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(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】P2024044286
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】基板処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240326BHJP
H01L 21/306 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 651M
H01L21/304 643A
H01L21/304 651L
H01L21/304 648G
H01L21/304 651B
H01L21/306 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022149719
(22)【出願日】2022-09-21
(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
(72)【発明者】
【氏名】正司 和大
(72)【発明者】
【氏名】植村 知浩
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 祐介
(72)【発明者】
【氏名】松井 則政
【テーマコード（参考）】
5F043
5F157
【Ｆターム（参考）】
5F043DD07
5F043DD13
5F043EE07
5F043EE08
5F157AA12
5F157AA14
5F157AB02
5F157AB16
5F157AB33
5F157AB49
5F157AB51
5F157AB64
5F157AC01
5F157AC13
5F157BB23
5F157BB42
5F157BH18
5F157CE28
5F157CF16
5F157CF22
5F157CF34
5F157CF40
5F157CF42
5F157CF44
5F157CF70
5F157CF74
5F157DB02
5F157DC81
(57)【要約】
【課題】加熱された気体により昇温された基板の周縁部に処理液を供給することで当該周縁部に基板処理を施す基板処理装置において、加熱された気体の使用量を削減することによって環境負荷の低減を図る。
【解決手段】この発明では、基板保持部に保持された前記基板の上面を覆いながら前記基板を加熱する上面保護加熱機構では、ベースブロック、第１アンダーブロックおよび第２アンダーブロックが組み合わされ、隙間領域および環状吹出口が形成される。そして、隙間領域を流れる気体が周縁加熱部により加熱された後で環状吹出口から基板の上面の周縁部近傍に供給される。また、周縁加熱部は、気体のみならず、基板の上面の周縁部を加熱する基板の周縁部の温度を短時間で基板処理に適した温度まで昇降することができる。
【選択図】図７
【解決手段】この発明では、基板保持部に保持された前記基板の上面を覆いながら前記基板を加熱する上面保護加熱機構では、ベースブロック、第１アンダーブロックおよび第２アンダーブロックが組み合わされ、隙間領域および環状吹出口が形成される。そして、隙間領域を流れる気体が周縁加熱部により加熱された後で環状吹出口から基板の上面の周縁部近傍に供給される。また、周縁加熱部は、気体のみならず、基板の上面の周縁部を加熱する基板の周縁部の温度を短時間で基板処理に適した温度まで昇降することができる。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を略水平に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、
前記基板保持部を前記回転軸まわりに回転させる回転機構と、
前記回転機構により回転される前記基板保持部に保持された前記基板の上面の周縁部に処理液を供給することで前記基板の周縁部に基板処理を施す処理機構と、
前記基板保持部に保持された前記基板の上面を覆いながら前記基板を加熱する上面保護加熱機構と、を備え、
前記上面保護加熱機構は、
前記基板の上面に供給する気体を導入するための第１開口が上面の中央部に設けられるとともに下面の中央部に前記第１開口よりも広い第２開口が設けられ、前記第１開口から下方に向って内径が拡径して前記第２開口に繋がるロート状空間が形成されたベースブロックと、
前記第２開口と同一形状を有する第３開口が上面の中央部に設けられ、前記第３開口から下面の中央部に向けて貫通した貫通空間が形成された中空形状を有し、前記第３開口を前記第２開口と一致させるとともに周縁部の下面を前記基板の上面の周縁部と対向させた状態で前記ベースブロックに連結された第１アンダーブロックと、
前記第１アンダーブロックに設けられた周縁加熱部と、
下面を前記基板の上面の中央部と対向させながら前記貫通空間および前記ロート状空間に遊挿された状態で前記ベースブロックに連結された第２アンダーブロックと、を備え、
前記基板の上面の周縁部近傍で前記第１アンダーブロックの下面と前記第２アンダーブロックの下面との間に形成される環状吹出口が、前記ベースブロックおよび前記第１アンダーブロックと前記第２アンダーブロックとの間の隙間領域を介して前記第１開口に接続され、
前記周縁加熱部が、前記隙間領域を流通する前記気体を加熱するとともに、前記基板の上面の周縁部を加熱することを特徴とする基板処理装置。
前記基板保持部を前記回転軸まわりに回転させる回転機構と、
前記回転機構により回転される前記基板保持部に保持された前記基板の上面の周縁部に処理液を供給することで前記基板の周縁部に基板処理を施す処理機構と、
前記基板保持部に保持された前記基板の上面を覆いながら前記基板を加熱する上面保護加熱機構と、を備え、
前記上面保護加熱機構は、
前記基板の上面に供給する気体を導入するための第１開口が上面の中央部に設けられるとともに下面の中央部に前記第１開口よりも広い第２開口が設けられ、前記第１開口から下方に向って内径が拡径して前記第２開口に繋がるロート状空間が形成されたベースブロックと、
前記第２開口と同一形状を有する第３開口が上面の中央部に設けられ、前記第３開口から下面の中央部に向けて貫通した貫通空間が形成された中空形状を有し、前記第３開口を前記第２開口と一致させるとともに周縁部の下面を前記基板の上面の周縁部と対向させた状態で前記ベースブロックに連結された第１アンダーブロックと、
前記第１アンダーブロックに設けられた周縁加熱部と、
下面を前記基板の上面の中央部と対向させながら前記貫通空間および前記ロート状空間に遊挿された状態で前記ベースブロックに連結された第２アンダーブロックと、を備え、
前記基板の上面の周縁部近傍で前記第１アンダーブロックの下面と前記第２アンダーブロックの下面との間に形成される環状吹出口が、前記ベースブロックおよび前記第１アンダーブロックと前記第２アンダーブロックとの間の隙間領域を介して前記第１開口に接続され、
前記周縁加熱部が、前記隙間領域を流通する前記気体を加熱するとともに、前記基板の上面の周縁部を加熱す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、
前記基板保持部は、上面で前記基板の下面の中央部を吸着して保持する樹脂製のスピンチャックである、基板処理装置。
前記基板保持部は、上面で前記基板の下面の中央部を吸着して保持する樹脂製のスピンチャックである、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、
水平面内において、前記スピンチャックの上面は前記第２アンダーブロックの下面よりも狭く、前記第２アンダーブロックの下面の鉛直下方に位置している、基板処理装置。
水平面内において、前記スピンチャックの上面は前記第２アンダーブロックの下面よりも狭く、前記第２アンダーブロックの下面の鉛直下方に位置している、基板処理装置。
【請求項4】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記第２アンダーブロックに設けられ、前記隙間領域を流通する前記気体を加熱するとともに前記基板の中央部を加熱する中央加熱部を備える、基板処理装置。
前記第２アンダーブロックに設けられ、前記隙間領域を流通する前記気体を加熱するとともに前記基板の中央部を加熱する中央加熱部を備える、基板処理装置。
【請求項5】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記周縁加熱部の発熱量と前記中央加熱部の発熱量とは、互いに独立して調整可能となっている、基板処理装置。
前記周縁加熱部の発熱量と前記中央加熱部の発熱量とは、互いに独立して調整可能となっている、基板処理装置。
【請求項6】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記周縁加熱部の発熱量が、前記中央加熱部の発熱量よりも大きい、基板処理装置。
前記周縁加熱部の発熱量が、前記中央加熱部の発熱量よりも大きい、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、基板の周縁部を処理液により処理する基板処理装置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、エッチング処理が含まれる。
【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の周縁部に処理液を供給して薬液処理や洗浄処理など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、スピンチャックにより基板を水平に保持しているが、その際の補助機構として、気体供給ユニットが設けられている。この気体供給ユニットは、その下面を基板の上面に対向させた遮断板を有している。この遮断板の中央部には、ノズルが設けられている。そして、当該ノズルから基板の上面の中央部に向けて窒素ガスなどの気体を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように基板の周縁部を処理する、例えばベベル処理において処理効率を高めるためには、基板の周縁部の温度を所望温度に上昇させる必要がある。そこで、上記従来装置において、遮断板のノズルから加熱された気体を供給することが提案されている（提案技術）。しかしながら、ノズルから供給された加熱気体は、まず基板の上面の中央部に供給され、その後で基板の上面に沿って周縁部に供給される。このため、常温よりも高い温度を有する気体が必ずしも基板の周縁部を効率的に供給されておらず、加熱気体の使用量が増大してしまう。つまり、従来の基板処理装置には、環境負荷の低減について改善の余地があった。また、加熱気体の使用量の増大に伴って、気体の加熱に要する電力を多大に消費しており、消費電力削減についても、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、加熱された気体により昇温された基板の周縁部に処理液を供給することで当該周縁部に基板処理を施す基板処理装置において、加熱された気体の使用量を削減することによって環境負荷の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、基板処理装置であって、基板を略水平に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、基板保持部を回転軸まわりに回転させる回転機構と、回転機構により回転される基板保持部に保持された基板の上面の周縁部に処理液を供給することで基板の周縁部に基板処理を施す処理機構と、基板保持部に保持された基板の上面を覆いながら基板を加熱する上面保護加熱機構と、を備え、上面保護加熱機構は、基板の上面に供給する気体を導入するための第１開口が上面の中央部に設けられるとともに下面の中央部に第１開口よりも広い第２開口が設けられ、第１開口から下方に向って内径が拡径して第２開口に繋がるロート状空間が形成されたベースブロックと、第２開口と同一形状を有する第３開口が上面の中央部に設けられ、第３開口から下面の中央部に向けて貫通した貫通空間が形成された中空形状を有し、第３開口を第２開口と一致させるとともに周縁部の下面を基板の上面の周縁部と対向させた状態でベースブロックに連結された第１アンダーブロックと、第１アンダーブロックに設けられた周縁加熱部と、下面を基板の上面の中央部と対向させながら貫通空間およびロート状空間に遊挿された状態でベースブロックに連結された第２アンダーブロックと、を備え、基板の上面の周縁部近傍で第１アンダーブロックの下面と第２アンダーブロックの下面との間に形成される環状吹出口が、ベースブロックおよび第１アンダーブロックと第２アンダーブロックとの間の隙間領域を介して第１開口に接続され、周縁加熱部が、隙間領域を流通する気体を加熱するとともに、基板の上面の周縁部を加熱することを特徴としている。
【0007】
このように構成された発明では、環状吹出口が基板の上面の周縁部近傍に形成されており、当該環状吹出口から加熱された気体が基板の周縁部近傍に直接的に供給される。このため、基板の上面の中央部に供給された加熱気体を基板の上面に沿って基板の周縁部まで流動させることで、基板の周縁部の温度を上昇させる提案技術よりも、本発明は基板の周縁部の温度を効率的に上昇させることができる。したがって、提案技術よりも少ない加熱気体で基板の周縁部を加熱することができる。
【0008】
また、基板の昇温を効率的に行うことで処理能力が向上する、すなわち処理時間が短縮される。その結果、薬液の使用量を削減することができ、環境負荷が低減される。
【0009】
また、本発明では、隙間領域を流通する気体を加熱するための加熱手段として、周縁加熱部が第１アンダーブロックに設けられている。つまり、環状吹出口から供給される直前に気体が加熱されている。このため、環状吹出口から高温の加熱気体が基板の上面の周縁部に供給される。しかも、この基板の上面の周縁部は、上記加熱気体のみならず、周縁加熱部によっても加熱される。したがって、提案技術に比べ、基板の周縁部の温度を短時間で基板処理に適した温度まで昇降することができる。
【0010】
なお、明細書中の「遊挿」とは、空間的に余裕がある状態で挿入することを意味している。より具体的には、ロート状空面するベースブロックの表面および第２アンダーブロックの表面が互いに接触しておらず、しかも貫通空間に面する第１アンダーブロック面の表面および第２アンダーブロックの表面が互いに接触していないことを意味している。
【発明の効果】
【0011】
この発明によれば、加熱された気体により昇温された基板の周縁部に処理液を供給することで当該周縁部に基板処理を施す基板処理装置において、加熱された気体の使用量を削減することができ、これによって環境負荷を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【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断面図である。
【図9】ノズル移動部の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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金属プレートで構成される。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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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（図５中の符号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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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および基板観察機構９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および基板観察機構９が相互に予め決められた位置関係で配置される。
【0028】
保持回転機構２は、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。
【0029】
基板保持部２Ａは、図２に示すように、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、本発明の「基板保持部」の一例に相当し、樹脂製である。また、水平面（ＸＹ平面）内において、スピンチャック２１の上面は略水平であり、後で詳述する上面保護加熱機構４の第２アンダーブロックの下面よりも狭い。後で説明する図７に示すように、スピンチャック２１の上面の直径Ｄ２１と第２アンダーブロックの下面の直径Ｄ４３とは、（Ｄ４３＞Ｄ２１）の関係を有している。しかも、スピンチャック２１の上面は第２アンダーブロックの下面の鉛直下方に位置している。スピンチャック２１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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
スピンチャック２１の中央部には、図５に示すように、貫通孔２１１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。
【0034】
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。
【0035】
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５）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５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および図５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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
しかも、捕集空間ＳＰｃを臨む傾斜部位３３３は、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、傾斜部位３３３に捕集された液滴は傾斜面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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
図７は上面保護加熱機構の構成を示す断面図である。図８は図７に示す上面保護加熱機構の分解組立図である。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の上方に配置されている。より詳しくは、上面保護加熱機構４は、ベースブロック４１と、ベースブロック４１の鉛直下方に配置される第１アンダーブロック４２および第２アンダーブロック４３と、第１アンダーブロック４２の内部に配置される周縁加熱ヒータ４４と、第２アンダーブロック４３の内部に配置される中央加熱ヒータ４５と、を有している。ベースブロック４１、第１アンダーブロック４２、第２アンダーブロック４３、周縁加熱ヒータ４４および中央加熱ヒータ４５が、それぞれ以下のように構成され、しかも、それらが組み合わされることで、遮断板構造体４０が構成されている。
【0049】
ベースブロック４１は、図８に示すように、全体的には略円盤形状を有している。ベースブロック４１の上面中央部には、基板Ｗの上面Ｗｆに供給する窒素ガスを導入するための入力ポート４１１が取り付けられている。入力ポート４１１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ベースブロック４１に圧送する。
【0050】
ベースブロック４１では、図７に示すように、入力ポート４１１の上端部が開口され、この開口４１２が本発明の「第１開口」の一例に相当している。また、ベースブロック４１の下面の中央部には、開口４１２よりも広い開口４１３が設けられている。この開口４１３が本発明の「第２開口」の一例に相当している。そして、ベースブロック４１の下面側では、ロート状空間４１４が形成されている。このロート状空間４１４は、開口４１２から下方に向って内径が拡径し、開口４１３に繋がっている。
【0051】
第１アンダーブロック４２は、図７および図８に示すように、フランジ付の円環部材４２１と円環部材４２２とを有している。また、円環部材４２１と円環部材４２２とにより円環形状の周縁加熱ヒータ４４が挟み込まれ、第１アンダーブロック４２に内蔵される。円環部材４２１は基板Ｗよりも若干短い直径を有している。また、図８に示すように、第１アンダーブロック４２の周縁部には、切欠部４２５が設けられている。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４２５は、径方向外側に向かって開口している。
【0052】
円環部材４２１において、フランジ部位に囲まれた領域の中央部では、開口４１３と同一形状の貫通孔が設けられ、当該中央部は中空形状を有している。また、円環部材４２２および周縁加熱ヒータ４４も、円環部材４２１の中央部と同様に、開口４１３と同一形状の貫通孔が設けられた円環形状を有している。そして、上記貫通孔を一致させながら、円環部材４２１の上面に対して周縁加熱ヒータ４４および円環部材４２２がこの順序で積層されている。こうして構成された積層体（＝第１アンダーブロック４２＋周縁加熱ヒータ４４）では、円環部材４２１と円環部材４２２とにより円環形状の周縁加熱ヒータ４４が挟み込まれ、第１アンダーブロック４２に内蔵されている。また、図７の左側図面に示すように、当該積層体の中央部に貫通孔４２３が形成され、貫通孔４２３内の空間が本発明の「貫通空間」の一例に相当している。また、この貫通孔４２３の上方側の開口４２４が本発明の「第３開口」に相当している。そして、開口４２４がベースブロック４１の開口４１３と一致するとともに第１アンダーブロック４２の上面がベースブロック４１の下面と一致するように、上記積層体がベースブロック４１に密着されるとともに、ボルトなどの締結部材４１５によりベースブロック４１に対して第１アンダーブロック４２および周縁加熱ヒータ４４が固定される。すると、ロート状空間４１４と上記貫通空間とが繋がり、一体化される。これによって、次に説明する第２アンダーブロック４３を遊挿可能な空間（＝ロート状空間４１４＋貫通空間）が形成される。
【0053】
第２アンダーブロック４３は、円盤部材４３１、中間部材４３２および円錐台部材４３３を有している。円盤部材４３１は、貫通孔４２３の内径よりも若干狭い外径を有するとともに、円環部材４２１と同じ厚み、つまり鉛直方向における高さを有している。また、中間部材４３２は、円盤部材４３１と同一形状の円盤部位と当該円盤部位から鉛直上方に延設された円錐台部位とを有している。そして、円盤部材４３１と中間部材４３２とにより中央加熱ヒータ４５を挟み込むことで、中央加熱ヒータ４５が第２アンダーブロック４３に内蔵される。なお、中央加熱ヒータ４５は、円盤部材４３１と同一形状でかつ中央加熱ヒータ４５と同一厚さを有している。円盤部材４３１、中央加熱ヒータ４５、中間部材４３２および円錐台部材４３３の回転対称軸を一致させながら、円盤部材４３１の上面に対して中央加熱ヒータ４５、中間部材４３２および円錐台部材４３３がこの順序で積層されている。こうして形成された積層体（＝第２アンダーブロック４３＋中央加熱ヒータ４５）の下面（つまり円盤部材４３１の下面）が、鉛直方向において第１アンダーブロック４２の下面と一致するように、ロート状空間４１４および貫通空間で構成される空間に遊挿される。そして、この遊挿状態のまま、ボルトなどの締結部材４１６によりベースブロック４１に対して第２アンダーブロック４３および中央加熱ヒータ４５が固定される。これにより、遮断板構造体４０において、ベースブロック４１および第１アンダーブロック４２と第２アンダーブロック４３との間に隙間領域４０３がガス供給経路として形成される。また、第１アンダーブロック４２の下面と第２アンダーブロック４３の下面との間に環状吹出口４０１が形成される。その結果、開口４１２を介して加熱ガスが上面保護加熱機構４に導入されると、加熱ガスは隙間領域４０３を介して環状吹出口４０１に案内される。そして、環状吹出口４０１から均一に基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部近傍に供給される。
【0054】
また、上面保護加熱機構４では、周縁加熱ヒータ４４を駆動するために、給電部材４４１が設けられている。給電部材４４１は、図７に示すように、ベースブロック４１および円環部材４２２に設けられた貫通孔（図示省略）に挿通され、周縁加熱ヒータ４４に接続されている。このため、周縁加熱ヒータ４４を作動させるための電力がヒータ駆動部４０２から給電部材４４１を介して周縁加熱ヒータ４４に与えられると、周縁加熱ヒータ４４から熱が放出される。この熱は、円環部材４２１を介して基板Ｗの周縁部Ｗｓに与えられるとともに、隙間領域４０３において環状吹出口４０１に向っている流動する加熱ガスを加熱する。これによって、基板Ｗの周縁部Ｗｓが暖められ、周縁部温度が上昇する。
【0055】
周縁加熱ヒータ４４のほかに、中央加熱ヒータ４５を駆動するために、給電部材４５１が設けられている。給電部材４５１は、図７に示すように、ベースブロック４１、円錐台部材４３３および中間部材４３２に設けられた貫通孔（図示省略）に挿通され、中央加熱ヒータ４５に接続されている。このため、中央加熱ヒータ４５を作動させるための電力がヒータ駆動部４０２から給電部材４５１を介して中央加熱ヒータ４５に与えられると、中央加熱ヒータ４５から熱が放出される。この熱は、円環部材４２１を介して基板Ｗの上面Ｗｆの中央部に与えられるとともに、隙間領域４０３において環状吹出口４０１に向っている加熱ガスを加熱する。これによって、基板Ｗの周縁部近傍に供給される加熱ガスの温度を高め、基板Ｗの周縁部温度を上昇させることができる。また、円盤部材４３１を介して基板Ｗの上面Ｗｆの中央部が暖められ、周縁部Ｗｓとの温度差を縮めることができる。つまり、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。また、本実施形態では、図７に示すように、樹脂製のスピンチャック２１と第２アンダーブロックとの間で（Ｄ４３＞Ｄ２１）の関係が成立している。つまり、水平面内において、スピンチャック２１の上面は第２アンダーブロック４３の下面よりも狭く、第２アンダーブロック４３の下面の鉛直下方に位置している。したがって、スピンチャック２１は、環状吹出口４０１から周縁部近傍に供給される加熱ガスや周縁加熱ヒータ４４からの熱の影響を受けにくく、スピンチャック２１の劣化や形状変化などを防止し、ベベル処理の安定化を図ることができる。
【0056】
さらに、ヒータ駆動部４０２は、周縁加熱ヒータ４４および中央加熱ヒータ４５への給電と、周縁加熱ヒータ４４のみへの給電と、両者への給電停止とを切り替え可能となっている。しかも、周縁加熱ヒータ４４および中央加熱ヒータ４５の両方に給電する場合において、周縁加熱ヒータ４４に与える電力量と、中央加熱ヒータ４５に与える電力量とを個別に制御可能となっている。この電力制御によって、周縁加熱ヒータ４４の発熱量と中央加熱ヒータ４５の発熱量とを、互いに独立して調整することが可能となっている。その結果、本実施形態では、基板Ｗの温度をきめ細かく制御することが可能となっている。特に、周縁加熱ヒータ４４の発熱量が中央加熱ヒータ４５の発熱量よりも大きくなるように制御するのが好適である。
【0057】
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。
【0058】
こうして加熱された窒素ガス、つまり加熱ガスは上記したように基板Ｗの周縁部Ｗｓを加熱する機能のみならず、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機能も有している。つまり、上記雰囲気に含まれる液滴が基板Ｗと遮断板構造体４０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。
【0059】
上記のように構成された遮断板構造体４０は、図２に示すように、支持部材４０４により支持されている。この支持部材４０４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４０４を介して梁部材４９に連結された遮断板構造体４０（図７）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４０４および遮断板構造体４０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および遮断板構造体４０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。
【0060】
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「上面ノズル５１Ｆ」および「下面ノズル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。
【0061】
本実施形態では、３本の上面ノズル５１Ｆが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などの薬液や機能水（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。
【0062】
各上面ノズル５１Ｆでは、先端下面に処理液を吐出する吐出口（図示省略）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の周縁部を向けた姿勢で複数（本実施形態では３個）の上面ノズル５１Ｆの下方部が第１アンダーブロック４２の切欠部４２５（図８参照）に配置されるとともに、上面ノズル５１Ｆの上方部がノズルホルダ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。
【0063】
図９はノズル移動部の構成を模式的に示す図である。ノズル移動部５４は、図９に示すように、ノズルヘッド５６（＝上面ノズル５１Ｆ＋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。
【0064】
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。
【0065】
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ノズル５１Ｆが径方向Ｄ１に位置決めされる。例えば、図９に示すように、上面ノズル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（－Ｘ）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。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本の上面ノズル５１Ｆを一括して方向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ノズル５１Ｆ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と、上面ノズル５１Ｆがベベル処理位置に正確に位置決めされる。
【0066】
ベベル処理位置に位置決めた上面ノズル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ノズル５１Ｆに供給すると、上面ノズル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。
【0067】
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。一方、キャリブレーション処理を実行する際には、下密閉カップ部材６１は取り外され、上面ノズル５１Ｆおよびノズルホルダ５３はノズル移動部５４により径方向Ｄ１に往復移動されるとともに昇降機構７により鉛直方向Ｚに昇降される。
【0068】
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つの下面ノズル５１Ｂが取り付けられている。各下面ノズル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。
【0069】
これら上面ノズル５１Ｆおよび下面ノズル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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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（＝上面ノズル５１Ｆ＋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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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１０を参照しつつ基板処理装置１によるベベル処理について説明する。
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１０を参照しつつ基板処理装置１によるベベル処理について説明する。
【0091】
図１０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４０４および遮断板構造体４０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４０４および遮断板構造体４０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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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４０４および遮断板構造体４０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。
【0095】
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４０４および遮断板構造体４０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）。
【0096】
この雰囲気分離状態で、遮断板構造体４０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、上面ノズル５１Ｆが、遮断板構造体４０の切欠部４２５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４０２を駆動制御して周縁加熱ヒータ４４および中央加熱ヒータ４５をそれぞれ所望温度まで昇温させる。
【0097】
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から上面保護加熱機構４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、上面保護加熱機構４に供給される。また、上面保護加熱機構４においては、隙間領域４０３を流れる加熱ガスが周縁加熱ヒータ４４および中央加熱ヒータ４５によって加熱される。こうして加熱された加熱ガスが、基板Ｗの周縁部近傍で基板Ｗと遮断板構造体４０とで挟まれた空間ＳＰａ（図６参照）に向けて吐出される。これにより、基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部Ｗｓが集中的に加熱される。また、基板Ｗの周縁部Ｗｓの加熱は周縁加熱ヒータ４４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、中央加熱ヒータ４５からの熱を受けて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。
【0098】
これに続いて、演算処理部１０Ａは、処理液供給部５２を制御して上面ノズル５１Ｆおよび下面ノズル５１Ｂに処理液を供給する。つまり、上面ノズル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。
【0099】
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から遮断板構造体４０に向けて加熱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）。
【0100】
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）。
【0101】
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）。なお、これら一連の工程は繰り返して実行される。
【0102】
上記した実施形態では、加熱ガスが本発明の「気体」の一例に相当している。また、周縁加熱ヒータ４４および中央加熱ヒータ４５がそれぞれ本発明の「周縁加熱部」および「中央加熱部」の一例に相当している。
【0103】
以上のように、本実施形態では、環状吹出口４０１が基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部近傍に形成されており、当該環状吹出口４０１から加熱ガスが基板Ｗの周縁部近傍に直接的に供給される。このため、基板Ｗの上面Ｗｆの中央部に供給された加熱ガスを基板Ｗの上面Ｗｆに沿って基板Ｗの周縁部Ｗｓまで流動させる提案技術に比べ、基板Ｗの周縁部Ｗｓの温度を効率的に上昇させることができる。したがって、よりも少ない加熱ガスで基板Ｗの周縁部Ｗｓを加熱することができる。その結果、加熱ガスの使用量を削減することができ、これによって環境負荷を低減させることができる。
【0104】
また、隙間領域４０３を流通する加熱ガスをさらに加熱するための加熱手段として、周縁加熱ヒータ４４が第１アンダーブロック４２に設けられている。つまり、環状吹出口４０１から供給される直前に加熱ガスがさらに加熱されている。このため、環状吹出口４０１から高温の加熱ガスが基板Ｗの上面Ｗｆの周縁部Ｗｓに供給される。しかも、この基板Ｗの周縁部Ｗｓは、上記加熱ガスのみならず、周縁加熱ヒータ４４によっても加熱される。したがって、提案技術に比べ、基板Ｗの周縁部Ｗｓの温度を短時間で基板処理に適した温度まで昇降することができる。
【0105】
また、上記実施形態では、周縁加熱ヒータ４４に加え、中央加熱ヒータ４５を設けている。このため、基板Ｗの上面Ｗｆの面内温度を均一に保ち、基板Ｗが反るのを効果的に抑制することができる。また、基板Ｗにおいて既に反りが発生していることがあるが、これにも適切に対応可能である。このように反りを有する基板Ｗに対して、周縁加熱ヒータ４４と中央加熱ヒータ４５のヒータ出力をそれぞれ個別に調整することで、基板Ｗの中央付近と周縁付近での温度差が生じる。その温度差を利用することで各部の熱膨張量を個別にコントロールすることができる。つまり、ヒータ出力の調整によって、基板Ｗの反りを軽減させることも可能となる。
【0106】
また、上記実施形態では、隙間領域４０３が、ベースブロック４１と第２アンダーブロック４３とで挟まれた傾斜部位と、第１アンダーブロック４２と第２アンダーブロック４３とで挟まれた垂直部位とで構成されている。つまり、加熱ガスの流通経路が傾斜部位から垂直部位に緩やかに変更される。したがって、傾斜部位と垂直部位との接続箇所での加熱ガスの圧損が抑制され、加熱ガスの温度低下を小さくすることができる。
【0107】
さらに、上記実施形態では、図３および図４に示すように、基板Ｗを加熱するための加熱ガスを得るためのヒータ４７１がチャンバ１１の外壁（側壁１１ｅ）に取り付けられている。つまり、ヒータ４７１がチャンバ１１の外部に設けられている。したがって、ヒータ４７１で発生した熱がチャンバ１１の内部空間１２に配置される各種機構に及ぶのを防止することができる。特に、光源部９１および撮像部９２は、熱の影響を受け易いため、本実施形態では、ヒータ４７１の取付部位から離れた離間位置に光源部９１および撮像部９２が配置されている。したがって、上記レイアウト構造を採用することで、光源部９１および撮像部９２はヒータ４７１で発生した熱の影響を受け難くなる。その結果、温度変化の影響による観察精度の低下を防止し、基板の周縁部を高精度で観察することができる。また、ヒータ４７１からの熱影響に関しては、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂも同様であることからヒータ４７１の取付部位から離れた離間位置に処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂが配置されている。より詳しくは、光源部９１、撮像部９２、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂは、図４に示すように、チャンバ１１の上方からの平面視で、第２仮想水平線ＶＬ２を挟んでヒータ４７１の反対側に配置されている。このような配置構造を採用することで、ヒータ４７１から光源部９１、撮像部９２、処理液吐出ノズル５１Ｆ、５１Ｂまでの距離が長くなり、ヒータ４７１からの熱影響を確実に抑えることができる。
【0108】
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、回転カップ部３１を有する基板処理装置１に対して本発明を適用している。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、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１に対して本発明を適用している。しかしながら、これらの構成を有さない基板処理装置、つまり基板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。
【0109】
また、上記実施形態では、周縁加熱ヒータ４４は円環部材４２１と円環部材４２２とにより挟み込まれているが、第１アンダーブロック４２における周縁加熱ヒータ４４の配設位置はこれに限定される物ではない。また、中央加熱ヒータ４５は円盤部材４３１と中間部材４３２とにより挟み込まれているが、第２アンダーブロック４３における中央加熱ヒータ４５の配設位置はこれに限定されない。
【0110】
また、上記実施形態では、第１アンダーブロック４２は２つの部材（＝円環部材４２１＋円環部材４２２）で構成されているが、単一の部材で構成されてもよいし、３つ以上の部材で構成してもよい。第２アンダーブロック４３は３つの部材（＝円盤部材４３１＋中間部材４３２＋円錐台部材４３３）で構成されているが、単一の部材、２つまたは４つ以上で構成されてもよい。
【0111】
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、回転する基板の周縁部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】
【0112】
この発明は、基板の周縁部を処理液により処理する基板処理装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【0113】
１…基板処理装置
２Ａ…基板保持部
２Ｂ…回転機構
４…上面保護加熱機構
５…処理機構
４０…遮断板構造体
４１…ベースブロック
４２…第１アンダーブロック
４３…第２アンダーブロック
４４…周縁加熱ヒータ（周縁加熱部）
４５…中央加熱ヒータ（中央加熱部）
４０１…環状吹出口
４０３…隙間領域
４１４…ロート状空間
ＡＸ…回転軸
Ｗｆ…（基板の）上面
Ｗｓ…（基板の）周縁部
Ｚ…鉛直方向
２Ａ…基板保持部
２Ｂ…回転機構
４…上面保護加熱機構
５…処理機構
４０…遮断板構造体
４１…ベースブロック
４２…第１アンダーブロック
４３…第２アンダーブロック
４４…周縁加熱ヒータ（周縁加熱部）
４５…中央加熱ヒータ（中央加熱部）
４０１…環状吹出口
４０３…隙間領域
４１４…ロート状空間
ＡＸ…回転軸
Ｗｆ…（基板の）上面
Ｗｓ…（基板の）周縁部
Ｚ…鉛直方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】