CN107615457A - 基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

基板处理装置具备：基板旋转机构，旋转基板；喷嘴部，向所述基板的主面喷出处理液的液滴；以及喷嘴移动机构，使所述喷嘴部在沿所述主面的方向上移动。喷嘴部具备两个引导面(511)、两个气体喷出口(512)和两个处理液供给口(513)。气体喷出口沿引导面喷出气体，形成沿引导面流动的气流。处理液供给口设置于引导面，向气流与引导面之间供给处理液。在喷嘴部中，当将两个气体喷出口中的一个视为形成将处理液作为薄膜流向引导面的下端边缘(516)输送的气流的第一气体喷出口时，另一个成为形成与从下端边缘飞散的处理液碰撞的气流的第二气体喷出口。由此，能够喷出粒径均匀的多个液滴来对基板进行适当地处理。

Description

基板处理装置
技术领域
本发明涉及基板处理装置。
背景技术
一直以来，在半导体基板(以下，简称为“基板”)的制造工序中，利用了向基板表面提供处理液的液滴的基板处理装置。例如，在日本特开2004-349501号公报(文献1)的基板处理装置中，安装了所谓的外部混合型的双流体喷嘴。在双流体喷嘴的一方的端部中，环状的气体喷出口开口，液体喷出口在气体喷出口的中心部附近开口。由于从液体喷出口喷出的纯水几乎直行，从环状的气体喷出口喷出的氮气朝向壳体外的汇流点以汇流的方式前进，因此氮气和纯水在收束点碰撞而混合，从而形成纯水的液滴的喷流。
此外，在专利第5261077号公报(文献2)的安装于基板清洗装置的清洗喷嘴中，在筒状体的壁面穿设多个喷出孔，在该壁面中的与多个喷出孔相对的部位的外壁面贴设压电元件。通过对压电元件施加交流电压，向筒状体内部的清洗液提供振动，从多个喷出孔喷出清洗液的液滴。
另外，在专利第2797080号公报中，公开了生成用以微粉末化或者使其气化的液滴的喷嘴。在该喷嘴中，从供给口向倾斜面供给液体，该液体被沿倾斜面高速流动的空气流拉伸变薄而成为薄膜流。薄膜流被空气流加速而从倾斜面的顶端喷射向气体中，成为微粒子的液滴。
但是，在文献1的双流体喷嘴中，体积中值直径(number median diameter)虽设为例如10μm至16μm，但是液滴的粒径分布会变得比较大。近年来，推进形成于基板表面的图案的进一步的细微化，在存在粒径大的液滴的情况下，在图案等容易产生缺陷。另一方面，在文献2的清洗喷嘴中，例如，平均液滴直径是15μm以上30μm以下，液滴直径的分布为3σ(σ是标准偏差)在2μm以下，防止由粒径大的液滴引起的图案等的缺陷的产生。但是，在文献2的清洗喷嘴中，每个单位时间从规定的范围喷出的液滴数，与双流体喷嘴相比大幅度地变少。因此，如要进行与双流体喷嘴同等的处理，就需要该清洗喷嘴的大型化、清洗时间的延长等。
发明内容
本发明面向基板处理装置，其目的在于，喷出粒径均匀的大量液滴来对基板进行适当地处理。
本发明的基板处理装置，具备：基板旋转机构，旋转基板；喷嘴部，向所述基板的主面喷出处理液的液滴；以及喷嘴移动机构，使所述喷嘴部在沿所述主面的方向上移动。所述喷嘴部具备：引导面；第一气体喷出口，通过沿所述引导面喷出气体，形成沿所述引导面流动的第一气流；处理液供给口，设置于所述引导面，向所述第一气流与所述引导面之间供给所述处理液；以及第二气体喷出口，形成在所述引导面的端部附近与从所述端部飞散的所述处理液碰撞的第二气流。
根据本发明，能够喷出粒径均匀的大量液滴来对基板进行适当地处理。
在本发明的一优选方式中，所述引导面是以规定的中心轴为中心的圆锥面；所述处理液供给口是以所述中心轴为中心的环状；所述喷嘴部设置有以所述中心轴为中心的环状喷出口，从所述环状喷出口沿所述圆锥面向从所述圆锥面的基部朝向顶部的方向喷出气体；所述环状喷出口的一部分作为所述第一气体喷出口而发挥功能，所述环状喷出口的另一部分作为所述第二气体喷出口而发挥功能。
该情况下，优选所述喷嘴部还具备辅助气体喷出口，所述辅助气体喷出口设置于所述圆锥面的所述顶部附近，沿所述中心轴喷出气体。
在本发明的另一优选的方式中，所述喷嘴部还具备其他引导面，所述引导面在所述端部具有线状的边缘，所述其他引导面具有其他边缘，所述其他边缘与所述引导面的所述边缘平行且与所述边缘接近，或者所述其他边缘与所述边缘一致，所述第二气体喷出口沿所述其他引导面，向从所述其他引导面的与所述其他边缘相反的一侧朝向所述其他边缘的方向喷出气体。
该情况下，优选所述引导面和所述其他引导面包括板状构件的侧面的一部分，所述第一气体喷出口、所述处理液供给口和所述第二气体喷出口分别是在所述板状构件的所述侧面和至少一方的主面开口的狭缝。
在本发明的又另一优选的方式中，所述喷嘴部还具备筒状引导部，所述筒状引导部以规定的中心轴为中心，所述筒状引导部的壁厚随着从一端朝向另一端而逐渐减小，所述筒状引导部的内周面与外周面中的一个包括于所述引导面，所述筒状引导部的内周面与外周面中的另一个包括于其他引导面，所述引导面在所述另一端具有环状的边缘，所述第一气体喷出口与所述处理液供给口是以所述中心轴为中心的环状，所述第一气体喷出口沿所述引导面向从所述筒状引导部的所述一端朝向所述另一端的方向喷出气体，所述第二气体喷出口是以所述中心轴为中心的环状，所述第二气体喷出口沿所述其他引导面向从所述筒状引导部的所述一端朝向所述另一端的方向喷出气体。
优选在基板处理装置中，所述引导面的所述边缘与所述基板的所述主面平行。
所述喷嘴部还具备其他处理液供给口，所述其他处理液供给口设置于所述其他引导面，向所述第二气流与所述其他引导面之间供给处理液。
在本发明的一方面中，基板处理装置还具备液滴粒径变更部，所述液滴粒径变更部变更从所述喷嘴部向所述基板的所述主面上喷出的液滴的粒径。
该情况下，优选所述液滴粒径变更部调整从所述第一气体喷出口的气体的流量，或者，所述液滴粒径变更部调整从所述处理液供给口的所述处理液的流量。
在本发明的其他方面中，基板处理装置还具备：第一气体流量调整部，调整从所述第一气体喷出口喷出的气体的流量；第二气体流量调整部，调整从所述第二气体喷出口喷出的气体的流量；以及控制部，通过控制所述第一气体流量调整部和所述第二气体流量调整部，变更液滴的喷出方向。
优选所述控制部在所述液滴从所述喷嘴部飞散的期间，变更所述喷出方向。
在本发明的又一其他方面中，基板处理装置还具备喷嘴升降机构，所述喷嘴升降机构使所述喷嘴部沿与所述基板的所述主面垂直的上下方向升降。
该情况下，也可以通过所述喷嘴升降机构变更所述喷嘴部在所述上下方向的位置，变更在所述主面上液滴分散的区域的大小。
通过以下参照附图对本发明进行的详细说明，上述目的及其他目的、特征、方式及优点变得更加明确。
附图说明
图1是表示第一实施方式的基板处理装置的结构的图。
图2是喷嘴部的主视图。
图3是喷嘴部的侧视图。
图4是本体板的主视图。
图5是表示基板的处理流程的图。
图6是表示使用喷嘴部的基板的处理的一例的图。
图7是表示处理液的流量和气体的流量与液滴的粒径的关系的图。
图8A是表示使用喷嘴部的基板的处理的另一例的图。
图8B是表示使用喷嘴部的基板的处理的另一例的图。
图9A是表示使用喷嘴部的基板的处理的另一例的图。
图9B是表示使用喷嘴部的基板的处理的另一例的图。
图10是第二实施方式的喷嘴部的剖视图。
图11是第三实施方式的喷嘴部的剖视图。
图12是表示本体板的另一例的图。
具体实施方式
图1是表示本发明的第一实施方式的基板处理装置1的结构的图。基板处理装置1中的各结构要素，由控制部10进行控制。基板处理装置1具备作为基板保持部的旋转夹具22、作为基板旋转机构的旋转马达21和包围旋转夹具22的周围的罩23。基板9载置在旋转夹具22上。通过将多个挟持构件与基板9的周缘接触，使旋转夹具22夹持基板9。由此，由旋转夹具22将基板9保持为水平的姿势。在以下的说明中，将朝向上方的基板9的主面91称为“上表面91”。在上表面91形成有细微的图案。
在旋转夹具22的下表面连接沿上下方向(铅垂方向)延伸的轴221。作为轴221的中心轴的旋转轴J1与基板9的上表面91垂直，通过基板9的中心。旋转马达21使轴221旋转。由此，旋转夹具22和基板9以朝向上下方向的旋转轴J1为中心旋转。另外，旋转夹具22也可以是吸附基板9的背面的结构等。
基板处理装置1具备冲洗液供给部311、冲洗液喷嘴312、保护液供给部321、保护液喷嘴322、气体供给部41、处理液供给部42、喷嘴部5、喷嘴移动机构43和喷嘴升降机构44。在冲洗液供给部311中，冲洗液的供给源经由阀与冲洗液喷嘴312连接。在保护液供给部321中，后述的保护液的供给源经由阀与保护液喷嘴322连接。
气体供给部41具有两个气体供给管411。两个气体供给管411的一端合流，与作为后述的液滴生成用的气体的氮气的供给源连接。两个气体供给管411的另一端与喷嘴部5连接。在各气体供给管411设置有气体流量调整部412。在气体供给部41中，也可以向喷嘴部5供给氮气以外的气体。
处理液供给部42具有两个处理液供给管421。两个处理液供给管421的一端合流，与作为液滴生成用的处理液的纯水的供给源连接。两个处理液供给管421的另一端与喷嘴部5连接。在各处理液供给管421设置有处理液流量调整部422。在处理液供给部42中，也可以将纯水以外的液体作为液滴生成用的处理液向喷嘴部5供给。在以下的说明中，简称为“处理液”的情况是指，向喷嘴部5供给的液滴生成用的处理液。
保护液喷嘴322和喷嘴部5安装于喷嘴移动机构43的臂431。喷嘴移动机构43通过使臂431以与旋转轴J1平行的轴为中心转动，而选择性地将保护液喷嘴322和喷嘴部5配置在与基板9的上表面91相对的相对位置或在水平方向上从基板9离开的待机位置。喷嘴升降机构44使保护液喷嘴322和喷嘴部5与臂431一起，沿与上表面91垂直的上下方向升降。冲洗液喷嘴312也可以通过其他喷嘴移动机构或其他喷嘴升降机构，能够与喷嘴部5等相同地移动。
图2是喷嘴部5的主视图，图3是喷嘴部5的侧视图。如图2和图3所示，喷嘴部5具备本体板51和两个罩构件52。本体板51和罩构件52例如由聚四氟乙烯(PTFE)或石英形成。本体板51被夹持并保持于大致长方体状的两个罩构件52之间。详细地，在各罩构件52中，在与另一个罩构件52相对的相对面520形成凹部521。在将两个罩构件52的相对面520彼此接触的状态下，本体板51配置于两个罩构件52的凹部521内。实际上，除了本体板51中的后述的下端边缘516(参照后述的图4)的附近之外，本体板51的周围被两个罩构件52覆盖。
各罩构件52具有一个气体连接通路522和一个处理液连接通路523。气体连接通路522将设置于图2和图3的罩构件52的上表面的连接部524和凹部521的底面(即，与相对面520平行的凹部521内的面)之间进行连接。在该连接部524连接有气体供给管411。处理液连接通路523将罩构件52中的设置于与相对面520相反侧的面的连接部525和凹部521的上述底面之间进行连接。在该连接部525连接有处理液供给管421。
图4是本体板51的主视图。本体板51是一定厚度的板状构件。本体板51具备两个引导面511、两个气体喷出口512、两个处理液供给口513、两个气体室514和两个处理液室515。各引导面511的下侧的端部具有沿垂直于图4的纸面的方向延伸的直线状的下端边缘516。在本实施方式中，两个引导面511中的下端边缘516几乎一致。两个引导面511以下端边缘516作为顶点所呈的角度，在下端边缘516延伸的方向上全部位置都是固定的角度。两个引导面511所呈的角度，例如是锐角。由于下端边缘516延伸的方向与本体板51的厚度方向一致，因此，在以下的说明中，称为“板厚度方向”。
在本体板51被夹持于两个罩构件52之间的状态下(参照图2)，与本体板51的板厚度方向垂直的两个主面，除了下端边缘516附近之外，都被罩构件52的凹部521的底面覆盖。由此，在两个气体室514和两个处理液室515之间，液体和气体不能移动。在两个气体室514内分别连接有两个罩构件52的气体连接通路522(图4中用双点划线表示。)。因此，从气体供给部41(参照图1)经由气体供给管411以及气体连接通路522，能够向气体室514内填充气体。相同地，在两个处理液室515内分别连接有两个罩构件52的处理液连接通路523(图4中用双点划线表示。)。因此，从处理液供给部42经由处理液供给管421以及处理液连接通路523，能够向处理液室515内填充处理液。
各引导面511除了处理液供给口513的部位之外，是从下端边缘516到气体室514内连续的平滑面。引导面511的法线与板厚度方向垂直。气体喷出口512由位于处理液供给口513和气体室514之间的引导面511的部分和与该部分等间隔相对的面形成，并与气体室514连续。通过气体供给部41向气体室514内供给气体，从气体喷出口512沿引导面511喷出气体。即，沿引导面511从与下端边缘516相反侧(气体室514侧)朝向下端边缘516的方向喷出气体。由此，形成朝向下端边缘516并且沿引导面511流动的气流。
处理液供给口513由与板厚度方向垂直且彼此平行的两个面形成。处理液供给口513与处理液室515连续并在引导面511开口。即，处理液供给口513设置于引导面511。通过处理液供给部42向处理液室515内供给处理液，从处理液供给口513向上述气流和引导面511之间供给处理液。如上所述，在喷嘴部5中，本体板51的两主面除了下端边缘516附近之外，被两个罩构件52的凹部521的底面覆盖。因此，该底面也可以视为是气体喷出口512和处理液供给口513各自的一部分。
在本体板51中，下端边缘516附近的两个引导面511的部位，没有被本体板51的任何其他部位覆盖，包括于本体板51自身的侧面。换言之，两个引导面511包括本体板51的侧面的一部分。在本体板51中，除了两个主面的全部的面，具有与板厚度方向垂直的法线。在本体板51的制作中，两个气体喷出口512和两个处理液供给口513，通过电火花线切割等，形成为在两个主面和侧面开口的细微的狭缝。因此，无需进行复杂的加工，就能够容易地形成气体喷出口512和处理液供给口513，从而能够廉价地制作喷嘴部5。本实施方式中的本体板51是关于包括下端边缘516并且沿图4的纵向扩展的面对称的形状。
根据喷嘴部5的设计，两个气体喷出口512和两个处理液供给口513也可以形成为，通过规定的槽加工在本体板51的一个主面和侧面开口的狭缝。由于气体喷出口512和处理液供给口513分别是在本体板51的至少一个主面和侧面开口的狭缝，因此能够容易地制作喷嘴部5。
图5是基板处理装置1中的基板9的处理流程的图。首先，通过外部的搬运机构向图1的基板处理装置1内搬入未处理的基板9，并由旋转夹具22保持(步骤S11)。接着，通过旋转马达21，使基板9开始以规定的转速(旋转速度)旋转。然后，通过冲洗液供给部311，经由位于基板9的上方的冲洗液喷嘴312，向上表面91的中央部连续地供给作为冲洗液的纯水。上表面91上的纯水借助基板9的旋转向外缘部扩散，从而向整个上表面91供给纯水。由此，上表面91被纯水覆盖(步骤S12)。纯水的供给持续规定时间，然后停止。
接着，喷嘴移动机构43使喷嘴部5和保护液喷嘴322配置于与基板9的上表面91相对的相对位置。然后，通过气体供给部41向喷嘴部5的气体室514(参照图4)内连续地供给气体，并且通过处理液供给部42向喷嘴部5的处理液室515内连续地供给处理液。从各气体喷出口512喷出的气体形成沿引导面511流动的气流，从处理液供给口513向气流和引导面511之间供给处理液。在气流和引导面511之间，处理液被拉伸成为薄膜流，在下端边缘516从引导面511离开并飞散。
此处，如上所述，在喷嘴部5中设置有两个引导面511，两引导面511共有下端边缘516。当关注沿一个引导面511流动并从下端边缘516飞散的处理液时，沿另一个引导面511流动的气流在下端边缘516附近与该处理液碰撞。即，当将两个气体喷出口512中的一个视为形成将处理液作为薄膜流向下端边缘516输送的气流的第一气体喷出口时，两个气体喷出口512中的另一个成为形成与从下端边缘516飞散的处理液碰撞的气流的第二气体喷出口。由此，生成粒径均匀的多个液滴。此外，沿一个引导面511流动并从下端边缘516飞散的处理液，在下端边缘516附近还与沿另一个引导面511流动并从下端边缘516飞散的处理液碰撞。也可以视为在喷嘴部5中，沿两个引导面511流动的处理液的薄膜流彼此在下端边缘516的附近相互碰撞。在喷嘴部5生成的液滴朝向基板9的上表面91。这样，从喷嘴部5向上表面91喷出处理液的液滴(步骤S13)。
此时，如图6所示，通过保护液供给部321，经由保护液喷嘴322向上表面91连续地供给保护液。保护液喷嘴322例如是直线型喷嘴，相对上下方向倾斜地设置，使得保护液在上表面91向喷嘴部5的液滴的喷出区域扩散。因此，在基板9的上表面91中，从喷嘴部5向附着了保护液的区域喷出液滴。在图6中，对保护液的膜标注了附图标记81。保护液例如是SC-1(含有NH4OH和H2O2的混合液，标准清洗液1(Standard clean 1))。因此，附着于基板9的上表面91的颗粒物等异物与基板9的结合力被SC-1减弱。在该状态，液滴从喷嘴部5向上表面91喷吹，通过液滴的碰撞而以物理方式去除该异物。当然，根据基板9与异物的结合力等，也可以省略保护液的喷出。此外，也可以利用SC-1以外的纯水、碳酸水等保护液。
此外，通过图1的喷嘴移动机构43摆动臂431，喷嘴部5和保护液喷嘴322在沿着基板9的上表面91的方向上移动。例如，喷嘴部5喷出液滴的喷出区域(即，保护液喷嘴322喷出保护液的喷出区域)，在基板9的中央部和外缘部之间多次往复。而且，基板9以规定的转速旋转。由此，对基板9的整个上表面91供给处理液的液滴和保护液。处理液的液滴和保护液的喷出持续规定时间，然后停止。
当用液滴对基板9的处理完成时，喷嘴部5和保护液喷嘴322通过喷嘴移动机构43在水平方向上移动到从基板9离开的待机位置。然后，通过冲洗液供给部311，经由位于基板9的上方的冲洗液喷嘴312，向上表面91连续地供给冲洗液(步骤S14)。由此，用冲洗液冲洗上表面91上的保护液等。在冲洗液的供给中，通过旋转马达21继续旋转基板9。冲洗液的供给持续规定时间，然后停止。
当冲洗液的供给完成时，通过旋转马达21使基板9以比上述处理中的转速更高的转速旋转。由此，附着于基板9的上表面91的冲洗液借助离心力被甩向周围。结果，去除上表面91的冲洗液，使基板9干燥(步骤S15)。干燥后的基板9通过外部的搬运机构从基板处理装置1搬出，从而完成基板处理装置1中的处理(步骤S16)。
图7是表示处理液供给口513中的处理液的流量和气体喷出口512中的气体的流量与从喷嘴部5喷出的液滴的粒径的关系的图。图7的纵轴表示液滴的平均粒径，横轴表示两个处理液供给口513中的处理液的总计流量。两个处理液供给口513中的处理液的流量相同。此外，图7中的黑色方形表示从各气体喷出口512的气体的流量是每分钟30升(30[L/min])的情况的液滴的粒径，白色圆形表示气体的流量是60[L/min]的情况的液滴的粒径。两个气体喷出口512中的气体的流量相同。向气体喷出口512以规定的压力供给该气体。另外，在从下端边缘516仅离开规定距离的位置，用激光光散射方式的粒径测量装置测量了液滴的粒径。
如图7所示，在气体的流量是30[L/min]的情况下，通过将处理液的流量从每分钟18毫升(18[mL/min])逐渐增大到55[mL/min]，液滴的粒径从约12微米(μm)增大到约20μm。此外，在气体的流量是60[L/min]的情况下，通过将处理液的流量从18[mL/min]逐渐增大到56[mL/min]，液滴的粒径从约7μm增大到约10μm。
这样，在基板处理装置1中，通过气体流量调整部412调整从气体喷出口512的气体的流量，或者处理液流量调整部422调整从处理液供给口513的处理液的流量，能够变更从喷嘴部5向基板9的上表面91上喷出的液滴的粒径(后述的图10和图11的喷嘴部5a、5b中相同)。换言之，气体流量调整部412和处理液流量调整部422是变更向上表面91上喷出的液滴的粒径的液滴粒径变更部。实际上，在喷嘴部5中，液滴的粒径分布也较小。即，能够喷出粒径均匀的液滴。
如以上说明的那样，在基板处理装置1的喷嘴部5中，向沿引导面511流动的气流与该引导面511之间供给处理液。然后，沿另一引导面511流动的气流在引导面511的下端边缘516附近与从下端边缘516飞散的处理液碰撞。由此，在喷嘴部5中，能够喷出粒径均匀的多个液滴。此外，通过旋转马达21旋转基板9，喷嘴移动机构43使喷嘴部5在沿基板9的上表面91的方向上移动，可实现用处理液的液滴适当地处理基板9的整个上表面91。而且，由于下端边缘516与基板9的上表面91平行，因此可实现缩短向上表面91的宽范围喷出液滴而对基板9进行处理所需的时间，并且对整个液滴的喷出区域进行均匀的处理。
在基板处理装置1中，通过液滴粒径变更部变更向上表面91上喷出的液滴的粒径，能够应对上表面91上形成有容易倒塌的细微图案的情况、或需要强力的物理的清洗的情况等的基板9的处理中的各种条件。
在基板处理装置1中，两个气体喷出口512的气体的流量没必要一定相同。例如，如图8A和图8B所示，在沿一个引导面511流动的气体的流量，比沿另一个引导面511流动的气体的流量更大的情况下，根据两方引导面511的气体的流量的差异，朝向与下端边缘516的正下方不同的上表面91上的区域喷出液滴。在图8A和图8B中，用箭头A1的长度表示沿各引导面511流动的气体的流量。此外，用虚线表示液滴分散的(扩散的)范围(后述的图9A和图9B中相同)。
如上所述，在基板处理装置1中，用于调整从气体喷出口512喷出的气体的流量的气体流量调整部412，相对两个气体喷出口512单独地设置，通过控制部10控制两个气体流量调整部412，从而变更液滴的喷出方向。由此，假设，即使在由喷嘴移动机构43进行移动的喷嘴部5的移动范围有限制的情况等下，也能够实现从喷嘴部5向上表面91的宽范围喷出液滴。此外，在液滴从喷嘴部5飞散的期间，控制部10也可以逐渐变更从两个气体喷出口512喷出的气体的流量，从而变更液滴的喷出方向。由此，例如，在将喷嘴部5的位置保持为恒定的状态下，能够将液滴在上表面91上分散的区域移动一定程度。变更液滴的喷出方向的上述方法，也可以在后述的图11的喷嘴部5b中利用。
从喷嘴部5喷出的液滴，向上下方向和与下端边缘516垂直的方向扩散并且朝向上表面91。因此，如图9A和图9B所示，也可以通过喷嘴升降机构44(参照图1)变更上下方向的喷嘴部5的位置，从而变更液滴在上表面91上分散的区域，即，喷出区域的大小(后述的图10和图11的喷嘴部5a、5b中相同)。在图9A和图9B中，根据以旋转轴J1为中心的径向上的喷嘴部5的位置，变更喷嘴部5的高度(上下方向的位置)。由此，能够变更飞散到上表面91上的每个单位面积的液滴的量。此外，也能够变更喷出区域的大小、与上表面91碰撞的液滴的速度(物理方式清洗的强度，或者施加到上表面91的能量)。结果，能够针对每个工序的处理的程度等，增大基板处理装置1的处理的自由度。
图10是表示本发明的第二实施方式的喷嘴部5a的图。图10的喷嘴部5a的外形具有以规定的中心轴C1为中心的大致圆锥形状的下部和圆柱状的上部。喷嘴部5a具备引导面531、环状喷出口532、处理液供给口533、气体室534、处理液室535、辅助气体喷出口537和辅助气体连接通路538。在图10的喷嘴部5a中，这些结构要素分别仅设置一个。引导面531是以中心轴C1为中心的大致圆锥面。引导面531的下侧的端部具有以中心轴C1为中心的环状的下端边缘536。环状的下端边缘536也是辅助气体喷出口537的边缘。
在设有喷嘴部5a的基板处理装置1中，设置有两个气体供给管411和一个处理液供给管421。两个气体供给管411分别与气体室534和辅助气体连接通路538连接。处理液供给管421与处理液室535连接。引导面531除了处理液供给口533的部位之外，是从下端边缘536到气体室534内连续的平滑面。以中心轴C1为中心的环状喷出口532，由位于处理液供给口533和气体室534之间的引导面531的部分和与该部分等间隔地相对的面形成，并从气体室534连续。通过气体供给部41(参照图1)向气体室534内供给气体，从环状喷出口532沿引导面531喷出气体。即，沿作为顶部比基部位于更下方的大致圆锥面的引导面531，从该基部朝向该顶部的方向喷出气体。由此，形成朝向下端边缘536并且沿引导面531流动的气流。
此外，辅助气体喷出口537由沿中心轴C1延伸的圆筒面形成。辅助气体喷出口537从辅助气体连接通路538连续并在该顶部附近开口。即，辅助气体喷出口537设置于该顶部附近。通过气体供给部41向辅助气体连接通路538供给气体，从辅助气体喷出口537沿中心轴C1喷出气体。例如，从辅助气体喷出口537喷出的气体的流量，比从环状喷出口532喷出的气体的流量更小。处理液供给口533是以中心轴C1为中心的环状，由沿中心轴C1延伸并且彼此平行的两个圆筒面形成。处理液供给口533从处理液室535连续并在引导面531开口。通过处理液供给部42向处理液室535内供给处理液，从处理液供给口533向上述气流和引导面531之间供给处理液。
在喷嘴部5a的制作中，将以中心轴C1为中心的筒状的第一构件541，插入到大致筒状的第二构件542，将该第二构件542插入到大致筒状的第三构件543。引导面531包括第一构件541的外周面的一部分和第二构件542的外周面的一部分。环状喷出口532和气体室534由第二构件542的外周面的一部分和第三构件543的内周面的一部分形成。处理液供给口533和处理液室535由第一构件541的外周面的一部分和第二构件542的内周面的一部分形成。辅助气体喷出口537和辅助气体连接通路538，由第一构件541的内周面形成。喷嘴部5a(的第一构件至第三构件541～543)，例如，由聚四氟乙烯(PTFE)或石英形成(后述的图11的喷嘴部5b中相同)。
在图10的喷嘴部5a中，通过从环状喷出口532喷出的气体形成沿引导面531流动的气流，从处理液供给口533向气流与引导面531之间供给处理液。在气流与引导面531之间，处理液被拉伸而成为薄膜流，并在下端边缘536从引导面531离开并飞散。
此处，当关注被从环状喷出口532的一部分喷出的气体拉伸而从下端边缘536飞散的处理液时，从环状喷出口532的另一部分喷出并沿引导面531流动的气流，在下端边缘536附近与该处理液碰撞。即，环状喷出口532的一部分作为形成将处理液作为薄膜流向下端边缘536输送的气流的第一气体喷出口而发挥功能，环状喷出口532的另一部分作为形成与从下端边缘536飞散的处理液碰撞的气流的第二气体喷出口而发挥功能。由此，生成粒径均匀的多个液滴。也可以视为在喷嘴部5a中，处理液的薄膜流彼此在下端边缘536的附近相互碰撞。
如上所述，在图10的喷嘴部5a中，能够喷出粒径均匀的多个液滴，在具有喷嘴部5a的基板处理装置1中，能够适当地处理基板9。此外，由于喷嘴部5a具有沿中心轴C1喷出气体的辅助气体喷出口537，因此能够容易变更向基板9喷出的液滴的状态(例如，液滴的粒径、喷出速度等)。
图11是表示本发明的第三实施方式的喷嘴部5b的图。图11的喷嘴部5b具备两个引导面551、两个气体喷出口552、两个处理液供给口553、两个气体连接通路554和两个处理液连接通路555。两个引导面551分别包括以规定的中心轴C1为中心的筒状引导部550的内周面和外周面。筒状引导部550是筒状构件561的端部。在筒状引导部550中，径向的厚度随着离开筒状构件561的中央部而逐渐减小。即，当在筒状引导部550中将筒状构件561的中央部侧作为一端时，壁厚随着从该一端朝向另一端而逐渐减小。在本实施方式中，两个引导面551是以中心轴C1为中心的大致圆锥台面。各引导面551的下侧的端部是筒状引导部550的该另一端，且具有以中心轴C1为中心的环状的下端边缘556。两个引导面551的下端边缘556几乎一致。在图11中，两个引导面551中的一个引导面551的直径随着朝向下端边缘556而逐渐减小，另一个引导面551的直径随着朝向下端边缘556而逐渐增大，但是，例如，两个引导面551的双方的直径也可以随着朝向下端边缘556而逐渐增大或减少。
在设有喷嘴部5b的基板处理装置1中，设置两个气体供给管411和两个处理液供给管421。两个气体供给管411分别与两个气体连接通路554连接。两个处理液供给管421分别与两个处理液连接通路555连接。各引导面551除了处理液供给口553的部位之外，是从下端边缘556到气体连接通路554连续的平滑面。各气体喷出口552是以中心轴C1为中心的环状。气体喷出口552由位于处理液供给口553和气体连接通路554之间的引导面551的部分和与该部分等间隔地相对的面形成，并从气体连接通路554连续。通过气体供给部41(参照图1)向气体连接通路554内供给气体，从气体喷出口552沿引导面551喷出气体。即，沿作为圆锥台面的引导面551，从筒状引导部550的上述一端朝向另一端的方向喷出气体。由此，形成朝向下端边缘556并且沿引导面531流动的气流。
各处理液供给口553是以中心轴C1为中心的环状，由沿中心轴C1延伸并且彼此平行的两个圆筒面形成。处理液供给口553从处理液连接通路555连续并在引导面551开口。通过处理液供给部42向处理液连接通路555内供给处理液，从处理液供给口553向上述气流与引导面551之间供给处理液。在气流与引导面551之间，处理液被拉伸而成为薄膜流，并在下端边缘556从引导面551离开并飞散。
此处，如上所述，在喷嘴部5b中设置有两个引导面551，两引导面551共有下端边缘556。当关注沿一个引导面551流动并从下端边缘556飞散的处理液时，沿另一个引导面551流动的气流在下端边缘556附近与该处理液碰撞。即，当将两个气体喷出口552中的一个，被视为形成将处理液作为薄膜流向下端边缘556输送的气流的第一气体喷出口时，另一个成为形成与从下端边缘556飞散的处理液碰撞的气流的第二气体喷出口。由此，生成粒径均匀的多个液滴。也可以视为在喷嘴部5b中，沿两个引导面551流动的处理液的薄膜流彼此在下端边缘556的附近相互碰撞。
如上所述，在图11的喷嘴部5b中，能够喷出粒径均匀的多个液滴，在具有喷嘴部5b的基板处理装置1中，能够适当地处理基板9。此外，在喷嘴部5b中，由于环状的下端边缘556与基板9的上表面91平行，因此容易实现对整个上表面91进行均匀的处理。
在上述基板处理装置1中，能够进行各种变形。
例如，在具有图4的本体板51的喷嘴部5，也可以在两个引导面511的下端边缘之间，设置板厚度方向长的辅助气体喷出口。该情况下，两个引导面511的下端边缘设置成彼此平行且接近。
在设置两个引导面511的图4的喷嘴部5，也可以省略一个引导面511中的处理液供给口513。相同地，在设置两个引导面551的图11的喷嘴部5b，也可以省略包括筒状引导部550的内周面和外周面中的一方的引导面551的处理液供给口553。在任一情况下，通过将沿该一个引导面511、551流动的气流与从位于另一个引导面511、551的处理液供给口513、553供给并从下端边缘516、556飞散的处理液碰撞，能够喷出粒径均匀的多个液滴。根据喷嘴部的设计，也可以省略引导与飞散的处理液碰撞的气流的引导面。从高效地生成大量液滴的观点出发，优选，在该一个引导面511、551设置将处理液供给至沿该一个引导面511、551流动的气流与该一个引导面511、551之间的处理液供给口513、553。
在与喷嘴部5的下端边缘516垂直的截面和包括喷嘴部5a、5b的中心轴C1的截面中，引导面511、531、551的形状也可以弯曲。此外，如图12所示，气体喷出口512的下端，即，与引导面511等间隔相对的面的下端，也可以配置于下端边缘516的上侧附近。形成沿引导面511流动的气流的气体喷出口512，可以用各种方式实现(喷嘴部5a、5b中相同)。另外，在图12的例子中，气体喷出口512在作为板状构件的本体板51的侧面直接开口，处理液供给口513经由气体喷出口512的一部分在该侧面间接地开口。
在基板处理装置1中，也可以从两个气体供给管411向喷嘴部5、5a、5b供给种类彼此不同的气体。相同地，也可以从两个处理液供给管421向喷嘴部5、5b供给种类彼此不同的处理液。
旋转基板9的基板旋转机构，除了旋转轴的马达以外，例如，也可以是通过包括多个线圈的圆环状的定子部，使包括环状的永久磁铁的转子部以悬浮状态旋转的机构等。此外，喷嘴移动机构除了转动安装于臂的喷嘴部的机构以外，也可以是使喷嘴部直线移动的机构等。
在基板处理装置1中处理的基板并不局限于半导体基板，也可以是玻璃基板或其他基板。
只要上述实施方式和各变形例的结构不相互矛盾，就可以适当进行组合。
通过详细的描述来说明了本发明，但上述说明仅是例示性的，而不是限制性的。因此，只要不脱离本发明的范围，就可以有各种变形和方式。
附图标记说明
1：基板处理装置
5、5a、5b：喷嘴部
9：基板
10：控制部
21：旋转马达
43：喷嘴移动机构
44：喷嘴升降机构
51：本体板
91：上表面
412：气体流量调整部
422：处理液流量调整部
511、531、551：引导面
512、552：气体喷出口
513、533、553：处理液供给口
516、536、556：下端边缘
532：环状喷出口
537：辅助气体喷出口
550：筒状引导部
C1：中心轴

Claims (14)

1.一种基板处理装置，其中，
具备：
基板旋转机构，旋转基板，
喷嘴部，向所述基板的主面喷出处理液的液滴，以及
喷嘴移动机构，使所述喷嘴部在沿所述主面的方向上移动；
所述喷嘴部具备：
引导面，
第一气体喷出口，通过沿所述引导面喷出气体，形成沿所述引导面流动的第一气流，
处理液供给口，设置于所述引导面，向所述第一气流与所述引导面之间供给所述处理液，以及
第二气体喷出口，形成在所述引导面的端部附近与从所述端部飞散的所述处理液碰撞的第二气流。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述引导面是以规定的中心轴为中心的圆锥面，
所述处理液供给口是以所述中心轴为中心的环状，
所述喷嘴部设置有以所述中心轴为中心的环状喷出口，从所述环状喷出口沿所述圆锥面向从所述圆锥面的基部朝向顶部的方向喷出气体，
所述环状喷出口的一部分作为所述第一气体喷出口而发挥功能，所述环状喷出口的另一部分作为所述第二气体喷出口而发挥功能。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，
所述喷嘴部还具备辅助气体喷出口，
所述辅助气体喷出口设置于所述圆锥面的所述顶部的附近，沿所述中心轴喷出气体。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述喷嘴部还具备其他引导面，
所述引导面在所述端部具有线状的边缘，
所述其他引导面具有其他边缘，所述其他边缘与所述引导面的所述边缘平行且与所述边缘接近，或者所述其他边缘与所述边缘一致，
所述第二气体喷出口沿所述其他引导面，向从所述其他引导面的与所述其他边缘相反的一侧朝向所述其他边缘的方向喷出气体。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，
所述引导面和所述其他引导面包括板状构件的侧面的一部分，所述第一气体喷出口、所述处理液供给口和所述第二气体喷出口分别是在所述板状构件的所述侧面和至少一个主面开口的狭缝。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
所述喷嘴部还具备筒状引导部，所述筒状引导部以规定的中心轴为中心，
所述筒状引导部的壁厚随着从一端朝向另一端而逐渐减小，
所述筒状引导部的内周面与外周面中的一个包括于所述引导面，所述筒状引导部的内周面与外周面中的另一个包括于其他引导面，
所述引导面在所述另一端具有环状的边缘，
所述第一气体喷出口与所述处理液供给口是以所述中心轴为中心的环状，
所述第一气体喷出口沿所述引导面向从所述筒状引导部的所述一端朝向所述另一端的方向喷出气体，
所述第二气体喷出口是以所述中心轴为中心的环状，
所述第二气体喷出口沿所述其他引导面向从所述筒状引导部的所述一端朝向所述另一端的方向喷出气体。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述引导面的所述边缘与所述基板的所述主面平行。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的基板处理装置，其中，
所述喷嘴部还具备其他处理液供给口，所述其他处理液供给口设置于所述其他引导面，向所述第二气流与所述其他引导面之间供给处理液。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的基板处理装置，其中，
还具备液滴粒径变更部，所述液滴粒径变更部变更从所述喷嘴部向所述基板的所述主面上喷出的液滴的粒径。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中，
所述液滴粒径变更部调整来自所述第一气体喷出口的气体的流量，或者，所述液滴粒径变更部调整来自所述处理液供给口的所述处理液的流量。
11.根据权利要求4至8中任一项所述的基板处理装置，其中，
还具备：
第一气体流量调整部，调整从所述第一气体喷出口喷出的气体的流量；
第二气体流量调整部，调整从所述第二气体喷出口喷出的气体的流量；以及
控制部，通过控制所述第一气体流量调整部和所述第二气体流量调整部，来变更液滴的喷出方向。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其中，
所述控制部在所述液滴从所述喷嘴部飞散的期间，变更所述喷出方向。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的基板处理装置，其中，
还具备喷嘴升降机构，所述喷嘴升降机构使所述喷嘴部沿与所述基板的所述主面垂直的上下方向升降。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中，
通过所述喷嘴升降机构变更所述喷嘴部在所述上下方向上的位置，变更液滴在所述主面上分散的区域的大小。
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