基板処理装置および基板処理方法
【課題】液滴が衝突する基板の各位置での膜厚のばらつきを低減し、基板の処理品質を向上させること。
【解決手段】複数の噴射口２８からそれぞれ基板の上面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴が噴射される。これと並行して、複数の吐出口３５からそれぞれ基板の上面内の複数の着液位置に向けて保護液が吐出される。複数の吐出口３５から吐出された保護液は、複数の液膜を形成する。複数の液膜は、それぞれ異なる噴射位置を覆う。処理液の液滴は、保護液の液膜に覆われている噴射位置に向けて噴射される。
【解決手段】複数の噴射口２８からそれぞれ基板の上面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴が噴射される。これと並行して、複数の吐出口３５からそれぞれ基板の上面内の複数の着液位置に向けて保護液が吐出される。複数の吐出口３５から吐出された保護液は、複数の液膜を形成する。複数の液膜は、それぞれ異なる噴射位置を覆う。処理液の液滴は、保護液の液膜に覆われている噴射位置に向けて噴射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。特許文献１に記載の基板処理装置は、基板を水平に保持するスピンチャックと、複数の吐出孔から基板の上面に向けて処理液の液滴を噴射するヘッドと、基板の上面にカバーリンス液を供給するカバーリンスノズルとを備えている。
【０００３】
ヘッドは、基板の上面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する。同様に、カバーリンス液ノズルは、基板の上面内の着液位置に向けてカバーリンス液を吐出する。カバーリンス液ノズルから吐出されたカバーリンス液は、着液位置から複数の噴射位置に向かって基板上を広がる。これにより、基板上にカバーリンス液の液膜が形成され、複数の噴射位置がカバーリンス液の液膜によって覆われる。処理液の液滴は、カバーリンス液の液膜に覆われている基板の上面に向けて噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上に形成されたカバーリンス液の液膜の厚みは、着液位置から遠ざかるほど減少する。特許文献１に記載の基板処理装置では、各噴射位置と着液位置との距離が一定でないため、各噴射位置での膜厚にばらつきが生じる。さらに、基板上でのカバーリンス液の流れ方向に関して下流側の噴射位置に向かうカバーリンス液は、上流側の噴射位置に吹き付けられる液滴によってその進行が妨げられるから、カバーリンス液の供給流量が、上流側の噴射位置と下流側の噴射位置とで異なり、一層大きな膜厚のばらつきが生じる。そのため、特許文献１に記載の基板処理装置では、各噴射位置での膜厚を一定の大きさにコントロールすることが困難である。
【０００６】
噴射位置を覆う液膜が薄いと、液滴の衝突によって基板に大きな衝撃が加わるので、基板に形成されているパターンにダメージが発生する場合がある。ダメージの発生を防止するために、カバーリンスノズルからのカバーリンス液の吐出流量を増加させて、各噴射位置での膜厚を増加させることが考えられる。しかしながら、噴射位置を覆う液膜が厚いと、基板に付着しているパーティクルに加わる衝撃が小さくなるので、パーティクルの除去率が低下してしまう場合がある。したがって、噴射位置を覆う液膜の厚みには、最適な値が存在する。
【０００７】
前述のように、特許文献１に記載の基板処理装置では、各噴射位置での膜厚を一定の大きさにコントロールすることが困難であるから、全ての噴射位置において最適な厚みの液膜を形成することが困難である。そのため、各噴射位置において最適な処理を行うことが困難である。
そこで、この発明の目的は、液滴が衝突する基板の各位置での膜厚のばらつきを低減でき、基板の処理品質を向上させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（２）と、複数の噴射口（２８）からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の噴射位置（Ｐ１）に向けて処理液の液滴を噴射する噴射手段（５、２０５、３０５）と、複数の吐出口（３５）からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の着液位置（Ｐ２）に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成手段（５、２０５、３０５）とを含む、基板処理装置（１）である。基板の主面は、デバイス形成面である表面であってもよいし、表面とは反対の裏面であってもよい。
【０００９】
この構成によれば、複数の噴射口からそれぞれ基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の噴射位置に向けて複数の処理液の液滴が噴射される。これと並行して、複数の吐出口からそれぞれ基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液が吐出される。したがって、処理液の液滴は、保護液によって保護されている基板の主面に向けて噴射される。複数の吐出口からそれぞれ複数の着液位置に向けて保護液が吐出されるから、基板の主面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。複数の液膜は、それぞれ異なる噴射位置を覆う。したがって、１つの液膜によって全ての噴射位置を覆う場合よりも、各噴射位置での処理液の供給状態を均一化できる。そのため、各噴射位置での膜厚のばらつきを低減できる。これにより、各噴射位置での液膜の厚みを最適な値に近づけることができ、基板の処理品質を向上させることができる。
【００１０】
前記液膜形成手段は、前記複数の液膜が前記基板保持手段に保持されている基板上で重ならないように、すなわち、前記複数の液膜が基板上で間隔を空けて配置されるように前記複数の液膜を形成してもよい。また、前記液膜形成手段は、前記複数の液膜が前記基板保持手段に保持されている基板上で部分的に重なるように前記複数の液膜を形成してもよい。この場合、前記液膜形成手段は、他の液膜と干渉していない液膜の非干渉部によって前記噴射位置が覆われるように前記複数の液膜を形成することが好ましい。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記噴射手段は、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給手段（１２）と、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与手段（１５）とを含む、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液供給手段から複数の噴射口に供給される処理液が、振動付与手段からの振動によって分断されることにより、各噴射口から処理液の液滴が噴射される。振動付与手段からの振動によって液滴が形成されるので、液体と気体との衝突によって液滴を形成する二流体ノズルよりも、液滴の大きさ（粒径）および速度のばらつきを低減できる。すなわち、各噴射位置での膜厚のばらつきを低減できることに加えて、液滴の運動エネルギのばらつきを低減できる。したがって、液滴の衝突によって基板に加わる衝撃を各噴射位置で安定させて、基板の処理品質を向上させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記複数の噴射口および複数の吐出口が形成されたノズル（５、２０５、３０５）をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、噴射口および吐出口が共通の部材（ノズル）に形成されている。すなわち、ノズルが、噴射手段と液膜形成手段に共有されている。したがって、噴射口および吐出口がそれぞれ異なる部材に形成されている場合よりも部品点数を減少させることができる。さらに、噴射口および吐出口の位置関係（ある基準点に対する噴射口および吐出口の位置）の変化を防止できるので、保護液の液膜が形成される位置が噴射位置に対して移動することを防止できる。そのため、保護液の液膜によって噴射位置を確実に覆うことができる。さらに、噴射口および吐出口の位置関係の変化を防止できるので、両者の位置関係を調整するメンテナンス作業が不要である。
【００１３】
基板保持手段に保持されている基板に垂直な方向から見たときノズルの大きさは、前記基板と等しくてもよいし、前記基板より大きくてもよいし、前記基板より小さくてもよい。また、噴射口および吐出口は、同じ高さに配置されていてもよいし、異なる高さに配置されていてもよい。また、噴射口および吐出口は、共通の平面で開口していてもよい。この場合、前記平面は、基板保持手段に保持されている基板の主面に対向するノズルの対向面（２２ａ）であってもよい。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に沿って前記ノズルを移動させるノズル移動手段（１８）をさらに含む、請求項３に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、ノズル移動手段によってノズルを移動させることにより、複数の噴射位置を基板の主面内で移動させることができる。これにより、基板の主面を複数の噴射位置によって走査（スキャン）できる。したがって、基板の主面全域に処理液の液滴を衝突させて、基板の主面をむらなく洗浄できる。さらに、噴射口および吐出口が共通の部材（ノズル）に形成されているので、ノズル移動手段がノズルを移動させたとしても、噴射口および吐出口の位置関係が変化しない。そのため、噴射位置を保護液の液膜によって確実に保護しながら、処理液の液滴を噴射位置に向けて噴射させることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線（Ａ１）まわりの基板回転方向（Ｄｒ）に前記基板を回転させる基板回転手段（２）をさらに含み、前記着液位置は、前記噴射位置より前記回転軸線側で、かつ前記基板回転方向に関して前記噴射位置より上流側に設定されている、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。
【００１６】
この構成によれば、基板回転手段が、基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に基板を回転させる。回転状態の基板上の液体は、回転軸線から離れる方向に移動しながら、基板回転方向の下流側に移動する。着液位置は、噴射位置より回転軸線側で、かつ基板回転方向に関して噴射位置より上流側に設定されている。したがって、回転状態の基板に供給された保護液は、着液位置から噴射位置に向かって広がっていく。そのため、保護液が噴射位置に確実に供給され、噴射位置が保護液の液膜によって確実に覆われる。これにより、噴射位置を保護液の液膜によって確実に保護しながら、処理液の液滴を噴射位置に向けて噴射させることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力（Ｆ３）の方向に延びる延長線（Ｌ）上に設定されている、請求項５に記載の基板処理装置である。
回転状態の基板上の液体には、外方（回転軸線から離れる方向）への遠心力と、液体の移動方向に直交する方向へのコリオリの力とが作用する。回転状態の基板上の液体は、主として、この２つの力の合力の方向に移動する。噴射位置は、合力の方向に延びる延長線上に設定されている。したがって、着液位置に供給された保護液は、主として噴射位置に向かって流れ、噴射位置に効率的に供給される。そのため、保護液の吐出流量を低減しながら、所定の厚みの液膜を形成できる。これにより、保護液の消費量を低減できる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記複数の着液位置は、それぞれ、前記複数の噴射位置に対応しており、前記液膜形成手段は、前記複数の吐出口からそれぞれ前記複数の着液位置に向けて保護液を吐出させることにより、前記複数の噴射位置をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜を形成する、請求項１〜６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、複数の噴射口にそれぞれ対応する複数の吐出口が設けられており、複数の着液位置が、それぞれ、複数の噴射位置に対応している。複数の吐出口から保護液が吐出されると、複数の噴射位置をそれぞれ覆う複数の液膜が形成される。複数の液膜は、それぞれ、複数の吐出口から吐出された保護液によって形成されている。すなわち、１つの噴射位置に対して１つの液膜が形成され、この液膜によって噴射位置が覆われる。そのため、１つの液膜によって複数の噴射位置を覆う場合よりも、噴射位置での膜厚を精度よくコントロールできる。これにより、各噴射位置での膜厚のばらつきを一層低減できる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記共通の着液位置に中心を有する円弧（ａｒｃ）に沿って設定されている、請求項１〜６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、１つの着液位置が、複数の噴射位置に対応しており、複数の噴射位置が、共通の着液位置に供給された保護液によって覆われる。保護液の液膜の厚みは、着液位置から離れるに従って減少する。言い換えると、着液位置からの距離が一定であれば、その位置での膜厚は概ね一定である。共通の着液位置に対応する複数の噴射位置は、共通の着液位置に中心を有する円弧に沿って設定されている。したがって、これらの噴射位置での膜厚のばらつきを一層低減できる。
【００２０】
請求項９記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に前記基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力の方向に延びる延長線に沿い、前記合力の方向から見たときに重なり合わないように設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２１】
この構成によれば、１つの着液位置が、複数の噴射位置に対応しており、複数の噴射位置が、共通の着液位置に供給された保護液によって覆われる。共通の着液位置に対応する複数の噴射位置は、基板回転手段による基板の回転に伴って着液位置上の保護液に作用する合力（遠心力とコリオリの力との合力）に延びる延長線に沿うように設定されている。したがって、共通の着液位置に対応する複数の噴射位置に保護液が効率的に供給される。さらに、共通の着液位置に対応する複数の噴射位置は、合力の方向から見たときに重なり合わないように設定されている。したがって、合力の方向に関して下流側の噴射位置に供給されるべき保護液が、上流側の噴射位置に向けて噴射された処理液の液滴によって遮られることを抑制または防止できる。これにより、各噴射位置に保護液を確実に供給できる。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、複数の噴射口からそれぞれ基板の主面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する噴射ステップと、前記噴射ステップと並行して、複数の吐出口からそれぞれ前記基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成ステップとを含む、基板処理方法である。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、前記噴射ステップは、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給ステップと、前記処理液供給ステップと並行して、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与ステップとを含む、請求項１０に記載の基板処理方法である。この構成によれば、請求項２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２４】
なお、この項において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るノズルおよびこれに関連する構成の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るノズルの模式的な側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るノズルの模式的な平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るノズルの流路について説明するための模式図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿うノズルの模式的な断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る噴射口および吐出口の位置関係について説明するための平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理例について説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る噴射口および吐出口の位置関係について説明するための平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る噴射口および吐出口の位置関係について説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、本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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す模式図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る噴射ノズル５およびこれに関連する構成の平面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。図１に示すように、基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段、基板回転手段）と、スピンチャック２を取り囲む筒状のカップ３と、基板Ｗにリンス液を供給するリンス液ノズル４と、基板Ｗに処理液の液滴を衝突させる噴射ノズル５（噴射手段、液膜形成手段）と、スピンチャック２などの基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置６とを備えている。
【００２７】
図１に示すように、スピンチャック２は、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心Ｃ１を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転可能なスピンベース７と、このスピンベース７を回転軸線Ａ１まわりの基板回転方向Ｄｒに回転させるスピンモータ８とを含む。スピンチャック２は、基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）を吸着することにより当該基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。図１および図２では、スピンチャック２が挟持式のチャックである場合が示されている。
【００２８】
また、図１に示すように、リンス液ノズル４は、リンス液バルブ９が介装されたリンス液供給管１０に接続されている。リンス液バルブ９が開かれると、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル４からリンス液が吐出される。その一方で、リンス液バルブ９が閉じられると、リンス液ノズル４からのリンス液の吐出が停止される。リンス液ノズル４に供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００２９】
噴射ノズル５は、インクジェット方式によって多数の液滴を噴射するインクジェットノズルである。図１に示すように、噴射ノズル５は、処理液供給管１１を介して処理液供給機構１２（処理液供給手段）に接続されている。さらに、噴射ノズル５は、排出バルブ１３が介装された処理液排出管１４に接続されている。処理液供給機構１２は、たとえば、ポンプを含む機構である。処理液供給機構１２は、常時、所定圧力（たとえば、１０ＭＰａ以下）で処理液を噴射ノズル５に供給している。噴射ノズル５に供給される処理液としては、たとえば、純水や、炭酸水や、ＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とを含む混合液）などが挙げられる。制御装置６は、処理液供給機構１２を制御することにより、噴射ノズル５に供給される処理液の圧力を任意の圧力に変更できる。
【００３０】
また、図１に示すように、噴射ノズル５は、噴射ノズル５の内部に配置された圧電素子１５（piezo element、振動付与手段））を含む。圧電素子１５は、配線１６を介して電圧印加機構１７に接続されている。電圧印加機構１７は、たとえば、インバータを含む機構である。電圧印加機構１７は、交流電圧を圧電素子１５に印加する。交流電圧が圧電素子１５に印加されると、印加された交流電圧の周波数に対応する周波数で圧電素子１５が振動する。制御装置６は、電圧印加機構１７を制御することにより、圧電素子１５に印加される交流電圧の周波数を任意の周波数（たとえば、数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚ）に変更できる。したがって、圧電素子１５の振動の周波数は、制御装置６によって制御される。
【００３１】
図１に示すように、基板処理装置１は、ノズル移動機構１８（ノズル移動手段）をさらに含む。ノズル移動機構１８は、噴射ノズル５を保持するノズルアーム１９と、ノズルアーム１９に接続された回動機構２０と、回動機構２０に接続された昇降機構２１とを含む。回動機構２０は、たとえば、モータを含む機構である。昇降機構２１は、ボールねじ機構と、このボールねじ機構を駆動するモータとを含む機構である。回動機構２０は、スピンチャック２の周囲に設けられた鉛直な軸線まわりにノズルアーム１９を回動させる。噴射ノズル５は、ノズルアーム１９と共に鉛直な軸線まわりに回動する。これにより、噴射ノズル５が水平方向に移動する。一方、昇降機構２１は、回動機構２０を鉛直方向に昇降させる。噴射ノズル５およびノズルアーム１９は、回動機構２０と共に鉛直方向に昇降する。これにより、噴射ノズル５が鉛直方向に移動する。
【００３２】
回動機構２０は、スピンチャック２の上方を含む水平面内で噴射ノズル５を水平に移動させる。図２に示すように、回動機構２０は、スピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面に沿って延びる円弧状の軌跡Ｘ１に沿って噴射ノズル５を水平に移動させる。軌跡Ｘ１は、基板Ｗに垂直な垂直方向（鉛直方向）から見たときに基板Ｗに重ならない２つの位置を結び、鉛直方向から見たときに基板Ｗの中心Ｃ１を通る曲線である。噴射ノズル５が基板Ｗの上方に位置する状態で、昇降機構２１が噴射ノズル５を降下させると、噴射ノズル５が基板Ｗの上面に近接する。制御装置６は、噴射ノズル５が基板Ｗの上面に近接しており、噴射ノズル５から多数の処理液の液滴が噴射されている状態で、回動機構２０を制御することにより、軌跡Ｘ１に沿って噴射ノズル５を水平に移動させる。これにより、噴射ノズル５が基板Ｗの上面に沿って移動する。
【００３３】
図３は、噴射ノズル５の模式的な側面図である。図４は、噴射ノズル５の模式的な平面図である。図５は、噴射ノズル５の流路について説明するための模式図である。図４では、噴射ノズル５の下面（本体２２の下面２２ａ）のみが示されている。
図３に示すように、噴射ノズル５は、処理液の液滴を噴射する本体２２と、本体２２を覆うカバー２３と、カバー２３によって覆われた複数の圧電素子１５と、本体２２とカバー２３との間に介在するシール２４とを含む。本体２２およびカバー２３は、いずれも耐薬性を有する材料によって形成されている。本体２２は、たとえば、石英によって形成されている。カバー２３は、たとえば、フッ素系の樹脂によって形成されている。シール２４は、たとえば、弾性材料によって形成されている。本体２２は、高圧に耐えうる強度を有している。本体２２の一部と圧電素子１５とは、カバー２３の内部に収容されている。配線１６の端部は、たとえば半田（solder）によって、カバー２３の内部で圧電素子１５に接続されている。カバー２３の内部は、シール２４によって密閉されている。本体２２は、基板Ｗの上面に対向する水平な下面２２ａを有している。処理液の液滴は、本体２２の下面２２ａから噴射される。
【００３４】
具体的には、図５に示すように、本体２２は、処理液が供給される処理液供給口２５と、処理液供給口２５に供給された処理液を排出する処理液排出口２６と、処理液供給口２５と処理液排出口２６とを接続する処理液流通路２７と、処理液流通路２７に接続された複数の噴射口２８とを含む。処理液流通路２７は、処理液供給口２５に接続された処理液上流路２９と、処理液排出口２６に接続された処理液下流路３０と、処理液上流路２９と処理液下流路３０とをそれぞれ接続する複数の処理液分岐路３１と、複数の処理液分岐路３１に接続された複数の処理液接続路３２とを含む。
【００３５】
図５に示すように、処理液上流路２９および処理液下流路３０は、鉛直方向に延びている。処理液分岐路３１は、処理液上流路２９の下端から処理液下流路３０の下端まで水平に延びている。処理液接続路３２は、処理液分岐路３１から鉛直下方に延びている。複数の噴射口２８は、それぞれ、複数の処理液接続路３２に接続されている。したがって、噴射口２８は、処理液接続路３２を介して処理液分岐路３１に接続されている。噴射口２８は、たとえば数μｍ〜数十μｍの直径を有する微細孔である。複数の噴射口２８は、本体２２の下面２２ａで開口している。
【００３６】
図５に示すように、本体２２は、さらに、基板Ｗを保護する保護液が供給される保護液供給口３３と、保護液供給口３３に接続された保護液流通路３４と、保護液流通路３４に接続された複数の吐出口３５とを含む。保護液流通路３４は、保護液供給口３３に接続された保護液上流路３６と、保護液上流路３６に接続された複数の保護液分岐路３７と、複数の保護液分岐路３７に接続された複数の保護液接続路３８とを含む。
【００３７】
図５に示すように、保護液上流路３６は、鉛直方向に延びている。保護液分岐路３７は、保護液上流路３６の下端から水平に延びている。保護液接続路３８は、保護液分岐路３７から鉛直下方に延びている。複数の吐出口３５は、それぞれ、複数の保護液接続路３８に接続されている。したがって、吐出口３５は、保護液接続路３８を介して保護液分岐路３７に接続されている。吐出口３５は、噴射口２８よりも大きな面積を有する開口である。複数の吐出口３５は、本体２２の下面２２ａで開口している。したがって、噴射口２８および吐出口３５は、同一平面で開口している。
【００３８】
図４に示すように、複数の噴射口２８は、複数（たとえば、２つ）の列Ｌ１を構成している。各列Ｌ１は、多数（たとえば、１０個以上）の噴射口２８によって構成されている。共通の列Ｌ１を構成する複数の噴射口２８は、たとえば、等間隔で配列されている。各列Ｌ１は、水平な長手方向Ｄ１に沿って直線状に延びている。２つの列Ｌ１は、長手方向Ｄ１に直交する水平な方向に間隔を空けて平行に配置されている。各列Ｌ１は、直線状に限らず、曲線状であってもよい。複数の圧電素子１５は、それぞれ、複数の列Ｌ１に沿って配置されている。圧電素子１５は、圧電素子１５の振動が処理液分岐路３１を流れる処理液に伝達される位置で本体２２に取り付けられている。圧電素子１５は、本体２２の上方に配置されていてもよいし、本体２２の側方に配置されていてもよい。
【００３９】
図４に示すように、吐出口３５は、噴射口２８ごとに設けられている。すなわち、噴射口２８と同数の吐出口３５が本体２２に設けられている。複数の吐出口３５は、それぞれ、複数の噴射口２８に対応している。対の噴射口２８および吐出口３５の位置関係は、いずれの対においても共通である。したがって、複数の吐出口３５は、複数の噴射口２８と同様に、複数（たとえば、２つ）の列Ｌ２を構成している。２つの列Ｌ２は、それぞれ、２つの列Ｌ１に沿って長手方向Ｄ１に延びている。一方の列Ｌ２（図４では、下側の列Ｌ２）は、２つの列Ｌ１の内側（間）に配置されており、他方の列Ｌ２（図４では、上側の列Ｌ２）は、２つの列Ｌ１の外側に配置されている。
【００４０】
図３に示すように、処理液供給管１１および処理液排出管１４は、それぞれ、処理液供給口２５および処理液排出口２６に接続されている。したがって、処理液供給機構１２（図１参照）は、処理液供給管１１を介して処理液供給口２５に接続されている。処理液供給機構１２は、常時、高圧の処理液を処理液供給口２５に供給している。排出バルブ１３が閉じられている状態では、処理液流通路２７の液圧が高圧に維持されている。そのため、この状態では、液圧によって各噴射口２８から処理液が連続流で噴射される。さらに、この状態で、交流電圧が圧電素子１５に印加されると、処理液流通路２７を流れる処理液に圧電素子１５の振動が付与され、各噴射口２８から噴射される処理液が、この振動によって分断される。これにより、処理液の液滴が各噴射口２８から噴射される。このようにして、粒径が均一な多数の処理液の液滴が均一な速度で同時に噴射される。
【００４１】
一方、排出バルブ１３が開かれている状態では、処理液流通路２７を流れる処理液は、処理液排出口２６から処理液排出管１４に排出される。したがって、この状態では、処理液流通路２７の液圧が十分に上昇しない。噴射口２８が微細孔であるから、噴射口２８から処理液を噴射させるには、処理液流通路２７の液圧を所定値以上に上昇させる必要がある。しかしながら、この状態では、処理液流通路２７の液圧が低圧であるので、処理液流通路２７の処理液は、噴射口２８から噴射されずに、処理液排出口２６から処理液排出管１４に排出される。このように、噴射口２８からの処理液の噴射は、排出バルブ１３の開閉により制御される。制御装置６は、噴射ノズル５を基板Ｗの処理に使用しない間（噴射ノズル５の待機中）は、排出バルブ１３を開いている。そのため、噴射ノズル５の待機中であっても、噴射ノズル５の内部で処理液が流通している状態が維持される。
【００４２】
また、図３に示すように、保護液供給口３３には、保護液バルブ３９および流量調整バルブ４０が介装された保護液供給管４１が接続されている。保護液バルブ３９が開かれると、流量調整バルブ４０の開度に対応する流量で保護液が保護液供給口３３に供給される。これにより、各吐出口３５から保護液が吐出される。吐出口３５に供給される保護液としては、たとえば、リンス液や、薬液（たとえば、ＳＣ−１）が挙げられる。制御装置６（図１参照）は、噴射ノズル５の下面（本体２２の下面２２ａ）が基板Ｗの上面に対向している状態で、各吐出口３５から保護液を吐出させる。これにより、保護液が基板Ｗの上面に供給され、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。以下に説明するように、処理液の液滴は、保護液の液膜によって覆われている基板Ｗの上面に向けて噴射される。
【００４３】
図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う噴射ノズル５の模式的な断面図である。図７は、噴射口２８および吐出口３５の位置関係について説明するための平面図である。
図６に示すように、噴射口２８は、基板Ｗの上面内の噴射位置Ｐ１に向けて噴射方向Ｑ１に液滴を噴射する。噴射方向Ｑ１は、噴射口２８から噴射位置Ｐ１に向かう方向である。噴射方向Ｑ１は、処理液接続路３２の方向によって設定される。第１実施形態では、処理液接続路３２が鉛直方向に延びているので、噴射方向Ｑ１は、鉛直方向である。したがって、噴射口２８は、噴射位置Ｐ１に向けて鉛直下方に液滴を噴射する。
【００４４】
同様に、図６に示すように、吐出口３５は、基板Ｗの上面内の着液位置Ｐ２に向けて吐出方向Ｑ２に保護液を吐出する。吐出方向Ｑ２は、吐出口３５から着液位置Ｐ２に向かう方向である。吐出方向Ｑ２は、保護液接続路３８の方向によって設定される。第１実施形態では、保護液接続路３８が鉛直方向に延びているので、吐出方向Ｑ２は、鉛直方向である。したがって、吐出口３５は、着液位置Ｐ２に向けて鉛直下方に保護液を吐出する。
【００４５】
このように、噴射口２８および吐出口３５から鉛直方向に処理液および保護液が吐出されるので、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係は、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と同じである。基板Ｗの中心Ｃ１と噴射位置Ｐ１とを結ぶ線分と、基板Ｗの中心Ｃ１と着液位置Ｐ２とを結ぶ線分とがなす角（中心角）は、たとえば９０度以下であり、着液位置Ｐ２は、対応する噴射位置Ｐ１より回転軸線Ａ１側で、かつ基板回転方向Ｄｒに関して対応する噴射位置Ｐ１より上流側に設定されている。
【００４６】
図６に示すように、制御装置６は、噴射ノズル５の下面（本体２２の下面２２ａ）が基板Ｗの上面に対向しており、基板Ｗが基板回転方向Ｄｒに回転している状態で、複数の吐出口３５から保護液を吐出させる。複数の吐出口３５から吐出された保護液は、それぞれ、複数の着液位置Ｐ２に着液する。これにより、図７に示すように、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。複数の液膜は、それぞれ、複数の吐出口３５から吐出された保護液によって形成されている。
【００４７】
回転状態の基板Ｗに保護液が供給されるので、基板Ｗ上の保護液は、遠心力によって回転半径方向の外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に移動する。そのため、図７に示すように、基板Ｗ上の保護液には、外方への遠心力Ｆ１と、保護液の移動方向に直交する方向へのコリオリの力Ｆ２とが加わる。着液位置Ｐ２上の保護液は、主として、この２つの力（遠心力Ｆ１およびコリオリの力Ｆ２）の合力Ｆ３の方向に移動しながら、基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。そのため、着液位置Ｐ２を中心とする扇状の液膜が、保護液によって形成される。さらに、基板Ｗの上面に供給された保護液は、基板回転方向Ｄｒの下流側に流れていくので、合力Ｆ３の方向に対して、上流側よりも下流側の方が広い扇状の液膜が、保護液によって形成される。
【００４８】
基板Ｗの回転速度、噴射口２８および吐出口３５の位置関係、および吐出口３５からの保護液の吐出流量は、複数の噴射位置Ｐ１がそれぞれ複数の液膜によって覆われるように設定されている。基板Ｗの回転速度等は、複数の液膜が、基板Ｗ上で部分的に重なるように設定されていてもよいし、基板Ｗ上で重ならないように設定されていてもよい。図７に示すように、噴射口２８および吐出口３５の位置関係は、噴射位置Ｐ１が、合力Ｆ３の方向に延びる延長線Ｌ上に位置するように設定されている。着液位置Ｐ２に着液した保護液は、主として、合力Ｆ３の方向に移動するから、着液位置Ｐ２からの距離が一定であれば、保護液の流量は、延長線Ｌ上が最も多い。したがって、噴射位置Ｐ１を延長線Ｌ上に位置させることにより、保護液の吐出流量を低減しながら、所定の厚みの液膜を噴射位置Ｐ１に形成できる。
【００４９】
図８は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理例について説明するための図である。以下では、図１および図８を参照する。
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック２上に載置される。そして、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを保持させる。その後、制御装置６は、スピンモータ８を制御して、スピンチャック２に保持されている基板Ｗを回転させる。
【００５０】
次に、リンス液の一例である純水をリンス液ノズル４から基板Ｗに供給して、基板Ｗの上面を純水で覆う第１カバー工程が行われる。具体的には、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ９を開いて、図８（ａ）に示すように、リンス液ノズル４からスピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。そして、リンス液バルブ９が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置６は、リンス液バルブ９を閉じてリンス液ノズル４からの純水の吐出を停止させる。
【００５１】
次に、処理液の一例である炭酸水の液滴を噴射ノズル５の噴射口２８から基板Ｗに供給して基板Ｗを洗浄する洗浄工程と、保護液の一例であるＳＣ−１を噴射ノズル５の吐出口３５から基板Ｗに供給して基板Ｗの上面をＳＣ−１で覆う第２カバー工程とが並行して行われる。具体的には、制御装置６は、ノズル移動機構１８を制御することにより、噴射ノズル５をスピンチャック２の上方に移動させると共に、噴射ノズル５の下面２２ａを基板Ｗの上面に近接させる。その後、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、保護液バルブ３９を開いて、図８（ｂ）に示すように、噴射ノズル５の吐出口３５からＳＣ−１を吐出させる。これにより、複数の噴射位置Ｐ１をそれぞれ覆う複数の液膜がＳＣ−１によって形成される。
【００５２】
一方、制御装置６は、噴射ノズル５の吐出口３５からのＳＣ−１の吐出と並行して、噴射ノズル５の噴射口２８から炭酸水の液滴を噴射させる。具体的には、制御装置６は、噴射ノズル５の下面２２ａが基板Ｗの上面に近接しており、噴射ノズル５の吐出口３５からＳＣ−１が吐出されている状態で、排出バルブ１３を閉じるとともに、電圧印加機構１７によって所定の周波数の交流電圧を圧電素子１５に印加させる。さらに、図８（ｂ）に示すように、制御装置６は、基板Ｗを回転させると共に、噴射ノズル５の吐出口３５からＳＣ−１を吐出させながら、ノズル移動機構１８によって、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で噴射ノズル５を複数回往復させる（ハーフスキャン）。図２において実線で示すように、中心位置Ｐｃは、平面視において噴射ノズル５と基板Ｗの中央部とが重なる位置であり、図２において二点鎖線で示すように、周縁位置Ｐｅは、平面視において噴射ノズル５と基板Ｗの周縁部とが重なる位置である。
【００５３】
多数の炭酸水の液滴が噴射ノズル５の噴射口２８から下方に噴射されることにより、ＳＣ−１の液膜によって覆われている噴射位置Ｐ１に多数の炭酸水の液滴が吹き付けられる。また、制御装置６が、基板Ｗを回転させながら、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で噴射ノズル５を移動させるので、噴射位置Ｐ１によって基板Ｗの上面が走査され、噴射位置Ｐ１が基板Ｗの上面全域を通過する。したがって、基板Ｗの上面全域に炭酸水の液滴が吹き付けられる。基板Ｗの上面に付着しているパーティクルなどの異物は、基板Ｗに対する液滴の衝突によって物理的に除去される。また、異物と基板Ｗとの結合力は、ＳＣ−１が基板Ｗを溶融させることにより弱められる。したがって、異物がより確実に除去される。また、基板Ｗの上面全域が液膜によって覆われている状態で、炭酸水の液滴が噴射位置Ｐ１に吹き付けられるので、基板Ｗに対する異物の再付着が抑制または防止される。このようにして、第２カバー工程と並行して洗浄工程が行われる。そして、洗浄工程および第２カバー工程が所定時間に亘って行われると、制御装置６は、排出バルブ１３を開いて、噴射ノズル５からの液滴の噴射を停止させる。さらに、制御装置６は、保護液バルブ３９を閉じて、噴射ノズル５からのＳＣ−１の吐出を停止させる。
【００５４】
次に、リンス液の一例である純水をリンス液ノズル４から基板Ｗに供給して、基板Ｗに付着している液体や異物を洗い流すリンス工程が行われる。具体的には、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ９を開いて、図８（ｃ）に示すように、リンス液ノズル４からスピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗに付着している液体や異物が洗い流される。そして、リンス液バルブ９が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置６は、リンス液バルブ９を閉じてリンス液ノズル４からの純水の吐出を停止させる。
【００５５】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（スピンドライ）が行われる。具体的には、制御装置６は、スピンモータ８を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水に大きな遠心力が作用し、図８（ｄ）に示すように、基板Ｗに付着している純水が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する。そして、乾燥工程が所定時間に亘って行われた後は、制御装置６は、スピンモータ８を制御して、スピンチャック２による基板Ｗの回転を停止させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットによってスピンチャック２から搬出される。
【００５６】
以上のように第１実施形態では、複数の噴射口２８からの処理液の液滴の噴射と並行して、複数の吐出口３５から保護液が吐出される。したがって、処理液の液滴は、保護液によって保護されている基板Ｗの上面に向けて噴射される。複数の吐出口３５からそれぞれ複数の着液位置Ｐ２に向けて保護液が吐出されるから、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。複数の噴射位置Ｐ１は、それぞれ、複数の液膜によって覆われる。したがって、１つの液膜によって全ての噴射位置Ｐ１を覆う場合よりも、各噴射位置Ｐ１での処理液の供給状態を均一化できる。そのため、各噴射位置Ｐ１での膜厚のばらつきを低減できる。これにより、各噴射位置Ｐ１での液膜の厚みを最適な値に近づけることができ、基板Ｗの処理品質を向上させることができる。
【００５７】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係る噴射口２８および吐出口３５の位置関係について説明するための平面図である。この図９において、前述の図１〜図８に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、１つの吐出口３５が、複数の噴射口２８に対応していることである。
【００５８】
具体的には、噴射ノズル２０５（噴射手段、液膜形成手段）は、複数の噴射口２８と、複数の吐出口３５とを含む。第１実施形態と同様に、噴射方向Ｑ１（図６参照）と吐出方向Ｑ２（図６参照）とは、平行な方向であり、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とは同じである。複数の噴射位置Ｐ１は、着液位置Ｐ２に中心を有する円弧ａｒｃに沿って配置されるように設定されている。基板回転方向Ｄｒに関して中間の噴射口２８は、円弧ａｒｃ上に配置されている。中間の噴射口２８より上流側の噴射位置Ｐ１は、円弧ａｒｃの内側に配置されており、中間の噴射口２８より下流側の噴射口２８は、円弧ａｒｃの外側に配置されている。着液位置Ｐ２は、複数の噴射位置Ｐ１より回転軸線Ａ１（図１参照）側で、かつ基板回転方向Ｄｒに関して複数の噴射位置Ｐ１より上流側に設定されている。
【００５９】
制御装置６（図１参照）は、各吐出口３５から保護液を吐出させることにより、回転状態の基板Ｗの上面に保護液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。基板Ｗの回転速度、噴射口２８および吐出口３５の位置関係、および吐出口３５からの保護液の吐出流量は、複数の噴射位置Ｐ１が、１つの吐出口３５から吐出された保護液によって覆われるように設定されている。制御装置６は、保護液の液膜によって覆われている噴射位置Ｐ１に向けて噴射口２８から処理液の液滴を噴射させる。これにより、ダメージの発生が抑制または防止されつつ、パーティクルが除去される。
【００６０】
以上のように第２実施形態では、１つの着液位置Ｐ２が、複数の噴射位置Ｐ１に対応しており、複数の噴射位置Ｐ１が、共通の着液位置Ｐ２に供給された保護液によって覆われる。保護液の液膜の厚みは、着液位置Ｐ２から離れるに従って減少する。言い換えると、着液位置Ｐ２からの距離が一定の位置であれば、その位置での膜厚は概ね一定である。共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１は、共通の着液位置Ｐ２に中心を有する円弧ａｒｃに沿って設定されている。したがって、これらの噴射位置Ｐ１での膜厚のばらつきを一層低減できる。これにより、基板Ｗの処理品質を一層向上させることができる。
【００６１】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係る噴射口２８および吐出口３５の位置関係について説明するための平面図である。この図１０において、前述の図１〜図９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３実施形態と前述の第２実施形態との主要な相違点は、噴射口２８および吐出口３５の位置関係が異なることである。
【００６２】
具体的には、噴射ノズル３０５（噴射手段、液膜形成手段）は、複数の噴射口２８と、複数の吐出口３５とを含む。第２実施形態と同様に、第３実施形態では、１つの吐出口３５が、複数の噴射口２８に対応している。第１実施形態と同様に、噴射方向Ｑ１（図６参照）と吐出方向Ｑ２（図６参照）とは、平行な方向であり、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とは同じである。複数の噴射位置Ｐ１は、合力Ｆ３の方向に延びる延長線Ｌに沿って配置されるように設定されている。最も内側（着液位置Ｐ２側）の噴射位置Ｐ１は、基板回転方向Ｄｒに関して延長線Ｌより上流側に配置されており、最も外側の噴射位置Ｐ１は、基板回転方向Ｄｒに関して延長線Ｌより下流側に配置されている。中間の噴射位置Ｐ１は、延長線Ｌ上に配置されている。複数の噴射位置Ｐ１は、合力Ｆ３の方向から見たときに、重なり合わないように設定されている。さらに、着液位置Ｐ２は、複数の噴射位置Ｐ１より回転軸線Ａ１（図１参照）側で、かつ基板回転方向Ｄｒに関して複数の噴射位置Ｐ１より上流側に設定されている。
【００６３】
制御装置６（図１参照）は、各吐出口３５から保護液を吐出させることにより、回転状態の基板Ｗの上面に保護液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。基板Ｗの回転速度、噴射口２８および吐出口３５の位置関係、および吐出口３５からの保護液の吐出流量は、複数の噴射位置Ｐ１が、１つの吐出口３５から吐出された保護液によって覆われるように設定されている。制御装置６は、保護液の液膜によって覆われている噴射位置Ｐ１に向けて噴射口２８から処理液の液滴を噴射させる。これにより、ダメージの発生が抑制または防止されつつ、パーティクルが除去される。
【００６４】
以上のように第３実施形態では、１つの着液位置Ｐ２が、複数の噴射位置Ｐ１に対応しており、複数の噴射位置Ｐ１が、共通の着液位置Ｐ２に供給された保護液によって覆われる。共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１は、基板Ｗの回転に伴って着液位置Ｐ２上の保護液に作用する合力Ｆ３（遠心力Ｆ１とコリオリの力Ｆ２との合力）に延びる延長線Ｌに沿うように設定されている。したがって、共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１に保護液が効率的に供給される。さらに、共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１は、合力Ｆ３の方向から見たときに重なり合わないように設定されている。したがって、合力Ｆ３の方向に関して下流の噴射位置Ｐ１に供給されるべき保護液が、上流の噴射位置Ｐ１に向けて噴射された処理液の液滴によって遮られることを抑制または防止できる。これにより、各噴射位置Ｐ１に保護液を確実に供給できる。
【００６５】
本発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第３実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１実施形態では、保護液を吐出する吐出口３５が、噴射ノズル５に設けられている場合について説明した。しかし、吐出口３５は、噴射ノズル５とは異なる部材に設けられていてもよい。たとえば、吐出口３５が形成された保護液ノズル（液膜形成手段）が設けられ、この保護液ノズルに、保護液供給管４１（図１参照）が接続されていてもよい。この場合、複数の保護液ノズルが設けられていてもよいし、１つの保護液ノズルに複数の吐出口３５が形成されていてもよい。
【００６６】
また、前述の第１実施形態では、対の噴射口２８および吐出口３５の位置関係が、いずれの対においても共通である場合について説明した。しかし、他の対の噴射口２８および吐出口３５とは位置関係が異なる対の噴射口２８および吐出口３５が噴射ノズル５に設けられていてもよい。したがって、基板Ｗ上での保護液の流れ方向（着液位置Ｐ２から噴射位置Ｐ１に向かう方向）は、一定でなくてもよい。
【００６７】
また、前述の第１実施形態では、液滴の噴射方向Ｑ１と保護液の吐出方向Ｑ２とが、平行な方向であり、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とが同じである場合について説明した。しかし、噴射方向Ｑ１と吐出方向Ｑ２とが、平行な方向でなく、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とが異なっていてもよい。たとえば、噴射方向Ｑ１が鉛直方向であり、吐出方向Ｑ２が、鉛直方向に対して傾いた方向であってもよい。この場合、鉛直方向に対する吐出方向Ｑ２の傾き角度を変更することにより、基板Ｗ上での保護液の広がり方を変化させることができる。
【００６８】
また、前述の第１実施形態では、基板Ｗに供給された保護液が、基板Ｗの回転に伴って発生する力（遠心力およびコリオリの力）を受けて基板Ｗ上で広がる場合について説明した。しかし、保護液の吐出方向Ｑ２が、鉛直方向に対して傾いた方向であれば、基板Ｗに供給された保護液は、基板Ｗが回転していなくても基板Ｗ上で概ね一定の方向に広がる。したがって、吐出方向Ｑ２が、鉛直方向に対して傾いた方向であれば、非回転状態の基板Ｗに保護液が供給されてもよい。
【００６９】
また、前述の第１実施形態では、複数の噴射口２８が複数の列Ｌ１を構成しており、複数の列Ｌ１が平行に配置されている場合について説明した。しかし、複数の列Ｌ１は、平行に配置されていなくもよい。さらに、複数の噴射口２８は、複数の列Ｌ１を構成していなくてもよい。
また、前述の第１実施形態では、噴射ノズル５が処理液の液滴を噴射している状態で、制御装置６が、ノズル移動機構１８によって、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で噴射ノズル５を軌跡Ｘ１に沿って移動させる場合について説明した。すなわち、ハーフスキャンが行われる場合について説明した。しかし、フルスキャンが行われてもよい。具体的には、制御装置６は、噴射ノズル５が処理液の液滴を噴射している状態で、ノズル移動機構１８によって、基板Ｗの周縁部の上方の２つの位置の間で噴射ノズル５を軌跡Ｘ１に沿って移動させてもよい。
【００７０】
また、前述の第１実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
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。
【符号の説明】
【００７１】
１ 基板処理装置
２ スピンチャック（基板保持手段、基板回転手段）
５ 噴射ノズル（噴射手段、液膜形成手段、ノズル）
１２ 処理液供給機構（処理液供給手段）
１５ 圧電素子（振動付与手段）
１８ ノズル移動機構（ノズル移動手段）
２８ 噴射口
３５ 吐出口
２０５ 噴射ノズル（噴射手段、液膜形成手段、ノズル）
３０５ 噴射ノズル（噴射手段、液膜形成手段、ノズル）
Ａ１ 回転軸線
ａｒｃ 円弧
Ｄｒ 基板回転方向
Ｆ３ 合力
Ｌ 延長線
Ｐ１ 噴射位置
Ｐ２ 着液位置
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
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、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。特許文献１に記載の基板処理装置は、基板を水平に保持するスピンチャックと、複数の吐出孔から基板の上面に向けて処理液の液滴を噴射するヘッドと、基板の上面にカバーリンス液を供給するカバーリンスノズルとを備えている。
【０００３】
ヘッドは、基板の上面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する。同様に、カバーリンス液ノズルは、基板の上面内の着液位置に向けてカバーリンス液を吐出する。カバーリンス液ノズルから吐出されたカバーリンス液は、着液位置から複数の噴射位置に向かって基板上を広がる。これにより、基板上にカバーリンス液の液膜が形成され、複数の噴射位置がカバーリンス液の液膜によって覆われる。処理液の液滴は、カバーリンス液の液膜に覆われている基板の上面に向けて噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板上に形成されたカバーリンス液の液膜の厚みは、着液位置から遠ざかるほど減少する。特許文献１に記載の基板処理装置では、各噴射位置と着液位置との距離が一定でないため、各噴射位置での膜厚にばらつきが生じる。さらに、基板上でのカバーリンス液の流れ方向に関して下流側の噴射位置に向かうカバーリンス液は、上流側の噴射位置に吹き付けられる液滴によってその進行が妨げられるから、カバーリンス液の供給流量が、上流側の噴射位置と下流側の噴射位置とで異なり、一層大きな膜厚のばらつきが生じる。そのため、特許文献１に記載の基板処理装置では、各噴射位置での膜厚を一定の大きさにコントロールすることが困難である。
【０００６】
噴射位置を覆う液膜が薄いと、液滴の衝突によって基板に大きな衝撃が加わるので、基板に形成されているパターンにダメージが発生する場合がある。ダメージの発生を防止するために、カバーリンスノズルからのカバーリンス液の吐出流量を増加させて、各噴射位置での膜厚を増加させることが考えられる。しかしながら、噴射位置を覆う液膜が厚いと、基板に付着しているパーティクルに加わる衝撃が小さくなるので、パーティクルの除去率が低下してしまう場合がある。したがって、噴射位置を覆う液膜の厚みには、最適な値が存在する。
【０００７】
前述のように、特許文献１に記載の基板処理装置では、各噴射位置での膜厚を一定の大きさにコントロールすることが困難であるから、全ての噴射位置において最適な厚みの液膜を形成することが困難である。そのため、各噴射位置において最適な処理を行うことが困難である。
そこで、この発明の目的は、液滴が衝突する基板の各位置での膜厚のばらつきを低減でき、基板の処理品質を向上させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（２）と、複数の噴射口（２８）からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の噴射位置（Ｐ１）に向けて処理液の液滴を噴射する噴射手段（５、２０５、３０５）と、複数の吐出口（３５）からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の着液位置（Ｐ２）に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成手段（５、２０５、３０５）とを含む、基板処理装置（１）である。基板の主面は、デバイス形成面である表面であってもよいし、表面とは反対の裏面であってもよい。
【０００９】
この構成によれば、複数の噴射口からそれぞれ基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の噴射位置に向けて複数の処理液の液滴が噴射される。これと並行して、複数の吐出口からそれぞれ基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液が吐出される。したがって、処理液の液滴は、保護液によって保護されている基板の主面に向けて噴射される。複数の吐出口からそれぞれ複数の着液位置に向けて保護液が吐出されるから、基板の主面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。複数の液膜は、それぞれ異なる噴射位置を覆う。したがって、１つの液膜によって全ての噴射位置を覆う場合よりも、各噴射位置での処理液の供給状態を均一化できる。そのため、各噴射位置での膜厚のばらつきを低減できる。これにより、各噴射位置での液膜の厚みを最適な値に近づけることができ、基板の処理品質を向上させることができる。
【００１０】
前記液膜形成手段は、前記複数の液膜が前記基板保持手段に保持されている基板上で重ならないように、すなわち、前記複数の液膜が基板上で間隔を空けて配置されるように前記複数の液膜を形成してもよい。また、前記液膜形成手段は、前記複数の液膜が前記基板保持手段に保持されている基板上で部分的に重なるように前記複数の液膜を形成してもよい。この場合、前記液膜形成手段は、他の液膜と干渉していない液膜の非干渉部によって前記噴射位置が覆われるように前記複数の液膜を形成することが好ましい。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記噴射手段は、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給手段（１２）と、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与手段（１５）とを含む、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液供給手段から複数の噴射口に供給される処理液が、振動付与手段からの振動によって分断されることにより、各噴射口から処理液の液滴が噴射される。振動付与手段からの振動によって液滴が形成されるので、液体と気体との衝突によって液滴を形成する二流体ノズルよりも、液滴の大きさ（粒径）および速度のばらつきを低減できる。すなわち、各噴射位置での膜厚のばらつきを低減できることに加えて、液滴の運動エネルギのばらつきを低減できる。したがって、液滴の衝突によって基板に加わる衝撃を各噴射位置で安定させて、基板の処理品質を向上させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記複数の噴射口および複数の吐出口が形成されたノズル（５、２０５、３０５）をさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、噴射口および吐出口が共通の部材（ノズル）に形成されている。すなわち、ノズルが、噴射手段と液膜形成手段に共有されている。したがって、噴射口および吐出口がそれぞれ異なる部材に形成されている場合よりも部品点数を減少させることができる。さらに、噴射口および吐出口の位置関係（ある基準点に対する噴射口および吐出口の位置）の変化を防止できるので、保護液の液膜が形成される位置が噴射位置に対して移動することを防止できる。そのため、保護液の液膜によって噴射位置を確実に覆うことができる。さらに、噴射口および吐出口の位置関係の変化を防止できるので、両者の位置関係を調整するメンテナンス作業が不要である。
【００１３】
基板保持手段に保持されている基板に垂直な方向から見たときノズルの大きさは、前記基板と等しくてもよいし、前記基板より大きくてもよいし、前記基板より小さくてもよい。また、噴射口および吐出口は、同じ高さに配置されていてもよいし、異なる高さに配置されていてもよい。また、噴射口および吐出口は、共通の平面で開口していてもよい。この場合、前記平面は、基板保持手段に保持されている基板の主面に対向するノズルの対向面（２２ａ）であってもよい。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に沿って前記ノズルを移動させるノズル移動手段（１８）をさらに含む、請求項３に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、ノズル移動手段によってノズルを移動させることにより、複数の噴射位置を基板の主面内で移動させることができる。これにより、基板の主面を複数の噴射位置によって走査（スキャン）できる。したがって、基板の主面全域に処理液の液滴を衝突させて、基板の主面をむらなく洗浄できる。さらに、噴射口および吐出口が共通の部材（ノズル）に形成されているので、ノズル移動手段がノズルを移動させたとしても、噴射口および吐出口の位置関係が変化しない。そのため、噴射位置を保護液の液膜によって確実に保護しながら、処理液の液滴を噴射位置に向けて噴射させることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線（Ａ１）まわりの基板回転方向（Ｄｒ）に前記基板を回転させる基板回転手段（２）をさらに含み、前記着液位置は、前記噴射位置より前記回転軸線側で、かつ前記基板回転方向に関して前記噴射位置より上流側に設定されている、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。
【００１６】
この構成によれば、基板回転手段が、基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に基板を回転させる。回転状態の基板上の液体は、回転軸線から離れる方向に移動しながら、基板回転方向の下流側に移動する。着液位置は、噴射位置より回転軸線側で、かつ基板回転方向に関して噴射位置より上流側に設定されている。したがって、回転状態の基板に供給された保護液は、着液位置から噴射位置に向かって広がっていく。そのため、保護液が噴射位置に確実に供給され、噴射位置が保護液の液膜によって確実に覆われる。これにより、噴射位置を保護液の液膜によって確実に保護しながら、処理液の液滴を噴射位置に向けて噴射させることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力（Ｆ３）の方向に延びる延長線（Ｌ）上に設定されている、請求項５に記載の基板処理装置である。
回転状態の基板上の液体には、外方（回転軸線から離れる方向）への遠心力と、液体の移動方向に直交する方向へのコリオリの力とが作用する。回転状態の基板上の液体は、主として、この２つの力の合力の方向に移動する。噴射位置は、合力の方向に延びる延長線上に設定されている。したがって、着液位置に供給された保護液は、主として噴射位置に向かって流れ、噴射位置に効率的に供給される。そのため、保護液の吐出流量を低減しながら、所定の厚みの液膜を形成できる。これにより、保護液の消費量を低減できる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記複数の着液位置は、それぞれ、前記複数の噴射位置に対応しており、前記液膜形成手段は、前記複数の吐出口からそれぞれ前記複数の着液位置に向けて保護液を吐出させることにより、前記複数の噴射位置をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜を形成する、請求項１〜６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、複数の噴射口にそれぞれ対応する複数の吐出口が設けられており、複数の着液位置が、それぞれ、複数の噴射位置に対応している。複数の吐出口から保護液が吐出されると、複数の噴射位置をそれぞれ覆う複数の液膜が形成される。複数の液膜は、それぞれ、複数の吐出口から吐出された保護液によって形成されている。すなわち、１つの噴射位置に対して１つの液膜が形成され、この液膜によって噴射位置が覆われる。そのため、１つの液膜によって複数の噴射位置を覆う場合よりも、噴射位置での膜厚を精度よくコントロールできる。これにより、各噴射位置での膜厚のばらつきを一層低減できる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記共通の着液位置に中心を有する円弧（ａｒｃ）に沿って設定されている、請求項１〜６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、１つの着液位置が、複数の噴射位置に対応しており、複数の噴射位置が、共通の着液位置に供給された保護液によって覆われる。保護液の液膜の厚みは、着液位置から離れるに従って減少する。言い換えると、着液位置からの距離が一定であれば、その位置での膜厚は概ね一定である。共通の着液位置に対応する複数の噴射位置は、共通の着液位置に中心を有する円弧に沿って設定されている。したがって、これらの噴射位置での膜厚のばらつきを一層低減できる。
【００２０】
請求項９記載の発明は、前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に前記基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力の方向に延びる延長線に沿い、前記合力の方向から見たときに重なり合わないように設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２１】
この構成によれば、１つの着液位置が、複数の噴射位置に対応しており、複数の噴射位置が、共通の着液位置に供給された保護液によって覆われる。共通の着液位置に対応する複数の噴射位置は、基板回転手段による基板の回転に伴って着液位置上の保護液に作用する合力（遠心力とコリオリの力との合力）に延びる延長線に沿うように設定されている。したがって、共通の着液位置に対応する複数の噴射位置に保護液が効率的に供給される。さらに、共通の着液位置に対応する複数の噴射位置は、合力の方向から見たときに重なり合わないように設定されている。したがって、合力の方向に関して下流側の噴射位置に供給されるべき保護液が、上流側の噴射位置に向けて噴射された処理液の液滴によって遮られることを抑制または防止できる。これにより、各噴射位置に保護液を確実に供給できる。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、複数の噴射口からそれぞれ基板の主面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する噴射ステップと、前記噴射ステップと並行して、複数の吐出口からそれぞれ前記基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成ステップとを含む、基板処理方法である。この構成によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、前記噴射ステップは、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給ステップと、前記処理液供給ステップと並行して、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与ステップとを含む、請求項１０に記載の基板処理方法である。この構成によれば、請求項２の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００２４】
なお、この項において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るノズルおよびこれに関連する構成の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るノズルの模式的な側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るノズルの模式的な平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るノズルの流路について説明するための模式図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線に沿うノズルの模式的な断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る噴射口および吐出口の位置関係について説明するための平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理例について説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る噴射口および吐出口の位置関係について説明するための平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る噴射口および吐出口の位置関係について説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、本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、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す模式図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る噴射ノズル５およびこれに関連する構成の平面図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。図１に示すように、基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段、基板回転手段）と、スピンチャック２を取り囲む筒状のカップ３と、基板Ｗにリンス液を供給するリンス液ノズル４と、基板Ｗに処理液の液滴を衝突させる噴射ノズル５（噴射手段、液膜形成手段）と、スピンチャック２などの基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置６とを備えている。
【００２７】
図１に示すように、スピンチャック２は、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心Ｃ１を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転可能なスピンベース７と、このスピンベース７を回転軸線Ａ１まわりの基板回転方向Ｄｒに回転させるスピンモータ８とを含む。スピンチャック２は、基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）を吸着することにより当該基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。図１および図２では、スピンチャック２が挟持式のチャックである場合が示されている。
【００２８】
また、図１に示すように、リンス液ノズル４は、リンス液バルブ９が介装されたリンス液供給管１０に接続されている。リンス液バルブ９が開かれると、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル４からリンス液が吐出される。その一方で、リンス液バルブ９が閉じられると、リンス液ノズル４からのリンス液の吐出が停止される。リンス液ノズル４に供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００２９】
噴射ノズル５は、インクジェット方式によって多数の液滴を噴射するインクジェットノズルである。図１に示すように、噴射ノズル５は、処理液供給管１１を介して処理液供給機構１２（処理液供給手段）に接続されている。さらに、噴射ノズル５は、排出バルブ１３が介装された処理液排出管１４に接続されている。処理液供給機構１２は、たとえば、ポンプを含む機構である。処理液供給機構１２は、常時、所定圧力（たとえば、１０ＭＰａ以下）で処理液を噴射ノズル５に供給している。噴射ノズル５に供給される処理液としては、たとえば、純水や、炭酸水や、ＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とを含む混合液）などが挙げられる。制御装置６は、処理液供給機構１２を制御することにより、噴射ノズル５に供給される処理液の圧力を任意の圧力に変更できる。
【００３０】
また、図１に示すように、噴射ノズル５は、噴射ノズル５の内部に配置された圧電素子１５（piezo element、振動付与手段））を含む。圧電素子１５は、配線１６を介して電圧印加機構１７に接続されている。電圧印加機構１７は、たとえば、インバータを含む機構である。電圧印加機構１７は、交流電圧を圧電素子１５に印加する。交流電圧が圧電素子１５に印加されると、印加された交流電圧の周波数に対応する周波数で圧電素子１５が振動する。制御装置６は、電圧印加機構１７を制御することにより、圧電素子１５に印加される交流電圧の周波数を任意の周波数（たとえば、数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚ）に変更できる。したがって、圧電素子１５の振動の周波数は、制御装置６によって制御される。
【００３１】
図１に示すように、基板処理装置１は、ノズル移動機構１８（ノズル移動手段）をさらに含む。ノズル移動機構１８は、噴射ノズル５を保持するノズルアーム１９と、ノズルアーム１９に接続された回動機構２０と、回動機構２０に接続された昇降機構２１とを含む。回動機構２０は、たとえば、モータを含む機構である。昇降機構２１は、ボールねじ機構と、このボールねじ機構を駆動するモータとを含む機構である。回動機構２０は、スピンチャック２の周囲に設けられた鉛直な軸線まわりにノズルアーム１９を回動させる。噴射ノズル５は、ノズルアーム１９と共に鉛直な軸線まわりに回動する。これにより、噴射ノズル５が水平方向に移動する。一方、昇降機構２１は、回動機構２０を鉛直方向に昇降させる。噴射ノズル５およびノズルアーム１９は、回動機構２０と共に鉛直方向に昇降する。これにより、噴射ノズル５が鉛直方向に移動する。
【００３２】
回動機構２０は、スピンチャック２の上方を含む水平面内で噴射ノズル５を水平に移動させる。図２に示すように、回動機構２０は、スピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面に沿って延びる円弧状の軌跡Ｘ１に沿って噴射ノズル５を水平に移動させる。軌跡Ｘ１は、基板Ｗに垂直な垂直方向（鉛直方向）から見たときに基板Ｗに重ならない２つの位置を結び、鉛直方向から見たときに基板Ｗの中心Ｃ１を通る曲線である。噴射ノズル５が基板Ｗの上方に位置する状態で、昇降機構２１が噴射ノズル５を降下させると、噴射ノズル５が基板Ｗの上面に近接する。制御装置６は、噴射ノズル５が基板Ｗの上面に近接しており、噴射ノズル５から多数の処理液の液滴が噴射されている状態で、回動機構２０を制御することにより、軌跡Ｘ１に沿って噴射ノズル５を水平に移動させる。これにより、噴射ノズル５が基板Ｗの上面に沿って移動する。
【００３３】
図３は、噴射ノズル５の模式的な側面図である。図４は、噴射ノズル５の模式的な平面図である。図５は、噴射ノズル５の流路について説明するための模式図である。図４では、噴射ノズル５の下面（本体２２の下面２２ａ）のみが示されている。
図３に示すように、噴射ノズル５は、処理液の液滴を噴射する本体２２と、本体２２を覆うカバー２３と、カバー２３によって覆われた複数の圧電素子１５と、本体２２とカバー２３との間に介在するシール２４とを含む。本体２２およびカバー２３は、いずれも耐薬性を有する材料によって形成されている。本体２２は、たとえば、石英によって形成されている。カバー２３は、たとえば、フッ素系の樹脂によって形成されている。シール２４は、たとえば、弾性材料によって形成されている。本体２２は、高圧に耐えうる強度を有している。本体２２の一部と圧電素子１５とは、カバー２３の内部に収容されている。配線１６の端部は、たとえば半田（solder）によって、カバー２３の内部で圧電素子１５に接続されている。カバー２３の内部は、シール２４によって密閉されている。本体２２は、基板Ｗの上面に対向する水平な下面２２ａを有している。処理液の液滴は、本体２２の下面２２ａから噴射される。
【００３４】
具体的には、図５に示すように、本体２２は、処理液が供給される処理液供給口２５と、処理液供給口２５に供給された処理液を排出する処理液排出口２６と、処理液供給口２５と処理液排出口２６とを接続する処理液流通路２７と、処理液流通路２７に接続された複数の噴射口２８とを含む。処理液流通路２７は、処理液供給口２５に接続された処理液上流路２９と、処理液排出口２６に接続された処理液下流路３０と、処理液上流路２９と処理液下流路３０とをそれぞれ接続する複数の処理液分岐路３１と、複数の処理液分岐路３１に接続された複数の処理液接続路３２とを含む。
【００３５】
図５に示すように、処理液上流路２９および処理液下流路３０は、鉛直方向に延びている。処理液分岐路３１は、処理液上流路２９の下端から処理液下流路３０の下端まで水平に延びている。処理液接続路３２は、処理液分岐路３１から鉛直下方に延びている。複数の噴射口２８は、それぞれ、複数の処理液接続路３２に接続されている。したがって、噴射口２８は、処理液接続路３２を介して処理液分岐路３１に接続されている。噴射口２８は、たとえば数μｍ〜数十μｍの直径を有する微細孔である。複数の噴射口２８は、本体２２の下面２２ａで開口している。
【００３６】
図５に示すように、本体２２は、さらに、基板Ｗを保護する保護液が供給される保護液供給口３３と、保護液供給口３３に接続された保護液流通路３４と、保護液流通路３４に接続された複数の吐出口３５とを含む。保護液流通路３４は、保護液供給口３３に接続された保護液上流路３６と、保護液上流路３６に接続された複数の保護液分岐路３７と、複数の保護液分岐路３７に接続された複数の保護液接続路３８とを含む。
【００３７】
図５に示すように、保護液上流路３６は、鉛直方向に延びている。保護液分岐路３７は、保護液上流路３６の下端から水平に延びている。保護液接続路３８は、保護液分岐路３７から鉛直下方に延びている。複数の吐出口３５は、それぞれ、複数の保護液接続路３８に接続されている。したがって、吐出口３５は、保護液接続路３８を介して保護液分岐路３７に接続されている。吐出口３５は、噴射口２８よりも大きな面積を有する開口である。複数の吐出口３５は、本体２２の下面２２ａで開口している。したがって、噴射口２８および吐出口３５は、同一平面で開口している。
【００３８】
図４に示すように、複数の噴射口２８は、複数（たとえば、２つ）の列Ｌ１を構成している。各列Ｌ１は、多数（たとえば、１０個以上）の噴射口２８によって構成されている。共通の列Ｌ１を構成する複数の噴射口２８は、たとえば、等間隔で配列されている。各列Ｌ１は、水平な長手方向Ｄ１に沿って直線状に延びている。２つの列Ｌ１は、長手方向Ｄ１に直交する水平な方向に間隔を空けて平行に配置されている。各列Ｌ１は、直線状に限らず、曲線状であってもよい。複数の圧電素子１５は、それぞれ、複数の列Ｌ１に沿って配置されている。圧電素子１５は、圧電素子１５の振動が処理液分岐路３１を流れる処理液に伝達される位置で本体２２に取り付けられている。圧電素子１５は、本体２２の上方に配置されていてもよいし、本体２２の側方に配置されていてもよい。
【００３９】
図４に示すように、吐出口３５は、噴射口２８ごとに設けられている。すなわち、噴射口２８と同数の吐出口３５が本体２２に設けられている。複数の吐出口３５は、それぞれ、複数の噴射口２８に対応している。対の噴射口２８および吐出口３５の位置関係は、いずれの対においても共通である。したがって、複数の吐出口３５は、複数の噴射口２８と同様に、複数（たとえば、２つ）の列Ｌ２を構成している。２つの列Ｌ２は、それぞれ、２つの列Ｌ１に沿って長手方向Ｄ１に延びている。一方の列Ｌ２（図４では、下側の列Ｌ２）は、２つの列Ｌ１の内側（間）に配置されており、他方の列Ｌ２（図４では、上側の列Ｌ２）は、２つの列Ｌ１の外側に配置されている。
【００４０】
図３に示すように、処理液供給管１１および処理液排出管１４は、それぞれ、処理液供給口２５および処理液排出口２６に接続されている。したがって、処理液供給機構１２（図１参照）は、処理液供給管１１を介して処理液供給口２５に接続されている。処理液供給機構１２は、常時、高圧の処理液を処理液供給口２５に供給している。排出バルブ１３が閉じられている状態では、処理液流通路２７の液圧が高圧に維持されている。そのため、この状態では、液圧によって各噴射口２８から処理液が連続流で噴射される。さらに、この状態で、交流電圧が圧電素子１５に印加されると、処理液流通路２７を流れる処理液に圧電素子１５の振動が付与され、各噴射口２８から噴射される処理液が、この振動によって分断される。これにより、処理液の液滴が各噴射口２８から噴射される。このようにして、粒径が均一な多数の処理液の液滴が均一な速度で同時に噴射される。
【００４１】
一方、排出バルブ１３が開かれている状態では、処理液流通路２７を流れる処理液は、処理液排出口２６から処理液排出管１４に排出される。したがって、この状態では、処理液流通路２７の液圧が十分に上昇しない。噴射口２８が微細孔であるから、噴射口２８から処理液を噴射させるには、処理液流通路２７の液圧を所定値以上に上昇させる必要がある。しかしながら、この状態では、処理液流通路２７の液圧が低圧であるので、処理液流通路２７の処理液は、噴射口２８から噴射されずに、処理液排出口２６から処理液排出管１４に排出される。このように、噴射口２８からの処理液の噴射は、排出バルブ１３の開閉により制御される。制御装置６は、噴射ノズル５を基板Ｗの処理に使用しない間（噴射ノズル５の待機中）は、排出バルブ１３を開いている。そのため、噴射ノズル５の待機中であっても、噴射ノズル５の内部で処理液が流通している状態が維持される。
【００４２】
また、図３に示すように、保護液供給口３３には、保護液バルブ３９および流量調整バルブ４０が介装された保護液供給管４１が接続されている。保護液バルブ３９が開かれると、流量調整バルブ４０の開度に対応する流量で保護液が保護液供給口３３に供給される。これにより、各吐出口３５から保護液が吐出される。吐出口３５に供給される保護液としては、たとえば、リンス液や、薬液（たとえば、ＳＣ−１）が挙げられる。制御装置６（図１参照）は、噴射ノズル５の下面（本体２２の下面２２ａ）が基板Ｗの上面に対向している状態で、各吐出口３５から保護液を吐出させる。これにより、保護液が基板Ｗの上面に供給され、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。以下に説明するように、処理液の液滴は、保護液の液膜によって覆われている基板Ｗの上面に向けて噴射される。
【００４３】
図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う噴射ノズル５の模式的な断面図である。図７は、噴射口２８および吐出口３５の位置関係について説明するための平面図である。
図６に示すように、噴射口２８は、基板Ｗの上面内の噴射位置Ｐ１に向けて噴射方向Ｑ１に液滴を噴射する。噴射方向Ｑ１は、噴射口２８から噴射位置Ｐ１に向かう方向である。噴射方向Ｑ１は、処理液接続路３２の方向によって設定される。第１実施形態では、処理液接続路３２が鉛直方向に延びているので、噴射方向Ｑ１は、鉛直方向である。したがって、噴射口２８は、噴射位置Ｐ１に向けて鉛直下方に液滴を噴射する。
【００４４】
同様に、図６に示すように、吐出口３５は、基板Ｗの上面内の着液位置Ｐ２に向けて吐出方向Ｑ２に保護液を吐出する。吐出方向Ｑ２は、吐出口３５から着液位置Ｐ２に向かう方向である。吐出方向Ｑ２は、保護液接続路３８の方向によって設定される。第１実施形態では、保護液接続路３８が鉛直方向に延びているので、吐出方向Ｑ２は、鉛直方向である。したがって、吐出口３５は、着液位置Ｐ２に向けて鉛直下方に保護液を吐出する。
【００４５】
このように、噴射口２８および吐出口３５から鉛直方向に処理液および保護液が吐出されるので、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係は、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と同じである。基板Ｗの中心Ｃ１と噴射位置Ｐ１とを結ぶ線分と、基板Ｗの中心Ｃ１と着液位置Ｐ２とを結ぶ線分とがなす角（中心角）は、たとえば９０度以下であり、着液位置Ｐ２は、対応する噴射位置Ｐ１より回転軸線Ａ１側で、かつ基板回転方向Ｄｒに関して対応する噴射位置Ｐ１より上流側に設定されている。
【００４６】
図６に示すように、制御装置６は、噴射ノズル５の下面（本体２２の下面２２ａ）が基板Ｗの上面に対向しており、基板Ｗが基板回転方向Ｄｒに回転している状態で、複数の吐出口３５から保護液を吐出させる。複数の吐出口３５から吐出された保護液は、それぞれ、複数の着液位置Ｐ２に着液する。これにより、図７に示すように、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。複数の液膜は、それぞれ、複数の吐出口３５から吐出された保護液によって形成されている。
【００４７】
回転状態の基板Ｗに保護液が供給されるので、基板Ｗ上の保護液は、遠心力によって回転半径方向の外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に移動する。そのため、図７に示すように、基板Ｗ上の保護液には、外方への遠心力Ｆ１と、保護液の移動方向に直交する方向へのコリオリの力Ｆ２とが加わる。着液位置Ｐ２上の保護液は、主として、この２つの力（遠心力Ｆ１およびコリオリの力Ｆ２）の合力Ｆ３の方向に移動しながら、基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。そのため、着液位置Ｐ２を中心とする扇状の液膜が、保護液によって形成される。さらに、基板Ｗの上面に供給された保護液は、基板回転方向Ｄｒの下流側に流れていくので、合力Ｆ３の方向に対して、上流側よりも下流側の方が広い扇状の液膜が、保護液によって形成される。
【００４８】
基板Ｗの回転速度、噴射口２８および吐出口３５の位置関係、および吐出口３５からの保護液の吐出流量は、複数の噴射位置Ｐ１がそれぞれ複数の液膜によって覆われるように設定されている。基板Ｗの回転速度等は、複数の液膜が、基板Ｗ上で部分的に重なるように設定されていてもよいし、基板Ｗ上で重ならないように設定されていてもよい。図７に示すように、噴射口２８および吐出口３５の位置関係は、噴射位置Ｐ１が、合力Ｆ３の方向に延びる延長線Ｌ上に位置するように設定されている。着液位置Ｐ２に着液した保護液は、主として、合力Ｆ３の方向に移動するから、着液位置Ｐ２からの距離が一定であれば、保護液の流量は、延長線Ｌ上が最も多い。したがって、噴射位置Ｐ１を延長線Ｌ上に位置させることにより、保護液の吐出流量を低減しながら、所定の厚みの液膜を噴射位置Ｐ１に形成できる。
【００４９】
図８は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理例について説明するための図である。以下では、図１および図８を参照する。
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって搬送され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック２上に載置される。そして、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを保持させる。その後、制御装置６は、スピンモータ８を制御して、スピンチャック２に保持されている基板Ｗを回転させる。
【００５０】
次に、リンス液の一例である純水をリンス液ノズル４から基板Ｗに供給して、基板Ｗの上面を純水で覆う第１カバー工程が行われる。具体的には、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ９を開いて、図８（ａ）に示すように、リンス液ノズル４からスピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。そして、リンス液バルブ９が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置６は、リンス液バルブ９を閉じてリンス液ノズル４からの純水の吐出を停止させる。
【００５１】
次に、処理液の一例である炭酸水の液滴を噴射ノズル５の噴射口２８から基板Ｗに供給して基板Ｗを洗浄する洗浄工程と、保護液の一例であるＳＣ−１を噴射ノズル５の吐出口３５から基板Ｗに供給して基板Ｗの上面をＳＣ−１で覆う第２カバー工程とが並行して行われる。具体的には、制御装置６は、ノズル移動機構１８を制御することにより、噴射ノズル５をスピンチャック２の上方に移動させると共に、噴射ノズル５の下面２２ａを基板Ｗの上面に近接させる。その後、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、保護液バルブ３９を開いて、図８（ｂ）に示すように、噴射ノズル５の吐出口３５からＳＣ−１を吐出させる。これにより、複数の噴射位置Ｐ１をそれぞれ覆う複数の液膜がＳＣ−１によって形成される。
【００５２】
一方、制御装置６は、噴射ノズル５の吐出口３５からのＳＣ−１の吐出と並行して、噴射ノズル５の噴射口２８から炭酸水の液滴を噴射させる。具体的には、制御装置６は、噴射ノズル５の下面２２ａが基板Ｗの上面に近接しており、噴射ノズル５の吐出口３５からＳＣ−１が吐出されている状態で、排出バルブ１３を閉じるとともに、電圧印加機構１７によって所定の周波数の交流電圧を圧電素子１５に印加させる。さらに、図８（ｂ）に示すように、制御装置６は、基板Ｗを回転させると共に、噴射ノズル５の吐出口３５からＳＣ−１を吐出させながら、ノズル移動機構１８によって、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で噴射ノズル５を複数回往復させる（ハーフスキャン）。図２において実線で示すように、中心位置Ｐｃは、平面視において噴射ノズル５と基板Ｗの中央部とが重なる位置であり、図２において二点鎖線で示すように、周縁位置Ｐｅは、平面視において噴射ノズル５と基板Ｗの周縁部とが重なる位置である。
【００５３】
多数の炭酸水の液滴が噴射ノズル５の噴射口２８から下方に噴射されることにより、ＳＣ−１の液膜によって覆われている噴射位置Ｐ１に多数の炭酸水の液滴が吹き付けられる。また、制御装置６が、基板Ｗを回転させながら、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で噴射ノズル５を移動させるので、噴射位置Ｐ１によって基板Ｗの上面が走査され、噴射位置Ｐ１が基板Ｗの上面全域を通過する。したがって、基板Ｗの上面全域に炭酸水の液滴が吹き付けられる。基板Ｗの上面に付着しているパーティクルなどの異物は、基板Ｗに対する液滴の衝突によって物理的に除去される。また、異物と基板Ｗとの結合力は、ＳＣ−１が基板Ｗを溶融させることにより弱められる。したがって、異物がより確実に除去される。また、基板Ｗの上面全域が液膜によって覆われている状態で、炭酸水の液滴が噴射位置Ｐ１に吹き付けられるので、基板Ｗに対する異物の再付着が抑制または防止される。このようにして、第２カバー工程と並行して洗浄工程が行われる。そして、洗浄工程および第２カバー工程が所定時間に亘って行われると、制御装置６は、排出バルブ１３を開いて、噴射ノズル５からの液滴の噴射を停止させる。さらに、制御装置６は、保護液バルブ３９を閉じて、噴射ノズル５からのＳＣ−１の吐出を停止させる。
【００５４】
次に、リンス液の一例である純水をリンス液ノズル４から基板Ｗに供給して、基板Ｗに付着している液体や異物を洗い流すリンス工程が行われる。具体的には、制御装置６は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ９を開いて、図８（ｃ）に示すように、リンス液ノズル４からスピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗに付着している液体や異物が洗い流される。そして、リンス液バルブ９が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置６は、リンス液バルブ９を閉じてリンス液ノズル４からの純水の吐出を停止させる。
【００５５】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（スピンドライ）が行われる。具体的には、制御装置６は、スピンモータ８を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水に大きな遠心力が作用し、図８（ｄ）に示すように、基板Ｗに付着している純水が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する。そして、乾燥工程が所定時間に亘って行われた後は、制御装置６は、スピンモータ８を制御して、スピンチャック２による基板Ｗの回転を停止させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットによってスピンチャック２から搬出される。
【００５６】
以上のように第１実施形態では、複数の噴射口２８からの処理液の液滴の噴射と並行して、複数の吐出口３５から保護液が吐出される。したがって、処理液の液滴は、保護液によって保護されている基板Ｗの上面に向けて噴射される。複数の吐出口３５からそれぞれ複数の着液位置Ｐ２に向けて保護液が吐出されるから、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。複数の噴射位置Ｐ１は、それぞれ、複数の液膜によって覆われる。したがって、１つの液膜によって全ての噴射位置Ｐ１を覆う場合よりも、各噴射位置Ｐ１での処理液の供給状態を均一化できる。そのため、各噴射位置Ｐ１での膜厚のばらつきを低減できる。これにより、各噴射位置Ｐ１での液膜の厚みを最適な値に近づけることができ、基板Ｗの処理品質を向上させることができる。
【００５７】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係る噴射口２８および吐出口３５の位置関係について説明するための平面図である。この図９において、前述の図１〜図８に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、１つの吐出口３５が、複数の噴射口２８に対応していることである。
【００５８】
具体的には、噴射ノズル２０５（噴射手段、液膜形成手段）は、複数の噴射口２８と、複数の吐出口３５とを含む。第１実施形態と同様に、噴射方向Ｑ１（図６参照）と吐出方向Ｑ２（図６参照）とは、平行な方向であり、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とは同じである。複数の噴射位置Ｐ１は、着液位置Ｐ２に中心を有する円弧ａｒｃに沿って配置されるように設定されている。基板回転方向Ｄｒに関して中間の噴射口２８は、円弧ａｒｃ上に配置されている。中間の噴射口２８より上流側の噴射位置Ｐ１は、円弧ａｒｃの内側に配置されており、中間の噴射口２８より下流側の噴射口２８は、円弧ａｒｃの外側に配置されている。着液位置Ｐ２は、複数の噴射位置Ｐ１より回転軸線Ａ１（図１参照）側で、かつ基板回転方向Ｄｒに関して複数の噴射位置Ｐ１より上流側に設定されている。
【００５９】
制御装置６（図１参照）は、各吐出口３５から保護液を吐出させることにより、回転状態の基板Ｗの上面に保護液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。基板Ｗの回転速度、噴射口２８および吐出口３５の位置関係、および吐出口３５からの保護液の吐出流量は、複数の噴射位置Ｐ１が、１つの吐出口３５から吐出された保護液によって覆われるように設定されている。制御装置６は、保護液の液膜によって覆われている噴射位置Ｐ１に向けて噴射口２８から処理液の液滴を噴射させる。これにより、ダメージの発生が抑制または防止されつつ、パーティクルが除去される。
【００６０】
以上のように第２実施形態では、１つの着液位置Ｐ２が、複数の噴射位置Ｐ１に対応しており、複数の噴射位置Ｐ１が、共通の着液位置Ｐ２に供給された保護液によって覆われる。保護液の液膜の厚みは、着液位置Ｐ２から離れるに従って減少する。言い換えると、着液位置Ｐ２からの距離が一定の位置であれば、その位置での膜厚は概ね一定である。共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１は、共通の着液位置Ｐ２に中心を有する円弧ａｒｃに沿って設定されている。したがって、これらの噴射位置Ｐ１での膜厚のばらつきを一層低減できる。これにより、基板Ｗの処理品質を一層向上させることができる。
【００６１】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係る噴射口２８および吐出口３５の位置関係について説明するための平面図である。この図１０において、前述の図１〜図９に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３実施形態と前述の第２実施形態との主要な相違点は、噴射口２８および吐出口３５の位置関係が異なることである。
【００６２】
具体的には、噴射ノズル３０５（噴射手段、液膜形成手段）は、複数の噴射口２８と、複数の吐出口３５とを含む。第２実施形態と同様に、第３実施形態では、１つの吐出口３５が、複数の噴射口２８に対応している。第１実施形態と同様に、噴射方向Ｑ１（図６参照）と吐出方向Ｑ２（図６参照）とは、平行な方向であり、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とは同じである。複数の噴射位置Ｐ１は、合力Ｆ３の方向に延びる延長線Ｌに沿って配置されるように設定されている。最も内側（着液位置Ｐ２側）の噴射位置Ｐ１は、基板回転方向Ｄｒに関して延長線Ｌより上流側に配置されており、最も外側の噴射位置Ｐ１は、基板回転方向Ｄｒに関して延長線Ｌより下流側に配置されている。中間の噴射位置Ｐ１は、延長線Ｌ上に配置されている。複数の噴射位置Ｐ１は、合力Ｆ３の方向から見たときに、重なり合わないように設定されている。さらに、着液位置Ｐ２は、複数の噴射位置Ｐ１より回転軸線Ａ１（図１参照）側で、かつ基板回転方向Ｄｒに関して複数の噴射位置Ｐ１より上流側に設定されている。
【００６３】
制御装置６（図１参照）は、各吐出口３５から保護液を吐出させることにより、回転状態の基板Ｗの上面に保護液を供給させる。これにより、基板Ｗの上面内の複数の領域をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜が形成される。基板Ｗの回転速度、噴射口２８および吐出口３５の位置関係、および吐出口３５からの保護液の吐出流量は、複数の噴射位置Ｐ１が、１つの吐出口３５から吐出された保護液によって覆われるように設定されている。制御装置６は、保護液の液膜によって覆われている噴射位置Ｐ１に向けて噴射口２８から処理液の液滴を噴射させる。これにより、ダメージの発生が抑制または防止されつつ、パーティクルが除去される。
【００６４】
以上のように第３実施形態では、１つの着液位置Ｐ２が、複数の噴射位置Ｐ１に対応しており、複数の噴射位置Ｐ１が、共通の着液位置Ｐ２に供給された保護液によって覆われる。共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１は、基板Ｗの回転に伴って着液位置Ｐ２上の保護液に作用する合力Ｆ３（遠心力Ｆ１とコリオリの力Ｆ２との合力）に延びる延長線Ｌに沿うように設定されている。したがって、共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１に保護液が効率的に供給される。さらに、共通の着液位置Ｐ２に対応する複数の噴射位置Ｐ１は、合力Ｆ３の方向から見たときに重なり合わないように設定されている。したがって、合力Ｆ３の方向に関して下流の噴射位置Ｐ１に供給されるべき保護液が、上流の噴射位置Ｐ１に向けて噴射された処理液の液滴によって遮られることを抑制または防止できる。これにより、各噴射位置Ｐ１に保護液を確実に供給できる。
【００６５】
本発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第３実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１実施形態では、保護液を吐出する吐出口３５が、噴射ノズル５に設けられている場合について説明した。しかし、吐出口３５は、噴射ノズル５とは異なる部材に設けられていてもよい。たとえば、吐出口３５が形成された保護液ノズル（液膜形成手段）が設けられ、この保護液ノズルに、保護液供給管４１（図１参照）が接続されていてもよい。この場合、複数の保護液ノズルが設けられていてもよいし、１つの保護液ノズルに複数の吐出口３５が形成されていてもよい。
【００６６】
また、前述の第１実施形態では、対の噴射口２８および吐出口３５の位置関係が、いずれの対においても共通である場合について説明した。しかし、他の対の噴射口２８および吐出口３５とは位置関係が異なる対の噴射口２８および吐出口３５が噴射ノズル５に設けられていてもよい。したがって、基板Ｗ上での保護液の流れ方向（着液位置Ｐ２から噴射位置Ｐ１に向かう方向）は、一定でなくてもよい。
【００６７】
また、前述の第１実施形態では、液滴の噴射方向Ｑ１と保護液の吐出方向Ｑ２とが、平行な方向であり、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とが同じである場合について説明した。しかし、噴射方向Ｑ１と吐出方向Ｑ２とが、平行な方向でなく、噴射口２８および吐出口３５の位置関係と、噴射位置Ｐ１および着液位置Ｐ２の位置関係とが異なっていてもよい。たとえば、噴射方向Ｑ１が鉛直方向であり、吐出方向Ｑ２が、鉛直方向に対して傾いた方向であってもよい。この場合、鉛直方向に対する吐出方向Ｑ２の傾き角度を変更することにより、基板Ｗ上での保護液の広がり方を変化させることができる。
【００６８】
また、前述の第１実施形態では、基板Ｗに供給された保護液が、基板Ｗの回転に伴って発生する力（遠心力およびコリオリの力）を受けて基板Ｗ上で広がる場合について説明した。しかし、保護液の吐出方向Ｑ２が、鉛直方向に対して傾いた方向であれば、基板Ｗに供給された保護液は、基板Ｗが回転していなくても基板Ｗ上で概ね一定の方向に広がる。したがって、吐出方向Ｑ２が、鉛直方向に対して傾いた方向であれば、非回転状態の基板Ｗに保護液が供給されてもよい。
【００６９】
また、前述の第１実施形態では、複数の噴射口２８が複数の列Ｌ１を構成しており、複数の列Ｌ１が平行に配置されている場合について説明した。しかし、複数の列Ｌ１は、平行に配置されていなくもよい。さらに、複数の噴射口２８は、複数の列Ｌ１を構成していなくてもよい。
また、前述の第１実施形態では、噴射ノズル５が処理液の液滴を噴射している状態で、制御装置６が、ノズル移動機構１８によって、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で噴射ノズル５を軌跡Ｘ１に沿って移動させる場合について説明した。すなわち、ハーフスキャンが行われる場合について説明した。しかし、フルスキャンが行われてもよい。具体的には、制御装置６は、噴射ノズル５が処理液の液滴を噴射している状態で、ノズル移動機構１８によって、基板Ｗの周縁部の上方の２つの位置の間で噴射ノズル５を軌跡Ｘ１に沿って移動させてもよい。
【００７０】
また、前述の第１実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明した。しかし、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
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。
【符号の説明】
【００７１】
１ 基板処理装置
２ スピンチャック（基板保持手段、基板回転手段）
５ 噴射ノズル（噴射手段、液膜形成手段、ノズル）
１２ 処理液供給機構（処理液供給手段）
１５ 圧電素子（振動付与手段）
１８ ノズル移動機構（ノズル移動手段）
２８ 噴射口
３５ 吐出口
２０５ 噴射ノズル（噴射手段、液膜形成手段、ノズル）
３０５ 噴射ノズル（噴射手段、液膜形成手段、ノズル）
Ａ１ 回転軸線
ａｒｃ 円弧
Ｄｒ 基板回転方向
Ｆ３ 合力
Ｌ 延長線
Ｐ１ 噴射位置
Ｐ２ 着液位置
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
複数の噴射口からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する噴射手段と、
複数の吐出口からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記噴射手段は、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給手段と、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与手段とを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記複数の噴射口および複数の吐出口が形成されたノズルをさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に沿って前記ノズルを移動させるノズル移動手段をさらに含む、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に前記基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、
前記着液位置は、前記噴射位置より前記回転軸線側で、かつ前記基板回転方向に関して前記噴射位置より上流側に設定されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力の方向に延びる延長線上に設定されている、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記複数の着液位置は、それぞれ、前記複数の噴射位置に対応しており、
前記液膜形成手段は、前記複数の吐出口からそれぞれ前記複数の着液位置に向けて保護液を吐出させることにより、前記複数の噴射位置をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜を形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記共通の着液位置に中心を有する円弧に沿って設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に前記基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、
各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力の方向に延びる延長線に沿い、前記合力の方向から見たときに重なり合わないように設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
複数の噴射口からそれぞれ基板の主面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する噴射ステップと、
前記噴射ステップと並行して、複数の吐出口からそれぞれ前記基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成ステップとを含む、基板処理方法。
【請求項１１】
前記噴射ステップは、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給ステップと、前記処理液供給ステップと並行して、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与ステップとを含む、請求項１０に記載の基板処理方法。
【請求項１】
基板を保持する基板保持手段と、
複数の噴射口からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する噴射手段と、
複数の吐出口からそれぞれ前記基板保持手段に保持されている基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記噴射手段は、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給手段と、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与手段とを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記複数の噴射口および複数の吐出口が形成されたノズルをさらに含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に沿って前記ノズルを移動させるノズル移動手段をさらに含む、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に前記基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、
前記着液位置は、前記噴射位置より前記回転軸線側で、かつ前記基板回転方向に関して前記噴射位置より上流側に設定されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力の方向に延びる延長線上に設定されている、請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記複数の着液位置は、それぞれ、前記複数の噴射位置に対応しており、
前記液膜形成手段は、前記複数の吐出口からそれぞれ前記複数の着液位置に向けて保護液を吐出させることにより、前記複数の噴射位置をそれぞれ覆う複数の保護液の液膜を形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記共通の着液位置に中心を有する円弧に沿って設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板保持手段に保持されている基板の主面に交差する回転軸線まわりの基板回転方向に前記基板を回転させる基板回転手段をさらに含み、
各着液位置は、複数の前記噴射位置に対応しており、共通の着液位置に対応する前記複数の噴射位置は、前記基板回転手段による基板の回転に伴って前記着液位置上の保護液に作用する合力の方向に延びる延長線に沿い、前記合力の方向から見たときに重なり合わないように設定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
複数の噴射口からそれぞれ基板の主面内の複数の噴射位置に向けて処理液の液滴を噴射する噴射ステップと、
前記噴射ステップと並行して、複数の吐出口からそれぞれ前記基板の主面内の複数の着液位置に向けて保護液を吐出することにより、それぞれ異なる前記噴射位置を覆う複数の保護液の液膜を形成する液膜形成ステップとを含む、基板処理方法。
【請求項１１】
前記噴射ステップは、前記複数の噴射口に処理液を供給する処理液供給ステップと、前記処理液供給ステップと並行して、前記複数の噴射口から噴射される処理液に振動を付与することにより、前記複数の噴射口から噴射される処理液を分断する振動付与ステップとを含む、請求項１０に記載の基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５１２８６（Ｐ２０１３−５１２８６Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８７６８７（Ｐ２０１１−１８７６８７）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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