JP5172884B2

JP5172884B2 - 基板処理装置および基板処理方法

Info

Publication number: JP5172884B2
Application number: JP2010082247A
Authority: JP
Inventors: 彰夫橋詰; 勇哉赤西; 賢士川口; 学山本
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011216607A

Description

この発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、太陽電池用基板などの基板が含まれる。

たとえば半導体装置の製造工程では、半導体ウエハや液晶表示パネル用ガラス基板などの基板に対して、薬液を用いた処理が行われる。この薬液処理のために、基板に対して１枚ずつ処理を行う枚葉式の基板処理装置が用いられることがある。枚葉式の基板処理装置は、内部空間を区画する隔壁を有する処理チャンバと、処理チャンバ内に収容され、基板をほぼ水平に保持して回転させるスピンチャックと、基板に薬液を供給するための薬液ノズルとを備えている。

たとえば、基板の表面からポリマーを除去する除去処理では、基板に形成された配線の不所望なエッチングを防止するために、酸素濃度が十分に低減された薬液が薬液ノズルから吐出されることがある（特許文献１）。この場合、薬液ノズルから吐出された処理液に酸素が溶け込まないように、処理チャンバ内の雰囲気を低酸素濃度に制御することが望ましい。

しかしながら、処理チャンバの内部空間には種々の部材が収容されており、その内部空間は比較的広い。したがって、処理チャンバ内の雰囲気制御を十分に行うことは困難である。
特開２００４−１５８４８２号公報

本願発明者らは、処理チャンバ内の雰囲気制御を十分に行うために、処理チャンバの内部空間を密閉させるとともに、その内部空間を狭空間化することを検討している。
ところが、処理チャンバ内には種々の部材が集約して配置されるので、その内部空間を効果的に狭空間化することができない。とくに、基板の乾燥時に基板表面に近接配置されて基板表面を覆った状態で回転する遮断板が備えられる場合には、スピンチャックおよび遮断板を包囲するように処理チャンバを構成する必要がある。そのため、処理チャンバの内部空間の容積を効果的に減少させることができないから、処理チャンバ内の雰囲気制御が不十分になるおそれがある。

そこで、この発明の目的は、内部空間の容積を低減できる構造の密閉チャンバ内で、基板に良好な処理を施す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である。

前記の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、開口（５）を有するチャンバ本体（６）、前記チャンバ本体に対して回転可能に設けられて前記開口を閉塞する蓋部材（７）、および前記蓋部材と前記チャンバ本体との間を液体でシールする第１液体シール構造（８）を有し、内部空間が外部から密閉された密閉チャンバ（２）と、前記蓋部材を回転させるための蓋部材回転手段（３２）と、前記密閉チャンバの内部空間で基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段（３，４３，４４）と、前記基板保持回転手段により回転される基板に処理液を供給する処理液供給手段（４）と、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバの少なくとも一方を移動させて、前記基板保持回転手段に保持された基板と前記蓋部材とを、接近／離反させる第１移動手段（１００）とを含み、前記第１移動手段が、前記処理液供給手段から供給される処理液による液処理が基板に施される液処理位置と、前記液処理位置よりも基板が前記蓋部材に接近し、基板に乾燥処理を施すための乾燥位置との間で、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバの少なくとも一方を移動させるように構成されており、前記蓋部材は、前記基板保持回転手段により保持された基板の主面全域に対向する基板対向面（２３）を有しており、前記第１移動手段を制御して、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバを前記乾燥位置に移動させるとともに、前記基板保持回転手段および前記蓋部材回転手段を制御して、前記基板保持回転手段により保持された基板および前記蓋部材を、それぞれ所定の乾燥回転速度で同方向に回転させる乾燥制御手段（１３１）をさらに含む、基板処理装置（１）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、密閉チャンバの内部空間において、基板保持回転手段により基板を回転させつつ、当該基板に処理液を供給できる。
蓋部材が回転可能であるので、蓋部材と基板とを相対的に回転させたり同期回転させたりすることができる。そのため、蓋部材を基板の処理に関連して回転させることも可能であり、これにより、基板の処理を良好に行うことができる。

そして、蓋部材とチャンバ本体との間は第１液体シール構造によってシールされている。そのため、蓋部材の回転状態においても、密閉チャンバの内部空間を密閉状態に保つことができる。シール構造として液体シール構造を採用するので、接触式シールを用いる場合と比較して発塵やシール性の低下などがほとんど生じない。これにより、蓋部材とチャンバ本体との間のシールを、長期に渡って良好に保つことができる。

このように、この発明では、チャンバ本体と回転可能な蓋部材とこれらの間をシールする第１液体シール構造によって、密閉空間が区画される。回転可能な蓋部材は、前述の遮断板としての機能を担うことも可能であるから、密閉空間内に遮断部材を別途備える必要がない。したがって、密閉空間の容積を小さくすることができるので、その内部雰囲気を充分に制御できる。たとえば、内部空間の雰囲気を充分な低酸素雰囲気に制御することができる。

また、第１移動手段をさらに含むので、基板と蓋部材との相対位置を変化させることができる。したがって、処理液供給手段から供給される処理液により基板が処理される液処理時と、それ以外のときとで、基板と蓋部材との相対位置を変化させることも可能である。これにより、液処理およびそれ以外の処理とをそれぞれ適切な条件で行うことができる。
この構成によれば、基板保持回転部材および密閉チャンバが液処理位置とは異なる乾燥位置にある状態で、基板に乾燥処理が施される。そのため、処理液による影響を抑制した状態で基板に乾燥処理を施すことができる。
また、処理位置よりも基板が蓋部材に接近した乾燥位置で、基板に乾燥処理が施される。そのため、乾燥処理時には、基板と蓋部材との間に微小空間を形成することができる。これにより、基板と蓋部材との間の空間を、その周囲の雰囲気から遮断しつつ、基板に乾燥処理を施すことができる。これにより、基板の表面近傍の雰囲気を精密に制御した状態で良好な乾燥処理を実現でき、かつ、乾燥処理中に基板表面に異物が付着することを抑制できる。
また、蓋部材を基板の回転に同期して回転させることにより基板の主面と蓋部材の基板対向面との間に安定気流が形成される。これにより、基板に対して良好な乾燥処理を施すことができる。

請求項２記載の発明は、前記第１移動手段が、さらに、前記処理液供給手段から供給される処理液による液処理が基板に施される液処理位置と、前記液処理位置よりも前記基板保持回転手段が前記蓋部材に接近し、前記密閉チャンバ内を洗浄するためのチャンバ洗浄位置との間で、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバの少なくとも一方を移動させるように構成されている、請求項１記載の基板処理装置である。

この構成によれば、基板保持回転手段または密閉チャンバが、液処理位置とは異なるチャンバ洗浄位置にある状態で密閉チャンバ内が洗浄される。チャンバ洗浄位置では、液処理位置のときよりも、基板保持回転手段が蓋部材に接近している。密閉チャンバの内壁面において、液処理位置のときに基板の周囲に対向する領域には、液処理時に基板から飛び散った処理液が付着している。そこで、密閉チャンバを洗浄するときには、基板保持回転手段が液処理位置よりも蓋部材に接近させられる。これにより、たとえば、液処理位置のときに基板の周囲に対向していた内壁面領域は、基板保持回転手段よりも低い位置に位置する。したがって、密閉チャンバ内壁面の洗浄時に、密閉チャンバの内壁面から除去された処理液（液処理時に付着した処理液）が基板保持回転手段にふりかかって付着することを抑制できる。これにより、基板保持回転手段の汚染を抑制できるから、基板保持回転手段に保持される基板の汚染を抑制することができる。

請求項３に記載のように、前記蓋部材に向けて洗浄液を吐出するための洗浄液吐出手段（３４）をさらに含むものであってもよい。
この場合、請求項４に記載のように、前記蓋部材回転手段を制御して、前記蓋部材を所定の蓋洗浄回転速度で回転させるとともに、前記洗浄液吐出手段を制御して、前記洗浄液吐出手段から洗浄液を吐出させるチャンバ洗浄制御手段（１３１）をさらに含むものであってもよい。

基板の主面から飛散した処理液は蓋部材やチャンバ本体に付着する。この処理液が蓋部材の表面やチャンバ本体の内壁で乾燥して結晶化すると、基板汚染の原因となるおそれがある。この問題は、処理液が薬液の場合にとくに顕著になる。
この構成によれば、蓋部材を回転させながら、洗浄液吐出手段から蓋部材に向けて洗浄液を吐出することにより、蓋部材に付着している処理液を洗浄液で洗い流すことができる。また、蓋部材に供給された洗浄液は、蓋部材の回転による遠心力を受けて、蓋部材の周縁部に向けて移動し、チャンバ本体の内壁に供給される。そのため、チャンバ本体の内壁に付着した処理液を洗い流すことができる。これにより、密閉チャンバの内壁全域を洗浄することができる。蓋部材の回転状態でも、第１液体シール構造の働きにより、密閉チャンバ内の密閉状態を保つことができる。これにより、狭小な内部空間を区画する密閉チャンバの内壁を清浄に保つことができるので、その内部空間内における基板処理を良好に行える。

請求項５記載の発明は、前記基板保持回転手段は、前記密閉チャンバ外に露出する露出部分（４０，４５）を有しており、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバを、相対的に移動させる第２移動手段（１００）と、前記基板保持回転手段と前記チャンバ本体との間を液体でシールする第２液体シール構造（１３）とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、基板保持回転手段および密閉チャンバが相対的に移動される。第２液体シール構造は、基板保持回転手段および密閉チャンバの相対位置に関わらず、基板保持回転手段と密閉チャンバとの間を液体でシールする。したがって、基板保持回転手段および密閉チャンバがいずれの位置にあっても、密閉チャンバの内部空間を密閉状態に維持することができる。

請求項６記載の発明は、前記第１液体シール構造は、前記チャンバ本体に前記開口の全周に渡って形成され、シール用液体を溜めることができるシール溝（１０４）を有し、前記蓋部材は、前記シール溝に入り込んで前記シール用液体に浸漬されるシール環（１０１）を有しており、前記シール溝に前記シール用液体を供給する液体供給手段をさらに含み、前記基板処理装置の起動状態において、前記シール溝に、前記液体供給手段からの前記シール用液体が常時供給される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、チャンバ本体には、開口の全周に渡ってシール溝が形成されている。シール溝にシール用液体が溜められた状態で、蓋部材のシール環がシール溝に入り込んで純水に浸漬される。これにより、シール環とシール溝との間がシール用液体によってシールされる。この第１液体シール構造によるシールは、蓋部材の回転状態においても維持される。

そして、シール用液体がシール溝に常時供給されているので、シール用液体が液切れするおそれがない。これにより、蓋部材とチャンバ本体との間のシールを長期間に渡って維持することができる。また、シール溝内のシール用液体を常時置換することができるから、シール溝内のシール用液体中に汚染が蓄積されることを抑制できる。
請求項７に記載のように、前記密閉チャンバ内に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（２９，３０）をさらに含むものであってもよい。

前記の課題を解決するため、請求項８記載の発明は、開口（５）を有するチャンバ本体（６）、前記チャンバ本体に対して回転可能に設けられて前記開口を閉塞する蓋部材（７）、および前記蓋部材と前記チャンバ本体との間を液体でシールする第１液体シール構造（８）を有し、内部空間が外部から密閉された密閉チャンバ（２）を準備する工程と、前記密閉チャンバの内部空間に基板（Ｗ）を配置し、この内部空間で基板を回転させる基板回転工程と、前記基板回転工程と並行して、前記チャンバの内部空間において、基板に処理液を供給する処理液供給工程と、基板と前記蓋部材とを、前記処理液供給工程時よりも基板が前記蓋部材に接近する乾燥位置に配置する乾燥位置配置工程と、前記乾燥位置において、前記蓋部材および基板をそれぞれ所定の乾燥回転速度で回転させる乾燥工程とを含む、基板処理方法である。

この発明の方法によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同様の作用効果を奏する。
請求項９記載の発明は、基板と前記蓋部材とを、前記処理液供給工程時よりも基板が前記蓋部材に接近し、かつ前記乾燥位置よりも基板が前記蓋部材から離反する蓋洗浄位置に配置する蓋洗浄位置配置工程と、その蓋洗浄位置において、前記蓋部材を所定の蓋洗浄回転速度で回転させるとともに、洗浄液吐出手段から前記蓋部材に向けて洗浄液を吐出させる蓋部材洗浄工程とをさらに含む、請求項８記載の基板処理方法である。

この発明の方法によれば、請求項２に関連して説明した作用効果および請求項４に関連して説明した作用効果と同様の作用効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図解的な断面図である。図１に示す基板処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。図１に示す第１液体シール機構およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。図１に示す第２液体シール機構およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。図１に示す第３液体シール機構の構成を説明するための図解的な断面図である。図５の切断面線VI−VIから見た断面図である。図５の切断面線VII−VIIから見た断面図である。図２に示す処理モジュールに対して処理液を供給するための構成の模式図である。図１に示す基板処理装置に備えられた配管の図解図である。図１に示す基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。図１に示す基板処理装置によって処理されるウエハの表面状態の一例を説明するための断面図である。図１に示す基板処理装置による基板の処理例を説明するための図解的な断面図である。図１２Ａの次の工程を示す図解的な断面図である。図１２Ｂの次の工程を示す図解的な断面図である。図１２Ｃの次の工程を示す図解的な断面図である。図１２Ｄの次の工程を示す図解的な断面図である。チャンバ洗浄工程を示す図解的な断面図である。不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。ウエハの上方の酸素濃度とウエハの上面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、基板処理装置１の構成を示す図解的な断面図である。図２は、基板処理装置１の構成を説明するための図解的な平面図である。図２には、基板処理装置１のうち、処理液ノズル（処理液供給手段）４およびノズルアーム１５に関連する構成を主として記載しており、これらに直接関連のない構成は適宜省略している。

この基板処理装置１は、基板の一例としての円形の半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）におけるデバイス形成領域側の表面（主面）に対して、薬液の一例としての希ふっ酸による洗浄処理（たとえば、ポリマー残渣除去処理）を施すための枚葉型の装置である。
基板処理装置１は、ウエハＷを処理するための処理モジュールＭ１を有している。処理モジュールＭ１は、密閉チャンバ２と、密閉チャンバ２の内部空間内で１枚のウエハＷを水平に保持するとともに、その中心を通る鉛直軸線まわりにウエハＷを回転させるスピンチャック（基板保持回転手段）３と、密閉チャンバ２の内部空間内で、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に処理液（薬液または不活性ガス溶存水）を供給するための処理液ノズル４とを備えている。この処理モジュールＭ１では、密閉チャンバ２の内部空間には、スピンチャック３全体ではなく、その一部（スピンベース４３や挟持部材４４など）のみが収容されており、また、処理液ノズル４を支持するノズルアーム１５を駆動するための直線駆動機構３６が、密閉チャンバ２外に配置されている。そのため、密閉チャンバ２の内部空間を効果的に減少しており、当該内部空間はウエハＷに対して洗浄処理を施すための最小限の広さにされている。

密閉チャンバ２は、上部開口（開口）５および下部開口２００を有する略円筒状のチャンバ本体６と、上部開口５を開閉するための蓋部材７とを備えている（図２では、密閉チャンバ２から蓋部材７を除いた状態を示している）。蓋部材７は、チャンバ本体６に対して回転可能に設けられている。密閉チャンバ２は、チャンバ本体６と蓋部材７との間をシールする第１液体シール構造８をさらに備えている。この第１液体シール構造８は、チャンバ本体６の上端部と蓋部材７の周縁部との間をシール用液体（純水）でシールし、密閉チャンバ２の内部空間を、密閉チャンバ２外の雰囲気から遮断している。チャンバ本体６の下部開口２００は、スピンチャック３により閉塞されている。

チャンバ本体６は、密閉チャンバ２の内部空間を区画する隔壁９を有している。隔壁９は、スピンチャック３によるウエハＷの回転軸線Ｃ（以下、単に「回転軸線Ｃ」という）に対して略回転対称な形状を有している。隔壁９は回転軸線Ｃを中心とする略円筒状の円筒部１０と、円筒部１０の上端から中心側斜め上方（回転軸線Ｃに近づく方向）に延びる傾斜部１１と、円筒部１０の下端部に連結された平面視環状の底部１２とを備えている。円筒部１０における上端部分を除く部分は、下方に向かうに従って厚肉に形成されている。底部１２とスピンチャック３（のカバー部材４５）との間は、第２液体シール構造１３によってシールされている。傾斜部１１には、その内外面を貫通する通過孔１４が形成されている。この通過孔１４はノズルアーム１５（後述する）が挿通するものであり、基準線Ｌ１（後述する）上に設けられている。

傾斜部１１の内面は、回転軸線Ｃを中心とする円錐状の第１円錐面１７を有している。円筒部１０の内面は、回転軸線Ｃを中心とする円筒面１８と、回転軸線Ｃを中心とする円錐状の廃液案内面１９とを有している。ウエハＷへの薬液処理時またはリンス処理時には、回転状態にあるウエハＷの周縁から飛散される処理液（薬液またはリンス液）は、主として円筒面１８および廃液案内面１９に受け止められる。そして、円筒面１８に受け止められて廃液案内面１９に流下した処理液、および廃液案内面１９に受け止められた処理液が、廃液案内面１９から排気液溝２０（後述する）に案内される(導かれる)。

蓋部材７は、ウエハＷよりもやや大径の略円板状をなしている。前述の第１液体シール構造８は、蓋部材７の外周部とチャンバ本体６の隔壁９の上端部との間をシールしている。蓋部材７において周縁部を除く部分が、円形をなす平板部２１を形成している。平板部２１の下面は、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と対向する水平平坦面からなる基板対向面２３を形成している。

蓋部材７の上面には、回転軸線Ｃと共通の軸線に沿う上回転軸２４が固定されている。この上回転軸２４は中空に形成されていて、その内部には、ウエハＷ表面にリンス液としての炭酸水を供給するための処理液上ノズル２５が挿通されている。処理液上ノズル２５は、スピンチャック３に保持されたウエハＷ表面の回転中心に向けて処理液を吐出するための処理液上吐出口２６を有している。処理液上ノズル２５には、炭酸水バルブ２７を介して炭酸水が供給されるようになっている。また、上回転軸２４の内壁と処理液上ノズル２５の外壁との間は、ウエハＷの中心部に向けて不活性ガスとしての窒素ガスを供給するための不活性ガス流通路（不活性ガス供給手段）２８を形成している。不活性ガス流通路２８は、基板対向面２３に開口する不活性ガス吐出口（不活性ガス供給手段）２９を有している。この不活性ガス流通路２８には、不活性ガスバルブ（不活性ガス供給手段）３０を介して窒素ガスが供給されるようになっている。

上回転軸２４は、略水平に延びて設けられた蓋アーム３１の先端部から垂下した状態で、その先端部に回転可能に取り付けられている。すなわち、蓋部材７は、蓋アーム３１により保持されている。上回転軸２４には、蓋部材７をスピンチャック３によるウエハＷの回転に略同期させて回転させるための蓋部材回転機構（蓋部材回転手段）３２が結合されている。

蓋アーム３１には、蓋アーム３１を昇降させるための蓋部材昇降機構３３が結合されている。この蓋部材昇降機構３３により、蓋部材７を、チャンバ本体６の上部開口５を閉塞する閉位置（図１に示す位置）と、この閉位置から上方に離間し、チャンバ本体６の上部開口５を開放する開位置（図１２Ａに示す位置）との間で昇降させることができる。蓋部材７は、閉位置にあるときおよび開位置にあるときの双方で、蓋アーム３１により保持されている。

チャンバ本体６の隔壁９の内面（より具体的には、第１円錐面１７と円筒面１８との間の境界部分）には、密閉チャンバ２内を洗浄するための洗浄液ノズル（洗浄液吐出手段）３４が設けられている。洗浄液ノズル３４は、たとえば、連続流の状態で洗浄液を吐出するストレートノズルであり、チャンバ本体６の隔壁９の内面に、その吐出口を斜め上方に向けて取り付けられている。洗浄液ノズル３４の吐出口から吐出された洗浄液は、蓋部材７の下面の中央部と周縁部との中間位置に向けて吐出される。洗浄液ノズル３４には、洗浄液バルブ３５を介して、洗浄液供給源（図示せず）からの洗浄液（たとえば純水）が供給されるようになっている。

処理液ノズル４は、スピンチャック３の上方で延びるノズルアーム１５の先端部に取り付けられている。ノズルアーム１５は、水平方向に直線状に延びた棒状をなし、密閉チャンバ２の内外に跨って延びている。ノズルアーム１５は、回転軸線Ｃ上を通る直線状の基準線Ｌ１に沿っており（図２参照）、その断面形状が矩形形状である（図５および図６参照）。ノズルアーム１５は、密閉チャンバ２外に配設された直線駆動機構３６によって基準線Ｌ１に沿う方向に移動可能に支持されている。

ノズルアーム１５は、チャンバ本体６の隔壁９に形成された通過孔１４を挿通している。この通過孔１４は基準線Ｌ１上に位置している。基準線Ｌ１に沿って延びるノズルアーム１５がその基準線Ｌ１に沿って移動するので、隔壁９における基準線Ｌ１上は、ノズルアーム１５が常に通過する位置である。その位置に通過孔１４が設けられているので、通過孔１４の大きさを最小限のサイズに留めることができる。ノズルアーム１５とチャンバ本体６の隔壁９との間は、第３シール構造３７によってシールされている。

処理液ノズル４には、処理液供給管３８が接続されている。処理液供給管３８には、後述する配管内調合ユニット５１（図８参照）から処理液としての薬液およびリンス液が選択的に供給されるようになっている。処理液供給管３８に処理液（薬液またはリンス液）が供給されることにより、処理液ノズル４から処理液を吐出させることができる。
図２に示すように、直線駆動機構３６は、ノズル駆動モータ１３９と、ノズル駆動モータ１３９の出力軸１４０と回転自在なプーリ１４１との間に架け渡されたタイミングベルト１４２と、タイミングベルト１４２の途中部に結合された連結部材１４３と、連結部材１４３の移動を規制して、その連結部材１４３を基準線Ｌ１に沿う方向にのみに移動させるリニアガイド１４４とを備えている。連結部材１４３は、ノズルアーム１５の基端部に連結されて、このノズルアーム１５を支持している。ノズル駆動モータ１３９が回転駆動すると、タイミングベルト１４２が回転し、このタイミングベルト１４２に結合された連結部材１４３が基準線Ｌ１に沿って移動する。これにより、ノズル駆動モータ１３９の回転駆動力をノズルアーム１５に入力することができ、ノズルアーム１５を基準線Ｌ１に沿って移動させることができる。

このノズルアーム１５の移動により、処理液ノズル４を、スピンチャック３に保持されたウエハＷの側方の退避位置（図１に示す状態。図２では実線で図示）と、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面上（図２に二点鎖線で図示）との間を移動させることができ、ウエハＷの表面上で、処理液ノズル４からの処理液の吐出位置を移動させることができる。このように、直線駆動機構３６が密閉チャンバ２外に配置されるので、密閉チャンバ２の小型化を図ることができる。

再び図１のみを参照して、スピンチャック３について説明する。スピンチャック３は、水平に延びるベース（露出部分）４０と、ベース４０上に固定されたスピンモータ４１と、このスピンモータ４１の回転駆動力が入力される鉛直方向に延びる回転軸４２と、回転軸４２の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース（基板保持回転手段）４３と、このスピンベース４３上に配置された複数個の挟持部材（基板保持回転手段）４４と、スピンモータ４１の側方を包囲するカバー部材（露出部分）４５とを備えている。スピンベース４３は、たとえば、ウエハＷよりも直径がやや大きな円盤状の部材である。カバー部材４５の下端は、ベース４０の外周に固定されている。カバー部材４５とベース４０とは密着しており、これらカバー部材４５とベース４０とによって構成されるケーシング内に、密閉チャンバ２外の雰囲気が流入しないようになっている。カバー部材４５の上端はスピンベース４３の近傍にまで及んでいる。カバー部材４５の上端部には、鍔状部材４６が取り付けられている。

具体的には、鍔状部材４６は、カバー部材４５から径方向外方へ略水平に張り出す水平部４７と、水平部４７の径方向途中部から鉛直下方に垂れ下がる内壁部４８と、水平部４７の外周縁から鉛直下方に垂れ下がる外壁部４９と一体的に備えている。内壁部４８および外壁部４９は、それぞれ、回転軸線Ｃを中心とする円筒状に形成されている。内壁部４８の下端と外壁部４９の下端とは略同じ高さに設定されている。

複数個の挟持部材４４は、スピンベース４３の上面周縁部においてウエハＷの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。複数個の挟持部材４４は、互いに協働して１枚のウエハＷを水平な姿勢で挟持（保持）することができる。複数個の挟持部材４４によってウエハＷが保持された状態で、スピンモータ４１の回転駆動力が回転軸４２に入力されることにより、保持されたウエハＷがその中心を通る鉛直な回転軸線まわりに回転される。

この実施形態では、スピンチャック３はチャンバ本体６の下部開口２００を閉塞している。スピンベース４３および挟持部材４４が密閉チャンバ２内に収容されており、カバー部材４５のほとんど全ての部分とベース４０とが密閉チャンバ２外に露出している。そして、鍔状部材４６の内壁部４８が、チャンバ本体６とスピンチャック３との間をシールする第２液体シール構造１３の一部を構成している。

なお、スピンチャック３としては、挟持式のものに限らず、たとえば、ウエハＷの裏面を真空吸着することにより、ウエハＷを水平な姿勢で保持し、さらにその状態で鉛直な回転軸線まわりに回転することにより、その保持したウエハＷを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
また、この実施形態では、スピンチャック３は昇降可能な構成とされている。基板処理装置１は、スピンチャック３を、処理位置（液処理位置。図１に示す位置）とスピンドライ位置（乾燥位置。図１２Ｅに示す位置）とチャンバ洗浄位置（図１２Ｆに示す位置）との間で昇降させるチャック昇降機構（第１移動手段、第２移動手段）１００を備えている。このチャック昇降機構１００は、たとえばボールねじ機構やモータなどによって構成されており、たとえばスピンチャック３のベース４０に結合されている。処理位置は、スピンチャック３に保持されたウエハＷに対して薬液処理またはリンス処理を施すための位置である。スピンドライ位置は、処理位置から上方に離反し、当該ウエハＷに対して乾燥処理を施すための位置であり、また、搬送ロボット（図示せず）との間でウエハＷを受け渡すための位置である。チャンバ洗浄位置は、密閉チャンバ２の内壁（すなわち、蓋部材７の基板対向面２３およびチャンバ本体６の隔壁９の内面）を洗浄するための位置である。

この実施形態では、第１液体シール構造８、第２液体シール構造１３および第３シール構造３７によって、密閉チャンバ２の内部空間と密閉チャンバ２外の空間とが確実に遮断されている。したがって、密閉チャンバ２外の雰囲気の密閉チャンバ２内への進入や、密閉チャンバ２内の雰囲気の密閉チャンバ２外への漏洩を防止することができる。
図３は、第１液体シール構造８およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。図１および図３を参照して、第１液体シール構造８およびその周辺の構成について説明する。

蓋部材７の周縁部には、蓋部材７の周縁から鉛直下方に垂れ下がる円筒状のシール環１０１と、シール環１０１よりも径方向内方で下方に突出する平面視円環状の突条１０２とが備えられている。突条１０２の断面形状は三角形状であり、突条１０２の下面１０３は、回転軸線Ｃから離れるに従って低くなる円錐状をなしている。
チャンバ本体６の隔壁９の上端部、すなわち傾斜部１１の上端部には、シール用液体としての純水を溜めることができる第１シール溝１０４が全周に渡って形成されている。第１シール溝１０４は回転軸線Ｃ（図１参照）を中心とする平面視円環状に形成されている。具体的には、傾斜部１１の上端部には、平面視円環状の平坦面からなる上端面１０５と、上端面１０５の内周縁から鉛直上方に立ち上がる円筒状の内壁部１０６と、上端面１０５の外周縁から鉛直上方に立ち上がる円筒状の外壁部１０７とが一体的に備えられている。この上端面１０５、内壁部１０６の外面および外壁部１０７の内面は、断面略Ｕ字状をなしており、上端面１０５、内壁部１０６の外面および外壁部１０７の内面によって第１シール溝１０４が形成されている。第１シール溝１０４上にシール環１０１が位置している。シール環１０１と第１シール溝１０４とによって、第１液体シール構造８が構成されている。第１液体シール構造８にはシール用液体としての純水が溜められている。

蓋部材７が閉位置にある状態では、シール環１０１の下端部は、第１シール溝１０４の底部との間に微小な隙間を保って第１シール溝１０４に収容される。第１シール溝１０４には純水（シール用液体）が溜められているので、蓋部材７が閉位置にある状態では、シール環１０１は第１シール溝１０４に入り込んで、純水に浸漬される。そのため、シール環１０１と第１シール溝１０４との間が純水によってシールされている。

蓋部材７の側方には、純水を吐出するためのシール用液体供給ノズル１０８が、その吐出口を第１シール溝１０４に向けて配置されている。シール用液体ノズル１０８からの純水の吐出は、基板処理装置１の起動状態において常時行われている。そのため、第１シール溝１０４には常時純水が溜められている。
内壁部１０６の上端面は、外壁部１０７の上端面よりも高い位置に設定されている。そのため、第１シール溝１０４から溢れた純水は、外壁部１０７の上端面上を通ってチャンバ本体６外に流れ、チャンバ本体６の外周を伝って流下する。そのため、第１シール溝１０４に溜められた後の純水が、チャンバ本体６内、すなわち密閉チャンバ２内に流入することはない。チャンバ本体６の外周を伝って流下する純水は、密閉チャンバ２外に設けられた廃液路（図示せず）を通して廃液される。

そして、蓋部材７が閉位置にある状態で蓋部材回転機構３２が駆動されると、蓋部材７が、回転軸線Ｃまわりに回転する。第１シール溝１０４と、回転状態にあるシール環１０１との間が純水によってシールされているので、蓋部材７の回転中においても、密閉チャンバ２の内部空間を、密閉チャンバ２外の雰囲気から遮断することができる。
蓋部材７が比較的大径（この実施形態ではウエハＷよりも大径）であり、そのため、シール環１０１および第１シール溝１０４の半径も比較的大径である。したがって、蓋部材７の高速回転時（たとえば乾燥処理時）にはシール環１０１の周速が大きくなり、第１シール溝１０４から多量の純水が飛散するおそれがある。しかしながら、第１シール溝１０４には純水が常時供給されているので、シール環１０１が純水に常に浸漬されている。これにより、蓋部材７とチャンバ本体６との間を長期に渡ってシールすることができる。

また、蓋部材７が閉位置（図１および図３に示す状態）にあるときは、突条１０２の下面１０３が傾斜部１１の第１円錐面１７と略同一平面状にある。後述するように、チャンバ洗浄時においては、蓋部材７の基板対向面２３に洗浄液としての純水が供給される。基板対向面２３に供給された純水は、蓋部材７の回転による遠心力を受けて、基板対向面２３を伝って蓋部材７の周縁部へと移動し、突条１０２の下面１０３へと達する。下面１０３と第１円錐面１７とが略同一平面状をなしているので、下面１０３に達した純水が第１円錐面１７へとスムーズに移動する。したがって、蓋部材７の基板対向面２３に供給された処理液を、チャンバ本体６の隔壁９の内面にスムーズに案内することができる。

図４は、図１に示す第２液体シール構造１３およびその周辺の構成を説明するための図解的な断面図である。図１および図４を参照して、第２液体シール構造１３およびその周辺の構成について説明する。
チャンバ本体６の底部１２には、その底部１２の底壁の内周縁から鉛直上方に立ち上がる内壁部１４６と、底部１２の底壁における径方向途中部から鉛直上方に立ち上がる外壁部１４７とが形成されている。内壁部１４６の外面と外壁部１４７の内面および底部１２の底面によって、シール用液体としての純水を溜めるための第２シール溝１４８が形成されている。第２シール溝１４８は回転軸線Ｃを中心とする円環状に形成されている。第２シール溝１４８は断面Ｕ字状をなしており、その上方には鍔状部材４６の内壁部４８が位置している。第２シール溝１４８には、シール用液体としての純水が溜められている。

また、外壁部１４７の外面、ならびに底部１２の外周面および底面によって排気液溝２０が形成されている。排気液溝２０は、ウエハＷの処理に用いられた処理液（薬液や不活性ガス溶存水）や洗浄液を廃液し、また、密閉チャンバ２の内部空間の雰囲気を排気するためのシール用液体としての純水を溜めるためのものである。排気液溝２０は、第２シール溝１４８を取り囲むように回転軸線Ｃ（図示せず）を中心とする円環状に形成されている。排気液溝２０は断面Ｕ字状をなしており、その底部には、排気液路１１０（図４では不図示。図１参照）の一端が接続されている。排気液路１１０の他端は、気液分離器（図示せず）を介して、廃液処理設備（図示せず）や排気処理設備（図示せず）へと接続されている。排気液溝２０の上方には、鍔状部材４６の外壁部４９が位置している。

スピンチャック３が処理位置（図１に示す位置）にある状態では、内壁部４８の下端部は、第２シール溝１４８の底部との間に微小な隙間を保って第２シール溝１４８に収容される。
スピンチャック３がスピンドライ位置（図１２Ｅに示す位置）に位置するときは、内壁部４８の下端部は第２シール溝１４８の一部と左右方向に重なっている。すなわち、この状態においても、内壁部４８の下端部が第２シール溝１４８に収容されている。

第２シール溝１４８には、純水配管２０１を介して純水が供給されるようになっている。第２シール溝１４８への純水の供給は、基板処理装置１の起動状態において常時行われている。そのため、第２シール溝１４８には常時、純水が満杯に溜められている。第２シール溝１４８から溢れた純水は、排気液溝２０に流入し、排気液溝２０から排気液路１１０を通って機外の廃液設備へと案内される。

図５は、図１に示す第３シール構造３７の構成を説明するための図解的な断面図である。図６は、図５の切断面線VI−VIから見た断面図である。図７は、図５の切断面線VII−VIIから見た断面図である。
第３シール構造３７は、通過孔１４を覆うように隔壁９の外側側面に固定的に取り付けられた気体シール部１１１と、気体シール部１１１に当該気体シール部１１１に対して隔壁９と反対側に固定的に取り付けられる液体シール部１２１とを備えている。

液体シール部１２１は、厚肉の矩形板状をなす液体シール本体１２２を有している。液体シール本体１２２の中央部には、ノズルアーム１５が挿通するための第１挿通孔１２３（図５参照）が形成されている。第１挿通孔１２３は液体シール本体１２２をその厚み方向に貫通している。第１挿通孔１２３の断面形状は、ノズルアーム１５の断面形状と整合する矩形形状をなしている。

気体シール部１１１は、厚肉の矩形板状をなす気体シール本体１１２を有している。気体シール本体１１２の中央部には、ノズルアーム１５が挿通するための第２挿通孔１１３（図５参照）が形成されている。第２挿通孔１１３は気体シール本体１１２をその厚み方向に貫通している。第２挿通孔１１３の断面形状は、ノズルアーム１５の断面形状と整合する矩形形状をなしている。

気体シール部１１１の第２挿通孔１１３および液体シール部１２１の第１挿通孔１２３は隔壁９の通過孔１４に連通している。気体シール本体１１２の一方面（図５における右面）は、チャンバ本体６の隔壁９の外面に密着状態で接合されている。液体シール本体１２２の一方面（図５における右面）は、気体シール本体１１２の他方面（図５における左面）に密着状態で接合されている。したがって、通過孔１４、第２挿通孔１１３および第１挿通孔１２３を連通する空間内の雰囲気が、隔壁９と気体シール部１１１との間、または気体シール部１１１と液体シール部１２１との間から漏出することはない。

ノズルアーム１５は、第１挿通孔１２３の内周面および第２挿通孔１１３の内周面に摺動可能に挿通されている。液体シール部１２１と、第１挿通孔１２３を挿通するノズルアーム１５の外表面との間には、後述するように、ノズルアーム１５の外表面上をその全周に渡って取り囲む四角環状の第１流通路１３０が形成されている。その第１流通路１３０が、シール用液体としての純水で液密にされている。また、気体シール部１１１と、第２挿通孔１１３を挿通するノズルアーム１５の外表面との間には、後述するように、ノズルアーム１５の外表面上をその全周に渡って取り囲む四角環状の第２流通路１２０が形成されている。

薬液処理中およびリンス処理中にウエハＷから飛散した処理液（薬液、または薬液を含むリンス液）がノズルアーム１５の外表面に付着するおそれがある。薬液がノズルアーム１５の外表面で乾燥して結晶化すると、その薬液の乾燥物がパーティクルとなって、スピンチャック３上で回転しているウエハＷを汚染するおそれもある。
しかしながら、四角環状の第１流通路１３０内が純水で液密にされているので、ノズルアーム１５の外表面に純水が接液し、この純水によって、ノズルアーム１５の外表面に付着した処理液（薬液またはリンス液）が洗い流される。すなわち、ノズルアーム１５の外表面を純水によって洗浄することができる。

また、四角環状の第２流通路１２０内を窒素ガスが流通するので、ノズルアーム１５の外表面に付着した純水（液体シール部１２１によって付着した純水）などが除去され、ノズルアーム１５の外表面が乾燥される。
さらに、気体シール部１１１が、液体シール部１２１よりも密閉チャンバ２の内部空間側に配置されている。したがって、密閉チャンバ２内に進出されるとき、ノズルアーム１５の外表面の各位置は、窒素ガスを供給された後に密閉チャンバ２に進入される。液体シール部１２１によってノズルアーム１５の外表面に付着した純水は、気体シール部１１１の窒素ガスによって除去される。これにより、純水の密閉チャンバ２の内部空間への引込みを確実に防止することができる。

次に、図５および図６を参照して液体シール部１２１について詳しく説明する。
第１挿通孔１２３（図５参照）の内周面には、厚み方向の中央位置に、その周方向全域に渡って四角環状の第１環状溝１２４が形成されている。第１環状溝１２４におけるノズルアーム１５の上面と対向する部分には、厚み方向および鉛直方向の双方に直交する方向（図５における紙面直交方向。図６および図７における左右方向。以下、単に「左右方向」という）の中央部と液体シール本体１２２の上端面とを接続する液体導入接続路１２５が開口している。液体導入接続路１２５は鉛直方向に沿って延びて液体シール本体１２２の上端面に開口し、その開口部分が、シール用液体としての純水を導入するための液体導入口１２６を形成している。液体導入口１２６には、純水供給源（図示せず）からの純水が供給されるようになっている。

第１環状溝１２４におけるノズルアーム１５の下面と対向する部分には、左右方向の中央部と液体シール本体１２２の下端面とを接続する液体導出接続路１２７が開口している。液体導出接続路１２７は鉛直方向に沿って延びて液体シール本体１２２の下端面に開口し、その開口部分が、純水を導出するための液体導出口１２８を形成している。液体導出口１２８には、当該液体導出口１２８に導出された純水を廃液設備へと案内する廃液路１２９（図５参照）が接続されている。

ノズルアーム１５が第１環状溝１２４を挿通した状態では、第１環状溝１２４とノズルアーム１５の外表面（上面、下面および両側面）との間に四角環状の第１流通路１３０が形成される。この第１流通路１３０は、液体導入口１２６および液体導出口１２８とそれぞれ連通している。
液体導入口１２６に供給されて、液体導入接続路１２５を流通する純水は、第１流通路１３０を、ノズルアーム１５の上面における左右方向の一方側部分（図６に示す上面の右側部分）、ノズルアーム１５の一方側側面（右側側面）およびノズルアーム１５の下面における左右方向の一方側部分（図６に示す下面の右側部分）に沿って移動しつつ液体導出接続路１２７を通って液体導出口１２８から排出される。

また、液体導入口１２６に供給された純水は、第１流通路１３０を、ノズルアーム１５の上面における左右方向の他方側部分（図６に示す上面の左側部分）、ノズルアーム１５の他方側側面（左側側面）およびノズルアーム１５の下面における左右方向の他方側部分（図６に示す下面の左側部分）に沿って移動しつつ液体導出接続路１２７を通って液体導出口１２８から排出される。これにより、液体シール本体１２２の内周面とノズルアーム１５の外表面との間が純水によってシールされる。

次に、図５および図７を参照して気体シール部１１１について詳しく説明する。
気体シール部１１１（図５参照）は、厚肉の矩形板状をなす気体シール本体１１２を有している。気体シール本体１１２の中央部には、ノズルアーム１５が挿通するための第２挿通孔１１３が形成されている。第２挿通孔１１３は気体シール本体１１２をその厚み方向に貫通している。第２挿通孔１１３の断面形状は、ノズルアーム１５の断面形状と整合する矩形形状をなしている。

第２挿通孔１１３の内周面には、厚み方向の中央位置に、その周方向全域に渡って四角環状の第２環状溝１１４が形成されている。第２環状溝１１４におけるノズルアーム１５の上面と対向する部分には、左右方向の中央部と気体シール本体１１２の上端面とを接続する気体導入接続路１１５が開口している。気体導入接続路１１５は鉛直方向に沿って延びて気体シール本体１１２の上端面に開口し、その開口部分が、シール用液体としての窒素ガスを導入するための気体導入口１１６を形成している。気体導入口１１６には、窒素ガス供給源（図示せず）からの窒素ガスが供給されるようになっている。

第２環状溝１１４におけるノズルアーム１５の下面と対向する部分には、左右方向の中央部と気体シール本体１１２の下端面とを接続する気体導出接続路１１７が開口している。気体導出接続路１１７は鉛直方向に沿って延びて気体シール本体１１２の下端面に開口し、その開口部分が、窒素ガスを導出するための気体導出口１１８を形成している。気体導出口１１８には、当該気体導出口１１８に導出された窒素ガスを排気処理設備へと案内する排気路１１９（図５参照）が接続されている。

ノズルアーム１５が第２環状溝１１４を挿通した状態では、第２環状溝１１４とノズルアーム１５の外表面（上面、下面および両側面）との間に四角環状の第２流通路１２０が形成される。この第２流通路１２０は、気体導入口１１６および気体導出口１１８とそれぞれ連通している。
気体導入口１１６に供給されて、気体導入接続路１１５を流通する窒素ガスは、第２流通路１２０を、ノズルアーム１５の上面における左右方向の一方側部分（図７に示す上面の右側部分）、ノズルアーム１５の一方側側面（右側側面）およびノズルアーム１５の下面における左右方向の一方側部分（図７に示す下面の右側部分）に沿って移動しつつ気体導出接続路１１７を通って気体導出口１１８から排出される。

また、気体導入口１１６に供給された窒素ガスは、第２流通路１２０を、ノズルアーム１５の上面における左右方向の他方側部分（図７に示す上面の左側部分）、ノズルアーム１５の他方側側面（左側側面）およびノズルアーム１５の下面における左右方向の他方側部分（図７に示す下面の左側部分）に沿って移動しつつ気体導出接続路１１７を通って気体導出口１１８から排出される。これにより、気体シール本体１１２の内周面とノズルアーム１５の外表面との間が窒素ガスによってシールされる。

図８は、処理モジュールＭ１（図１参照）に対して処理液を供給するための構成の模式図である。基板処理装置１は、純水中の酸素を脱気し、当該純水中に不活性ガスを添加して不活性ガス溶存水を生成する不活性ガス溶存水生成ユニット５０と、処理モジュールＭ１に対して処理液を供給するための処理液供給モジュールＭ２とをさらに備えている。
不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、純水供給源（図示せず）から供給された純水から不活性ガス溶存水を生成することができる。不活性ガス溶存水生成ユニット５０によって生成された不活性ガス溶存水は、処理液供給モジュールＭ２に供給される。不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、たとえば、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸分離膜を介して、純水からの酸素の脱気および純水への不活性ガスの添加を行うものである。このような構成の不活性ガス溶存水生成ユニット５０としては、たとえば、メンブラーナ社製の商品名「リキセル（商標）分離膜コンタクター」を用いることができる。不活性ガス溶存水生成ユニット５０の具体的な構成は、たとえば特開２００４−２２５７２号公報に示されている。

不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、供給された純水中の酸素濃度が、たとえば２０ｐｐｂ以下になるまで酸素を脱気する。また、不活性ガス溶存水生成ユニット５０は、純度の高い窒素ガス（窒素ガスの濃度が、たとえば９９．９９９％〜９９．９９９９９９９９９％のもの）を純水中に添加して、窒素濃度が、たとえば７ｐｐｍ〜２４ｐｐｍの不活性ガス溶存水を生成する。不活性ガス溶存水中の窒素濃度をこの範囲内の値にすることにより、不活性ガス溶存水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。

処理液供給モジュールＭ２は、この図８では、処理液供給管３８に処理液を供給するための構成のみを示しているが、処理液上ノズル２５などの他のノズルに処理液を吐出するための構成に処理液を供給することができる。処理液供給モジュールＭ２は、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合する配管内調合ユニット５１と、配管内調合ユニット５１に薬液原液を供給する薬液供給ユニット５３とを備えている。

「薬液原液」とは、不活性ガス溶存水との混合前の薬液を意味する。薬液原液の例としては、ふっ酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、ふっ酸とＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の混合液、フッ化アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）を例示できる。薬液原液としてふっ酸を用いた場合には、配管内調合ユニット５１において、ふっ酸と不活性ガス溶存水とが所定の割合で混合（調合）され、希ふっ酸（ＤＨＦ）が生成される。

配管内調合ユニット５１は、供給配管５４を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０に接続されている。配管内調合ユニット５１には、供給配管５４を介して不活性ガス溶存水生成ユニット５０から不活性ガス溶存水が供給される。また、配管内調合ユニット５１は、薬液供給配管５５を介して薬液供給ユニット５３に接続されている。配管内調合ユニット５１には、薬液供給配管５５を介して薬液供給ユニット５３から薬液原液が供給される。配管内調合ユニット５１は、薬液供給ユニット５３から供給された薬液原液と、不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水とを混合して処理液としての薬液を調合することができる。

配管内調合ユニット５１は、処理液供給管３８に接続されており、この処理液供給管３８を通して処理液ノズル４に処理液としての薬液を供給することができる。また、配管内調合ユニット５１および不活性ガス溶存水生成ユニット５０から供給された不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま処理液供給管３８を通して処理液ノズル４に供給することができる。これにより、処理液ノズル４に薬液および不活性ガス溶存水を選択的に供給することができる。

配管内調合ユニット５１は、薬液原液と不活性ガス溶存水とをその内部で混合することができる配管としての混合部５９と、供給配管５４に介装されたバルブ６０および流量調整バルブ６１と、薬液供給配管５５に介装された薬液バルブ６２および薬液流量調整バルブ６３とを備えている。供給配管５４および薬液供給配管５５は、それぞれ混合部５９に接続されている。

バルブ６０が開かれることにより、流量調整バルブ６１で調整された所定流量の不活性ガス溶存水を混合部５９に供給することができ、薬液バルブ６２を開くことにより、薬液流量調整バルブ６３で調整された所定流量の薬液原液を混合部５９に供給することができる。バルブ６０を開いた状態で、薬液バルブ６２が開かれることにより、混合部５９内を流通している不活性ガス溶存水に薬液原液を注入（インジェクション）して、薬液原液と不活性ガス溶存水とを混合させることができる。したがって、混合部５９に対する薬液原液の供給量と不活性ガス溶存水の供給量とを調整することにより、所定の割合に調合された薬液を生成することができる。また、薬液バルブ６２を閉じた状態でバルブ６０のみが開かれることにより、混合部５９に対して不活性ガス溶存水のみを供給することができる。これにより、不活性ガス溶存水に薬液原液を混合させることなく、当該不活性ガス溶存水をリンス液としてそのまま処理液供給管３８に供給することができる。

薬液供給ユニット５３は、薬液原液を貯留する薬液タンク７１と、薬液タンク７１から配管内調合ユニット５１に薬液原液を導く薬液供給配管５５とを備えている。薬液タンク７１は、密閉容器からなるものであり、薬液タンク７１の内部空間は、その外部空間から遮断されている。薬液供給配管５５の一端は、薬液タンク７１に接続されている。薬液供給配管５５には、薬液タンク７１側から順にポンプ７２、フィルタ７３、および脱気ユニット７４が介装されている。脱気ユニット７４は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０と同様の構成のものであり、不活性ガスの添加を行わないようになっている。

また、薬液タンク７１には、薬液供給管７５が接続されている。薬液タンク７１には、薬液供給管７５を介して薬液原液供給源（図示せず）からの薬液原液が供給される。薬液供給管７５には、薬液タンク７１への薬液原液の供給および供給停止を切り換えるための薬液バルブ７６が介装されている。薬液タンク７１には、たとえば、薬液タンク７１内の液量が所定量以下になった場合に未使用の薬液原液が供給されるようになっている。これにより、薬液タンク７１に未使用の薬液原液を補充することができる。

また、薬液タンク７１には、不活性ガス供給管７７が接続されている。薬液タンク７１には、不活性ガス供給管７７を介して不活性ガス供給源（図示せず）からの不活性ガスが供給される。不活性ガス供給管７７には、薬液タンク７１への不活性ガスの供給および供給停止を切り換えるための不活性ガスバルブ７８が介装されている。薬液タンク７１には、たとえば常時、不活性ガスが供給されるようになっている。

薬液タンク７１に不活性ガスを供給することにより、薬液タンク７１内から空気を追い出すことができる。したがって、薬液タンク７１内の空気に含まれる酸素が、薬液タンク７１内に貯留された薬液原液に溶け込んで、当該薬液原液中の溶存酸素量が増加することを抑制または防止することができる。また、不活性ガスによって薬液タンク７１内を加圧することにより、薬液タンク７１内に貯留された薬液原液を薬液供給配管５５に圧送することができる。

薬液タンク７１内の薬液原液は、不活性ガスによる圧力やポンプ７２による吸引力により薬液タンク７１から汲み出される。そして、汲み出された薬液原液は、ポンプ７２により昇圧され、フィルタ７３を通過して異物が除去される。さらに、フィルタ７３を通過した薬液原液は、脱気ユニット７４によって脱気され、溶存酸素量が低減される。その後、溶存酸素量が低減された薬液原液が配管内調合ユニット５１に供給される。

図９は、基板処理装置１に備えられた配管の図解図である。
処理液供給管３８などの処理液を流通させるための全ての配管は、図９に示す構造にされている。以下では、処理液供給管３８などの処理液を流通させるための全ての配管を総称して「配管７９」という。
配管７９は、処理液が流通する内配管８０と、この内配管８０を取り囲む外配管８１とを備えた２重配管構造を有している。内配管８０は、外配管８１の内部において、内配管８０と外配管８１との間に介在する支持部材（図示せず）によって支持されている。内配管８０は、外配管８１に対して非接触状態で支持されている。内配管８０と外配管８１との間には筒状の空間が形成されている。内配管８０および外配管８１は、たとえば、フッ素樹脂（より具体的には、耐薬液性および耐熱性に優れたＰＦＡ(perfluoro alkylvinyl ether tetrafluoro ethlene copolymer)製である。ＰＦＡは、酸素を透過させることができる。

また、外配管８１には、不活性ガスバルブ８２が介装された不活性ガス供給管８３と、排気バルブ８４が介装された排気配管８５とが接続されている。不活性ガスバルブ８２を開くことにより、不活性ガス供給管８３を介して不活性ガス供給源（図示せず。たとえば、窒素ガス）からの不活性ガスを外配管８１の内部に供給することができる。これにより、内配管８０と外配管８１との間に不活性ガスを充填することができる。また、排気バルブ８４が開かれることにより、内配管８０と外配管８１との間から気体を排気させることができる。

排気バルブ８４が開かれた状態で不活性ガスバルブ８２が開かれることにより、内配管８０と外配管８１との間から空気を追い出して、この間の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換することができる。これにより、内配管８０を不活性ガスにより包囲することができる。そして、内配管８０と外配管８１との間の雰囲気が不活性ガス雰囲気に置換された後、不活性ガスバルブ８２および排気バルブ８４を閉じることにより、内配管８０が不活性ガスによって包囲された状態を維持することができる。

内配管８０が不活性ガスにより包囲されることにより、内配管８０の内部に進入する酸素の量を低減することができる。これにより、内配管８０内を流通する処理液に酸素が溶け込んで、当該処理液中の酸素濃度が上昇することを抑制または防止することができる。
図１０は、基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御装置（チャンバ洗浄制御手段、乾燥制御手段）１３１を備えている。制御装置１３１は、スピンモータ４１、蓋部材昇降機構３３、蓋部材回転機構３２、チャック昇降機構１００、ノズル駆動モータ１３９などの動作を制御する。また、基板処理装置１に備えられた各バルブ２７，３０，３５，６０〜６３，７６，７８の開閉は、制御装置１３１によって制御される。

図１１は、基板処理装置１によって処理されるウエハＷの表面状態の一例を説明するための断面図である。
以下に説明するように、この基板処理装置１に搬入されるウエハＷは、たとえば、表面にポリマー残渣（ドライエッチングやアッシング後の残渣）が付着しており、金属パターンが露出したものである。金属パターンは、銅やタングステンその他の金属の単膜であってもよいし、複数の金属膜を積層した多層膜であってもよい。多層膜の一例としては、銅膜の表面に拡散防止のためのバリアメタル膜を形成した積層膜を挙げることができる。

図１１に示すように、ウエハＷの表面上には、層間絶縁膜８７が形成されている。層間絶縁膜８７には、下配線溝８８がその上面から掘り下げて形成されている。下配線溝８８には、銅配線８９が埋設されている。層間絶縁膜８７上には、エッチストッパ膜９０を介して、被加工膜の一例としての低誘電率絶縁膜９１が積層されている。低誘電率絶縁膜９１には、上配線溝９２がその上面から掘り下げて形成されている。さらに、低誘電率絶縁膜９１には、上配線溝９２の底面から銅配線８９の表面に達するヴィアホール９３が形成されている。上配線溝９２およびヴィアホール９３には、銅が一括して埋め込まれる。

上配線溝９２およびヴィアホール９３は、低誘電率絶縁膜９１上にハードマスクが形成された後、ドライエッチング処理が行われ、低誘電率絶縁膜９１におけるハードマスクから露出した部分が除去されることにより形成される。上配線溝９２およびヴィアホール９３の形成後、アッシング処理が行われ、低誘電率絶縁膜９１上から不要となったハードマスクが除去される。ドライエッチング時およびアッシング時には、低誘電率絶縁膜９１やハードマスクの成分を含む反応生成物が、ポリマー残渣となって、低誘電率絶縁膜９１の表面（上配線溝９２およびヴィアホール９３の内面を含む。）などに付着する。そのため、アッシング後には、ウエハＷの表面にポリマー除去液を供給して、低誘電率絶縁膜９１の表面からポリマー残渣を除去するための処理が行われる。以下では、ウエハＷの表面から基板処理装置１を用いてポリマー残渣を除去するための処理例について説明する。

図１２Ａ〜図１２Ｆは、基板処理装置１によるウエハＷの処理の一例を説明するための工程図である。以下では、図１、図８、図９および図１２Ａ〜図１２Ｆを参照して、基板処理装置１によるウエハＷの処理例について説明する。
ウエハＷの処理に先立って、図１２Ａに示すように、蓋部材７は、スピンチャック３のスピンベース４３から上方に離間した離間位置に配置されている。そのため、密閉チャンバ２の上部開口５が開放されている。また、スピンチャック３がスピンドライ位置（図１２Ｅに示す位置）まで上昇させられ、そのスピンドライ位置で待機させられている。処理液ノズル４は、スピンチャック３の側方の退避位置に退避させられている。バルブ２７，３０，３５，６０〜６３，７６，７８は、いずれも閉じられている。

アッシング後のウエハＷは、搬送ロボット（図示せず）によって基板処理装置１内に搬入されて、スピンドライ位置にあるスピンチャック３にその表面を上方に向けた状態で保持される。ウエハＷの保持後、制御装置１３１はチャック昇降機構１００を制御して、スピンチャック３を処理位置に向けて下降させる。また、制御装置１３１は蓋部材昇降機構３３を制御して、蓋部材７を閉位置（図１参照）まで下降させる。その後、チャンバ本体６の上部開口５が蓋部材７によって閉塞される（図１２Ｂ参照）。これにより、密閉チャンバ２の内部空間が外部から密閉され、密閉チャンバ２が実質的に密閉のチャンバとして機能するようになる。

次いで、図１２Ｂに示すように、密閉チャンバ２の内部空間の空気雰囲気を不活性ガス（窒素ガス）雰囲気に置換する不活性ガスパージ処理が行われる。具体的には、制御装置１３１は不活性ガスバルブ３０を開いて、窒素ガスを不活性ガス吐出口２９から密閉チャンバ２の内部空間内に供給する。このときにおける不活性ガス吐出口２９からの窒素ガスの吐出流量は、たとえば５０〜３００Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは１５０Ｌ／ｍｉｎである。不活性ガス吐出口２９から吐出された窒素ガスは、密閉チャンバ２の内部空間に広がり、密閉チャンバ２内の空気を排気液溝２０（図１および図４参照）の排気口を通して密閉チャンバ２外に押し出す。これにより、密閉チャンバ２内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換されていく。この密閉チャンバ２内への窒素ガスの供給は、乾燥処理の終了まで続行される。

この実施形態では、窒素ガスパージの期間中、ウエハＷは静止状態（非回転状態）とされている。しかしながら、制御装置１３１がスピンモータ４１を制御することによりウエハＷが回転されてもよい。
この不活性ガスパージ処理は、密閉チャンバ２の内部空間における酸素濃度が、所定の低濃度（たとえば１００ｐｐｍ以下）に達するまで継続される。密閉チャンバ２内の酸素濃度が所定の低濃度に達したか否かは、チャンバ本体６の隔壁９の内面に酸素濃度センサ（図示せず）を配置し密閉チャンバ２内の酸素濃度を検出することにより判定してもよいし、不活性ガス吐出口２９の窒素ガスの吐出時間が所定時間に達したことにより判定してもよい。そして、密閉チャンバ２内の酸素濃度が所定の低濃度に達すると、次いで、ウエハＷの表面からポリマー残渣を除去するための薬液処理（図１２Ｃ参照）がウエハＷに施される。

薬液処理の開始タイミングになると、制御装置１３１はスピンモータ４１を制御して、ウエハＷを所定の液処理速度（１０〜５００ｒｐｍ、好ましくは２５０ｒｐｍ）で回転させる。
また、制御装置１３１は配管内調合ユニット５１を制御し、薬液としての希ふっ酸を処理液ノズル４から吐出する。具体的には、制御装置１３１は、薬液バルブ６２およびバルブ６０を開く。薬液バルブ６２およびバルブ６０が開かれることにより、混合部５９には、薬液原液としてのふっ酸と不活性ガス溶存水とが供給される。これにより、混合部５９内を流通している不活性ガス溶存水にふっ酸が注入され、前述した所定比率で調合された希ふっ酸が生成される。また、制御装置１３１は、希ふっ酸の混合比および吐出流量をそれぞれ所期の混合比および吐出流量（供給流量）とするために、流量調整バルブ６１および薬液流量調整バルブ６３の開度をそれぞれ調整する。希ふっ酸は、薬液の一例であるとともに、ポリマー除去液の一例である。この実施形態では、混合部５９で生成される希ふっ酸は、たとえば、ふっ酸と純水とが１：１０〜１：１８００、好ましくは１：１０〜１：８００の混合比で混合（調合）されている。また、混合部５９で生成される希ふっ酸の吐出流量（供給流量）は０．５Ｌ／ｍｉｎ〜３Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは１Ｌ／ｍｉｎである。そして、混合部５９で生成された希ふっ酸は、処理液供給管３８に供給され、処理液ノズル４からウエハＷの表面に向けて吐出される。この処理液ノズル４から吐出される希ふっ酸は、脱気ユニット７４により酸素が脱気されたふっ酸が、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により酸素が脱気された純水によって希釈されたものである。したがって、酸素濃度が十分に低減されている。

また、図１２Ｃに示すように、薬液処理では、制御装置１３１はノズル駆動モータ１３９を制御して、ノズルアーム１５を所定の範囲で往復移動させる。これにより、処理液ノズル４からの希ふっ酸が導かれるウエハＷの表面上の供給位置は、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を、ウエハＷの回転方向と交差する直線状の軌跡を描きつつ往復移動する。また、ウエハＷの表面に供給された希ふっ酸は、ウエハＷの表面の全域に拡がる。これにより、ウエハＷの表面の全域に、希ふっ酸がむらなく供給される。処理液ノズル４からウエハＷの表面に希ふっ酸が供給されることにより、その希ふっ酸の化学的能力により、ウエハＷの表面に形成されたポリマー残渣を除去することができる。ウエハＷの表面に供給された希ふっ酸は、ウエハＷの周縁部からウエハＷの側方に向けて飛散する。このとき、ウエハＷの表面から飛散した処理液は、主としてチャンバ本体６の隔壁９の内面（とくに円筒面１８および廃液案内面１９）、ノズルアーム１５の外表面、および処理液ノズル４に付着する。

また、薬液処理が行われるとき、密閉チャンバ２の内部空間への窒素ガスの供給が行われている。そのため、密閉チャンバ２の内部空間は窒素ガス雰囲気に維持され、密閉チャンバ２の内部空間における酸素濃度の上昇が抑制または防止されている。そのため、処理液ノズル４から吐出された希ふっ酸に雰囲気中の酸素が溶け込むことを抑制し、これにより、希ふっ酸中の酸素濃度の上昇を抑制または防止することができる。したがって、ウエハＷの表面に対して、酸素濃度が十分に低減された希ふっ酸を供給することができる。これにより、ウエハＷ上において、希ふっ酸中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。その結果、希ふっ酸のように、ウエハＷに供給される薬液が酸化物に対するエッチング作用を有するものであったとしても、ウエハＷ上において不所望なエッチングが生じることを抑制または防止することができる。

薬液処理が所定時間（たとえば１０〜６０秒間、好ましくは３０秒間）に渡って行われると、次いで、ウエハＷの表面から薬液を洗い流すリンス処理（図１２Ｄ参照）がウエハＷに施される。
具体的には、制御装置１３１は配管内調合ユニット５１のバルブ６０を開いた状態に維持しつつ薬液バルブ６２を閉じる。薬液バルブ６２が閉じられて、バルブ６０が開いた状態にされることにより、混合部５９には不活性ガス溶存水のみが供給される。したがって、処理液供給管３８には不活性ガス溶存水が供給され、処理液ノズル４からは、リンス液としての不活性ガス溶存水が吐出される。

また、リンス処理においても、制御装置１３１はノズル駆動モータ１３９を制御して、ノズルアーム１５を所定の範囲で往復移動させる。これにより、処理液ノズル４からの不活性ガス溶存水が導かれるウエハＷの表面上の供給位置は、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を、ウエハＷの回転方向と交差する直線状の軌跡を描きつつ往復移動する。また、ウエハＷの表面に供給された不活性ガス溶存水は、ウエハＷの表面の全域に拡がり、ウエハＷの表面に付着している希ふっ酸が不活性ガス溶存水によって洗い流される。そして、希ふっ酸を含む不活性ガス溶存水は、ウエハＷの回転によって振り切られて、その周縁部から側方に飛散する。このとき、希ふっ酸を含む不活性ガス溶存水は、主としてチャンバ本体６の隔壁９の内面（とくに円筒面１８および廃液案内面１９）、ノズルアーム１５の外表面、および処理液ノズル４に付着する。

処理液ノズル４から吐出される不活性ガス溶存水は、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により酸素が脱気されており、溶存酸素量が十分に低減されている。さらに、不活性ガス溶存水生成ユニット５０により生成された不活性ガス溶存水は、窒素ガスの添加により、時間の経過とともに酸素濃度が上昇することが抑制または防止されている。加えて、密閉チャンバ２内の雰囲気中の酸素濃度は十分に低減されている。したがって、ウエハＷの表面に対して、酸素濃度が十分に低減された不活性ガス溶存水を供給することができ、ウエハＷ上において、不活性ガス溶存水中の溶存酸素に起因する酸化反応が生じることを抑制または防止することができる。したがって、ウエハＷ上に残留している希ふっ酸による酸化物のエッチングを抑制することができ、これによりウエハＷ上における不所望なエッチングの発生を抑制または防止することができる。

このリンス処理は、密閉チャンバ２の内部空間におけるフッ素イオンの残留量が、たとえば所定の低値（０．１５ｎｇ／ｃｍ^２以下）に達するまで継続される。密閉チャンバ２内のフッ素イオンの残留量が所定の低値に達したか否かは、チャンバ本体６の隔壁内面にフッ素イオンセンサ（図示せず）を配置し密閉チャンバ２内のフッ素イオンの残留量を検出することにより判定してもよいし、処理液ノズル４からの不活性ガス溶存水の吐出時間が所定時間に達したことにより判定してもよい。密閉チャンバ２内のフッ素イオンの残量が所定の低値に達すると、次いで、密閉チャンバ２内を洗浄するためのチャンバ洗浄処理が実行される。チャンバ洗浄処理については後述する。

チャンバ洗浄処理の終了後は、図１２Ｅに示すように、ウエハＷを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。
制御装置１３１は、チャック昇降機構１００を制御して、スピンチャック３を最上方のスピンドライ位置まで上昇させる。これにより、蓋部材７の基板対向面２３が、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に近接する。このスピンドライ位置ではスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面と、蓋部材７の基板対向面２３との間の間隔は、所定の狭間隔（たとえば０．１〜５．０ｍｍ。好ましくは２．５ｍｍ）である。そのため、ウエハＷの表面と基板対向面２３との間には微小空間が形成され、その側方の雰囲気から遮断される。

そして、スピンチャック３がスピンドライ位置まで上昇されると、制御装置１３１は、スピンモータ４１の回転速度を加速して、スピンチャック３に保持されたウエハＷを高回転速度（たとえば１０００〜２５００ｒｐｍ。好ましくは２５００ｒｐｍ）で回転させる。また、乾燥処理時には、制御装置１３１は蓋部材回転機構３２を制御して、蓋部材７をウエハＷの回転に同期して、ウエハＷの回転方向と同方向に回転させる。そのため、ウエハＷの表面と蓋部材７の基板対向面２３との間に安定気流が形成されるとともに、ウエハＷの表面と基板対向面２３との間の空間がその側方の雰囲気から遮断される。

さらに、不活性ガス吐出口２９からの窒素ガスの吐出が継続されている。したがって、ウエハＷの表面と基板対向面２３との間に、ウエハＷの中心部からウエハＷの周縁部に向かう窒素ガスの気流が形成され、ウエハＷの表面と基板対向面２３との間が窒素ガスで充満される。これにより、低酸素雰囲気下でウエハＷに乾燥処理を施すことができる。
この乾燥処理では、ウエハＷが高回転速度で回転されることにより、ウエハＷに付着しているリンス液（不活性ガス溶存水）は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの周囲に振り切られる。これにより、ウエハＷからリンス液が除去され、ウエハＷが乾燥される。

また、スピンチャック３のスピンドライ位置において、乾燥処理の直前に、ウエハＷの表面にＩＰＡ液を供給することもできる。図１に二点鎖線で示すように、処理液上ノズル２５にＩＰＡ液が供給されるようになっている場合、ウエハＷの表面の中心にＩＰＡ液を供給することができ、これにより不活性ガス溶存水（リンス液）とＩＰＡ液とを良好に置換することができ、ウエハＷの表面を良好に乾燥させることができる。

乾燥処理が所定の乾燥時間に渡って行われると、制御装置１３１はスピンモータ４１を制御して、ウエハＷの回転を停止させる。また、制御装置１３１は、蓋部材回転機構３２を駆動して蓋部材７の回転を停止させるとともに、蓋部材回転機構３２を駆動して、蓋部材７をスピンチャック３のスピンベース４３から上方に離間した開位置（図１２Ａ参照）まで上昇させる。これにより、密閉チャンバ２の上部開口５が開放される。また、制御装置１３１は不活性ガスバルブ３０を閉じて、不活性ガス吐出口２９からの窒素ガスの供給を停止する。

その後、開放された上部開口５を介してスピンドライ位置に位置するスピンチャック３から基板搬送ロボット（図示せず）にウエハＷが引き渡され、基板搬送ロボットによってウエハＷが密閉チャンバ２内から搬出される。
なお、リンス処理時において、処理液ノズル４からのリンス液を用いてリンス処理を行うのではなく、処理液上ノズル２５からのリンス液を用いてリンス処理が行われていてもよい。この場合、リンス処理時には、炭酸水バルブ２７が開かれて、処理液上ノズル２５の処理液上吐出口２６から、ウエハＷの上面に向けて炭酸水が吐出される。ウエハＷに供給された炭酸水は、ウエハＷの回転による遠心力を受けてウエハＷの表面全域に広がり、これによりウエハＷの表面に付着した薬液が洗い流される。

また、処理液ノズル４からのリンス液と処理液上ノズル２５からのリンス液との双方を用いてリンス処理が行われていてもよい。
次いで、密閉チャンバ２内を洗浄液（たとえば純水）で洗浄するチャンバ洗浄処理について説明する。このチャンバ洗浄処理は、基板処理装置１による処理の間に実施されてもよく、チャンバ洗浄処理時には、スピンチャック３にはウエハＷは保持されておらず、スピンチャック３はチャンバ洗浄位置に位置している。

制御装置１３１は、チャック昇降機構１００を制御して、スピンチャック３をチャンバ洗浄位置まで下降させる。また、制御装置１３１は、蓋部材昇降機構３３を制御して蓋部材７を閉位置まで下降させるとともに、蓋部材回転機構３２を制御して蓋部材を所定の回転速度で回転させる。また、制御装置１３１は洗浄液バルブ３５を開いて、洗浄液ノズル３４から蓋部材７の基板対向面２３に洗浄液が供給される。この実施形態では、洗浄液として純水が用いられる（図１２Ｆ参照）。

蓋部材７の基板対向面２３に供給された純水は、蓋部材７の回転による遠心力を受けて、蓋部材７の基板対向面２３を伝って回転半径方向の外方へと移動する。これにより、蓋部材７の基板対向面２３の略全域に純水をむらなく行き渡らせることができ、蓋部材７の基板対向面２３に付着している薬液および薬液を含むリンス液を、純水で洗い流すことができる。

また、蓋部材７の基板対向面２３を伝って回転半径方向外方側へ移動する純水は、下面１０３（図３参照）と第１円錐面１７（図１参照）とを介してチャンバ本体６の隔壁９の内面に案内され、チャンバ本体６の隔壁９の内面を伝って流下する。このとき、隔壁９の内面に付着している処理液（薬液や薬液を含むリンス液）が、洗浄液によって洗い流される。こうして処理液を洗い流した純水は、排気液溝２０に流入し、この排気液溝２０および排気液路１１０を通して廃液処理設備に案内される。

また、処理位置とは異なるチャンバ洗浄位置でチャンバ洗浄処理が実行される。処理位置でチャンバ洗浄位置が実行されると、薬液処理時やリンス処理時にウエハＷの周縁から飛散し、チャンバ本体６の隔壁９の内面に付着した処理液（薬液や薬液を含むリンス液）がスピンチャック３にふりかかり、そのスピンチャック３を汚染するおそれがある。しかしながら、液処理位置とは異なるチャンバ洗浄位置では、隔壁９の内面に付着した処理液がスピンチャック３にふりかかることがない。そのため、スピンチャック３を汚染することなく密閉チャンバ２内を洗浄することができる。

なお、チャンバ洗浄処理を、ウエハＷに対する一連の洗浄処理中に行うこともできる。この場合、リンス処理後乾燥処理前に行われることが望ましい。このとき、スピンチャック３にはウエハＷが保持されており、チャンバ洗浄処理によってウエハＷに洗浄液がかかることが考えられる。この場合、ウエハＷに洗浄液を介して酸素が供給されないように、洗浄液として不活性ガス溶存水が用いられることが望ましい。また、チャンバ洗浄処理を一連の洗浄処理中に行う場合は、チャンバ洗浄処理中には、不活性ガス吐出口２９から窒素ガスの供給が行われていることが望ましい。これにより、チャンバ洗浄処理中においても、密閉チャンバ２内を低酸素濃度状態に維持することができる。

また、一連の処理（ウエハＷに対する洗浄処理）において、薬液処理における密閉チャンバ２における窒素ガスの供給流量は、窒素ガスパージ時と同流量であってもよいし、窒素ガスパージ時よりも大流量にされていてもよい。また、リンス処理における密閉チャンバ２における窒素ガスの供給流量は、窒素ガスパージ時と同流量であってもよいし、窒素ガスパージ時よりも大流量にされていてもよい。さらに、乾燥処理時における密閉チャンバ２における窒素ガスの供給流量は、窒素ガスパージ時と同流量であってもよいし、窒素ガスパージ時よりも大流量にされていてもよい。

以上により、この実施形態によれば、密閉チャンバ２の内部空間は密閉されている。また、その内部空間の容積は小さくされている。そのため、密閉チャンバ２の内部空間の雰囲気制御を良好に行うことができる。したがって、内部空間の雰囲気を充分な低酸素雰囲気に制御することができ、これにより、酸素濃度が十分に低減された雰囲気下で、ウエハＷに処理液による処理を施すことができる。

また、蓋部材７とチャンバ本体６との間は第１液体シール構造８によってシールされている。そのため、蓋部材７の回転状態においても、密閉チャンバ２の内部空間を密閉状態に保つことができる。また、液体シール構造が採用されているので、接触式シールを用いる場合と比較して発塵やシール性の低下などがほとんど生じない。これにより、蓋部材７とチャンバ本体６との間のシールを、長期に渡って良好に保つことができる。

以下では、基板処理装置１によりウエハＷを処理することにより得られた測定結果等について説明する。
図１３は、不活性ガス溶存水中の酸素濃度と銅のエッチング量との関係を示す図である。この図１３は、ウエハＷの表面に対して希ふっ酸による薬液処理（ポリマー除去処理）を行ったときの銅のエッチング量（膜減り）の測定結果である。希ふっ酸は、ふっ酸と純水との比率が１：１００に調合されたものを用いた。また、希ふっ酸に含まれるふっ酸は、酸素が脱気されていないものを用いた。この測定で用いられた希ふっ酸は、純水の割合に対してふっ酸の割合が非常に小さいので、希ふっ酸中の酸素濃度は、当該希ふっ酸を調合するのに用いた不活性ガス溶存水中の酸素濃度と略等しいとみなすことができる。薬液処理時間は、６０ｓｅｃである。

この図１３において、一番左の測定値（一番左の●の値）は、酸素濃度が１２ｐｐｂの不活性ガス溶存水によって希ふっ酸を調合し、この希ふっ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。また、左から２番目の測定値（左から２番目の●の値）は、酸素濃度が２０ｐｐｂの不活性ガス溶存水によって希ふっ酸を調合し、この希ふっ酸を用いて薬液処理を行ったときの銅のエッチング量である。図１３に示す測定結果から、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の不活性ガス溶存水によって調合した希ふっ酸を用いて薬液処理を行えば銅のエッチングを確実に抑制または防止できることが理解される。すなわち、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の不活性ガス溶存水によって調合した希ふっ酸であれば銅酸化物の生成を確実に抑制または防止できることが理解される。

図１４は、ウエハＷの上方の酸素濃度とウエハＷの表面に供給された純水中の酸素濃度との関係を示す図である。
この図１４は、スピンチャック３を処理位置に位置させた状態で、処理液ノズル４からスピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に向けて不活性ガス溶存水を吐出させ、ウエハＷの表面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度を測定した結果である。処理液ノズル４からは、酸素濃度が１０ｐｐｂに調整された不活性ガス溶存水を吐出させた。

この図１４において、一番左の測定値（一番左の■の値）は、ウエハＷの上方の酸素濃度が０．００１％（１０ｐｐｍ）のときにウエハＷの表面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は１２ｐｐｂとなっていた。また、左から２番目の測定値（左から２番目の■の値）は、ウエハＷの上方の酸素濃度が０．０１％（１００ｐｐｍ）のときにウエハＷの表面に供給された不活性ガス溶存水の酸素濃度の値であり、このときの不活性ガス溶存水中の酸素濃度は２０ｐｐｂとなっていた。

図１４に示す測定結果から、酸素濃度が１０ｐｐｂに調整された純水をウエハＷの表面に向けて吐出させたときに、ウエハＷの上方の酸素濃度が１００ｐｐｍ以下であれば、ウエハＷの表面に供給される純水の酸素濃度を２０ｐｐｂ以下に維持できることが分かる。したがって、図１３に示す測定結果を考慮すると、ウエハＷの上方の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とし、酸素濃度が１０ｐｐｂ以下の希ふっ酸をウエハＷの表面に向けて吐出させれば、酸素濃度が２０ｐｐｂ以下の希ふっ酸をウエハＷの表面に供給して、希ふっ酸中の溶存酸素により銅が酸化されることを確実に抑制または防止することができる。

図１５は、純水中の酸素濃度と純水中の窒素濃度との関係を示す図である。この図１５において、一点鎖線で示された値は、純水から酸素を脱気した直後の酸素濃度の測定値であり、実線で示された値は、一点鎖線で示された値まで酸素が脱気された純水を、１０ｓｅｃ以上大気に開放した後の酸素濃度の測定値である。また、純水に対して窒素ガスを添加していないときの、純水中の窒素濃度は、３ｐｐｍであった。

図１５に示す測定結果から、純水中の窒素濃度が７ｐｐｍ未満であると、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇してしまう。したがって、純水に窒素ガスを添加して、純水中の窒素濃度を７ｐｐｍ以上にすることにより、純水中の酸素濃度が時間の経過とともに上昇することを抑制または防止することができる。これにより、酸素が脱気された純水中の酸素濃度を低い状態に維持することができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、ウエハＷの搬出入の際に、スピンチャック３をスピンドライ位置ではなく、ウエハＷをスピンドライ位置から上方に離間した（スピンチャック３が蓋部材７に接近した）搬出入位置で、スピンチャック３に保持されていてもよい。

また、スピンチャック３を昇降させる構成ではなく、密閉チャンバ２を昇降させる構成とすることもできる。また、スピンチャック３および密閉チャンバ２の双方を昇降させる構成とすることもできる。これらの場合、密閉チャンバ２を昇降させるための昇降機構はたとえば本体チャンバ６に結合される。そして、密閉チャンバ２を昇降させる際には、密閉チャンバ２（すなわち、チャンバ本体６およびと蓋部材７）の昇降に併せて、ノズルアーム１５やノズル駆動モータ１３９などの駆動機構を昇降させる必要がある。

また、ノズルアーム１５の断面形状が矩形形状ではなく、円形形状であってもよい。
また、密閉チャンバ２の形状などの工夫により、ノズルアーム１５を駆動するための直線駆動機構３６を密閉チャンバ２内に収容しても、密閉チャンバ２内の容積を小さくできる場合は、直線駆動機構３６を密閉チャンバ２内に収容してもよい。
さらには、移動ノズルである処理液ノズル４に代えて、スピンチャック３の上方でその吐出口をウエハＷの表面（たとえば中央部）に向けて固定的に配置された処理液ノズルを用いることもできる。この場合、直線駆動機構３６の構成は不要である。

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

１基板処理装置
２密閉チャンバ
３スピンチャック（基板保持回転手段）
４処理液ノズル（処理液供給手段）
５上部開口（開口）
６チャンバ本体
７蓋部材
８第１液体シール構造
１３第２液体シール構造
２３基板対向面
２８不活性ガス流通路（不活性ガス供給手段）
２９不活性ガス吐出口（不活性ガス供給手段）
３０不活性ガスバルブ（不活性ガス供給手段）
３２蓋部材回転機構（蓋部材回転手段）
３４洗浄液ノズル（洗浄液吐出手段）
４０ベース（露出部分）
４３スピンベース（基板保持回転手段）
４４挟持部材（基板保持回転手段）
４５カバー（露出部分）
１００チャック昇降機構（第１移動手段、第２移動手段）
１０１シール環
１０４シール溝
１３１制御装置（チャンバ洗浄制御手段、乾燥制御手段）
Ｗウエハ（基板）

Claims

開口を有するチャンバ本体、前記チャンバ本体に対して回転可能に設けられて前記開口を閉塞する蓋部材、および前記蓋部材と前記チャンバ本体との間を液体でシールする第１液体シール構造を有し、内部空間が外部から密閉された密閉チャンバと、
前記蓋部材を回転させるための蓋部材回転手段と、
前記密閉チャンバの内部空間で基板を保持しつつ回転させる基板保持回転手段と、
前記基板保持回転手段により回転される基板に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバの少なくとも一方を移動させて、前記基板保持回転手段に保持された基板と前記蓋部材とを、接近／離反させる第１移動手段とを含み、
前記第１移動手段が、前記処理液供給手段から供給される処理液による液処理が基板に施される液処理位置と、前記液処理位置よりも基板が前記蓋部材に接近し、基板に乾燥処理を施すための乾燥位置との間で、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバの少なくとも一方を移動させるように構成されており、
前記蓋部材は、前記基板保持回転手段により保持された基板の主面全域に対向する基板対向面を有しており、
前記第１移動手段を制御して、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバを前記乾燥位置に移動させるとともに、前記基板保持回転手段および前記蓋部材回転手段を制御して、前記基板保持回転手段により保持された基板および前記蓋部材を、それぞれ所定の乾燥回転速度で同方向に回転させる乾燥制御手段をさらに含む、基板処理装置。
前記第１移動手段が、さらに、前記処理液供給手段から供給される処理液による液処理が基板に施される液処理位置と、前記液処理位置よりも前記基板保持回転手段が前記蓋部材に接近し、前記密閉チャンバ内を洗浄するためのチャンバ洗浄位置との間で、前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバの少なくとも一方を移動させるように構成されている、請求項１記載の基板処理装置。
前記蓋部材に向けて洗浄液を吐出するための洗浄液吐出手段をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
前記蓋部材回転手段を制御して、前記蓋部材を所定の蓋洗浄回転速度で回転させるとともに、前記洗浄液吐出手段を制御して、前記洗浄液吐出手段から洗浄液を吐出させるチャンバ洗浄制御手段をさらに含む、請求項３に記載の基板処理装置。
前記基板保持回転手段は、前記密閉チャンバ外に露出する露出部分を有しており、
前記基板保持回転手段および前記密閉チャンバを、相対的に移動させる第２移動手段と、
前記基板保持回転手段と前記チャンバ本体との間を液体でシールする第２液体シール構造とをさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記第１液体シール構造は、前記チャンバ本体に前記開口の全周に渡って形成され、シール用液体を溜めることができるシール溝を有し、
前記蓋部材は、前記シール溝に入り込んで前記シール用液体に浸漬されるシール環を有しており、
前記シール溝に前記シール用液体を供給する液体供給手段をさらに含み、
前記基板処理装置の起動状態において、前記シール溝に、前記液体供給手段からの前記シール用液体が常時供給される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記密閉チャンバ内に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
開口を有するチャンバ本体、前記チャンバ本体に対して回転可能に設けられて前記開口を閉塞する蓋部材、および前記蓋部材と前記チャンバ本体との間を液体でシールする第１液体シール構造を有し、内部空間が外部から密閉された密閉チャンバを準備する工程と、
前記密閉チャンバの内部空間に基板を配置し、この内部空間で基板を回転させる基板回転工程と、
前記基板回転工程と並行して、前記チャンバの内部空間において、基板に処理液を供給する処理液供給工程と、
基板と前記蓋部材とを、前記処理液供給工程時よりも基板が前記蓋部材に接近する乾燥位置に配置する乾燥位置配置工程と、
前記乾燥位置において、前記蓋部材および基板をそれぞれ所定の乾燥回転速度で回転させる乾燥工程とを含む、基板処理方法。
基板と前記蓋部材とを、前記処理液供給工程時よりも基板が前記蓋部材に接近し、かつ前記乾燥位置よりも基板が前記蓋部材から離反する蓋洗浄位置に配置する蓋洗浄位置配置工程と、
その蓋洗浄位置において、前記蓋部材を所定の蓋洗浄回転速度で回転させるとともに、洗浄液吐出手段から前記蓋部材に向けて洗浄液を吐出させる蓋部材洗浄工程とをさらに含む、請求項８記載の基板処理方法。