JP2003282514A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上面部材をウェハとともに回転させて処理す
る方法と，処理流体供給ノズルをウェハの処理面に移動
させて処理流体を供給する方法を実施することができる
基板処理装置及び基板処理方法を提供する。 【解決手段】 基板Ｗに処理流体を供給して処理する基
板処理装置１２において，基板Ｗを保持するスピンチャ
ック６０と，基板Ｗに近接して上面を覆う上面部材９０
を備え，前記上面部材９０を前記スピンチャック６０に
対して係脱自在とし，前記上面部材９０を前記スピンチ
ャック６０に係合させて前記上面部材９０と前記スピン
チャック６０を一体的に回転させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，例えば半導体ウェ
ハやＬＣＤ基板用ガラス等の基板を洗浄処理などする基
板処理装置及び基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造工程におい
ては，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）の表
面に対して洗浄，レジスト膜の除去等の処理を施す処理
システムが使用される。かような処理システムに備えら
れる基板処理装置として，水平にして保持したウェハに
処理液を供給して処理する枚葉式のものが知られてい
る。従来の枚葉式基板処理装置は，パーティクルの付着
によるウェハの汚染防止や処理流体の消費量削減等の観
点から，ウェハ処理時にプレート状の上面部材をウェハ
上面に対して近接させ，ウェハ上面全体を上面部材によ
って覆った状態で処理するようにしていた。即ち，処理
時に上面部材とウェハ上面との間に狭い隙間を形成し，
この隙間に薬液や乾燥ガス等の処理流体を満たすように
すると，少量の処理流体の供給によってウェハの上面を
処理することができる。こうして，処理流体の消費量を
抑制するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記基板処理装置にお
いて，上面部材を回転可能な構成とすることが考えられ
る。そうすれば，ウェハの洗浄処理，乾燥処理の性能を
向上させる効果がある。しかしながら，ウェハを回転さ
せる回転駆動機構とは別に，上面部材を回転させる回転
駆動機構を設置するのでは，コストが増加する問題があ
る。また，上面部材を回転させる回転駆動機構を，ウェ
ハの処理位置の上部に配置すると，回転駆動機構から発
生するパーティクルが基板の周囲に侵入する心配があ
る。さらに，ウェハ上面に対して処理流体供給ノズルを
移動させて処理する方法が希望される場合，上面部材及
び回転駆動機構を昇降させるシリンダーもウェハの処理
位置の上部に配置すれば，シリンダーから発生するパー
ティクルがウェハの周囲に侵入する心配がある。また，
上面部材がウェハに近接している時に，ウェハ上面に処
理流体を供給する方法が希望される場合，回転駆動機構
の回転軸を貫通しなければ，ウェハに処理液を供給する
ことができない等の課題がある。

【０００４】従って本発明の目的は，上面部材をウェハ
とともに回転させて処理する方法と，上面部材とウェハ
を離隔させた状態での処理，例えば，処理流体供給ノズ
ルをウェハの処理面に移動させて処理流体を供給する方
法を実施することができる基板処理装置及び基板処理方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明によれば，基板に処理流体を供給して処理す
る基板処理装置であって，基板を保持するスピンチャッ
クと，基板に近接して上面を覆う上面部材を備え，前記
上面部材を前記スピンチャックに対して係脱自在とし，
前記上面部材を前記スピンチャックに係合させて前記上
面部材と前記スピンチャックを一体的に回転させる構成
としたことを特徴とする，基板処理装置が提供される。
かかる基板処理装置にあっては，上面部材をウェハ上面
に近接させてウェハとともに回転させる処理と，上面部
材とウェハを離隔させた状態での処理が可能となる。

【０００６】この基板処理装置にあっては，前記上面部
材を前記スピンチャックに対して昇降自在とし，前記上
面部材と前記スピンチャックのいずれか一方に係合凹
部，他方に係合凸部を設け，前記上面部材が前記スピン
チャックに対して下降した際に，前記係合凹部と前記係
合凸部が係合し，上昇した際に，前記係合凹部と前記係
合凸部が離脱する構成とし，前記係合凹部及び／又は前
記係合凸部に，前記係合凸部の挿入を容易にするための
テーパ部を設けることが好ましい。この場合，上面部材
の自重により上面部材をスピンチャックに支持すること
ができる。また，係合凸部を上又は下方向から係合凹部
に係合させる場合，スピンチャックが水平面内で回転す
る際も，係合凸部と係合凹部を係合させた状態を維持す
ることができる。

【０００７】また，この基板処理装置にあっては，前記
上面部材を下降させて前記スピンチャックに係合させる
位置と上昇させて前記スピンチャックから離脱させる位
置とに昇降させる上面部材昇降機構を備えることが好ま
しい。さらに，前記上面部材昇降機構は，前記スピンチ
ャックから離脱させた前記上面部材を支持する支持部材
を備え，前記上面部材に，前記支持部材と係脱自在な係
合部を設け，前記上面部材が前記スピンチャックに係合
している状態において，前記係合部と前記支持部材を係
脱させることとしても良い。

【０００８】前記係合部と前記支持部材の係脱は，前記
上面部材と前記スピンチャックを一体的に回転させるこ
とにより行われることが好ましい。かかる場合，スピン
チャックの回転駆動機構を用いて前記係合部と前記支持
部材の係脱を行うため，当該係脱のための駆動機構を別
に設置する必要はない。一方，前記上面部材昇降機構
は，前記上面部材を把持するクランプ機構を備えること
としても良い。

【０００９】また，本発明にあっては，前記上面部材の
中央に，基板に供給する処理流体を通過させる供給穴を
設けるようにしても良い。この場合，ウェハに上面部材
を近接させて隙間を形成した状態で隙間に処理流体を供
給することができる。

【００１０】また，基板に供給する処理流体を吐出する
処理流体供給ノズルを１又は２以上備え，前記処理流体
供給ノズルを前記基板の上方において少なくとも前記基
板の中心から周縁まで移動させるアームを備えることが
好ましい。そうすれば，上面部材をスピンチャックから
離脱させた状態のとき，スピンチャックによってウェハ
を回転させながら，ウェハ上面と上面部材との間に処理
流体供給ノズルを移動させることができる。従って，例
えば，回転中のウェハの上方を移動する処理流体供給ノ
ズルから処理液を吐出させることにより，ウェハ上面全
体に処理液を供給することができる。さらに，処理液に
ガスを混合して基板に吐出する処理流体供給ノズルを少
なくとも１つ備えても良い。

【００１１】また，前記アームは，前記処理流体供給ノ
ズルを前記基板の少なくとも中心から周縁まで移動させ
ることが可能なことが好ましい。さらにまた，前記アー
ムは，前記スピンチャックから前記上面部材が離脱させ
られた状態において，前記基板の上方に前記処理流体供
給ノズルを移動させることが好ましい。即ち，処理流体
供給ノズルから処理流体を吐出しながら，ウェハを回転
させることにより，ウェハの上面全体に処理流体を供給
することができる。

【００１２】また，本発明にあっては，前記基板，前記
スピンチャック及び前記上面部材を囲むチャンバーと，
前記処理流体供給ノズルを密閉して格納する処理流体供
給ノズル格納部を備え，前記処理流体供給ノズルを前記
処理流体供給ノズル格納部から前記チャンバー内に移動
させるための開閉自在な開口を設けるようにしても良
い。

【００１３】なお，前記基板の裏面に対して相対的に上
昇して近接し，下降して離隔する下面部材を設けること
が好ましい。

【００１４】また，本発明によれば，基板に処理流体を
供給して処理する基板処理方法であって，上面部材を上
昇させた状態で，基板をスピンチャックによって保持
し，前記上面部材を下降させて前記基板の表面に近接さ
せ，前記スピンチャックに係合させた状態にし，前記上
面部材と基板との間に形成された隙間に処理流体を供給
し，前記基板，スピンチャック及び上面部材を一体的に
回転させて基板を処理し，前記基板，スピンチャック及
び上面部材の回転を停止し，前記上面部材を上昇させて
前記スピンチャックから離脱させた状態で前記基板及び
スピンチャックを一体的に回転させて基板を処理し，前
記基板及びスピンチャックの回転を停止し，前記スピン
チャックの基板に対する保持を解除することを特徴とす
る，基板処理方法が提供される。

【００１５】さらに，本発明によれば，前記基板及びス
ピンチャックの回転を停止した後，再び，前記上面部材
を下降させて前記基板の表面に近接させ，前記スピンチ
ャックに係合させた状態にし，前記上面部材と基板との
間に形成された隙間に処理流体を供給し，前記基板，ス
ピンチャック及び上面部材を一体的に回転させて基板を
処理し，前記基板，スピンチャック及び上面部材の回転
を停止し，前記上面部材を上昇させて前記スピンチャッ
クから離脱させ，その後，前記スピンチャックの基板に
対する保持を解除することを特徴とする，基板処理方法
が提供される。

【００１６】前記上面部材を上昇させて前記スピンチャ
ックから離脱させた状態で前記基板及びスピンチャック
を一体的に回転させて基板を処理するに際し，前記上面
部材と基板との間において，処理流体供給ノズルを前記
基板の少なくとも中心から周縁まで移動させて，回転す
る基板に対して前記処理流体供給ノズルから処理流体を
供給することが好ましい。この場合，ウェハ上面全体に
処理流体を供給できる。

【００１７】前記上面部材と基板との間に形成された隙
間に処理流体を供給するに際し，前記基板の表面に供給
された処理流体に前記上面部材を接触させることが好ま
しい。また，前記上面部材と基板との間に形成された隙
間に処理流体を供給するに際し，前記基板の表面に供給
された処理流体に前記上面部材を接触させないようにし
ても良い。

【００１８】前記基板を処理するに際し，さらに，下面
部材を上昇させて前記基板の裏面に近接させ，前記下面
部材と基板との間に形成された隙間に処理流体を供給し
て，前記基板の裏面を処理することが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，基板の一例としてウェハを洗浄する基板処理装置
としての基板洗浄ユニットに基づいて説明する。図１
は，本実施の形態にかかる基板洗浄ユニット１２，１
３，１４，１５を組み込んだ洗浄処理システム１の平面
図である。図２は，その側面図である。この洗浄処理シ
ステム１は，ウェハＷに洗浄処理及び洗浄処理後の熱的
処理を施す洗浄処理部２と，洗浄処理部２に対してウェ
ハＷを搬入出する搬入出部３から構成されている。

【００２０】搬入出部３は，複数枚，例えば２５枚のウ
ェハＷが所定の間隔で略水平に収容可能な容器（キャリ
アＣ）を載置するための載置台６が設けられたイン・ア
ウトポート４と，載置台６に載置されたキャリアＣと洗
浄処理部２との間でウェハの受け渡しを行うウェハ搬送
装置７が備えられたウェハ搬送部５と，から構成されて
いる。

【００２１】ウェハＷはキャリアＣの一側面を通して搬
入出され，キャリアＣの側面には開閉可能な蓋体が設け
られている。また，ウェハＷを所定間隔で保持するため
の棚板が内壁に設けられており，ウェハＷを収容する２
５個のスロットが形成されている。ウェハＷは表面（半
導体デバイスを形成する面）が上面（ウェハＷを水平に
保持した場合に上側となっている面）となっている状態
で各スロットに１枚ずつ収容される。

【００２２】イン・アウトポート４の載置台６上には，
例えば，３個のキャリアを水平面のＹ方向に並べて所定
位置に載置することができるようになっている。キャリ
アＣは蓋体が設けられた側面をイン・アウトポート４と
ウェハ搬送部５との境界壁８側に向けて載置される。境
界壁８においてキャリアＣの載置場所に対応する位置に
は窓部９が形成されており，窓部９のウェハ搬送部５側
には，窓部９をシャッター等により開閉する窓部開閉機
構１０が設けられている。この窓部開閉機構１０は，キ
ャリアＣに設けられた蓋体もまた開閉可能である。

【００２３】ウェハ搬送部５に配設されたウエハ搬送装
置７は，Ｙ方向とＺ方向に移動可能であり，かつ，Ｘ―
Ｙ平面内（θ方向）で回転自在に構成されている。ま
た，ウェハ搬送装置７は，ウェハＷを把持する取出収納
アーム１１を有し，この取出収納アーム１１はＸ方向に
スライド自在となっている。こうして，ウェハ搬送装置
７は，載置台６に載置された全てのキャリアＣの任意の
高さのスロットにアクセスし，また，洗浄処理部２に配
設された上下２台のウェハ受け渡しユニット１６，１７
にアクセスして，イン・アウトポート４側から洗浄処理
部２側へ，逆に洗浄処理部２側からイン・アウトポート
４側へウェハＷを搬送することができるようになってい
る。

【００２４】洗浄処理部２は，主ウェハ搬送装置１８
と，ウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行う
ためにウェハＷを一時的に載置するウェハ受け渡しユニ
ット１６，１７と，本実施の形態にかかる４台の基板洗
浄ユニット１２，１３，１４，１５と，洗浄処理後のウ
ェハＷを加熱処理する３台の加熱ユニット及び加熱され
たウェハＷを冷却する冷却ユニットからなる加熱・冷却
部１９とを備えている。主ウェハ搬送装置１８は，ウェ
ハ受け渡しユニット１６，１７，基板洗浄ユニット１
２，１３，１４，１５，加熱・冷却部１９の全てのユニ
ットにアクセス可能に配設されている。

【００２５】また，洗浄処理部２は，洗浄処理システム
１全体を稼働させるための電源である電装ユニット２３
と，洗浄処理システム１内に配設された各種装置及び洗
浄処理システム１全体の動作制御を行う機械制御ユニッ
ト２４と，基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５に
送液する所定の処理液を貯蔵する薬液貯蔵ユニット２５
とが配設されている。電装ユニット２３は図示しない主
電源と接続される。洗浄処理部２の天井部には，各ユニ
ット及び主ウェハ搬送装置１８に，清浄な空気をダウン
フローするためのファンフィルターユニット（ＦＦＵ）
２６が配設されている。

【００２６】ウェハ受け渡しユニット１６，１７は，い
ずれもウェハ搬送部５との間でウェハＷの受け渡しを行
うためにウェハＷを一時的に載置するものであり，これ
らウェハ受け渡しユニット１６，１７は上下２段に積み
重ねられて配置されている。例えば，下段のウェハ受け
渡しユニット１７は，イン・アウトポート４側から洗浄
処理部２側へ搬送するウェハＷを載置するために用い，
上段のウェハ受け渡しユニット１６は，洗浄処理部２側
からイン・アウトポート４側へ搬送するウェハＷを載置
するために用いることができる。

【００２７】主ウェハ搬送装置１８は，図示しないモー
タの回転駆動力によって回転可能な筒状支持体３０と，
筒状支持体３０の内側に沿ってＺ方向に昇降自在に設け
られたウェハ搬送体３１とを有している。ウェハ搬送体
３１は，筒状支持体３０の回転に伴って一体的に回転さ
れるようになっており，それぞれ独立して進退移動する
ことが可能な多段に配置された３本の搬送アーム３４，
３５，３６を備える。

【００２８】基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５
は，図２に示すように，上下２段で各段に２台ずつ配設
されている。図１に示すように，基板洗浄ユニット１
２，１３と基板洗浄ユニット１４，１５とは，その境界
をなしている壁面４１に対して対称な構造を有している
が，対称であることを除けば，各基板洗浄ユニット１
２，１３，１４，１５は概ね同様の構成を備えている。
そこで，基板洗浄ユニット１２を例として，その構造に
ついて詳細に以下に説明することとする。

【００２９】図３は，基板洗浄ユニット１２の平面図で
あり，図４は，その縦断面図である。基板洗浄ユニット
１２のユニットチャンバー４５内には，ウェハＷを収納
して処理流体によって処理するアウターチャンバー４６
が備えられる。ユニットチャンバー４５には開口５０が
形成され，アウターチャンバー４６の側壁４６ａには開
口５２が形成され，開口５０と開口５２は，開口部４７
によって連通している。また，エアシリンダー等からな
るシリンダ駆動機構５４によって昇降し，開口５２を開
閉するメカシャッター５３が設けられている。例えば搬
送アーム３４によってアウターチャンバー４６に対して
開口部４７からウェハＷが搬入出される際に，このメカ
シャッター５３を開く。メカシャッター５３はアウター
チャンバー４６の内部から開口５２を開閉するようにな
っている。即ち，アウターチャンバー４６内が陽圧にな
った場合でも，アウターチャンバー４６内部の雰囲気が
外部に漏れ出ない構成となっている。

【００３０】図４に示すように，アウターチャンバー４
６内には，ウェハＷを略水平に保持するスピンチャック
６０が配置されている。ウェハＷは，例えば半導体デバ
イスが形成される処理面である表面を上面にして，周縁
部分をスピンチャック６０によって保持される。

【００３１】スピンチャック６０は，図５に示すよう
に，チャックプレート６５と，チャックプレート６５の
底部に接続する回転筒体６７と，ウェハの周縁に当接す
る３つの保持部材７０から構成される。また，回転筒体
６７の下部に接続するモータ７２は，回転筒体６７を回
転させることにより，スピンチャック６０全体を回転さ
せる。スピンチャック６０に保持されたウェハＷは，ス
ピンチャック６０と一体的に水平面内で回転する。

【００３２】保持部材７０は，図３に示すように，チャ
ックプレート６５の周囲において，略円盤形状のウェハ
Ｗの中央を中心として，中心角が１２０°となるように
３箇所に配置されており，それら３つの保持部材７０の
内面によりウェハＷを周縁から保持する。また，チャッ
クプレート６５には，ウェハＷが保持される高さにウェ
ハＷを支持するための３つの支持ピン７１が備えられて
いる。３つの支持ピン７１は，図３に示すように，ウェ
ハＷの裏面に当接し，中心角が１２０°となるように３
箇所に配置されている。また，保持部材７０の内面に
は，図６に示すように，ウェハＷの中心に向かって互い
に離れる方向に傾斜する上斜面７０ａと下斜面７０ｂが
形成されており，３つの保持部材７０の内面でウェハＷ
の周縁を外側から挟んで保持する際には，ウェハＷの周
縁部を上斜面７０ａと下斜面７０ｂの間で挟持して保持
する構成となっている。この場合，ウェハＷの周縁部を
上下から確実に保持することができる。

【００３３】基板洗浄ユニット１２にウェハＷを搬入す
るときは，図６（ａ）に示すように，先ず支持ピン７１
によってウェハＷの周縁部を裏面から支持する。このと
き，３つの保持部材７０の上部は互いに離隔して外側に
移動しており，搬送アーム３４から支持ピン７１に受け
渡されるウェハＷに接触しない位置に待機している。ウ
ェハＷが３つの支持ピン７１に支持されたら，図６
（ｂ）に示すように，３つの保持部材７０を内側に移動
させ，ウェハＷの周縁部を上斜面７０ａと下斜面７０ｂ
の間に挟んで保持する。このとき，ウェハＷが支持ピン
７１から持ち上げられた状態となる。また，基板洗浄ユ
ニット１２からウェハＷを搬出する際は，先ず３つの保
持部材７０を外側に移動させ，保持部材７０の保持を解
除する。すると，ウェハＷが支持ピン７１に載った状態
となる。こうして支持ピン７１によって支持されたウェ
ハＷを搬送アーム３４に受け渡す構成となっている。

【００３４】モータ７２は，図５に示すように，スピン
チャック６０により保持されるウェハＷの下方に形成さ
れた駆動機構収納チャンバー７４の内部に配置されてい
る。駆動機構収納チャンバー７４はモータ７２の周囲及
び上部を囲み，モータ７２から発生するパーティクルが
ウェハＷ側に侵入することを防止する。

【００３５】アウターチャンバー４６は，スピンチャッ
ク６０によって保持されたウェハＷを上方及び周囲から
囲むようになっている。即ち，アウターチャンバー４６
は，ウェハＷの周囲を包囲する環状の側壁４６ａと，ウ
ェハＷ上面の上方を覆う天井部４６ｂを備えており，ウ
ェハＷの周囲及び上方の雰囲気を密閉し，アウターチャ
ンバー４６の外部の雰囲気から隔離する。

【００３６】また，アウターチャンバー４６の側壁４６
ａには，スピンチャック６０により保持されたウェハＷ
が位置する高さに傾斜部４６ｃが形成されており，ウェ
ハＷは傾斜部４６ｃに包囲されるようになっている。傾
斜部４６ｃはウェハＷの位置する高さの上方から下方に
向かって外側に傾斜しているため，ウェハＷの周囲に飛
散する処理液の液滴などは傾斜部４６ｃに当たって下方
に落下する。また，開口５０，５２はスピンチャック６
０により保持されたウェハＷが位置する高さに開口して
おり，メカシャッター５３は傾斜部４６ｃの一部となっ
ている。例えば搬送アーム３４によってスピンチャック
６０に対してウェハＷを授受させる際には，メカシャッ
ター５３を開き，開口部４７からウェハＷ及び搬送アー
ム３４を水平に移動させる。

【００３７】図３及び図４に示すように，ユニットチャ
ンバー４５内には，アウターチャンバー４６に隣接する
密閉構造のノズル格納チャンバー７７が設置されてい
る。ノズル格納チャンバー７７内には，アーム７９，処
理流体供給器８０及びアーム回動装置８２が収納されて
いる。また，ノズル格納チャンバー７７とアウターチャ
ンバー４６の間には，開口８４が設けられており，さら
に，ノズル格納チャンバー７７内から開口８４を開閉自
在にするノズル格納チャンバー用メカシャッター８６が
設けられている。ノズル格納チャンバー用メカシャッタ
ー８６は，ノズル格納チャンバー７７内に設置されたモ
ータ等からなる回転駆動機構８８によって駆動される。

【００３８】処理流体供給器８０はアーム７９の先端に
取り付けられており，アーム７９の基端には図示しない
モータを備えたアーム回動装置８２が取り付けられてい
る。アーム７９は，図示しないモータの駆動によってア
ーム回動装置８２を中心として水平面内で旋回して，開
口８４からアウターチャンバー４６内に移動し，処理流
体供給器８０が少なくともウェハＷの中心の上方に位置
する場所まで回動することができる。こうして，アーム
７９の回動によって，処理流体供給器８０をアウターチ
ャンバー４６内のウェハＷの少なくとも中心から周縁ま
で移動させる。処理流体供給器８０は，ウェハＷを処理
する処理流体として，例えば，ＳＣ−１液（アンモニア
水と過酸化水素水と純水の混合溶液）等の薬液，Ｎ２ガ
ス，純水（ＤＩＷ），及びＮ２ガスと純水の混合流体等
を吐出することができる。

【００３９】図４に示すように，アウターチャンバー４
６内において，スピンチャック６０によりウェハＷが保
持される位置の上方には，ウェハＷに近接して上面を覆
う上面部材としてのトッププレート９０が備えられてい
る。トッププレート９０は，スピンチャック６０によっ
て保持されたウェハＷの上面を覆うことが可能な大きさ
に形成されている。

【００４０】図７及び図８に示すように，トッププレー
ト９０の下面には，ウェハＷの上面全体を覆うための，
下方に突出した面９１が形成されている。面９１の周縁
部（エッジ）９１’は，ウェハＷ上面の周縁端部より僅
かに外側に形成されている。また，トッププレート９０
の周縁には，トッププレート９０中央を中心として対向
する２箇所に，係合凸部材９５が設けられている。係合
凸部材９５はトッププレート９０に対して垂直に接続す
る柱状の部材であり，それぞれ下端において，後述する
係合凹部材９７と係合する。また，トッププレート９０
をウェハＷの上方に配置した際，各係合凸部材９５とス
ピンチャック６０に保持されたウェハＷの周縁との間に
十分な間隙が形成されるように設けられており，さら
に，スピンチャック６０及びスピンチャック６０に保持
されたウェハＷに対してトッププレート９０が昇降する
際も，各係合凸部材９５がスピンチャック６０及びウェ
ハＷに干渉しないように配置されている。

【００４１】一方，係合凹部材９７は，チャックプレー
ト６５の周囲２箇所に固着されている。各係合凹部材９
７は，図９に示すような上側に開口する凹部９８を有す
る部材であり，各係合凸部材９５の下端を上方から各凹
部９８にそれぞれ挿入するように配置されている。ま
た，各係合凹部材９７は，スピンチャック６０に保持さ
れたウェハＷの周縁部の高さより下方に配置されてい
る。さらに，凹部９８の内側の側面は，下側から上側に
向かって広がるテーパ面となっており，角柱型の各係合
凸部材９５の下端を上方からスムーズに挿入することが
できる。

【００４２】各係合凸部材９５の下面を各凹部９８の下
面に当接させた状態にすると，各係合凸部材９５が各係
合凹部材９７によって支持され，係合することができ
る。各係合凸部材９５と各係合凹部材９７は，トッププ
レート９０中央を中心として対向する２箇所にてそれぞ
れ係合するので，トッププレート９０がスピンチャック
６０に保持されたウェハＷ上方に安定的に支持される。
このように，トッププレート９０の自重を利用して，ト
ッププレート９０をスピンチャック６０に対して係合さ
せるようになっている。また，トッププレート９０はス
ピンチャック６０に対して係合と離脱が自在な構成とな
っている。

【００４３】トッププレート９０をスピンチャック６０
に係合させ，前述したモータ７２によってスピンチャッ
ク６０を回転させると，トッププレート９０をスピンチ
ャック６０と一体的に回転させることができる。また，
スピンチャック６０がウェハＷを保持しているときは，
スピンチャック６０，ウェハＷ，及びトッププレート９
０が一体的に回転する。このように，トッププレート９
０はモータ７２によって回転させられ，モータ７２の他
にトッププレート９０を回転させるモータ等の回転駆動
機構を別個に設置する必要がない。即ち，トッププレー
ト９０とスピンチャック６０の回転駆動機構をそれぞれ
別個とした場合と比較して，回転駆動機構に必要なコス
トを大幅に削減することができる。また，モータから発
生するパーティクルが低減される。そして，トッププレ
ート９０を回転させる回転駆動機構を，ウェハＷの処理
位置（保持位置）の上方，例えばアウターチャンバー４
６上部（天井部４６ｂの上面）等に設置しないので，回
転駆動機構から発生するパーティクルがウェハの周囲に
侵入する心配がなく，ウェハＷに対するパーティクルの
影響を防止することができる。

【００４４】図１０に示すように，アウターチャンバー
４６の外側には，トッププレート９０を下降させてスピ
ンチャック６０に係合させる位置と上昇させてスピンチ
ャック６０から離脱させる位置とに昇降させるトッププ
レート昇降機構１００が配設されている。トッププレー
ト昇降機構１００は，以下に説明するトッププレート昇
降シリンダー１０２，昇降ロッド１０４，支持ロッド１
０６，昇降部材１０８，トッププレート昇降支持部材１
１０から構成される。なお，トッププレート昇降機構１
００の駆動によりパーティクルが発生しても，アウター
チャンバー４６内部に収納されているウェハＷの周囲に
侵入しないようになっている。

【００４５】トッププレート昇降シリンダー１０２はユ
ニットチャンバー４５の下部に配置されており，アウタ
ーチャンバー４６の側方に配置された昇降ロッド１０４
を長手方向に昇降させる。また，アウターチャンバー４
６を挟んで昇降ロッド１０４と対向する位置には，支持
ロッド１０６が設けられている。支持ロッド１０６は，
アウターチャンバー４６の外側面に設けられたロッドガ
イド１０７内を昇降自在に構成されている。そして，ア
ウターチャンバー４６の上方には，昇降ロッド１０４上
端と支持ロッド１０６上端によって両端をそれぞれ支持
された昇降部材１０８が配置されている。即ち，昇降部
材１０８は，トッププレート昇降シリンダー１０２の駆
動によって，ユニットチャンバー４５の天井面とアウタ
ーチャンバー４６の天井部４６ｂの上方との間を上下移
動する。また，天井部４６ｂからアウターチャンバー４
６内部に２本のトッププレート昇降支持部材１１０が貫
通しており，２本のトッププレート昇降支持部材１１０
は，それぞれ上端が昇降部材１０８に固着され，下端が
アウターチャンバー４６内部にて昇降するように配置さ
れている。

【００４６】２つのトッププレート昇降支持部材１１０
の下端には，図１１に示すごとき鍔１１１がそれぞれ備
えられている。一方，トッププレート９０の上面には，
図７及び図８に示すように，各鍔１１１とそれぞれ係脱
自在な，２つのトッププレート側係合部１１３が設けら
れている。これら一対のトッププレート側係合部１１３
とトッププレート昇降支持部材１１０下端の鍔１１１
は，トッププレート９０上面の中央を中心として対向す
る位置においてそれぞれ係合する構成となっており，ト
ッププレート９０を安定的に支持することができる。そ
して，トッププレート９０をトッププレート昇降支持部
材１１０に係合させると，トッププレート昇降シリンダ
ー１０２の駆動によって，トッププレート９０を昇降ロ
ッド１０４，支持ロッド１０６，昇降部材１０８，トッ
ププレート昇降支持部材１１０と一体的に昇降させるこ
とができる。

【００４７】なお，アウターチャンバー４６の上方に
は，トッププレート９０を回転させる回転駆動機構等が
設置されていない。また，トッププレート昇降シリンダ
ー１０２はユニットチャンバー４５の下部に配置されて
おり，ウェハＷの処理位置の上方に，トッププレート９
０の回転駆動機構や，トッププレート９０及びトッププ
レート９０の回転駆動機構を一体的に昇降させるシリン
ダーを配置した場合に比べて，トッププレート９０の回
転駆動機構とシリンダーから発生するパーティクルがウ
ェハの周囲に侵入する心配がなく，ウェハＷに対するパ
ーティクルの影響を抑制することができる。

【００４８】図１１に示すように，トッププレート９０
の上面には，鍔１１１を挿入する穴１２１が設けられて
いる。穴１２１は，鍔１１１を内部においてトッププレ
ート９０の回転方向に相対的に移動させることができる
大きさに形成されている。穴１２１の上部には，穴１２
１の一部を覆う蓋部１２３が固着している。さらに，蓋
部１２３を上面から下面に貫通する切欠き部１２４が設
けられている。蓋部１２３の側面には，鍔１１１及びト
ッププレート昇降支持部材１１０を切欠き部１２４に対
して相対的に入出させる入出口１２６が形成されてい
る。入出口１２６の両側は，入出口１２６内から外側に
向かって広がるテーパ部１３１となっており，入出口１
２６から切欠き部１２４に対して鍔１１１を容易に挿入
することができるようになっている。

【００４９】さらに，切欠き部１２４の奥には，トップ
プレート昇降支持部材１１０の側面を嵌合させる嵌合溝
１２８が形成されている。嵌合溝１２８の下部には，鍔
１１１を嵌合させる鍔嵌合溝１３３が設けられている。
例えば，入出口１２６から切欠き部１２４内に鍔１１１
及びトッププレート昇降支持部材１１０を挿入した後，
穴１２１内に鍔１１１を下降させて，スピンチャック６
０を回転させることによりトッププレート９０を反時計
方向に回転させると，トッププレート昇降支持部材１１
０は嵌合溝１２８に対して相対的に時計方向に移動し，
嵌合溝１２８に嵌合する。その後，鍔１１１を上昇させ
ると，鍔１１１が鍔嵌合溝１３３に嵌合するようになっ
ている。トッププレート昇降支持部材１１０を嵌合溝１
２８に，鍔１１１を鍔嵌合溝１３３に嵌合させた状態に
して，トッププレート昇降支持部材１１０を上昇させる
と，嵌合溝１２８は鍔１１１を通過させない大きさとな
っているので，鍔１１１の上面が鍔嵌合溝１３３の上面
に係合する構成となっている。

【００５０】上記２つのトッププレート側係合部１１３
は，それぞれ，穴１２１，蓋部１２３，切欠き部１２
４，入出口１２６，嵌合溝１２８，テーパ部１３１，鍔
嵌合溝１３３から構成される。以下，トッププレート昇
降支持部材１１０とトッププレート側係合部１１３を係
合及び離脱させる方法について説明する。

【００５１】トッププレート昇降支持部材１１０とトッ
ププレート側係合部１１３を係合させるときは，先ず，
各トッププレート昇降支持部材１１０を，係合する各ト
ッププレート側係合部１１３の反時計方向（ＣＣＷ）側
の正面位置，即ち，各入出口１２６の正面位置に待機さ
せる。即ち，各トッププレート側係合部１１３が所定位
置にて待機するようにスピンチャック６０及びトッププ
レート９０を静止させるとともに，各トッププレート昇
降支持部材１１０を下降させ，各鍔１１１の下面をトッ
ププレート９０上面に近接させる。そして，スピンチャ
ック６０及びトッププレート９０を一体的に所定量反時
計方向に回転させることにより，各鍔１１１及び各トッ
ププレート昇降支持部材１１０を各トッププレート側係
合部１１３に対して相対的に時計方向（ＣＷ）に移動さ
せ，各入出口１２６から各切欠き部１２４に相対的に挿
入させる。さらに，各トッププレート昇降支持部材１１
０を下降させることにより各鍔１１１を各穴１２１内に
下降させる。その後，スピンチャック６０及びトッププ
レート９０をさらに僅かに反時計方向に回転させると，
各鍔１１１が各穴１２１内を相対的に時計方向に移動す
るとともに，各トッププレート昇降支持部材１１０が各
嵌合溝１２８に対して相対的に時計方向に移動して嵌合
する。そして，各トッププレート昇降支持部材１１０を
上昇させると，各鍔１１１が各穴１２１内から上昇して
各鍔嵌合溝１３３に嵌合する。これにより，各トッププ
レート側係合部１１３と各トッププレート昇降支持部材
１１０が係合し，トッププレート９０を上昇させること
ができる。なお，切欠き部１２４の上方から，トッププ
レート昇降支持部材１１０及び鍔１１１を下降させて，
各穴１２１内に挿入するようにしても良い。

【００５２】また，スピンチャック６０にトッププレー
ト９０を係合させ，トッププレート昇降支持部材１１０
とトッププレート側係合部１１３を離脱させるときは，
先ず，スピンチャック６０にトッププレート９０を係合
させる。即ち，スピンチャック６０の回転により各係合
凹部材９７を所定の係合位置に移動させ，トッププレー
ト昇降支持部材１１０に支持されたトッププレート９０
を下降させ，各係合凸部材９５と各係合凹部材９７を係
合させる。その後，トッププレート昇降支持部材１１０
の鍔１１１を穴１２１内に下降させて嵌合を解除する。
そして，係合させたときと逆方向に，各鍔１１１を各穴
１２１内に相対的に移動させる。即ち，例えば，スピン
チャック６０及びトッププレート９０を一体的に僅かに
時計方向に回転させることにより，各鍔１１１が各穴１
２１内を相対的に反時計方向に移動するとともに，各ト
ッププレート昇降支持部材１１０が各嵌合溝１２８に対
して相対的に反時計方向に移動して嵌合が解除される。
そして，トッププレート昇降機構１００の駆動により，
トッププレート昇降支持部材１１０及び鍔１１１を穴１
２１内から切欠き部１２４内に上昇させ，そのまま切欠
き部１２４の上方に上昇，退出させる。このようにし
て，各トッププレート昇降支持部材１１０と各トッププ
レート側係合部１１３を離脱させることができる。な
お，トッププレート昇降支持部材１１０及び鍔１１１を
切欠き部１２４内から退出させる際，スピンチャック６
０及びトッププレート９０をさらに時計方向に回転させ
ることにより，相対的に反時計方向に各入出口１２６に
通過させるようにしても良い。

【００５３】このように，トッププレート昇降支持部材
１１０は，トッププレート９０に対して係脱自在な構成
となっている。また，各トッププレート昇降支持部材１
１０と各トッププレート側係合部１１３の係脱は，スピ
ンチャック６０とトッププレート９０を係合させ，スピ
ンチャック６０及びトッププレート９０を一体的に回転
させることにより行うことができる。

【００５４】トッププレート昇降支持部材１１０とトッ
ププレート９０を係合させてトッププレート昇降機構１
００を駆動させると，トッププレート９０をスピンチャ
ック６０に対して昇降させることができる。また，スピ
ンチャック６０がウェハＷを保持している状態におい
て，トッププレート９０をスピンチャック６０に対して
昇降させると，トッププレート９０を下降させてウェハ
Ｗに近接させた位置（一点鎖線）と上昇させてウェハＷ
から離隔させた位置（実線）とに昇降させることができ
る。さらに，トッププレート９０の昇降によって，各係
合凹部材９７の凹部９８に対して各係合凸部材９５を挿
入出させる。即ち，トッププレート９０とスピンチャッ
ク６０を係合及び離脱させることができる。

【００５５】以下，トッププレート９０とスピンチャッ
ク６０を係合及び離脱させる方法について説明する。ト
ッププレート９０とスピンチャック６０を係合させる際
は，先ず，トッププレート昇降機構１００によって上昇
させた各係合凸部材９５の下方に，各係合凹部材９７を
移動させる。即ち，スピンチャック６０を回転させて，
各係合凹部材９７を所定の係合位置に移動させる。そし
て，トッププレート９０を下降させると，各係合凹部材
９７の凹部９８に各係合凸部材９５の下端をそれぞれ挿
入することができる。このようにして，各係合凸部材９
５と各係合凹部材９７を係合させる。即ち，トッププレ
ート９０をスピンチャック６０に係合させた状態とな
る。一方，トッププレート９０とスピンチャック６０を
離脱させる際は，先ず，各トッププレート昇降支持部材
１１０と各トッププレート側係合部１１３を係合させ
る。そして，トッププレート昇降機構１００の駆動によ
ってトッププレート９０を上昇させると，各係合凸部材
９５が各凹部９８から退出し，各係合凸部材９５と各係
合凹部材９７を離脱させることができる。即ち，トップ
プレート９０をスピンチャック６０から離脱させた状態
となる。

【００５６】トッププレート９０をスピンチャック６０
に係合させ，さらに各トッププレート昇降支持部材１１
０を各トッププレート側係合部１１３から離脱させる
と，トッププレート９０はスピンチャック６０のみに支
持される。この状態でスピンチャック６０を回転させる
と，トッププレート９０とスピンチャック６０を一体的
に回転させることができる。一方，トッププレート９０
をスピンチャック６０から離脱させた状態においては，
トッププレート９０を回転させずにスピンチャック６０
とウェハＷを一体的に回転させることができる。

【００５７】また，スピンチャック６０がウェハＷを保
持している状態においてトッププレート９０をスピンチ
ャック６０に係合させると，トッププレート９０はウェ
ハＷの上面に対して近接する状態となる。このとき，ト
ッププレート９０下面とウェハＷ上面との間には，例え
ば１ｍｍ程度の狭い隙間が形成される。一方，トッププ
レート９０をスピンチャック６０から離脱させ，トップ
プレート９０を上昇させると，トッププレート９０の下
面はウェハＷの上面から離隔する。このとき，トッププ
レート９０下面とウェハＷ上面との間には，例えば１０
０ｍｍ程度の高さを有する空間が形成される。このよう
にトッププレート９０下面とウェハＷ上面との間に十分
な空間を形成することにより，トッププレート９０下面
とウェハＷ上面との間に処理流体供給器８０を移動さ
せ，ウェハＷの上面に処理流体を供給することができ
る。また，搬送アーム３４，３５又は３６のいずれかに
よってスピンチャック６０に対してウェハＷを授受させ
る際には，余裕をもってウェハＷをスピンチャック６０
に授受させることができる。

【００５８】なお，処理流体供給器８０及びアーム７９
をウェハＷ上方に移動させる際は，例えば，図３に示す
ように，ウェハＷの周縁において対向する２つの係合凸
部材９５の間から，アーム７９がウェハＷ上方に回動す
ることができるように，係合凸部材９５と係合凹部材９
７を配置する。即ち，トッププレート９０及びスピンチ
ャック６０の回転により，係合凸部材９５と係合凹部材
９７を処理流体供給器８０及びアーム７９に接触しない
位置に移動させ，回転停止後，トッププレート９０をス
ピンチャック６０から離脱させ，２つの係合凸部材９５
の停止位置の間から，処理流体供給器８０をウェハＷ上
方に移動させるようにする。また，処理流体供給器８０
及びアーム７９に接触しない高さまで，２つの係合凸部
材９５を上昇させるようにしても良い。同様に，スピン
チャック６０に対してウェハＷを授受させる際には，搬
送アーム３４，３５又は３６や授受されるウェハＷに接
触しない位置に係合凸部材９５又は係合凹部材９７を配
置する。

【００５９】図７及び図８に示すように，トッププレー
ト９０の中央には，ウェハＷに供給する処理流体を通過
させる供給穴１４０が設けられている。即ち，ウェハＷ
に処理流体を供給する際，供給穴１４０の上方からウェ
ハＷの中央付近に処理流体を供給することができる。供
給穴１４０の周囲には，トッププレート９０の中央側か
ら外周側に向かって下方に傾斜するテーパ部１４２が形
成されている。

【００６０】処理流体供給器８０からウェハＷ上面に薬
液，純水等の処理流体を供給する際は，処理流体供給器
８０から吐出した処理流体を供給穴１４０からウェハＷ
の中心部近傍に供給する一方，スピンチャック６０，ス
ピンチャック６０と係合したトッププレート９０，及び
スピンチャック６０に保持されたウェハＷを一体的に回
転させる。即ち，ウェハＷの回転による遠心力によっ
て，ウェハＷの中心部近傍から外周方向に処理流体が流
れるようにする。トッププレート９０は，トッププレー
ト９０下面とウェハＷ上面の間に狭い隙間が形成される
状態でスピンチャック６０と係合しているので，隙間に
処理流体のみを介在させることができる。従って，少量
の処理流体でウェハＷを処理することができる。この場
合，トッププレート９０下面に形成された面９１の周縁
部９１’がウェハＷの周縁端部より僅かに外側に位置す
るように形成されていると，薬液の液膜をウェハＷの周
縁部まで形成し易い効果がある。

【００６１】処理流体供給器８０は，図１２に示すよう
に，処理流体供給ノズルとして，薬液及びリンス液を供
給する処理液供給ノズル１５１と，混合流体を供給する
２流体混合ノズル１５５と，乾燥ガス供給ノズル１５７
とを備えている。処理液供給ノズル１５１，２流体混合
ノズル１５５，乾燥ガス供給ノズル１５７は，アーム７
９の先端に支持されている。

【００６２】処理液供給ノズル１５１は，薬液として例
えばＳＣ−１液（アンモニアと過酸化水素と水の混合溶
液）を供給する。また，リンス液として例えば純水を供
給する。処理液供給ノズル１５１が供給する処理液は，
図示しない切り換え手段によりＳＣ−１と純水のいずれ
かに切り換える。また，処理液供給ノズル１５１は，ア
ーム７９の回動によりウェハＷの上方又はトッププレー
ト９０の上方に移動する。ウェハＷに薬液又はリンス液
を供給する場合は，図１３に示すように，トッププレー
ト９０を下降させた状態で供給穴１４０の上方に処理液
供給ノズル１５１を移動させ，ウェハＷ中心部近傍に向
かって，処理液供給ノズル１５１から薬液又はリンス液
を吐出する。

【００６３】２流体混合ノズル１５５の内部には，純水
を通過させる純水送液路１６１が配設されており，２流
体混合ノズル６５の先端には吐出口１６２が設けられて
いる。純水供給路１６１から送液された純水は，吐出口
１６２から下方へ吐出される。また，２流体混合ノズル
１５５の内部において，純水送液路１６１の途中に，Ｎ
２ガスを送出するＮ２ガス送出路１６４が介設されてい
る。純水送液路１６１とＮ２ガス送出路１６４が接続す
る部分は，純水とＮ２ガスを混合する混合部となってお
り，ここでＮ２ガスによって純水に圧力が加えられ，吐
出口１６２から，Ｎ２ガスとＮ２ガスによって加圧され
た純水とが混合した混合流体が吐出される。即ち，吐出
口１６２からウェハＷに純水を吹き付けるように供給す
ることができる。２流体混合ノズル１５５は，アーム７
９の回動によりウェハＷの上方に移動する。なお，純水
送液路１６１から供給する純水に，ＣＯ_２を溶解させて
も良い。この場合，静電気を低減する効果がある。

【００６４】混合流体を用いてウェハＷを処理する場合
は，図１４に示すように，トッププレート９０をスピン
チャック６０から離脱させ，スピンチャック６０と一体
的にウェハＷを回転させながら，アーム７９の回動によ
り２流体混合ノズル１５５をウェハＷの少なくとも中心
から周縁まで移動させ，混合流体をウェハＷ上面全体に
供給する。このように，ウェハＷ上面全体に混合流体を
吹き付けるように供給することにより，ウェハＷ上面の
パーティクルが混合流体により吹き飛ばされ，効果的に
除去される。

【００６５】なお，２流体混合ノズル１５５，処理液供
給ノズル１５１は，アーム７９をノズル格納チャンバー
７７内に収納した状態において，ウェハＷの周縁側から
外側に向かってこの順に並ぶように配置されている。即
ち，アーム７９がウェハＷの中心側から周縁側へ回動す
る際，２流体混合ノズル１５５が処理液供給ノズル１５
１を追従して移動するように構成されている。これによ
り，例えば，処理液供給ノズル１５１によってリンス液
を供給して処理した後，２流体混合ノズル１５５から供
給する混合流体によってリンス液及びパーティクル等を
ウェハＷから除去する場合，混合流体による処理中に処
理液供給ノズル１５１からリンス液等の処理液が落下し
ても，落下した処理液を混合流体によってウェハＷの外
側に吹き飛ばすことができる。従って，落下した処理液
がウェハＷに付着して残留することを防止する。

【００６６】乾燥ガス供給ノズル１５７は，乾燥ガスと
して例えばＮ２ガスを供給する。また，乾燥ガス供給ノ
ズル１５７は，アーム７９の回動によりウェハＷの上方
に移動する。

【００６７】この基板洗浄ユニット１２にあっては，ト
ッププレート９０とウェハＷ上面の間に狭い隙間を形成
し，隙間に処理流体を供給する処理と，ウェハＷを回転
させながら処理流体供給器８０をウェハＷ上面の上方に
移動させて処理流体を供給する処理を実施することがで
きる。

【００６８】ウェハＷ上面は，供給穴１４０の部分を除
いてはトッププレート９０によって覆われた状態とな
る。ＳＣ−１供給後又はリンス液として純水供給後，処
理液供給ノズル１５１内にＳＣ−１又は純水が残留し
て，処理液供給ノズル１５１が供給穴１４０の上方から
退避する移動中に，処理液供給ノズル１５１からＳＣ−
１又は純水の液滴が落下する虞があるが，これらの液滴
はトッププレート９０の上面に受け止められ，ウェハＷ
に付着することはない。特に，供給穴１４０の周囲は，
供給穴１４０の周縁を高位置としてトッププレート９０
の外周に向かうほど下方に傾斜するテーパ部１４２とな
っているので，例えば，液滴がテーパ部１４２の上面に
落下した場合，液滴はテーパ部１４２に沿ってトッププ
レート９０上面の外周に向かって流れ落ちる。従って，
供給穴１４０の中に液滴が侵入する虞がない。また，液
滴がテーパ部１４２の外側においてトッププレート９０
の上面に落下した場合も，テーパ部１４２が供給穴１４
０を囲んで凸状に形成されているので，供給穴１４０の
中に液滴が侵入することはない。さらに，トッププレー
ト９０の上部に落下したＳＣ−１，純水は，トッププレ
ート９０の回転時にトッププレート９０の外周側に流
れ，トッププレート９０の周辺に排出される。

【００６９】図４に示すように，スピンチャック６０に
よって保持されるウェハＷの下方には，ウェハＷに下方
から近接してウェハＷの下面（裏面）を覆う下面部材と
してのアンダープレート１７０が配設される。また，図
５に示すように，回転筒体６７の内部には，回転筒体６
７の内部に設けた空洞を貫挿し，アンダープレート１７
０を支持するアンダープレートシャフト１７１が備えら
れている。アンダープレートシャフト１７１は，水平板
１７４の上面に固着されており，この水平板１７４は，
アンダープレートシャフト１７１と一体的に，エアシリ
ンダー等からなるアンダープレート昇降機構１７５によ
り鉛直方向に昇降させられる。従って，アンダープレー
ト１７０は，下降してスピンチャック６０により保持さ
れたウェハＷ下面から離れて待機している位置と，上昇
してスピンチャック６０により保持されたウェハＷ下面
に対して処理を施す位置とに上下に移動自在である。な
お，アンダープレート昇降機構１７５はアウターチャン
バー４６の下方に配置されており，アンダープレート昇
降機構１７５から発生するパーティクルがウェハの周囲
に侵入する心配はない。

【００７０】アンダープレート１７０上面の周縁部（エ
ッジ）１７０’は，スピンチャック６０により保持され
るウェハＷの周縁端部より，僅かに外側に位置するよう
に形成されている。即ち，アンダープレート１７０上面
は，ウェハＷの下面全体を覆うことができる。また，図
６に示すように，アンダープレート１７０上面の周縁に
は，僅かに凹状の逃げ部１７７が形成されている。図６
（ｂ）に示すように，アンダープレート１７０上面がウ
ェハＷ下面に近接した際，支持ピン７１が逃げ部１７７
の中に入り，アンダープレート１７０と接触しないよう
になっている。従って，アンダープレート１７０上面と
ウェハＷ下面との間の隙間をより狭く形成することが可
能である。また，逃げ部１７７は，アンダープレート１
７０上面の周縁全体に沿って形成されており，アンダー
プレート１７０とウェハＷを相対的に回転させても，ア
ンダープレート１７０に支持ピン７１が接触することは
ない。

【００７１】アンダープレート１７０には，例えばＳＣ
−１，ＨＦ等の薬液，純水，乾燥用ガスとしてのＮ２ガ
ス等を，ウェハＷ下面に対して処理流体として供給する
下面供給路１７８が備えられている。下面供給路１７８
は，アンダープレートシャフト１７１及びアンダープレ
ート１７０内を貫通して設けられている。下面供給路１
７８から薬液を供給し，ウェハＷを回転させると，アン
ダープレート１７０上面とウェハＷ下面との間に薬液を
拡散させて液膜を形成することができる。この場合，ア
ンダープレート１７０の周縁部１７０’がウェハＷの周
縁端部より僅かに外側に位置するように形成されている
と，薬液の液膜を薬液の表面張力によりウェハＷの周縁
部まで形成し易い効果がある。

【００７２】また，アンダープレート１７０の下方にお
いて，不活性ガスとしてのパージ用Ｎ２ガスを供給する
Ｎ２ガス供給路１８０が備えられている。Ｎ２ガス供給
路１８０は，アンダープレートシャフト１７１内を貫通
して設けられている。Ｎ２ガス供給路１８０は，チャッ
クプレート６５上面とアンダープレート１７０下面との
間の空間と，回転筒体６７の内部に設けた空洞内にＮ２
ガスを供給し，これらの空間をＮ２ガスによって満たす
ことによりパージする。これにより，ウェハＷを回転さ
せる際に，チャックプレート６５とアンダープレート１
７０との間の雰囲気が負圧になることを防止し，モータ
７２の回転駆動により発生するパーティクルが，回転筒
体６７の内部の空洞を通過してチャックプレート６５と
アンダープレート１７０との間に侵入することを防止で
きる。

【００７３】図４に示すように，アウターチャンバー４
６の上部には，Ｎ２ガス等の不活性ガス又は空気をアウ
ターチャンバー４６内に供給するパージ用ガスノズル１
８２が備えられている。パージ用ガスノズル１８２は，
側壁４６ａ上部及び天井部４６ｂの複数箇所に配置され
ており，トッププレート９０が下降している際に，トッ
ププレート９０の上部に例えばＮ２ガス等の不活性ガス
や，空気等のガスを吐出し，アウターチャンバー４６内
にダウンフローを形成する。また，トッププレート９０
上面とアウターチャンバー４６との間の空間をＮ２ガ
ス，空気等のガスによって満たしてパージする。これに
より，例えば蒸発した処理液がトッププレート９０の周
囲から上部の空間に回り込むことを防止する。このよう
に，ウェハＷに処理液を供給する際や，ウェハＷ処理中
などに，パージ用ガスノズル１８２からダウンフロー
（パージ）用ガスを供給することにより，アウターチャ
ンバー４６内の上部に薬液雰囲気，水蒸気雰囲気などの
処理液雰囲気が残留することを防止することができる。

【００７４】パージ用ガスノズル１８２は，疎水性のウ
ェハＷを処理する際にはダウンフロー用ガスとしてＮ２
ガスを供給する。この場合，疎水性ウェハＷの表面にウ
ォーターマークが発生することを防止する効果がある。
一方，親水性のウェハＷを処理する際には空気を供給す
るようにし，ダウンフロー用ガスのコストを低減させて
も良い。また，トッププレート９０の供給穴１４０の真
上に設けられているパージ用ガスノズル１８２ａは，ト
ッププレート９０が上昇した際に，供給穴１４０を通過
してトッププレート９０の下方に突出するように配設さ
れている。また，側壁４６ａ上部には，トッププレート
９０が上昇した際に，トッププレート９０の下方にガス
を吐出する位置にパージ用ガスノズル１８２ｂが配設さ
れている。従って，トッププレート９０が上昇した際
も，アウターチャンバー４６内にダウンフローを形成す
るとともに，トッププレート９０下面とウェハＷとの間
の空間を不活性ガス，空気等のガスによって満たす。

【００７５】図４に示すように，アウターチャンバー４
６内には，ウェハＷを包囲するインナーカップ１８５が
備えられている。また，回転するウェハＷの高さより下
方に開口するアウターチャンバー排出口１９０と，アウ
ターチャンバー４６内の液滴を排液するアウターチャン
バー排出管１９３と，インナーカップ１８５内の液滴を
排液するインナーカップ排出管１９５が備えられてい
る。

【００７６】インナーカップ１８５は，下降してスピン
チャック６０をインナーカップ１８５の上端の上方に突
出させてウェハＷを授受させる位置と，上昇してウェハ
Ｗを包囲し，ウェハＷ両面に供給した処理液等が周囲に
飛び散ることを防止する位置とに上下に移動自在であ
る。

【００７７】アウターチャンバー排出口１９０は，ウェ
ハＷの周囲２箇所においてアウターチャンバー４６の側
壁４６ａに開口しており，ウェハＷ，チャックプレート
６５及びトッププレート９０の回転によってウェハＷ周
囲に向かって流れる処理液雰囲気，乾燥用Ｎ２ガスや，
ダウンフロー用ガス，パージ用Ｎ２ガス等の雰囲気をス
ムーズに排出する。アウターチャンバー排出管１９３
は，アウターチャンバー４６の側壁４６ａとインナーカ
ップ１８５外壁の間に排液された処理液を，アウターチ
ャンバー４６底部から排出する。インナーカップ排出管
１９５は，インナーカップ１８５内から処理液を排出す
る。

【００７８】図１５に示すように，ウェハＷをインナー
カップ１８５によって包囲する状態（実線）にすると，
インナーカップ１８５の上部の傾斜部がアウターチャン
バー４６の傾斜部４６ｃに近接し，ウェハＷの周縁から
落下する液滴，処理液雰囲気，処理流体，ダウンフロー
用ガス，パージ用Ｎ２ガス等は，インナーカップ１８５
の内側を下方に流れてインナーカップ排出管１９５によ
って排出される。一方，ウェハＷをインナーカップ１８
５の上端よりも上方に突出させる状態（一点鎖線）にす
ると，液滴，処理液雰囲気，処理流体，ダウンフロー用
ガス，パージ用Ｎ２ガス等は，インナーカップ１８５の
外側を下降し，アウターチャンバー排出管１９３によっ
て排出される。また，ウェハＷが高速回転する場合，ア
ウターチャンバー４６の側壁４６ａに向かって吹き飛ば
された処理液雰囲気，処理流体，乾燥用Ｎ２ガス，ダウ
ンフロー用ガス，パージ用Ｎ２ガス等の雰囲気は，アウ
ターチャンバー排出口１９０によって排気される。

【００７９】以上が基板洗浄ユニット１２の構成である
が，洗浄処理システム１に備えられた他の基板洗浄ユニ
ット１３，１４，１５も，基板洗浄ユニット１２と同様
の構成を有し，ウェハＷ両面を同時に洗浄することがで
きる。

【００８０】さて，この洗浄処理システム１において，
先ず図示しない搬送ロボットにより未だ洗浄されていな
いウェハＷを例えば２５枚ずつ収納したキャリアＣがイ
ン・アウトポート４に載置される。そして，このイン・
アウトポート４に載置されたキャリアＣから取出収納ア
ーム１１によって一枚ずつウェハＷが取り出され，取出
収納アーム１１から主ウェハ搬送装置１８にウェハＷが
受け渡される。そして，例えば搬送アーム３４によって
ウェハＷは各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５
に適宜搬入され，ウェハＷに付着しているパーティクル
などの汚染物質が洗浄，除去される。こうして所定の洗
浄処理が終了したウェハＷは，再び主ウェハ搬送装置１
８によって各基板洗浄ユニット１２，１３，１４，１５
から適宜搬出され，取出収納アーム１１に受け渡され
て，再びキャリアＣに収納される。

【００８１】ここで，代表して基板洗浄ユニット１２で
の洗浄について説明する。図４に示すように，先ず基板
洗浄ユニット１２のメカシャッター５３が開く。そし
て，ウェハＷを保持した搬送アーム３４がアウターチャ
ンバー４６内に進入する。このとき，トッププレート９
０は予め上昇して，ウェハＷがスピンチャック６０に保
持される位置から離隔している。即ち，トッププレート
９０はトッププレート昇降支持部材１１０に支持され，
スピンチャック６０から離脱しており，トッププレート
９０下面とスピンチャック６０上部の間には，ウェハＷ
の授受に十分な空間が形成されている。また，インナー
カップ１８５は下降して，スピンチャック６０の上部を
上方に突出させている。アンダープレート１７０は予め
下降して，ウェハＷがスピンチャック６０に保持される
位置から離隔している。アンダープレート１７０上面と
スピンチャック６０上部との間には，ウェハＷの授受に
十分な空間が形成されている。処理流体供給器８０はノ
ズル格納チャンバー７７内に収納されている。

【００８２】主ウェハ搬送装置１８は，搬送アーム３４
を水平移動させて支持ピン７１にウェハＷを渡す。支持
ピン７１は半導体デバイスが形成されるウェハＷ表面を
上面にしてウェハＷを支持する。このとき，トッププレ
ート９０とアンダープレート１７０は支持されるウェハ
Ｗの位置（高さ）から離隔しており，トッププレート９
０周縁の２つの係合凸部材９５は，搬送アーム３４及び
搬入されるウェハＷに接触しない位置に移動している。
従って，搬送アーム３４は余裕をもってウェハＷを支持
ピン７１に渡すことができる。ウェハＷを支持ピン７１
に受け渡した後，搬送アーム３４はアウターチャンバー
４６の内部から退出し，退出後，メカシャッター５３が
閉じられる。

【００８３】次いで，保持部材７０が支持ピン７１によ
って支持されたウェハＷの周縁を持ち上げて，保持す
る。また，トッププレート昇降機構１００がトッププレ
ート９０を下降させ，ウェハＷに近接させる。このと
き，係合凹部材９７は予め係合位置に移動しているの
で，係合凸部材９５は係合位置の上方から下降して係合
凹部材９７と係合することができる。近接位置に移動し
たトッププレート９０と保持されたウェハＷ上面の間に
は，例えば１ｍｍ程度の隙間が形成される。係合凸部材
９５と係合凹部材９７が係合したら，スピンチャック６
０を僅かに回転させ，トッププレート昇降支持部材１１
０とトッププレート側係合部１１３を離脱させる。こう
して，トッププレート９０をスピンチャック６０に受け
渡した後，トッププレート昇降支持部材１１０はトップ
プレート昇降機構１００の駆動により上昇してトッププ
レート９０から離隔する。

【００８４】一方，アンダープレート１７０はウェハＷ
に近接した位置に上昇する。近接位置に移動したアンダ
ープレート１７０と保持されたウェハＷ下面（ウェハＷ
裏面）の間には，例えば１ｍｍ程度の隙間が形成され
る。また，インナーカップ１８５は上昇してスピンチャ
ック６０に保持されたウェハＷを囲む。

【００８５】先ず，ＳＣ−１液を用いたウェハＷの薬液
処理を行う。アーム７９の回動により，ノズル格納チャ
ンバー７７内からトッププレート９０の上方に処理流体
供給器８０が移動する。そして，図１３に示すように，
処理液供給ノズル１５１からウェハＷ中心部近傍に向か
って，薬液としてＳＣ−１液を吐出する。薬液は供給穴
１４０を通過してウェハＷの中心部近傍に供給される。
一方，スピンチャック６０，スピンチャック６０によっ
て保持されたウェハＷ，トッププレート９０を一体的に
低速回転させる。ウェハＷ中心部近傍に供給された薬液
は，ウェハＷの回転による遠心力でウェハＷの外周方向
に流れる。また，下面供給路１７８からも薬液としてＳ
Ｃ−１液がウェハＷに供給される。トッププレート９０
とウェハＷ上面の間，及びアンダープレート１７０とウ
ェハＷ下面の間には狭い隙間が形成されているので，こ
れらの間に薬液のみを介在させることができる。こうし
てウェハＷの両面に薬液の液膜を形成し，処理流体供給
器８０と下面供給路１７８からの薬液供給を停止し，所
定時間，ウェハＷを液膜が崩れない程度に低速に回転さ
せる。この場合，少量の薬液でウェハＷを処理すること
ができる。

【００８６】ウェハＷ両面の薬液処理が終了したら，回
転によりスピンチャック６０，ウェハＷ，トッププレー
ト９０，アンダープレート１７０から薬液を振り切り，
インナーカップ１８５内に排出する。なお，薬液処理後
に薬液を振り切る際に，乾燥ガス供給ノズル１５７及び
下面供給路１７８からＮ２ガスを供給して，薬液を押し
流して排出するようにしても良い。

【００８７】次に，インナーカップ１８５を下降させ，
ウェハＷ両面のリンス処理を開始する。処理液供給ノズ
ル１５１が供給穴１４０に向かって純水を吐出し，供給
穴１４０からウェハＷ上面の中心部近傍に供給された純
水を，遠心力でウェハＷの外周方向に流す。また，下面
供給路１７８からも純水を供給し，ウェハＷ両面のリン
ス処理を行う。トッププレート９０とウェハＷの間，及
びアンダープレート１７０とウェハＷの間に狭い隙間が
形成されていることにより，これらの間に純水のみを介
在させることができ，少量の純水でウェハＷを処理する
ことができる。また，ウェハＷのリンス処理と同時に，
トッププレート９０下面及びアンダープレート１７０上
面を純水によって洗浄することができる。リンス処理に
おいては，スピンチャック６０，ウェハＷ，トッププレ
ート９０を薬液処理時よりも高速に回転させる。

【００８８】ウェハＷ両面のリンス処理が終了したら，
処理液供給ノズル１５１，下面供給路１７８からの純水
の吐出を停止し，処理流体供給器８０をノズル格納チャ
ンバー７７内に退避させる。そして，スピンチャック６
０の回転によりスピンチャック６０，ウェハＷ，トップ
プレート９０，アンダープレート１７０から純水を振り
切り，アウターチャンバー４６内に排出する。

【００８９】次に，ウェハＷ上面に２流体混合ノズル１
５５から混合流体を供給するため，トッププレート９０
とスピンチャック６０を離脱させる。先ず，ウェハＷ，
スピンチャック６０及びトッププレート９０の回転を停
止する。そして，各トッププレート昇降支持部材１１０
をトッププレート９０に対して下降させ，各トッププレ
ート側係合部１１３と各トッププレート昇降支持部材１
１０を係合させる。そして，トッププレート昇降支持部
材１１０とともにトッププレート９０を上昇させる。ま
た，トッププレート９０の上昇により，各係合凸部材９
５が上昇して各係合凹部材９７から離脱する。即ち，ト
ッププレート９０を上昇させ，ウェハＷから離隔させ
る。こうして，トッププレート９０下面とスピンチャッ
ク６０上部の間に，２流体混合ノズル１５５を移動させ
るための十分な空間が形成される。

【００９０】その後，２流体混合ノズル１５５をウェハ
Ｗ上方に移動させる。そして，図１４に示すように，２
流体混合ノズル１５５から混合流体を吐出させながら，
スピンチャック６０及びウェハＷを一体的に回転させ
る。２流体混合ノズル１５５は，回転中のウェハＷ上面
の少なくとも中心から周縁まで移動する。一方，下面供
給路１７８からはウェハＷ下面に純水を供給する。

【００９１】混合流体を用いた処理の後，乾燥用Ｎ２ガ
スを用いた乾燥処理を行う。乾燥ガス供給ノズル１５７
から乾燥用Ｎ２ガスを吐出させながら，乾燥ガス供給ノ
ズル１５７を回転中のウェハＷの少なくとも中心から周
縁まで移動させる。一方，下面供給路１７８からはウェ
ハＷ下面に乾燥用Ｎ２ガスを供給する。乾燥処理中は，
リンス処理時よりウェハＷを高速に回転させる。なお，
乾燥用Ｎ２ガスの供給を開始する前に，予め，パージ用
ガスノズル１８２によってパージ用ガスとしてＮ２ガス
を供給し，アウターチャンバー４６内をＮ２ガス雰囲気
にしておいても良い。このような，乾燥用Ｎ２ガスのス
キャンを利用して純水をウェハＷ中心部より周縁部へ追
い出す乾燥を，Ｎ２ガス雰囲気中において行うと，ウォ
ーターマークの発生を防止する効果がある。もちろん，
パージ用ガスノズル１８２からのＮ２ガス供給は，乾燥
処理の間に限定されず，その前の薬液処理，リンス処理
等の各処理中から継続して行い，常時，アウターチャン
バー４６内にＮ２ガスのダウンフロー又はパージを形成
することが好ましい。

【００９２】乾燥処理が終了したら，ウェハＷ，スピン
チャック６０及びトッププレート９０の回転を停止さ
せ，処理流体供給器８０をノズル格納チャンバー７７内
に退避させ，アンダープレート１７０を退避位置に下降
させる。その後，基板洗浄ユニット１２内からウェハＷ
を搬出する。メカシャッター５３が開き，主ウェハ搬送
装置１８が搬送アーム３４をアウターチャンバー４６内
に進入させてウェハＷ下面を支持する。一方，保持部材
７０のウェハＷの保持を解除し，支持ピン７１によりウ
ェハＷ下面を支持する。次いで，搬送アーム３４が支持
ピン７１からウェハＷを離して受け取る。こうして，ス
ピンチャック６０のウェハＷの保持を解除する。その
後，ウェハＷを保持した搬送アーム３４が装置内から退
出する。

【００９３】かかる基板洗浄ユニット１２によれば，ス
ピンチャック６０によってウェハＷとトッププレート９
０を一体的に回転させるので，モータ７２の他にトップ
プレート９０を回転させる回転駆動機構を設置する必要
がない。従って，従来の基板処理装置と比較して，回転
駆動機構から発生するパーティクルが低減される。ま
た，回転駆動機構に必要なコストを大幅に削減すること
ができる。さらに，ウェハＷの保持位置の上方に回転駆
動機構及びシリンダー等の昇降機構が一切設置されない
ので，ウェハＷに対するパーティクルの影響を抑制する
ことができる。

【００９４】また，トッププレート９０を下降させたと
きは，ウェハＷとトッププレート９０との間の隙間を狭
く，安定して形成することができるので，効率の良い処
理を行うことができる。さらにまた，処理流体供給器８
０からウェハＷ上面に薬液，リンス液等の処理流体が落
下することを防止する。トッププレート９０をスピンチ
ャック６０から離脱させた状態のとき，スピンチャック
６０とウェハＷを一体的に回転させるとともに，ウェハ
Ｗ上面とトッププレート９０下面との間に処理液供給ノ
ズル１５１及び２流体混合ノズル１５５を移動させるこ
とができる。トッププレート９０をウェハＷとともに回
転させて処理する方法と，処理液供給ノズル１５１及び
２流体混合ノズル１５５をウェハの上方に移動させて処
理流体を供給する方法を実施することができる。

【００９５】以上，本発明の好適な実施の形態の一例を
示したが，本発明はここで説明した形態に限定されな
い。例えば本発明は処理液が供給される基板洗浄装置に
限定されず，その他の種々の処理液などを用いて洗浄以
外の他の処理を基板に対して施すものであっても良い。
また，基板は半導体ウェハに限らず，その他のＬＣＤ基
板用ガラスやＣＤ基板，プリント基板，セラミック基板
などであっても良い。

【００９６】本実施の形態においては，係合凸部材９５
と係合凹部材９７をそれぞれ２個ずつ設けた場合につい
て説明したが，３個以上の係合凸部材９５と，係合凸部
材９５と同数の係合凹部材９７を設置し，３箇所以上に
おいて係合させるようにしても良い。そうすれば，スピ
ンチャック６０とトッププレート９０の係合をさらに安
定した状態とし，スピンチャック６０とトッププレート
９０の一体的回転をより安定させることができる。

【００９７】トッププレート９０とスピンチャック６０
を係脱させる係合凹部と係合凸部は，トッププレート９
０とスピンチャック６０のいずれか一方に係合凹部，他
方に係合凸部を設けるものであればよい。例えば，図１
６に示すように，トッププレート９０の下面に係合凹部
材２０１を設け，係合凸部材２０２を複数の保持部材７
０の上面にそれぞれ設けると，ウェハＷ上面とトッププ
レート９０下面との間の隙間をより狭く形成することが
可能となる。

【００９８】トッププレート９０をスピンチャック６０
に係合させる構成に，磁石を利用しても良い。例えば，
各係合凸部材９５の下面と，各係合凹部材９７の凹部９
８の下面に磁石を備え，これにより各係合凸部材９５を
各係合凹部材９７に係合させ，トッププレート９０を支
持する構成とすることができる。また，トッププレート
９０をスピンチャック６０に係合したことを検出するセ
ンサーを備えても良い。例えば，各係合凸部材９５の下
面と，各係合凹部材９７の凹部９８の下面が接触したこ
とを検出するセンサーを設け，これにより各係合凸部材
９５と各係合凹部材９７の係合を確実に行うことができ
る。

【００９９】チャックプレート６５に，係合凹部材９７
と異なる高さにおいて各係合凸部材９５と係合する複数
の係合凹部材群を設け，各係合凸部材９５に係合させる
係合凹部材群をいずれか選択することにより，トッププ
レート９０の下面とウェハＷの上面との間に形成される
隙間の幅を複数の高さに調整可能にしても良い。例え
ば，チャックプレート６５の周縁２箇所に，係合凹部材
９７よりも高い位置で各係合凸部材９５と係合する第２
係合凹部材を備える。即ち，２個の係合凹部材９７から
なる第１の係合凹部材群と，２個の第２係合凹部材から
なる第２の係合凹部材群を配置する。また，係合凸部材
９５に係合凹部材９７をそれぞれ係合させた場合の隙間
の高さは，例えば１ｍｍ程度とし，第２係合凹部材をそ
れぞれ係合させた場合の隙間の高さは，例えば５ｍｍ程
度となるようにする。即ち，各第２係合凹部材と各係合
凸部材９５をそれぞれ係合させた場合は，各係合凹部材
９７と各係合凸部材９５をそれぞれ係合させた場合より
も，トッププレート９０の下面とウェハＷの上面との間
に形成される隙間の幅（高さ）が大きくなる。このよう
に，隙間の高さを調整可能にすることにより，例えば，
ウェハＷ上面に供給された薬液により形成される液膜の
上面に，トッププレート９０の下面を接触させる処理
と，液膜上面にトッププレート９０の下面を接触させな
い処理を行うことができる。高温処理を行う場合，トッ
ププレート９０に接触する状態では温度低下が懸念され
るが，そのような虞がある処理では係合凸部材９５と第
２係合凹部材を係合させ，図１７に示すように，トップ
プレート９０と液膜との間に隙間を形成する。即ち，ト
ッププレート９０と液膜との間に，例えば空気層を形成
することにより，液膜の温度低下を防止できる。また，
トッププレート９０を液膜に近接させることにより，薬
液の蒸発を防止する効果がある。

【０１００】なお，トッププレート９０に，係合凸部材
９５と異なる長さの柱状に形成した複数の係合凸部材群
を設け，各係合凹部材９７に係合させる係合凸部材をい
ずれか選択することにより，トッププレート９０の下面
とウェハＷの上面との間に形成される隙間の幅を複数の
高さに調整可能にしても良い。例えば，トッププレート
９０の周縁２箇所に，係合凸部材９５より長い柱状に形
成した第２係合凸部材を配設し，係合凹部材９７に係合
凸部材９５をそれぞれ係合させた場合の隙間の高さは，
例えば１ｍｍ程度とし，第２係合凸部材をそれぞれ係合
させた場合の隙間の高さは，例えば５ｍｍ程度となるよ
うにする。この場合も，ウェハＷ上面に供給された薬液
により形成される液膜に，トッププレート９０の下面を
接触させる処理と，液膜にトッププレート９０の下面を
接触させない処理を行うことができる。

【０１０１】また，トッププレート昇降機構１００にク
ランプ機構２０５を備えても良い。図１６に示すクラン
プ機構２０５は，トッププレート９０に設けた凸部２０
６を把持して，トッププレート昇降機構１００によって
昇降する。また，トッププレート９０がスピンチャック
６０に係合している状態において，トッププレート９０
に設けた凸部２０６に対するクランプ機構２０５の把持
及び把持の解除を行う。また，供給口１４０の周囲を囲
む，トッププレート９０上面に対して垂直な円筒状の壁
面を形成し，この円筒部分を凸部２０６とし，円筒部分
の外壁にクランプ機構２０５を当接させて凸部２０６を
把持する構成としても良い。

【０１０２】処理液供給ノズル１５１をトッププレート
９０に対して傾斜した状態に設けても良い。この場合，
処理液供給ノズル１５１の先端の最下点がテーパ部１４
２の上方に位置するように停止させ，処理液を斜めに吐
出することにより，処理液を供給穴１４０に通過させて
ウェハＷ中心部に供給する。そうすれば，薬液又はリン
ス液供給停止後，処理液供給ノズル１５１を供給穴１４
０上方から移動させる前に，処理液供給ノズル１５１の
内部に残留した処理液が最下点から落下しても，供給穴
１４０周辺のテーパ部１４２において落下した液滴を受
けることができる。

【０１０３】また，処理液供給ノズル１５１からフッ酸
（ＨＦ）を供給する構成とし，図示しない切り換え手段
により，吐出する処理液をＳＣ−１，純水又はＨＦのい
ずれかに切り換えるようにしても良い。以下，第１の薬
液としてＳＣ−１液を，第２の薬液としてＨＦを用いた
ウェハＷの洗浄処理を説明する。

【０１０４】先ず，ウェハＷにＳＣ−１液を用いた処理
を行う。図１３に示すように，ウェハＷの両面にトップ
プレート９０及びアンダープレート１７０を近接させ，
処理液供給ノズル１５１から供給穴１４０にＳＣ−１液
を供給し，ウェハＷの両面にＳＣ−１の液膜を形成し，
所定時間ウェハＷを低速回転させる。ウェハＷ両面のＳ
Ｃ−１処理が終了したら，回転によりスピンチャック６
０，ウェハＷ，トッププレート９０，アンダープレート
１７０からＳＣ−１を振り切り，インナーカップ１８５
内に排出する。次に，インナーカップ１８５を下降さ
せ，処理液供給ノズル１５１から供給穴１４０に供給す
る純水を用いたウェハＷ両面のリンス処理を行う。その
後，スピンチャック６０の回転によりスピンチャック６
０，ウェハＷ，トッププレート９０，アンダープレート
１７０から純水を振り切り，アウターチャンバー４６内
に排出する。その後，ウェハＷ，スピンチャック６０及
びトッププレート９０の回転を停止し，図１４に示すよ
うに，トッププレート９０を上昇させ，スピンチャック
６０から離脱させる。そして，２流体混合ノズル１５５
から回転するウェハＷ上面に混合流体を供給して処理す
る。ウェハＷの処理に供した混合流体はアウターチャン
バー４６内に排出される。

【０１０５】その後，ＨＦを用いた処理を行う。先ず，
図１３に示すように，ウェハＷ及びスピンチャック６０
の回転を停止し，トッププレート９０が下降し，ウェハ
Ｗに近接した状態でスピンチャック６０に係合する。次
に，トッププレート昇降支持部材１１０がトッププレー
ト９０から離脱して退避する。一方，アンダープレート
１７０はウェハＷに近接している。そして，ノズル格納
チャンバー７７内からトッププレート９０の上方に処理
流体供給器８０が移動し，処理液供給ノズル１５１から
薬液としてＨＦを吐出する。ＨＦは供給穴１４０を通過
してウェハＷの中心部近傍に供給される。一方，スピン
チャック６０，スピンチャック６０によって保持された
ウェハＷ，トッププレート９０を一体的に回転させる。
ウェハＷ中心部近傍に供給されたＨＦは，ウェハＷの回
転による遠心力でウェハＷの外周方向に流れる。また，
下面供給路１７８からも薬液としてＨＦを供給し，ウェ
ハＷの両面にＨＦの液膜を形成する。そして，処理流体
供給器８０と下面供給路１７８からのＨＦ供給を停止
し，所定時間，ウェハＷを液膜が崩れない程度に低速に
回転させる。その後，スピンチャック６０の回転により
スピンチャック６０，ウェハＷ，トッププレート９０，
アンダープレート１７０からＨＦを振り切り，アウター
チャンバー４６内に排出する。

【０１０６】次に，処理液供給ノズル１５１から供給穴
１４０に供給する純水を用いたウェハＷ両面のリンス処
理を行う。その後，スピンチャック６０，ウェハＷ，ト
ッププレート９０を一体的に高速回転させることにより
スピンチャック６０，ウェハＷ，トッププレート９０，
アンダープレート１７０から純水を振り切る。即ち，ウ
ェハＷを高速回転させることにより乾燥させる。その
後，トッププレート９０を上昇させてスピンチャック６
０から離脱させ，アンダープレート１７０を下降させ
る。そして，基板洗浄ユニット１２内からウェハＷを搬
出する。

【０１０７】ＳＣ−１，ＨＦ等の薬液の液膜をウェハＷ
に形成する際は，トッププレート９０とアンダープレー
ト１７０の間においてウェハＷ全体が薬液に包み込まれ
るようにする。即ち，ウェハＷの両面に供給された薬液
をウェハＷの側面（外周面）まで回り込ませ，図９に示
すように，ウェハＷの両面及び側面にも薬液の液膜を形
成する。この場合，ウェハＷの側面も薬液処理すること
が可能となり，処理品質をより高めることが可能とな
る。なお，トッププレート９０下面に形成された面９１
の周縁部９１’が，ウェハＷの上面周縁部より僅かに外
側に位置し，アンダープレート１７０上面の周縁部１７
０’がウェハＷの下面周縁部より僅かに外側に位置する
ように形成されていると，周縁部９１’と周縁部１７
０’との間に薬液の液膜を形成できるので，ウェハＷの
周縁部を包み込むように液膜を形成し易い効果がある。
また，液膜形成後も処理流体供給器８０と下面供給路１
７８からの薬液供給を継続し，ウェハＷ両面に中心から
外周に流動する液膜を形成しながら薬液処理するように
しても良い。

【０１０８】ウェハＷ上面のＳＣ−１，ＨＦ等の薬液の
液膜は，トッププレート９０をウェハＷ上面から離隔さ
せた状態で形成することもできる。例えば，トッププレ
ート９０をウェハＷ上面から離隔させた状態で，処理流
体供給器８０をウェハＷの上方に移動させる。そして，
ウェハＷをスピンチャック６０と一体的に静かに回転さ
せ，処理液供給ノズル１５１をウェハＷの少なくとも中
心から周縁まで移動させることにより，処理液供給ノズ
ル１５１から吐出するＳＣ−１をウェハＷ上面全体に供
給する。このようにして，ウェハＷ上面にＳＣ−１の液
膜を形成した後，処理流体供給器８０をウェハＷ上方か
ら退避させ，トッププレート９０を下降させる。そし
て，トッププレート９０下面を液膜に接触させることに
より，トッププレート９０とウェハＷ上面の間にＳＣ−
１のみを介在させることができる。また，トッププレー
ト９０下面は，図１７に示すように液膜上面との間に隙
間を形成するようにして近接させても良い。その際にお
いて，薬液の蒸発をトッププレート９０で防止する効果
がある。

【０１０９】リンス処理，乾燥処理は，トッププレート
９０をウェハＷ上面から離隔させた状態で行うこともで
きる。例えば，ウェハＷをスピンチャック６０と一体的
に回転させながら，２流体混合ノズル１５５をウェハＷ
の少なくとも中心から周縁まで移動させ，純水又は乾燥
用Ｎ２ガスをウェハＷ上面全体に供給するようにして行
っても良い。

【０１１０】

【発明の効果】 本発明の基板処理装置及び基板処理方
法によれば，上面部材をスピンチャックに係合させ，上
面部材をスピンチャック及び基板と一体的に回転させて
処理する方法と，上面部材をスピンチャックから離脱さ
せ，処理流体供給ノズルを上面部材と基板の間に移動さ
せて処理流体を供給する方法を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】洗浄処理システムの平面図である。

【図２】洗浄処理システムの側面図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄ユニット
の平面図である。

【図４】基板洗浄ユニットの縦断面図である。

【図５】スピンチャックの周辺の構成を説明する基板洗
浄ユニットの縦断面図である。

【図６】保持部材と支持ピンの動作を説明する説明図で
ある。

【図７】トッププレートの平面図である。

【図８】トッププレートの立面図である。

【図９】係合凸部材と係合凹部材の係合を説明する説明
図である。

【図１０】トッププレートの昇降を説明する，基板洗浄
ユニットの縦断面図である。

【図１１】トッププレート昇降支持部材とトッププレー
ト側係合部の係合を説明する説明図である。

【図１２】処理液供給ノズル，２流体混合ノズル及び乾
燥ガス供給ノズルの構成を説明する説明図である。

【図１３】トッププレートをウェハに近接させ，供給口
から処理流体を供給する状態を説明する説明図である。

【図１４】トッププレートをウェハから離隔させ，２流
体混合ノズルを移動させながら処理流体を供給する状態
を説明する説明図である。

【図１５】インナーカップの昇降と排液又は排気の流れ
を説明する説明図である。

【図１６】別の実施の形態にかかるトッププレート昇降
機構に備えたクランプ機構，及び係合凹部と係合凸部を
説明する説明図である。

【図１７】トッププレートと液膜との間に隙間を形成す
る処理方法を説明する説明図である。

【符号の説明】

Ｃ キャリア Ｗ ウェハ １ 洗浄処理システム １２ 基板洗浄ユニット ４６ アウターチャンバー ６０ 処理流体供給器 ７０ スピンチャック ７９ アーム ９０ トッププレート ９７ トッププレート昇降機構 ９５ 係合凸部材 ９７ 係合凹部材 １１０ トッププレート昇降支持部材 １１３ トッププレート側係合部 １５１ 処理液供給ノズル １５５ ２流体混合ノズル １７０ アンダープレート

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に処理流体を供給して処理する基板
   処理装置であって，基板を保持するスピンチャックと，
   基板に近接して上面を覆う上面部材を備え，前記上面部
   材を前記スピンチャックに対して係脱自在とし，前記上
   面部材を前記スピンチャックに係合させて前記上面部材
   と前記スピンチャックを一体的に回転させる構成とした
   ことを特徴とする，基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記上面部材を前記スピンチャックに対
   して昇降自在とし，前記上面部材と前記スピンチャック
   のいずれか一方に係合凹部，他方に係合凸部を設け，前
   記上面部材が前記スピンチャックに対して下降した際
   に，前記係合凹部と前記係合凸部が係合し，上昇した際
   に，前記係合凹部と前記係合凸部が離脱する構成とし，
   前記係合凹部及び／又は前記係合凸部に，前記係合凸部
   の挿入を容易にするためのテーパ部を設けることを特徴
   とする，請求項１に記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記上面部材を下降させて前記スピンチ
   ャックに係合させる位置と上昇させて前記スピンチャッ
   クから離脱させる位置とに昇降させる上面部材昇降機構
   を備えることを特徴とする，請求項１又は２に記載の基
   板処理装置。
4. 【請求項４】 前記上面部材昇降機構は，前記スピンチ
   ャックから離脱させた前記上面部材を支持する支持部材
   を備え，前記上面部材に，前記支持部材と係脱自在な係
   合部を設け，前記上面部材が前記スピンチャックに係合
   している状態において，前記係合部と前記支持部材を係
   脱させることを特徴とする，請求項３に記載の基板処理
   装置。
5. 【請求項５】 前記係合部と前記支持部材の係脱は，前
   記上面部材と前記スピンチャックを一体的に回転させる
   ことにより行われることを特徴とする，請求項４に記載
   の基板処理装置。
6. 【請求項６】 前記上面部材昇降機構は，前記上面部材
   を把持するクランプ機構を備えることを特徴とする，請
   求項３に記載の基板処理装置。
7. 【請求項７】 前記上面部材の中央に，基板に供給する
   処理流体を通過させる供給穴を設けることを特徴とす
   る，請求項１，２，３，４，５又は６に記載の基板処理
   装置。
8. 【請求項８】 基板に供給する処理流体を吐出する処理
   流体供給ノズルを１又は２以上備え，前記処理流体供給
   ノズルを前記基板の上方において少なくとも前記基板の
   中心から周縁まで移動させるアームを備えることを特徴
   とする，請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の
   基板処理装置。
9. 【請求項９】 処理液にガスを混合して基板に吐出する
   処理流体供給ノズルを少なくとも１つ備えることを特徴
   とする，請求項８に記載の基板処理装置。
10. 【請求項１０】 前記アームは，前記スピンチャックか
    ら前記上面部材が離脱させられた状態において，前記基
    板の上方に前記処理流体供給ノズルを移動させることを
    特徴とする，請求項８又は９に記載の基板処理装置。
11. 【請求項１１】 前記基板，前記スピンチャック及び前
    記上面部材を囲むチャンバーと，前記処理流体供給ノズ
    ルを密閉して格納する処理流体供給ノズル格納部を備
    え，前記処理流体供給ノズルを前記処理流体供給ノズル
    格納部から前記チャンバー内に移動させるための開閉自
    在な開口を設けたことを特徴とする，請求項８，９又は
    １０に記載の基板処理装置。
12. 【請求項１２】 前記基板の裏面に対して相対的に上昇
    して近接し，下降して離隔する下面部材を設けたことを
    特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載の基板処
    理装置。
13. 【請求項１３】 基板に処理流体を供給して処理する基
    板処理方法であって，上面部材を上昇させた状態で，基
    板をスピンチャックによって保持し，前記上面部材を下
    降させて前記基板の表面に近接させ，前記スピンチャッ
    クに係合させた状態にし，前記上面部材と基板との間に
    形成された隙間に処理流体を供給し，前記基板，スピン
    チャック及び上面部材を一体的に回転させて基板を処理
    し，前記基板，スピンチャック及び上面部材の回転を停
    止し，前記上面部材を上昇させて前記スピンチャックか
    ら離脱させた状態で前記基板及びスピンチャックを一体
    的に回転させて基板を処理し，前記基板及びスピンチャ
    ックの回転を停止し，前記スピンチャックの基板に対す
    る保持を解除することを特徴とする，基板処理方法。
14. 【請求項１４】 前記基板及びスピンチャックの回転を
    停止した後，再び，前記上面部材を下降させて前記基板
    の表面に近接させ，前記スピンチャックに係合させた状
    態にし，前記上面部材と基板との間に形成された隙間に
    処理流体を供給し，前記基板，スピンチャック及び上面
    部材を一体的に回転させて基板を処理し，前記基板，ス
    ピンチャック及び上面部材の回転を停止し，前記上面部
    材を上昇させて前記スピンチャックから離脱させ，前記
    スピンチャックの基板に対する保持を解除することを特
    徴とする，請求項１３に記載の基板処理方法。
15. 【請求項１５】 前記上面部材と基板との間に形成され
    た隙間に処理流体を供給するに際し，前記基板の表面に
    供給された処理流体に前記上面部材を接触させることを
    特徴とする，請求項１３又は１４に記載の基板処理方
    法。
16. 【請求項１６】 前記上面部材と基板との間に形成され
    た隙間に処理流体を供給するに際し，前記基板の表面に
    供給された処理流体に前記上面部材を接触させないこと
    を特徴とする，請求項１３又は１４に記載の基板処理方
    法。
17. 【請求項１７】 前記上面部材を上昇させて前記スピン
    チャックから離脱させた状態で前記基板及びスピンチャ
    ックを一体的に回転させて基板を処理するに際し，前記
    上面部材と基板との間において，処理流体供給ノズルを
    前記基板の少なくとも中心から周縁まで移動させて，回
    転する基板に対して前記処理流体供給ノズルから処理流
    体を供給することを特徴とする，請求項１３，１４，１
    ５又は１６に記載の基板処理方法。
18. 【請求項１８】 前記基板を処理するに際し，さらに，
    下面部材を上昇させて前記基板の裏面に近接させ，前記
    下面部材と基板との間に形成された隙間に処理流体を供
    給して，前記基板の裏面を処理することを特徴とする，
    請求項１３，１４，１５，１６又は１７に記載の基板処
    理方法。