JP2000173886A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置および基板処理方法

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JP2000173886A
JP2000173886A JP10341757A JP34175798A JP2000173886A JP 2000173886 A JP2000173886 A JP 2000173886A JP 10341757 A JP10341757 A JP 10341757A JP 34175798 A JP34175798 A JP 34175798A JP 2000173886 A JP2000173886 A JP 2000173886A
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discharge nozzle
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Joichi Nishimura
讓一 西村
Shigehiro Goto
茂宏 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の全面に処理液を均一に供給することが
できる基板処置装置および基板処理方法を提供する。 【解決手段】 走査開始位置P1から走査速度V2で移
動を開始した現像液吐出ノズル11は、吐出開始位置P
2から現像液の吐出を始める。スリット状吐出口15か
ら現像液を基板100上に吐出しながら減速開始位置P
21まで移動した現像液吐出ノズル11は減速開始位置
P21から減速し始め、基板端縁位置P23より手前の
位置P22で低速の走査速度V1となる。その後、現像
液吐出ノズル11は一定の走査速度V1で移動し基板端
縁位置P23を通過し、吐出終了位置P3で現像液の吐
出を終了し、走査停止位置P4で走査を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理液を吐出する
処理液吐出ノズルを備えた基板処理装置および基板処理
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板上に形成された感光性膜に現像処理を行うために現
像装置が用いられる。
【0003】例えば、回転式の現像装置は、基板を水平
に保持して鉛直軸の周りで回転させる回転保持部と、基
板の表面に現像液を供給する現像液吐出ノズルとを備え
る。現像液吐出ノズルは、水平面内で回動自在に設けら
れたノズルアームの先端に取り付けられており、基板の
上方位置と基板外の待機位置との間を移動することがで
きる。
【0004】現像処理時には、現像液吐出ノズルが待機
位置から基板の上方位置に移動した後、基板上のフォト
レジスト等の感光性膜に現像液を供給する。供給された
現像液は、基板の回転によって基板の全面に塗り広げら
れ、感光性膜と接触する。表面張力により基板上に現像
液を保持した状態(液盛り)で一定時間基板を静止させ
ることにより感光性膜の現像が行われる。現像液の供給
が終了すると、現像液吐出ノズルはノズルアームの回動
により基板の上方から外れた待機位置に移動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の回転式の
現像装置では、回転する基板に吐出開始時の現像液が当
たることにより基板上の感光性膜が大きな衝撃を受け
る。その衝撃で現像液中に気泡が生じ、感光性膜の表面
に残留する微小な気泡が現像欠陥となる場合がある。ま
た、吐出開始時の現像液による衝撃で感光性膜が損傷す
るおそれもある。
【0006】そこで、本発明者は、スリット状吐出口を
有する現像液吐出ノズルから現像液を吐出しながら基板
上の一端から他端へ現像液吐出ノズルを直線状に移動さ
せることにより、現像液の供給の初期段階における基板
上の現像液の流動を抑えつつ基板上に均一な衝撃力で現
像液を供給する現像方法を提案している。
【0007】この現像方法においては、図10に示すよ
うに、スリット状吐出口23から現像液を吐出しながら
現像液吐出ノズル20を基板100外の一方側の位置か
ら基板100上を通過して基板100外の他方側の位置
まで移動させることにより基板100上に現像液を供給
し、液盛りする。
【0008】図11は、図10の現像液が供給された基
板の平面図である。図中矢印は現像液吐出ノズル20の
走査方向を示す。領域21は現像液が供給されている領
域であり、領域22は現像液が供給されていない領域で
ある。
【0009】上記のように、スリット状吐出口23から
基板100上に現像液を吐出しながら現像液吐出口ノズ
ル20を基板100の一方端縁から他方端縁まで走査す
ると、基板100の他方端縁上に現像液が供給されてい
ない領域22が生じる場合があることが判明した。
【0010】本発明の目的は、基板の全面に処理液を均
一に供給す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。
【0011】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
者は、基板上に現像液が供給されない領域が発生する原
因を解明するために種々の実験および検討を行った結
果、基板上に処理液を吐出しながら基板上を走査する処
理液吐出ノズルが基板の端縁から離間する際に、表面張
力により処理液が基板の端縁から引っ張られ、その引っ
張られた処理液が破断し、基板上の処理液が破断による
反動および表面張力で基板の中央部に引き戻されること
により、基板の端縁に処理液のない領域が生じるという
知見を得た。上記のような知見に基づいて、本発明者は
以下の発明を案出したものである。
【0012】第1の発明に係る基板処理装置は、基板を
保持する基板保持手段と、処理液を吐出する処理液吐出
ノズルと、基板保持手段に静止状態で保持された基板の
一方端縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の
外方へ処理液吐出ノズルを移動させる移動手段と、処理
液吐出ノズルが基板の中心部から基板の他方端縁を通過
する間に処理液吐出ノズルを減速させる速度制御手段と
を備えたものである。
【0013】本発明に係る基板処理装置においては、処
理液吐出ノズルは、処理液を吐出しつつ基板保持手段に
静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上
を通過して基板の他方端縁の外方まで移動する。これに
より、基板上に処理液が供給される。このとき、処理液
吐出ノズルは、基板の中心部から基板の他方端縁を通過
する間に減速し、基板の他方端縁の外方へ到達する。
【0014】このように、処理液吐出ノズルが基板の中
心部から基板の他方端縁を通過する間に減速するので処
理液吐出ノズルが基板の他方端縁から離間する際に、処
理液吐出ノズルに引っ張られた処理液が緩やかに破断す
る。そのため、処理液の破断による反動が小さくなり、
基板の端縁近傍の処理液が基板の中心部に引き戻される
現象が生じない。その結果、基板の全面に均一に処理液
が供給される。
【0015】また、処理液の破断による反動が小さいの
で、処理液吐出ノズルに引っ張られた処理液の破断の際
に基板上の処理液に振動が伝わることが防止される。そ
の結果、基板上の処理液にむらが生じない。
【0016】第2の発明に係る基板処理装置は、第1の
発明に係る基板処理装置の構成において、速度制御手段
は、処理液吐出ノズルを基板の中心部から基板の他方端
縁に至るまでに所定の速度まで減速させた後、一定速度
で基板の他方端縁を通過させるものである。
【0017】この場合、処理液吐出ノズルは基板の他方
端縁に至るまでに所定の速度まで減速し、一定速度で基
板の他方端縁を通過する。そのため、処理液吐出ノズル
を一定の低速度で基板の他方端縁を通過させることがで
きる。
【0018】第3の発明に係る基板処理装置は、第1の
発明に係る基板処理装置の構成において、速度制御手段
は、処理液吐出ノズルを基板の中心部から基板の他方端
縁の外方に至るまで連続的または段階的に減速させるも
のである。
【0019】この場合、処理液吐出ノズルは基板の他方
端縁の外方に至るまで連続的または段階的に減速する。
そのため、処理液吐出ノズルを減速しつつ基板の他方端
縁を通過させることができる。
【0020】第4の発明に係る基板処理装置は、第1、
第2、または第3の発明に係る基板処理装置の構成にお
いて、処理液吐出ノズルは、基板保持手段に保持される
基板の直径以上の幅を有するものである。
【0021】この場合、処理液吐出ノズルを基板の一方
端縁から他方端縁まで1回走査させることにより、基板
上の全域に処理液が均一に供給される。
【0022】第5の発明に係る基板処理方法は、静止状
態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上を通過
して基板の他方端縁の外方へ処理液吐出ノズルを移動さ
せつつ処理液吐出ノズルから基板上に処理液を供給する
基板処理方法であって、処理液吐出ノズルが基板の中心
部から基板の他方端縁を通過する間に処理液吐出ノズル
を減速させるものである。
【0023】本発明に係る基板処理方法においては、処
理液吐出ノズルは、処理液を吐出しつつ基板保持手段に
静止状態で保持された基板の一方端縁の外方から基板上
を通過して基板の他方端縁の外方まで移動する。これに
より、基板上に処理液が供給される。このとき、処理液
吐出ノズルは、基板の中心部から基板の他方端縁を通過
する間に減速した後、基板の他方端縁の外方へ到達す
る。
【0024】このように、処理液吐出ノズルが基板の中
心部から基板の他方端縁を通過する間に減速するので、
処理液吐出ノズルが基板の他方端縁から離間する際に、
処理液吐出ノズルに引っ張られた処理液が緩やかに破断
する。そのため、処理液の破断による反動が小さくな
り、基板の端縁近傍の処理液が基板の中央部に引き戻さ
れる現象が生じない。その結果、基板の全面に処理液が
均一に供給される。
【0025】また、処理液の破断による反動が小さいの
で、処理液吐出ノズルに引っ張られた処理液の破断の際
に基板上の処理液に振動が伝わることが防止される。そ
の結果、基板上の処理液にむらが生じない。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板処理装置
および基板処理方法の一例として現像装置および現像方
法について説明する。
【0027】図1は本発明の一実施例における現像装置
の平面図、図2は図1の現像装置の主要部のX−X線断
面図、図3は図1の現像装置の主要部のY−Y線断面図
である。
【0028】図2および図3に示すように、現像装置
は、基板100を水平姿勢で吸引保持する基板保持部1
を備える。基板保持部1は、モータ2の回転軸3の先端
部に固定され、鉛直方向の軸の周りで回転可能に構成さ
れている。基板保持部1の周囲には、基板100を取り
囲むように円形の内側カップ4が上下動自在に設けられ
ている。また、内側カップ4の周囲には、正方形の外側
カップ5が設けられている。
【0029】図1に示すように、外側カップ5の両側に
はそれぞれ待機ポット6,7が配置され、外側カップ5
の一方の側部側にはガイドレール8が配設されている。
また、ノズルアーム9がアーム駆動部10によりガイド
レール8に沿って走査方向Aおよびその逆方向に移動可
能に設けられている。外側カップ5の他方の側部側に
は、純水を吐出する純水吐出ノズル12が矢印Rの方向
に回動可能に設けられている。
【0030】ノズルアーム9には、下端部にスリット状
吐出口15を有する現像液吐出ノズル11がガイドレー
ル8と垂直に取り付けられている。これにより、現像液
吐出ノズル11は、待機ポット6の位置から基板100
上を通過して待機ポット7の位置まで走査方向Aに沿っ
て直線状に平行移動可能となっている。
【0031】図2に示すように、現像液吐出ノズル11
には、現像液供給系13により現像液が供給される。制
御部14は、モータ2の回転動作、アーム駆動部10に
よる現像液吐出ノズル11の走査および現像液吐出ノズ
ル11からの現像液の吐出を制御する。
【0032】図4に示すように、スリット状吐出口15
は現像液吐出ノズル11の走査方向Aと垂直に配置され
る。スリット状吐出口15のスリット幅tは0.05〜
1.0mmであり、本実施例では0.2mmである。ま
た、スリット状吐出口15の吐出幅Lは、処理対象とな
る基板100の直径と同じかまたはそれよりも大きく設
定され、直径8インチの基板100を処理する本実施例
では210mmに設定される。
【0033】現像液吐出ノズル11は、スリット状吐出
口15が基板100の表面に対して平行な状態を保つよ
うに走査方向Aに走査される。スリット状吐出口15と
基板100の表面との間隔は、0.2〜5mm、より好
ましくは0.5〜2mmであり、本実施例では1.5m
mである。
【0034】本実施例では、基板保持部1が基板保持手
段に相当し、現像液吐出ノズル11が処理液吐出ノズル
に相当し、アーム駆動部10が移動手段に相当し、制御
部14が速度制御手段に相当する。
【0035】次に、図5、図6および図7を参照しなが
ら図1の現像装置の動作を説明する。図5は図1の現像
装置の動作を説明する正面図、図6は図1の現像装置の
動作を説明する平面図、図7は図1の現像装置における
現像液吐出ノズルの走査速度の第1の例を示す図であ
る。図7において、横軸は時間、縦軸は走査速度を示
す。
【0036】図5に示すように、基板100は基板保持
部1により静止状態で保持されている。待機時には、現
像液吐出ノズル11は、待機ポット6内の位置P0に待
機している。
【0037】現像処理時には、現像液吐出ノズル11が
上昇した後、走査方向Aに移動し、外側カップ5内の走
査開始位置P1で下降する。
【0038】その後、図6および図7に示すように、処
理液吐出ノズル11は、走査開始位置P1から一定の走
査速度V2で走査を開始する。この時点では、現像液吐
出ノズル11からまだ現像液の吐出を行わない。
【0039】現像液吐出ノズル11の走査開始後、現像
液吐出ノズル11のスリット状吐出口15が基板100
上に到達する前に、吐出開始位置P2にて所定の流量で
現像液吐出ノズル11による現像液の吐出を開始する。
【0040】さらに、現像液吐出ノズル11は走査方向
へ移動し、スリット状吐出口15から現像液を基板10
0上に吐出しながら基板100の中心部の減速開始位置
P21まで走査速度V2で移動する。
【0041】現像液吐出ノズル11は減速開始位置P2
1から減速し始め、基板端縁位置P23より手前の位置
P22で走査速度V1となる。その後、現像液吐出ノズ
ル11は一定の走査速度V1で移動し、基板端縁位置P
23を通過する。これにより、基板100上の全面に現
像液が供給される。
【0042】さらに、現像液吐出ノズル11は走査速度
V1で移動し、基板100上から外れた吐出終了位置P
3でスリット状吐出口15からの現像液の吐出を終了す
る。
【0043】そして、現像液吐出ノズル11が外側カッ
プ5内の走査停止位置P4に到達した時点で、現像液吐
出ノズル11の走査を停止させる。
【0044】その後、図5に示すように、現像液吐出ノ
ズル11は、走査停止位置P4で上昇した後、待機ポッ
ト7の位置P5まで移動し、待機ポット7内まで下降す
る。
【0045】基板100上に現像液が供給された状態を
一定時間(例えば60秒間)維持し、現像を進行させ
る。このとき、モータ2により基板保持部1を回転駆動
し、基板100を回転させてもよい。
【0046】その後、例えば回転数1000rpm程度
で基板100を回転させ、洗浄用の純水吐出ノズル12
から純水を基板100に供給し、現像の進行を停止させ
るとともに純水でリンス処理を行う。
【0047】最後に、純水吐出ノズル12による純水の
供給を停止し、基板100を例えば4000rpmで回
転させ、基板100から純水を振り切り、基板100を
乾燥させる。その後、基板100の回転を停止し、現像
処理を終了する。
【0048】このように、本実施例の現像装置では、現
像液吐出ノズル11が減速開始位置P21から減速し始
め、走査速度V1で基板端縁位置P23を通過するの
で、現像液吐出ノズル11が基板端縁位置P23から離
間する際に、現像液吐出ノズル11に引っ張られた現像
液が緩やかに破断する。それにより、基板100上の現
像液が破断による反動および表面張力で基板100の中
央部に引き戻されることがない。したがって、基板10
0上の全面に現像液が均一に供給される。
【0049】また、現像液吐出ノズル11に引っ張られ
た現像液が緩やかに破断するため、基板100上の現像
液に振動が伝わることが抑制される。その結果、基板1
00上の現像液にむらが生じない。
【0050】さらに、本実施例の現像装置では、現像液
吐出ノズル11が静止した基板100上に到達する前に
現像液の吐出が開始されるので、吐出開始時の現像液が
基板100に衝撃を与えることが回避される。それによ
り、現像液中の気泡の発生が抑制され、現像欠陥の発生
が防止される。
【0051】また、現像液吐出ノズル11の移動中に空
気に接触するスリット状吐出口15付近の現像液が基板
100外に廃棄され、現像液吐出ノズル11が基板10
0上に到達した時点で現像液吐出ノズル11から新しい
現像液が静止した基板100上に供給される。それによ
り、変質した現像液により現像欠陥が発生することが防
止されるとともに、現像液が乾燥することで発生するパ
ーティクルが基板100上の感光性膜の表面に付着する
ことが防止される。
【0052】さらに、現像液吐出ノズル11が静止した
基板100上をスリット状吐出口15と基板100の上
面とが近接した状態で水平方向に直線状に平行移動し、
スリット状吐出口15に形成された帯状の現像液が基板
100の表面に連続的に接触するので、基板100の表
面に衝撃が加わることなく基板100の全面に現像液が
均一に供給される。
【0053】また、現像液吐出ノズル11が基板100
上を通過するまで現像液の供給が続けられるので、吐出
停止時の衝撃による液盛り中の現像液への悪影響が防止
される。その結果、現像欠陥の発生が抑制されるととも
に、現像後の感光性膜パターンの線幅均一性が向上す
る。
【0054】また、現像液吐出ノズル11が基板100
上を通り過ぎた後に現像液の吐出が停止されるので、吐
出停止時の現像液の液だれにより基板100上の感光性
膜に衝撃が加わることが防止される。したがって、現像
欠陥の発生や感光性膜パターンの線幅均一性の劣化が防
止される。
【0055】図8は図1の現像装置における現像液吐出
ノズルの走査速度の第2の例を示す図である。
【0056】本例と図7の第1の例とは、減速開始位置
P21から走査停止位置P4までの現像液吐出ノズル1
1の走査速度の変化が異なる。そのため、減速開始位置
P21から走査停止位置P4までを説明する。
【0057】図8に示すように、現像液吐出ノズル11
は減速開始位置P21から所定の減速度で減速し始め、
基板端縁位置P23より手前の位置P22で走査速度V
3となる。さらに、現像液吐出ノズル11は、位置P2
2から減速度を低下させ、走査速度V1で基板端縁位置
P23を通過する。これにより、基板100上の全面に
現像液が供給される。
【0058】現像液吐出ノズル11は、さらに走査速度
を低下させながら基板100上から外れた吐出終了位置
P3まで移動し、スリット状吐出口15からの現像液の
吐出を停止する。
【0059】そして、現像液吐出ノズル11が外側カッ
プ5内の走査停止位置P4に到達した時点で現像液吐出
ノズル11の走査を停止する。
【0060】このように、本例では、現像液吐出ノズル
11は位置P22から減速度を低下させ、走査速度V1
で基板端縁位置P23を通過するので、現像液吐出ノズ
ル11が基板端縁位置P23から離間する際に、現像液
吐出ノズル11に引っ張られた現像液が緩やかに破断す
る。それにより、基板100上の現像液が破断による反
動および表面張力で基板100の中央部に引き戻される
ことがない。したがって、基板100上の全面に現像液
が均一に供給される。
【0061】また、現像液吐出ノズル11に引っ張られ
た現像液が緩やかに破断するため、基板100上の現像
液に振動が伝わることが抑制される。その結果、基板1
00上の現像液にむらが生じない。
【0062】さらに、現像液吐出ノズル11は、位置P
22から減速度を低下させ、基板端縁位置P23で走査
速度V1になるように制御されるので、急激な速度変化
が回避される。したがって、現像液吐出ノズル11の走
査速度の制御が容易になる。
【0063】図9は図1の現像装置における現像液吐出
ノズルの走査速度の第3の例を示す図である。
【0064】本例と図7の第1の例および図8の第2の
例とは、減速開始位置21から走査停止位置P4までの
現像液吐出ノズル11の走査速度の変化が異なる。その
ため、減速開始位置P21から走査停止位置P4までを
説明する。
【0065】図9に示すように、現像液吐出ノズル11
は減速開始位置P21から減速し始め、減速度を低下さ
せつつ位置P22、基板端縁位置P23および吐出終了
位置P3を通過し、走査停止位置P4で停止する。
【0066】現像液吐出ノズル11は基板端縁位置P2
3を走査速度V1で通過し、吐出終了位置P3でスリッ
ト状吐出口15からの現像液の吐出を停止する。
【0067】このように、本例では、連続的に減速する
現像液吐出ノズル11が走査速度V1で基板端縁位置P
23を通過するので、現像液吐出ノズル11が基板端縁
位置P23から離間する際に、現像液吐出ノズル11に
引っ張られた現像液が緩やかに破断する。それにより、
基板100上の現像液が破断および表面張力で基板10
0上の中央部に引き戻されることがない。したがって、
基板100上の全面に現像液が均一に供給される。
【0068】また、現像液吐出ノズル11に引っ張られ
た現像液が緩やかに破断するため、基板100上の現像
液に振動が伝わることが抑制される。その結果、基板1
00上の現像液にむらが生じない。
【0069】さらに、現像液吐出ノズル11が連続的な
速度変化で減速するように制御されるので、急激な速度
変化が回避される。したがって、現像液吐出ノズル11
の走査速度の制御が容易になる。
【0070】なお、上記実施例では、本発明をスリット
状吐出口を有する現像液吐出ノズルを用いた現像装置お
よび現像方法に適用した場合を説明したが、本発明は、
他の現像液吐出ノズルを用いた現像装置および現像方法
にも適用することができる。
【0071】また、上記実施例では、本発明を現像装置
および現像方法に適用した場合を説明したが、本発明
は、レジスト液等の塗布液を吐出する塗布液吐出ノズル
を備えた塗布装置および塗布方法など、他の基板処理装
置および基板処理方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における現像装置の平面図で
ある。
【図2】図1の現像装置の主要部のX−X線断面図であ
る。
【図3】図1の現像装置の主要部のY−Y線断面図であ
る。
【図4】現像液吐出ノズルのスリット状吐出口を示す図
である。
【図5】図1の現像装置の動作を説明する正面図であ
る。
【図6】図1の現像装置の動作を説明する平面図であ
る。
【図7】図1の現像装置における現像液吐出ノズルの走
査速度の第1の例を示す図である。
【図8】図1の現像装置における現像液吐出ノズルの走
査速度の第2の例を示す図である。
【図9】図1の現像装置における現像液吐出ノズルの走
査速度の第3の例を示す図である。
【図10】現像装置の動作の説明図である。
【図11】現像装置による基板上の現像液の状態を示す
模式図である。
【符号の説明】
1 基板保持部 10 アーム駆動部 11 現像液吐出ノズル 14 制御部 15 スリット状吐出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 茂宏 京都市上京区堀川通寺之内上る4丁目天神 北町1番地の1 大日本スクリーン製造株 式会社内 Fターム(参考) 4F041 AA05 BA12 BA34 4F042 AA06 BA04 EB09 EB17 EB18 5F046 JA02 JA04 LA04 LA06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を保持する基板保持手段と、 処理液を吐出する処理液吐出ノズルと、 前記基板保持手段に静止状態で保持された基板の一方端
    縁の外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ
    前記処理液吐出ノズルを移動させる移動手段と、 前記処理液吐出ノズルが基板の中心部から基板の他方端
    縁を通過する間に前記処理液吐出ノズルを減速させる速
    度制御手段とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
  2. 【請求項2】 前記速度制御手段は、前記処理液吐出ノ
    ズルを基板の中心部から基板の他方端縁に至るまでに所
    定の速度まで減速させた後、一定速度で基板の他方端縁
    を通過させることを特徴とする請求項1記載の基板処理
    装置。
  3. 【請求項3】 前記速度制御手段は、前記処理液吐出ノ
    ズルを基板の中心部から基板の他方端縁の外方に至るま
    で連続的または段階的に減速させることを特徴とする請
    求項1記載の基板処理装置。
  4. 【請求項4】 前記処理液吐出ノズルは、前記基板保持
    手段に保持される基板の直径以上の幅を有することを特
    徴とする請求項1、2または3記載の基板処理装置。
  5. 【請求項5】 静止状態で保持された基板の一方端縁の
    外方から基板上を通過して基板の他方端縁の外方へ処理
    液吐出ノズルを移動させつつ前記処理液吐出ノズルから
    基板上に処理液を供給する基板処理方法であって、 前記処理液吐出ノズルが基板の中心部から基板の他方端
    縁を通過する間に前記処理液吐出ノズルを減速させるこ
    とを特徴とする基板処理方法。
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CN108091595A (zh) * 2016-11-22 2018-05-29 细美事有限公司 基板处理装置及基板处理方法

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