセスを行うことが可能となっている。

【0071】

昇降機構７は２つの昇降駆動部７１、７２を有している。昇降駆動部７１では、第１昇降モータ（図示省略）がベース部材１７の第１昇降取付部位１７３（図３）に取り付けられている。第１昇降モータは、制御ユニット１０からの駆動指令に応じて作動して回転力を発生する。この第１昇降モータに対し、２つの昇降部７１２、７１３が連結される。昇降部７１２、７１３は、第１昇降モータから上記回転力を同時に受ける。そして、昇降部７１２は、第１昇降モータの回転量に応じて梁部材４９の一方端部を支持する支持部材４９１を鉛直方向Ｚに昇降させる。また、昇降部７１３は、第１昇降モータの回転量に応じてノズルヘッド５６を支持するヘッド支持部材５４７を鉛直方向Ｚに昇降させる。

【0072】

昇降駆動部７２では、第２昇降モータ（図示省略）がベース部材１７の第２昇降取付部位１７４（図３）に取り付けられている。第２昇降モータに対し、昇降部７２２が連結される。第２昇降モータは、制御ユニット１０からの駆動指令に応じて作動して回転力を発生し、昇降部７２２に与える。昇降部７２２は、第２昇降モータの回転量に応じて梁部材４９の他方端部を支持する支持部材４９２を鉛直方向に昇降させる。

【0073】

昇降駆動部７１、７２は、下密閉カップ部材６１の側面に対し、その周方向において互いに異なる３箇所にそれぞれ固定される支持部材４９１、４９２、５４を同期して鉛直方向に移動させる。したがって、上面保護加熱機構４、ノズルヘッド５６および下密閉カップ部材６１の昇降を安定して行うことができる。また、下密閉カップ部材６１の昇降に伴って上カップ３３も安定して昇降させることができる。

【0074】

センタリング機構８は、ポンプ２６による吸引を停止している間（つまりスピンベース２１の上面上で基板Ｗが水平移動可能となっている間）に、センタリング処理を実行する。このセンタリング処理により回転軸ＡＸに対する基板Ｗ偏心が解消され、基板Ｗの中心が回転軸ＡＸと一致する。センタリング機構８は、図４に示すように、第１仮想水平線ＶＬ１に対して４０゜程度傾いた当接移動方向Ｄ２において、回転軸ＡＸに対し、搬送用開口１１ｂ１側に配置されたシングル当接部８１と、メンテナンス用開口１１ｄ１側に配置されたマルチ当接部８２と、シングル当接部８１およびマルチ当接部８２を当接移動方向Ｄ２に移動させるセンタリング駆動部８３と、を有している。

【0075】

シングル当接部８１は、当接移動方向Ｄ２と平行に延設された形状を有し、スピンチャック２１側の先端部でスピンチャック２１上の基板Ｗの端面と当接可能に仕上げられている。一方、マルチ当接部８２は、鉛直上方からの平面視で略Ｙ字形状を有し、スピンチャック２１側の二股部位の各先端部でスピンチャック２１上の基板Ｗの端面と当接可能に仕上げられている。これらシングル当接部８１およびマルチ当接部８２は、当接移動方向Ｄ２に移動自在となっている。

【0076】

センタリング駆動部８３は、シングル当接部８１を当接移動方向Ｄ２に移動させるためのシングル移動部８３１と、マルチ当接部８２を当接移動方向Ｄ２に移動させるためのマルチ移動部８３２と、を有している。シングル移動部８３１はベース部材１７のシングル移動取付部位１７５（図３）に取り付けられ、マルチ移動部８３２はベース部材１７のマルチ移動取付部位１７６（図３）に取り付けられている。基板Ｗのセンタリング処理を実行しない間、センタリング駆動部８３は、図４に示すように、シングル当接部８１およびマルチ当接部８２をスピンチャック２１から離間して位置決めする。このため、シングル当接部８１およびマルチ当接部８２は搬送経路ＴＰから離れ、チャンバ１１に対して搬入出される基板Ｗに対してシングル当接部８１およびマルチ当接部８２が干渉するのを効果的に防止することができる。

【0077】

一方、基板Ｗのセンタリング処理を実行する際には、制御ユニット１０からのセンタリング指令に応じて、シングル移動部８３１がシングル当接部８１を回転軸ＡＸに向けて移動させるとともに、マルチ移動部８３２がマルチ当接部８２を回転軸ＡＸに向けて移動させる。これにより、基板Ｗの中心が回転軸ＡＸと一致する。

【0078】

基板観察機構９は、光源部９１と、撮像部９２と、観察ヘッド９３と、観察ヘッド駆動部９４と、有している。光源部９１および撮像部９２は、ベース部材１７の光学部品取付位置１７７（図３）において並設される。光源部９１は、制御ユニット１０からの照明指令に応じて照明光を観察位置に向けて照射する。この観察位置は、基板Ｗの周縁部Ｗｓに対応する位置であり、観察ヘッド９３が位置決めされる位置（図示省略）に相当する。

【0079】

観察位置と、観察位置から基板Ｗの径方向外側に離れた離間位置との間を、観察ヘッド９３は往復移動可能となっている。当該観察ヘッド９３に対し、観察ヘッド駆動部９４が接続される。観察ヘッド駆動部９４はベース部材１７のヘッド駆動位置１７８（図３）でベース部材１７に取り付けられている。そして、制御ユニット１０からのヘッド移動指令に応じて観察ヘッド駆動部９４は、第１仮想水平線ＶＬ１に対して１０゜程度傾いたヘッド移動方向Ｄ３に観察ヘッド９３を往復移動させる。より具体的には、基板Ｗの観察処理を実行しない間、観察ヘッド駆動部９４は観察ヘッド９３を退避位置に移動して位置決めしている。このため、観察ヘッド９３は搬送経路ＴＰから離れ、チャンバ１１に対して搬入出される基板Ｗに対して観察ヘッド９３が干渉するのを効果的に防止することができる。一方、基板Ｗの観察処理を実行する際には、制御ユニット１０からの基板観察指令に応じて、観察ヘッド駆動部９４が観察ヘッド９３を観察位置に移動させる。

【0080】

このように構成された観察ヘッド９３が観察位置に位置決めされるとともに、位置決め状態で制御ユニット１０からの照明指令に光源部９１が点灯すると、照明光が観察ヘッド９３の照明領域に照射される。これより、観察ヘッド９３からの拡散照明光によって、基板Ｗの周縁部Ｗｓおよびその隣接領域が照明される。また、周縁部Ｗｓおよびその隣接領域で反射された反射光が観察ヘッド９３を介して撮像部９２に導光される。

【0081】

撮像部９２は、物体側テレセントリックレンズで構成される観察レンズ系と、ＣＭＯＳカメラとを有している。したがって、観察ヘッド９３から導光される反射光のうち観察レンズ系の光軸に平行な光線のみがＣＭＯＳカメラのセンサ面に入射され、基板Ｗの周縁部Ｗｓおよび隣接領域の像がセンサ面上に結像される。こうして撮像部９２は基板Ｗの周縁部Ｗｓおよび隣接領域を撮像し、基板Ｗの上面画像、側面画像および下面画像を取得する。そして、その画像を示す画像データを撮像部９２は制御ユニット１０に送信する。

【0082】

制御ユニット１０は、演算処理部１０Ａ、記憶部１０Ｂ、読取部１０Ｃ、画像処理部１０Ｄ、駆動制御部１０Ｅ、通信部１０Ｆおよび排気制御部１０Ｇを有している。記憶部１０Ｂは、ハードディスクドライブなどで構成されており、上記基板処理装置１によりベベル処理を実行するためのプログラムを記憶している。当該プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体ＲＭ（例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等）に記憶されており、読取部１０Ｃにより記録媒体ＲＭから読み出され、記憶部１０Ｂに保存される。また、当該プログラムの提供は、記録媒体ＲＭに限定されるものではなく、例えば当該プログラムが電気通信回線を介して提供されるように構成してもよい。画像処理部１０Ｄは、基板観察機構９により撮像された画像に種々の処理を施す。駆動制御部１０Ｅは、基板処理装置１の各駆動部を制御する。通信部１０Ｆは、基板処理システム１００の各部を統合して制御する制御部などと通信を行う。排気制御部１０Ｇは排気部３８を制御する。

【0083】

また、制御ユニット１０には、各種情報を表示する表示部１０Ｈ（例えばディスプレイなど）や操作者からの入力を受け付ける入力部１０Ｊ（例えば、キーボードおよびマウスなど）が接続される。

【0084】

演算処理部１０Ａは、ＣＰＵ（= Central Processing Unit）やＲＡＭ（=Random
Access Memory）等を有するコンピュータにより構成されており、記憶部１０Ｂに記憶されるプログラムにしたがって基板処理装置１の各部を以下のように制御し、ベベル処理を実行する。以下、図１３を参照しつつ基板処理装置１によるベベル処理およびカップリンス処理について説明する。

【0085】

図１３は図２に示す基板処理装置により基板処理動作の一例として実行されるベベル処理を示すフローチャートである。基板処理装置１により基板Ｗにベベル処理を施す際には、演算処理部１０Ａは、昇降駆動部７１、７２により下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２を一体的に上昇させる。この下密閉カップ部材６１の上昇途中で、突起部６１３が上カップ３３の上円環部位３３２と係合し、それ以降、下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２と一緒に上カップ３３が上昇して退避位置に位置決めされる。これにより、スピンチャック２１の上方に基板搬送ロボット１１１のハンド（図示省略）が進入するのに十分な搬送空間が形成される。また、演算処理部１０Ａは、センタリング駆動部８３によりシングル移動部８３１およびマルチ当接部８２をスピンチャック２１から離れた退避位置に移動させるとともに、観察ヘッド駆動部９４により観察ヘッド９３をスピンチャック２１から離れた待機位置に移動させる。これにより、図４に示すように、スピンチャック２１の周囲に配置される構成要素のうちノズルヘッド５６、光源部９１、撮像部９２、モータ２３およびマルチ当接部８２は、第１仮想水平線ＶＬ１よりもメンテナンス用開口１１ｄ１側（同図の下側）に位置する。また、シングル移動部８３１および観察ヘッド９３は、第１仮想水平線ＶＬ１よりも搬送用開口１１ｂ１側に位置しているが、搬送経路ＴＰに沿った基板Ｗの移動領域から外れている。本実施形態では、このようなレイアウト構造を採用しているため、チャンバ１１に対する基板Ｗの搬入出時に、スピンチャック２１の周囲に配置される構成要素が基板Ｗと干渉するのを効果的に防止することができる。

【0086】

このように搬送空間の形成完了と基板Ｗとの干渉防止とを確認すると、演算処理部１０Ａは、通信部１０Ｆを介して基板搬送ロボット１１１に基板Ｗのローディングリスエストを行い、図４に示す搬送経路ＴＰに沿って未処理の基板Ｗが基板処理装置１に搬入されてスピンチャック２１の上面に載置されるのを待つ。そして、スピンチャック２１上に基板Ｗが載置される（ステップＳ１）。なお、この時点では、ポンプ２６は停止しており、スピンチャック２１の上面上で基板Ｗは水平移動可能となっている。

【0087】

基板Ｗのローディングが完了すると、基板搬送ロボット１１１が搬送経路ＴＰに沿って基板処理装置１から退避する。それに続いて、演算処理部１０Ａは、シングル移動部８３１およびマルチ当接部８２をスピンチャック２１上の基板Ｗに近接するように、センタリング駆動部８３を制御する。これによりスピンチャック２１に対する基板Ｗの偏心が解消され、基板Ｗの中心がスピンチャック２１の中心と一致する（ステップＳ２）。こうしてセンタリング処理が完了すると、演算処理部１０Ａは、シングル移動部８３１およびマルチ当接部８２が基板Ｗから離間するようにセンタリング駆動部８３を制御するとともに、ポンプ２６を作動させて負圧をスピンチャック２１に付与する。これにより、スピンチャック２１は基板Ｗを下方から吸着保持する。

【0088】

次に、演算処理部１０Ａは、昇降駆動部７１、７２に下降指令を与える。これに応じて、昇降駆動部７１、７２が下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２を一体的に下降させる。この下降途中で、下密閉カップ部材６１の突起部６１３により下方から支持される上カップ３３が下カップ３２に連結される。これによって、回転カップ部３１（＝上カップ３３と下カップ３２の連結体）が形成される。

【0089】

回転カップ部３１の形成後に、下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２が一体的にさらに下降し、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１、６１２がそれぞれ上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１および固定カップ部３４で係止される。これにより、下密閉カップ部材６１が下限位置（図２の位置）に位置決めされる（ステップＳ３）。上記係止後においては、図４の部分拡大図に示すように、上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１とおよび下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１がオーリング６３を介して密着されるとともに、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１２および固定カップ部３４がオーリング６３を介して密着される。その結果、図２に示すように、鉛直方向において下密閉カップ部材６１と固定カップ部３４が繋がり、上密閉カップ部材６２、下密閉カップ部材６１および固定カップ部３４により密閉空間１２ａが形成され、密閉空間１２ａが外側雰囲気（外側空間１２ｂ）から分離される（雰囲気分離）。

【0090】

この雰囲気分離状態で、円板部４２の下面が基板Ｗの上面Ｗｆのうち周縁部Ｗｓを除く表面領域を上方から覆っている。また、上面処理ノズル５１Ｆが、円板部４２の切欠部４４内で吐出口５１１を基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部に向けた姿勢で位置決めされる。こうして基板Ｗへの処理液の供給準備が完了すると、演算処理部１０Ａは、モータ２３に回転指令を与え、基板Ｗを保持するスピンチャック２１および回転カップ部３１の回転を開始する（ステップＳ４）。基板Ｗおよび回転カップ部３１の回転速度は、例えば１８００回転／分に設定される。また、演算処理部１０Ａはヒータ駆動部４２２を駆動制御してヒータ４２１を所望温度、例えば１８５℃まで昇温させる。

【0091】

次に、演算処理部１０Ａは、加熱ガス供給部４７に加熱ガス供給指令を与える。これにより、ヒータ４７１により加熱された窒素ガス、つまり加熱ガスが加熱ガス供給部４７から中央ノズル４５に向けて圧送される（ステップＳ５）。この加熱ガスは、配管４６を通過する間、リボンヒータ４８により加熱される。これにより、加熱ガスは、配管４６を介したガス供給中における温度低下を防止しながら、中央ノズル４５から基板Ｗと円板部４２とで挟まれた空間ＳＰａ（図８）に向けて吐出される。これにより、基板Ｗの上面Ｗｆが全面的に加熱される。また、基板Ｗの加熱はヒータ４２１によっても行われる。このため、時間の経過によって基板Ｗの周縁部Ｗｓの温度が上昇し、ベベル処理に適した温度、例えば９０℃に達する。また、周縁部Ｗｓ以外の温度も、ほぼ等しい温度にまで上昇する。すなわち、本実施形態では、基板Ｗの上面Ｗｆの面内温度は、ほぼ均一である。したがって、基板Ｗが反るのを効果的に抑制することができる。

【0092】

これに続いて、演算処理部１０Ａは、処理液供給部５２を制御して上面処理ノズル５１Ｆおよび下面処理ノズル５１Ｂに処理液を供給する。つまり、上面処理ノズル５１Ｆから基板Ｗの上面周縁部に当たるように処理液の液流が吐出されるとともに、下面処理ノズル５１Ｂから基板Ｗの下面周縁部に当たるように処理液の液流が吐出される。これによって、基板Ｗの周縁部Ｗｓに対するベベル処理が実行される（ステップＳ６）。そして、演算処理部１０Ａは、基板Ｗのベベル処理に要する処理時間の経過などを検出すると、処理液供給部５２に供給停止指令を与え、処理液の吐出を停止する。

【0093】

それに続いて、演算処理部１０Ａは、加熱ガス供給部４７に供給停止指令を与え、加熱ガス供給部４７から中央ノズル４５に向けて窒素ガスの供給を停止する（ステップＳ７）。また、演算処理部１０Ａは、モータ２３に回転停止指令を与え、スピンチャック２１および回転カップ部３１の回転を停止させる（ステップＳ８）。

【0094】

次のステップＳ９で、演算処理部１０Ａは基板Ｗの周縁部Ｗｓを観察してベベル処理の結果を検査する。より具体的には、演算処理部１０Ａは、基板Ｗのローディング時と同様にして、上カップ３３を退避位置に位置決めし、搬送空間を形成する。そして、演算処理部１０Ａは、観察ヘッド駆動部９４を制御して観察ヘッド９３を基板Ｗに近接させる。そして、演算処理部１０Ａは、光源部９１を点灯させることで観察ヘッド９３を介して基板Ｗの周縁部Ｗｓを照明する。また、周縁部Ｗｓおよび隣接領域で反射された反射光を撮像部９２が受光して周縁部Ｗｓおよび隣接領域を撮像する。つまり、基板Ｗが回転軸ＡＸまわりに回転している間に撮像部９２が取得した複数の周縁部Ｗｓの像から基板Ｗの回転方向に沿った周縁部Ｗｓの周縁部画像を取得する。すると、演算処理部１０Ａは、観察ヘッド駆動部９４を制御して観察ヘッド９３を基板Ｗから退避させる。これと並行して、演算処理部１０Ａは、撮像された周縁部Ｗｓおよび隣接領域の画像、つまり周縁部画像に基づき、演算処理部１０Ａは、ベベル処理が良好に行われたか否かを検査する。なお、本実施形態では、その検査の一例として、周縁部画像から基板Ｗの端面から基板Ｗの中央部に向かって処理液により処理された処理幅を検査している（処理後検査）。

【0095】

検査後、演算処理部１０Ａは、通信部１０Ｆを介して基板搬送ロボット１１１に基板Ｗのアンローディングリスエストを行い、処理済の基板Ｗが基板処理装置１から搬出される（ステップＳ１０）。それに続いて、演算処理部１０Ａは、回転カップ部３１に対するカップリンス処理を実行すべきタイミングに到達しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、上記タイミングとしては、例えば回転カップ部３１の交換または前回メンテナンスからのベベル処理の累積回数や累積時間が所定値に到達したことなどが該当する。オペレータからのカップリンス要求があったタイミングも含まれる。

【0096】

演算処理部１０Ａは、カップリンス処理は不要であると判定する（ステップＳ１１で「ＮＯ」）と、カップリンス処理を行うことなく、一連の処理を終了する。一方、演算処理部１０Ａは、カップリンス処理が必要であると判定する（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」）と、カップリンス処理を実行する（ステップＳ１２）。

【0097】

カップリンス処理（ステップＳ１２）では、演算処理部１０Ａは、以下のように装置各部を制御する（ステップＳ１２ａ～Ｓ１２ｅ）。すなわち、演算処理部１０Ａは、昇降駆動部７１、７２に下降指令を与える。これに応じて、昇降駆動部７１、７２が下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２を一体的に下降させる。この下降途中で、下密閉カップ部材６１の突起部６１３により下方から支持される上カップ３３が下カップ３２に連結される。これによって、スピンチャック２１に基板Ｗが存在しない状態のまま、回転カップ部３１（＝上カップ３３と下カップ３２の連結体）が形成される。

【0098】

回転カップ部３１の形成後に、下密閉カップ部材６１、ノズルヘッド５６、梁部材４９、支持部材４３および円板部４２が一体的にさらに下降し、下密閉カップ部材６１のフランジ部６１１、６１２がそれぞれ上密閉カップ部材６２のフランジ部６２１および固定カップ部３４で係止される。これにより、下密閉カップ部材６１が下限位置（図２の位置）に位置決めされる（ステップＳ１２ａ）。

【0099】

この雰囲気分離状態で、図１１Ｂに示すように、円板部４２の下面が基板Ｗの上面Ｗｆのうち周縁部Ｗｓを除く表面領域を上方から覆っている。また、演算処理部１０Ａは、ノズル駆動モータ５４３に駆動指令を与える。この駆動指令に含まれる回転量に対応した距離だけ、スライダー５４４、ヘッド支持部材５４７およびノズルヘッド５６が一体的に移動する。その結果、リンス液吐出ノズル２０１が、円板部４２の切欠部４４内で吐出口２０２を上カップ３３の傾斜部位３３３に向けた姿勢でカップリンス処理に適したカップリンス位置（図１１Ｂで図示された位置）に位置決めされる（ステップＳ１２ｂ）。

【0100】

こうして回転カップ部３１へのカップリンス液の供給準備が完了すると、演算処理部１０Ａは、モータ２３に回転指令を与え、基板Ｗを保持するスピンチャック２１および回転カップ部３１の回転を開始する（ステップＳ１２ｃ）。なお、カップリンス処理においては、基板Ｗおよび回転カップ部３１の回転速度は、ベベル処理時の回転速度よりも低速、例えば１００～５００回転／分に設定される。

【0101】

次に、演算処理部１０Ａは、カップリンス液供給部２０３を制御してリンス液吐出ノズル２０１にカップリンス液を供給する。つまり、上カップ３３の傾斜部位３３３の一部、より詳しくは図１１Ｂに示すように、鉛直方向Ｚにおいてカップリンス位置Ｚcrに対し、リンス液吐出ノズル２０１からカップリンス液が吐出される。これによって、カップリンス液が傾斜部位３３３の傾斜面３３４に沿って流下してカップリンス処理が実行される（ステップＳ１２ｄ）。そして、演算処理部１０Ａは、回転カップ部３１のカップリンス処理に要する処理時間の経過などを検出すると、カップリンス液供給部２０３に供給停止指令を与え、カップリンス液の吐出を停止する。

【0102】

それに続いて、演算処理部１０Ａは、モータ２３に回転停止指令を与え、回転カップ部３１の回転を停止させる（ステップＳ１２ｅ）。そして、カップリンス処理を終了するとともに、一連の処理を終了する。なお、これら一連の工程（ステップＳ１～Ｓ１２）は繰り返して実行される。

【0103】

以上のように、本実施形態では、回転軸ＡＸまわりに回転する回転カップ部３１に対し、回転軸ＡＸ側からカップリンス液が直接的に供給され、これによってカップリンス処理が実行される。したがって、回転カップ部３１を清浄に保ち、回転カップ部３１に付着する処理液の液滴を原因とするパーティクルの発生を効果的に防止することができる。また、処理液、特に薬液によるカップ汚染を放置しておくと、樹脂材料などにより製作された回転カップ部３１が変形することがあるが、適切なタイミングでカップリンス処理が実行されることで、回転カップ部３１の変形が抑えられる。つまり、回転カップ部３１の長寿命化を図ることができる。その結果、ラングコストを抑えることができる。しかも、このような作用効果を奏するために用いられるカップリンス液の使用量は、特許文献１に記載の基板処理装置よりも少なく、環境負荷の低減を図ることができる。

【0104】

また、回転カップ部３１では、上カップ３３の傾斜部位３３３の傾斜面３３４で処理液を捕集する。このとき、回転カップ部３１の傾斜部位３３３の傾斜面３３４に付着した液滴に対し、カップ回転に伴い発生する遠心力が作用する。また、ベベル処理中に供給されて基板Ｗの上面Ｗｆおよび下面Ｗｂに沿って径方向外側に流れる窒素ガス等により形成される気流の影響を受ける。これらにより、液滴に対して傾斜部位３３３の傾斜面３３４に沿った下向きベクトル応力が作用する。しかも、傾斜部位３３３に対してカップリンス液が供給され、傾斜部位３３３に沿って下方に流れる。したがって、回転カップ部３１から処理液を効率的に除去することができる。

【0105】

また、鉛直方向Ｚにおいて、傾斜部位３３３でのカップリンス液の着液位置、つまりカップリンス位置Ｚcrは、回転する基板Ｗから飛散した処理液の液滴が捕集される高さ位置Ｚｗよりも高く設定されている。このため、傾斜部位３３３で捕集された処理液の液滴全部を傾斜部位３３３の傾斜面３３４に沿って流下するカップリンス液でリンス除去することができ、優れたカップリンス効果が得られる。

【0106】

また、本実施形態では、図１１Ｂに示すように、上面保護加熱機構４の円板部４２が上カップ３３の傾斜部位３３３に近接した状態で、カップリンス処理が実行される。したがって、傾斜部位３３３に着液したカップリンス液の一部が跳ね返ることがある。この点を考慮し、本実施形態では、カップリンス位置Ｚcrが上面保護加熱機構４の円板部４２の上面の位置、つまり高さ位置Ｚ42よりも低く設定されている。このため、カップリンス位置Ｚcrで跳ね返ったカップリンス液の液滴が円板部４２の上面に付着するのを、効果的に防止することができる。

【0107】

また、上面保護加熱機構４からの放熱によって基板Ｗのみならず上カップ３３も熱せられるが、常温のカップリンス液が上カップ３３に供給され、これによって上カップ３３の温度は低下する。その結果、上カップ３３の耐熱性を向上させるとともに、上カップ３３の変形を抑制することができる。

【0108】

また、本実施形態では、吐出口２０２の口径が上面処理ノズル５１Ｆの吐出口５１１の口径よりも大きいため、次の作用効果が得られる。カップリンス位置Ｚcrでのカップリンス液の跳ね返りを抑制するために、本実施形態では、カップリンス液の吐出速度を処理液の吐出速度よりも小さくなるように設定している。その一方で、上記したように吐出口２０２の口径を比較的大きく設定している。したがって、カップリンス液の吐出速度を抑えているにもかかわらず、単位時間当たりにカップリンス位置Ｚcrに供給されるカップリンス液の供給量を稼ぐことができる。つまり、カップリンス位置Ｚcrでのカップリンス液の跳ね返りを抑制しつつ、カップリンス処理に十分なカップリンス液を供給することができる。その結果、カップリンス液の跳ね返りによる悪影響を抑えつつカップリンス処理を良好に行うことができる。

【0109】

また、図１１Ｂに示すように、カップリンス液の吐出方向Ｄ33を径方向ＡＲに対して上カップ３３の回転方向Ｄｒに傾けているため、上記したようにカップリンス位置Ｚcrで跳ね返ったカップリンス液の液滴がリンス液吐出ノズル２０１に戻って付着するのを効果的に防止することができる。その結果、リンス液吐出ノズル２０１を用いたカップリンス処理を継続して行うことができ、リンス液吐出ノズル２０１や回転カップ部３１のメンテナンス頻度を抑え、装置の稼働効率を高めることができる。

【0110】

また、本実施形態では、リンス液吐出ノズル２０１がノズルホルダ５３により上面処理ノズル５１Ｆと一括して保持され、ノズルヘッド５６が構成されている。そして、ノズルヘッド５６がノズル移動部５４によってカップリンス位置（図１１Ｂ参照）に移動される。これによって、リンス液吐出ノズル２０１がカップリンス処理に適した位置に高精度に位置決めされる。したがって、上カップ３３の所望位置にカップリンス液を供給することができ、カップリンス処理を良好に行うことができる。

【0111】

上記したように、本実施形態では、制御ユニット１０が本発明の「制御部」の一例に相当している。カップリンス位置Ｚcrが本発明の「カップリンス液の吐出先」の一例に相当している。高さ位置Ｚｗが本発明の「基板の上面の高さ位置」の一例に相当している。リンス液吐出ノズル２０１が本発明の「上面リンスノズル」の一例に相当している。傾斜面３３４が本発明の「回転カップ部の内周面」の一例に相当している。

【0112】

ところで、上記第１実施形態では、鉛直方向Ｚにおいてスピンチャック２１により基板Ｗを保持する基板保持高さよりも上方から傾斜面３３４のカップリンス位置Ｚcrに向けてカップリンス液を吐出しているが、これと同時に、基板保持高さよりも下方から傾斜面３３４に向けてカップリンス液を吐出するようにカップリンス位置Ｚcrに向けてカップリンス液を吐出してもよい（第２実施形態）。

【0113】

図１４は本発明に係る基板処理装置の第２実施形態の構成および動作を示す模式的に図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、下面処理ノズル５１Ｂを支持しているノズル支持部５７の上面（フランジ部位５７２）にリンス液吐出ノズル２０４が設けられている。このリンス液吐出ノズル２０４は、カップリンス液を吐出する吐出口２０５をカップリンス位置Ｚcrに向けた状態でノズル支持部５７に固定されている。なお、その他の構成および動作は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

【0114】

第２実施形態では、カップリンス処理時（ステップＳ１２ｄ）において、演算処理部１０Ａが、カップリンス液供給部２０３を制御してリンス液吐出ノズル２０４にもカップリンス液を供給すると、カップリンス位置Ｚcrにはリンス液吐出ノズル２０１、２０４からのカップリンス液が同時に供給される。したがって、斜め上方および斜め下方の両方からカップリンス液が上カップ３３の傾斜部位３３３に供給される。その結果、第１実施形態よりも優れたカップリンス性能が得られる。

【0115】

このように、第２実施形態では、リンス液吐出ノズル２０４が本発明の「下面リンスノズル」の一例に相当している。

【0116】

また、本発明のリンス液吐出ノズルとして、第１実施形態では上面リンスノズル２０１を有し、第２実施形態では上面リンスノズル２０１および下面リンスノズル２０４を有しているが、下面リンスノズル２０４のみを設けるように構成してもよい（第３実施形態）。この第３実施形態では、上面リンスノズルを使用しないため、カップリンス処理時においてノズルヘッド５６（＝上面処理ノズル５１Ｆ＋ノズルホルダ５３）を傾斜部位３３３から離間させておくことが可能となっている。したがって、傾斜部位３３３で反射されたカップリンス液が上面処理ノズル５１Ｆに付着するのを抑制することができる。また、吐出口２０５がカップリンス位置Ｚcrに向いた姿勢でリンス液吐出ノズル２０４をノズル支持部５７に固定すればよく、リンス液吐出ノズル２０４の調整が簡易である。しかも、固定配置されたリンス液吐出ノズル２０４を用いているため、第１実施形態や第２実施形態におけるリンス液吐出ノズル２０１のカップリンス位置への位置決め工程（ステップＳ１２ｂ）が不要となる。その結果、処理時間の短縮を図ることができる。

【0117】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、１つもモータ２３によりスピンチャック２１と回転カップ部３１とを回転駆動しているが、スピンチャック２１と回転カップ部３１とをそれぞれ異なるモータにより駆動してもよい。このような基板処理装置に対しても本発明を適用することができる。しかも、この基板処理装置では、カップリンス処理において、回転カップ部３１のみを回転させながらカップリンス液を供給することができる。その結果、カップリンス処理時における消費電力を低減することができ、環境負荷の低減を図ることができる。

【0118】

また、上記実施形態では、ベース部材１７の上面に基板処理部ＳＰが設置されるという高床構造を有する基板処理装置に対して本発明を適用している。また、上記実施形態では、回転カップ部３１を有する基板処理装置に対して本発明を適用している。また、上記実施形態では、上面保護加熱機構４、雰囲気分離機構６、センタリング機構８および基板観察機構９を有する基板処理装置に対して本発明を適用している。しかしながら、例えば特許文献１に記載されているように、これらの構成を有さない基板処理装置、つまりチャンバ１１の内部空間１２で基板Ｗの周縁部に処理液を供給して上記周縁部を処理する基板処理装置に対して本発明を適用することができる。

【0119】

また、「基板処理」の一例としてベベル処理を実行する基板処理装置に対して本発明を適用しているが、回転する基板に処理液を供給することで基板に対して基板処理を施す基板処理装置全般に本発明を適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0120】

この発明は、基板を処理液により処理する基板処理全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0121】

１…基板処理装置（基板処理ユニット）
２Ａ…基板保持部
２Ｂ…回転機構
３…飛散防止機構
４…上面保護加熱機構
５…処理機構
１０…制御ユニット（制御部）
１０Ａ…演算処理部
２１…スピンチャック
３１…回転カップ部
３２…下カップ
３３…上カップ
４２…円板部
５１Ｂ…下面処理ノズル（処理液吐出ノズル）
５１Ｆ…上面処理ノズル（処理液吐出ノズル）
５２…処理液供給部
５３…ノズルホルダ
５４…ノズル移動部
５６…ノズルヘッド
２０１…（上面）リンス液吐出ノズル
２０２…（上面リンス液吐出ノズルの）吐出口
２０３…カップリンス液供給部
２０４…（下面）リンス液吐出ノズル
２０５…（下面リンス液吐出ノズルの）吐出口
３３３…（上カップの）傾斜部位
３３４…傾斜面
ＡＲ…径方向
ＡＸ…回転軸
Ｄ３３…吐出方向
Ｄｒ…回転方向
Ｗｓ…（基板の）周縁部
Ｚ…鉛直方向
Ｚcr…カップリンス位置
Ｚｗ…（基板の上面の）高さ位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】