JP2016063035A

JP2016063035A - 基板処理装置

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Publication number: JP2016063035A
Application number: JP2014188946A
Authority: JP
Inventors: 通矩岩尾; Michinori Iwao
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2016-04-25
Anticipated expiration: 2034-09-17
Also published as: JP6439964B2

Abstract

【課題】処理液ノズルへの処理液の供給および供給停止を切り替える開閉手段内で発生したパーティクルが基板に供給されることを抑制または防止すること。【解決手段】基板処理装置１は、薬液ノズル１２に薬液を導く薬液配管１３と、薬液ノズル１２に向かって薬液配管１３内を流れる薬液を通過させる開状態と薬液配管１３から薬液ノズル１２への薬液の供給を停止する閉状態とに切替可能な薬液バルブ１４と、薬液バルブ１４よりも下流でかつ薬液吐出口１２ａよりも上流の位置で薬液配管１３に接続された吸引配管１５と、薬液バルブ１４と薬液吐出口１２ａとの間の薬液を吸引配管１５を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引装置１６と、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を閉状態から開状態に切り替える制御装置３とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。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。

特許文献１には、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が開示されている。前記基板処理装置は、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて処理液を吐出する処理液ノズルと、処理液ノズルに処理液を供給する処理液配管と、処理液配管に介装された処理液バルブとを含む。処理液バルブが開かれると、処理液配管内の処理液が処理液ノズルに供給され、処理液ノズルが閉じられると、処理液ノズルへの処理液の供給が停止される。

特開２０１２−０２６４７６号公報

処理液バルブが開かれるとき、弁体が弁座から離れる。このとき、弁体が弁座に擦れるので、パーティクルが処理液バルブの内部に発生する場合がある。このパーティクルは、処理液と共に処理液ノズルに供給され、処理液ノズルから吐出される。そのため、処理液バルブ内に発生したパーティクルが基板に付着する場合がある。
処理液バルブが閉じられるときも同様に、パーティクルが処理液バルブの内部に発生する場合がある。処理液バルブが完全に閉じる前に発生したパーティクルは、処理液と共に処理液ノズルに供給される場合がある。また、パーティクルが、処理液バルブ内に残留し、処理液バルブが再び開かれたときに処理液と共に処理液ノズルに供給される場合がある。

そこで、本発明の目的の一つは、処理液ノズルへの処理液の供給および供給停止を切り替える開閉手段内で発生したパーティクルが基板に供給されることを抑制または防止できる基板処理装置を提供することである。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記開状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置である。

この構成によれば、制御装置は、開閉手段と処理液吐出口との間の処理液を吸引する吸引力を吸引手段に発生させながら、開閉手段を閉状態から開状態に切り替える。吸引手段が吸引力を発生しているので、開閉手段が閉状態から開状態に切り替わる際にパーティクルが開閉手段内に発生したとしても、このパーティクルの少なくとも一部は、処理液ノズルの処理液吐出口から吐出される前に、開閉手段を通過した処理液と共に吸引手段に吸引される。したがって、開閉手段内に発生したパーティクルが処理液ノズルから吐出されることを抑制または防止できる。これにより、基板の汚染を低減できる。

請求項２に記載の発明は、前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第１流量で通過させる第１開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第１流量よりも大きい第２流量で通過させる第２開状態とを含み、前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第１流量以上、前記第２流量未満であり、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記第１開状態に切り替え、その後、前記開閉手段を前記第１開状態から前記第２開状態に切り替える、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、開閉手段が、３つの状態（閉状態、第１開状態、および第２開状態）に切り替わる。第１開状態において開閉手段を通過する処理液の流量（第１流量）は、第２開状態において開閉手段を通過する処理液の流量（第２流量）よりも小さい。制御装置は、開閉手段を閉状態から第１開状態に切り替え、その後、開閉手段を第１開状態から第２開状態に切り替える。これにより、開閉手段を通過する処理液の流量が、零、第１流量、第２流量の順番で、段階的に増加する。

制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を閉状態から第１開状態に切り替える。吸引手段が吸引可能な処理液の流量が第１流量以上なので、このとき開閉手段を通過した全ての処理液は吸引手段に吸引される。そのため、パーティクルが発生し易い閉状態から第１開状態への切替の際に開閉手段内に発生したパーティクルが処理液ノズルから吐出されることを防止できる。さらに、吸引手段が吸引可能な処理液の流量が第２流量未満なので、吸引手段の吸引力を抑えながら、全ての処理液を吸引手段に吸引できる。

請求項３に記載の発明は、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第１開状態から前記第２開状態に切り替える、請求項２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、制御装置は、開閉手段を閉状態から第１開状態に切り替えた後、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を第１開状態から第２開状態に切り替える。第２開状態において開閉手段を通過する処理液の流量（第２流量）が、吸引手段が吸引可能な処理液の流量よりも大きいので、開閉手段を通過した処理液の一部は、処理液ノズルから吐出されるものの、残りの処理液は、処理液ノズルから吐出されずに吸引手段に吸引される。したがって、開閉手段が第１開状態から第２開状態に切り替わる際に開閉手段内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引手段に吸引できる。これにより、基板の汚染を低減できる。

請求項４に記載の発明は、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える、請求項１〜３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、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を開状態から閉状態に切り替える。吸引手段が吸引力を発生しているので、弁体が弁座に向かって移動している際や、弁体が弁座に接触する際に、パーティクルが開閉手段内に発生したとしても、このパーティクルの少なくとも一部は、処理液ノズルの処理液吐出口から吐出される前に、開閉手段を通過した処理液と共に吸引手段に吸引される。これにより、基板の汚染を低減できる。

請求項５に記載の発明は、前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第１流量で通過させる第１開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第１流量よりも大きい第２流量で通過させる第２開状態とを含み、前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第１流量以上、前記第２流量未満であり、前記制御装置は、前記開閉手段を前記第２開状態から前記第１開状態に切り替え、その後、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第１開状態から前記閉状態に切り替える、請求項４に記載の基板処理装置である。

この構成によれば、制御装置は、開閉手段を第２開状態から第１開状態に切り替える。その後、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を第１開状態から閉状態に切り替える。第１開状態において開閉手段を通過する処理液の流量（第１流量）が、吸引手段が吸引可能な処理液の流量以下なので、パーティクルが発生し易い第１開状態から閉状態への切替の際は、開閉手段を通過した全ての処理液が吸引手段に吸引される。そのため、このとき開閉手段内に発生したパーティクルが処理液ノズルから吐出されることを防止できる。さらに、比較的小さな吸引力で全ての処理液を吸引できるので、吸引手段の吸引力を抑えながら、全ての処理液を吸引手段に吸引できる。

請求項６に記載の発明は、前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第２開状態から前記第１開状態に切り替える、請求項５に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を第２開状態から第１開状態に切り替える。第２開状態において開閉手段を通過する処理液の流量（第２流量）が、吸引手段が吸引可能な処理液の流量よりも大きいので、開閉手段を通過した処理液の一部は、処理液ノズルから吐出されるものの、残りの処理液は、処理液ノズルから吐出されずに吸引手段に吸引される。したがって、開閉手段が第２開状態から第１開状態に切り替わる際に開閉手段内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引手段に吸引できる。これにより、基板の汚染を低減できる。

請求項７に記載の発明は、前記開閉手段は、前記処理液配管上に配置された開閉バルブを含み、前記開閉バルブは、前記処理液ノズルに向かって流れる処理液が通過する流路が形成された弁座と、前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を移動させるアクチュエータとを含み、前記アクチュエータは、前記第１流量で処理液に前記流路を通過させる第１開位置と、前記第２流量で処理液に前記流路を通過させる第２開位置と、前記流路に対する処理液の通過を停止させる閉位置と、のいずれかに前記弁体を位置させ、前記制御装置は、前記弁体が前記第１開位置に位置する前記第１開状態と、前記弁体が前記第２開位置に位置する前記第２開状態と、前記弁体が前記閉位置に位置する前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項２、３、５、および６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

請求項８に記載の発明は、前記開閉手段は、前記処理液配管上で直列接続された流量調整バルブおよび開閉バルブを含み、前記流量調整バルブは、前記第１開状態と、前記第２開状態と、に切替可能であり、前記開閉バルブは、前記第２開状態と、前記閉状態と、に切替可能であり、前記制御装置は、前記流量調整バルブが前記第１開状態で、前記開閉バルブが前記第２開状態である前記第１開状態と、前記流量調整バルブが前記第２開状態で、前記開閉バルブが前記第２開状態である前記第２開状態と、前記開閉バルブが前記閉状態である前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項２、３、５、および６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。

請求項９に記載の発明は、基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置である。

この構成によれば、制御装置は、吸引手段に吸引力を発生させながら、開閉手段を開状態から閉状態に切り替える。吸引手段が吸引力を発生しているので、弁体が弁座に向かって移動している際や、弁体が弁座に接触する際に、パーティクルが開閉手段内に発生したとしても、このパーティクルの少なくとも一部は、処理液ノズルの処理液吐出口から吐出される前に、開閉手段を通過した処理液と共に吸引手段に吸引される。これにより、基板の汚染を低減できる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。基板処理装置に備えられた薬液バルブの内部構造を示す模式的な断面図である。待機中、吐出開始前、および吐出中の各状態における薬液の流れを示す模式図である。図３（ａ）は、待機中の薬液の流れを示し、図３（ｂ）は、吐出開始前の薬液の流れを示し、図３（ｃ）は、吐出中の薬液の流れを示す。薬液の吐出が開始されるときと薬液の吐出が停止されるときの薬液バルブおよび吸引装置の状態を示すタイムチャートである。薬液の吐出が開始されるときの薬液バルブおよび吸引装置の状態を示す、本発明の他の実施形態に係るタイムチャートである。薬液の吐出が停止されるときの薬液バルブおよび吸引装置の状態を示す、本発明のさらに他の実施形態に係るタイムチャートである。本発明のさらに他の実施形態に係る薬液バルブの構成を示す模式図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液を用いて基板Ｗを処理する処理ユニット２と、処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボット（図示せず）と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。

処理ユニット２は、基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック４（基板保持手段）と、スピンチャック４に保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数の処理液ノズルとを含む。
スピンチャック４は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース５と、スピンベース５の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン６と、スピンベース５の中央部から下方に延びるスピン軸７と、スピン軸７を回転させることにより基板Ｗおよびスピンベース５を回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ８とを含む。スピンチャック４は、複数のチャックピン６を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース５の上面に吸着させることにより基板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。

処理ユニット２は、スピンチャック４に保持されている基板Ｗの上面に向けてリンス液を下方に吐出するリンス液ノズル９と、リンス液供給源からのリンス液をリンス液ノズル９に導くリンス液配管１０と、リンス液配管１０の内部を開閉するリンス液バルブ１１とを含む。リンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionized water）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。

処理ユニット２は、スピンチャック４に保持されている基板Ｗの上面に向けて薬液を下方に吐出する薬液吐出口１２ａを含む薬液ノズル１２と、薬液供給源からの薬液を薬液ノズル１２に導く薬液配管１３と、薬液配管１３の内部を開閉する薬液バルブ１４（開閉手段）とを含む。薬液バルブ１４が開かれると、薬液配管１３内の薬液が、薬液ノズル１２に供給され、薬液ノズル１２から吐出される。薬液ノズル１２から吐出される薬液は、たとえば、硫酸、酢酸、硝酸、塩酸、フッ酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、有機溶剤（たとえば、ＩＰＡ：イソプロピルアルコールなど）、および界面活性剤、腐食防止剤の少なくとも１つを含む液である。

処理ユニット２は、薬液バルブ１４よりも下流の位置で薬液配管１３に接続された吸引配管１５と、薬液バルブ１４を通過した薬液配管１３内の処理液を吸引配管１５を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引装置１６（吸引手段）とを含む。吸引配管１５の上流端は、薬液配管１３に接続されており、吸引配管１５の下流端は、吸引装置１６に接続されている。吸引装置１６は、吸引配管１５を介して薬液配管１３の内部に接続されている。吸引装置１６が駆動されると、吸引装置１６の吸引力が、吸引配管１５を介して薬液配管１３の内部に伝達され、薬液配管１３内の流体が、吸引配管１５を介して吸引装置１６に吸引される。吸引装置１６は、たとえば、吸引力を発生するエジェクターと、エジェクターへの気体の供給および供給停止を切り替える気体バルブとを含む。吸引装置１６は、吸引ポンプであってもよい。

基板Ｗが処理されるときには、制御装置３がスピンチャック４を制御することにより、基板Ｗを回転させる。その後、制御装置３は、回転している基板Ｗの上面に向けて薬液を薬液ノズル１２に吐出させる。これにより、薬液が基板Ｗの上面全域に供給される（薬液供給工程）。制御装置３は、薬液ノズル１２からの薬液の吐出を停止させた後、リンス液の一例である純水を回転している基板Ｗに向けてリンス液ノズル９に吐出させる。これにより、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗに付着している薬液が洗い流される（リンス液供給工程）。制御装置３は、リンス液ノズル９からの純水の吐出を停止させた後、スピンチャック４に基板Ｗを高回転速度で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水が遠心力によって基板Ｗの周囲に振り切られる。そのため、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する（乾燥工程）。

図２は、基板処理装置１に備えられた薬液バルブ１４の内部構造を示す模式的な断面図である。図２では、第２開状態（全開状態）の弁体２１を実線で示し、第１開状態の弁体２１を一点鎖線で示し、閉状態の弁体２１を二点鎖線で示している。以下では、図２を参照して、薬液バルブ１４の内部構造について説明する。
薬液バルブ１４は、たとえば、ダイヤフラムバルブである。薬液バルブ１４は、流路１８が形成されたバルブ本体を含む。バルブ本体は、液体が流入する流入口１７と、流入口１７に流入した液体を吐出する流出口１９と、流入口１７と流出口１９とを接続する流路１８と、流路１８を取り囲む環状の弁座２０と、流路１８内に配置された弁体２１とを含む。弁体２１は、ゴムや樹脂などの弾性材料で形成されたダイヤフラムである。薬液配管１３は、薬液供給源から流入口１７に薬液を導く上流配管１３ａと、流出口１９から薬液ノズル１２に薬液を導く下流配管１３ｂとを含む。

薬液バルブ１４は、バルブ本体を開閉させるバルブアクチュエータを含む。バルブアクチュエータは、弁体２１と一体的に移動するロッド２２と、ロッド２２を軸方向に移動させる動力を発生する電動モータ２４と、電動モータ２４の回転をロッド２２の直線運動に変換する運動変換機構２３とを含む。電動モータ２４が回転すると、電動モータ２４の回転角度に応じた移動量でロッド２２がロッド２２の軸方向に移動する。ロッド２２は、弁体２１が弁座２０から離れた第２開位置（図２に示す位置）と、弁体２１が弁座２０に押し付けられた閉位置と、の間でロッド２２の軸方向に移動可能である。

弁体２１が弁座２０から離れている状態でロッド２２が閉位置側に移動すると、弁体２１の一部が弁座２０に近づく。ロッド２２が閉位置に達すると、弁体２１が弁座２０に接触し、流路１８が閉じられる。その一方で、弁体２１が弁座２０に押し付けられている状態で、ロッド２２が第２開位置側に移動すると、弁体２１が弁座２０から離れるため、流路１８が開かれる。

制御装置３は、マイクロコンピュータである。制御装置３は、電動モータ２４の回転角度を制御することにより、ロッド２２を３つの位置のいずれかで静止させる。３つの位置は、前述の第２開位置および閉位置と、第２開位置および閉位置の間の第１開位置である。ロッド２２が閉位置、第１開位置、および第２開位置のいずれかに配置されると、薬液バルブ１４は、閉状態（二点鎖線で示す状態）、第１開状態（一点鎖線で示す状態）、および第２開状態（実線で示す状態）のいずれかになる。薬液バルブ１４の閉状態、第１開状態、および第２開状態は、それぞれ、ロッド２２の閉位置、第１開位置、および第２開位置に対応している。

薬液バルブ１４の閉状態では、弁体２１が弁座２０に押し付けられる。薬液バルブ１４の第１開状態および第２開状態では、弁体２１が弁座２０から離れる。第１開状態のときに流出口１９から吐出される液体の流量（第１流量）は、第２開状態のときに流出口１９から吐出される液体の流量（第２流量）よりも小さい。吸引装置１６が吸引可能な流量は、第１流量以上であり、第２流量未満である。したがって、薬液バルブ１４が第１開状態であり、吸引装置１６が駆動されているときは、薬液バルブ１４を通過した全ての薬液が、吸引配管１５を介して吸引装置１６に吸引される。

図３（ａ）は、待機中の薬液の流れを示し、図３（ｂ）は、吐出開始前の薬液の流れを示し、図３（ｃ）は、吐出中の薬液の流れを示す。図４は、薬液の吐出が開始されるときと薬液の吐出が停止されるときの薬液バルブ１４および吸引装置１６の状態を示すタイムチャートである。以下では、図４を参照する。図３については適宜参照する。
薬液バルブ１４を閉状態から第２開状態に切り替えるとき、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を開始させる（図４に示す時刻Ｔ１）。その後、制御装置３は、薬液バルブ１４を閉状態から第１開状態に切り替える（図４に示す時刻Ｔ２）。その後、制御装置３は、薬液バルブ１４を第１開状態から第２開状態に切り替える（図４に示す時刻Ｔ３）。その後、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を停止させる（図４に示す時刻Ｔ４）。

一方、薬液バルブ１４を第２開状態から閉状態に切り替えるとき、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を開始させる（図４に示す時刻Ｔ５）。その後、制御装置３は、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替える（図４に示す時刻Ｔ６）。その後、制御装置３は、薬液バルブ１４を第１開状態から閉状態に切り替える（図４に示す時刻Ｔ７）。その後、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を停止させる（図４に示す時刻Ｔ８）。

時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３の期間は、薬液バルブ１４が第１開状態に設定されている。吸引装置１６が薬液配管１３内の流体を吸引可能な流量は、薬液バルブ１４が第１開状態のときに薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第１流量）以上である。したがって、この期間は、薬液バルブ１４を通過した全ての薬液が吸引装置１６に吸引される。そのため、この期間は、図３（ｂ）において太線で示すように、薬液ノズル１２から薬液が吐出されない。

また、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４の期間は、薬液バルブ１４が第２開状態に設定されている。吸引装置１６が薬液配管１３内の流体を吸引可能な流量は、薬液バルブ１４が第２開状態のときに薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第２流量）未満である。そのため、この期間は、薬液バルブ１４を通過した薬液の一部が吸引装置１６に吸引され、残りの薬液が薬液ノズル１２から吐出される。時刻Ｔ４〜時刻Ｔ５の期間は、吸引装置１６の駆動が停止されているので、図３（ｃ）において太線で示すように、薬液バルブ１４を通過した全ての薬液が薬液ノズル１２から吐出される。

また、時刻Ｔ５〜時刻Ｔ６の期間は、薬液バルブ１４が第２開状態であると共に、吸引装置１６が吸引力を発生しているので、薬液バルブ１４を通過した薬液の一部が吸引装置１６に吸引され、残りの薬液が薬液ノズル１２から吐出される。そのため、この期間は、第２流量よりも小さい流量で薬液が薬液ノズル１２から吐出される。時刻Ｔ６〜時刻Ｔ７の期間は、薬液バルブ１４が第１開状態であると共に、吸引装置１６が吸引力を発生しているので、薬液バルブ１４を通過した全ての薬液が吸引装置１６に吸引される。そのため、この期間は、薬液ノズル１２から薬液が吐出されない。時刻Ｔ７以降の期間は、薬液バルブ１４が閉状態にあるので、図３（ａ）において太線で示すように、薬液ノズル１２に向かって薬液配管１３内を流れる薬液が、薬液バルブ１４で堰き止められる。

パーティクルは、弁体２１と弁座２０とが擦れ合うときに薬液バルブ１４の内部に発生し易い。したがって、パーティクルは、弁体２１が弁座２０から離れるときや、弁体２１が弁座２０に接触するときに薬液バルブ１４の内部に発生し易い。また、薬液バルブ１４の開閉時に、弁座２０と弁体２１とが近接した状態で、微小な振動が発生する場合があり、その場合もパーティクルが発生し易い。また、弁座２０以外の部分に弁体２１が擦れて、薬液バルブ１４の内部にパーティクルが発生する場合もある。ダイヤフラムバルブでは、弁体２１（ダイヤフラム）の弾性変形によって、パーティクルが弁体２１から剥がれ落ちる場合もある。

制御装置３は、吸引装置１６が吸引配管１５を介して薬液配管１３の内部を吸引しているときに、薬液バルブ１４を閉状態から第１開状態に切り替えるので、薬液バルブ１４内に残留していたパーティクルや、薬液バルブ１４の切替に伴って発生したパーティクルは、薬液と共に吸引装置１６に吸引され、薬液ノズル１２に供給されない。したがって、薬液バルブ１４が閉状態から第１開状態に切り替わるときに、パーティクルを含む薬液が基板Ｗに供給されることを抑制または防止できる。

また、制御装置３は、吸引装置１６が吸引配管１５を介して薬液配管１３の内部を吸引しているときに、薬液バルブ１４を第１開状態から第２開状態に切り替えるので、薬液バルブ１４の切替に伴って発生したパーティクルの少なくとも一部は、薬液と共に吸引装置１６に吸引される。そのため、薬液バルブ１４が第１開状態から第２開状態に切り替わるときに発生したパーティクルが、薬液と共に薬液ノズル１２から吐出されることを防止できる。

さらに、制御装置３は、吸引装置１６が吸引配管１５を介して薬液配管１３の内部を吸引しているときに、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替える。同様に、制御装置３は、吸引装置１６が吸引配管１５を介して薬液配管１３の内部を吸引しているときに、薬液バルブ１４を第１開状態から閉状態に切り替える。したがって、これらの切替に伴って発生した全てのパーティクルが基板Ｗに供給されることを防止できる。これにより、基板Ｗの汚染を低減できる。

以上のように本実施形態では、薬液バルブ１４が、３つの状態（閉状態、第１開状態、および第２開状態）に切り替わる。第１開状態において薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第１流量）は、第２開状態において薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第２流量）よりも小さい。制御装置３は、薬液バルブ１４を閉状態から第１開状態に切り替え、その後、薬液バルブ１４を第１開状態から第２開状態に切り替える。これにより、薬液バルブ１４を通過する薬液の流量が、零、第１流量、第２流量の順番で、段階的に増加する。

制御装置３は、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を閉状態から第１開状態に切り替える。吸引装置１６が吸引可能な薬液の流量が第１流量以上なので、このとき薬液バルブ１４を通過した全ての薬液は吸引装置１６に吸引される。そのため、パーティクルが発生し易い閉状態から第１開状態への切替の際に薬液バルブ１４内に発生したパーティクルが薬液ノズル１２から吐出されることを防止できる。これにより、基板Ｗの汚染を低減できる。さらに、吸引装置１６が吸引可能な薬液の流量が第２流量未満なので、吸引装置１６の吸引力を抑えながら、全ての薬液を吸引装置１６に吸引できる。

また本実施形態では、制御装置３は、薬液バルブ１４を閉状態から第１開状態に切り替えた後、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を第１開状態から第２開状態に切り替える。第２開状態において薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第２流量）が、吸引装置１６が吸引可能な薬液の流量よりも大きいので、薬液バルブ１４を通過した薬液の一部は、薬液ノズル１２から吐出されるものの、残りの薬液は、薬液ノズル１２から吐出されずに吸引装置１６に吸引される。したがって、薬液バルブ１４が第１開状態から第２開状態に切り替わる際に薬液バルブ１４内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引装置１６に吸引できる。これにより、基板Ｗの汚染を低減できる。

また本実施形態では、制御装置３は、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替える。その後、制御装置３は、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を第１開状態から閉状態に切り替える。第１開状態において薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第１流量）が、吸引装置１６が吸引可能な薬液の流量以下なので、パーティクルが発生し易い第１開状態から閉状態への切替の際は、薬液バルブ１４を通過した全ての薬液が吸引装置１６に吸引される。そのため、薬液バルブ１４内に発生したパーティクルが薬液ノズル１２から吐出されることを防止できる。さらに、比較的小さな吸引力で全ての薬液を吸引できるので、吸引装置１６の吸引力を抑えながら、全ての薬液を吸引装置１６に吸引できる。

また本実施形態では、制御装置３は、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替える。第２開状態において薬液バルブ１４を通過する薬液の流量（第２流量）が、吸引装置１６が吸引可能な薬液の流量よりも大きいので、薬液バルブ１４を通過した薬液の一部は、薬液ノズル１２から吐出されるものの、残りの薬液は、薬液ノズル１２から吐出されずに吸引装置１６に吸引される。したがって、薬液バルブ１４が第２開状態から第１開状態に切り替わる際に薬液バルブ１４内に発生したパーティクルの少なくとも一部を吸引装置１６に吸引できる。これにより、基板Ｗの汚染を低減できる。

本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の実施形態では、図５の例１Ａに示すように、薬液バルブ１４を第１開状態から第２開状態に切り替えた後に、吸引装置１６の駆動を停止させる場合について説明した。しかし、薬液バルブ１４の内部にパーティクルが発生し易い時期は、薬液バルブ１４が閉状態から他の状態に切り替わるときなので、図５の例２Ａに示すように、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を開始した後に、薬液バルブ１４を閉状態から第１開状態に切り替え、吸引装置１６の駆動を停止した後に、薬液バルブ１４を第１開状態から第２開状態に切り替えてもよい。また、図５の例３Ａに示すように、制御装置３は、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を閉状態から第２開状態に切り替えてもよい。

図５に示す例１Ａ、例２Ａ、例３Ａのいずれにおいても、吸引装置１６が吸引力を発生している状態で弁体２１が弁座２０から離れるので、薬液バルブ１４の切替に伴って発生するパーティクルを効率的に吸引装置１６に排出できる。
特に、例１Ａ、例２Ａでは、薬液バルブ１４を通過する薬液の流量を多段階で増加させるので、例３Ａと比較すると、弁体２１が弁座２０から離れた直後に薬液バルブ１４を通過する薬液の流速が小さい。薬液バルブ１４を通過した薬液の流れが速いと、パーティクルが吸引配管１５を通り越して薬液ノズル１２に到達してしまう可能性がある。したがって、例１Ａ、例２Ａでは、より確実にパーティクルを薬液配管１３から排出できる。

また、例１Ａおよび例３Ａでは、弁体２１が弁座２０から遠ざかる方向に移動している期間のいずれにおいても、吸引装置１６が吸引力を発生している。その一方では、例２Ａでは、薬液バルブ１４が第１開状態から第２開状態に切り替わるときに、吸引装置１６の駆動が停止されている。したがって、例２Ａと比較すると、例１Ａおよび例３Ａでは、薬液バルブ１４の切替に伴って発生するパーティクルを確実に吸引装置１６に吸引できる。

また前述の実施形態では、図６の例１Ｂに示すように、吸引装置１６の駆動を開始した後に、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替える場合について説明した。しかし、図６の例２Ｂに示すように、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を開始する前に、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替え、吸引装置１６の駆動を開始した後に、薬液バルブ１４を第１開状態から閉状態に切り替えてもよい。また、図６の例３Ｂに示すように、制御装置３は、吸引装置１６の駆動を開始した後に、薬液バルブ１４を第２開状態から閉状態に切り替えてもよい。

図６に示す例１Ｂ、例２Ｂ、例３Ｂのいずれにおいても、吸引装置１６が薬液配管１３の内部を吸引している状態で弁体２１が弁座２０に接触するので、薬液バルブ１４の切替に伴って発生するパーティクルを効率的に吸引装置１６に排出できる。
特に、例１Ｂ、例２Ｂでは、薬液バルブ１４を通過する薬液の流量を多段階で減少させるので、例３Ｂと比較すると、薬液の流速が確実に低下した状態で弁体２１が弁座２０に接触する。薬液バルブ１４を通過した薬液の流れが速いと、パーティクルが吸引配管１５を通り越して薬液ノズル１２に到達してしまう可能性がある。したがって、例１Ｂ、例２Ｂでは、より確実にパーティクルを薬液配管１３から排出できる。

また、例１Ｂでは、吸引装置１６に吸引力を発生させながら、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替えるので、このとき発生したパーティクルを吸引装置１６に排出できる。その一方で、例２Ｂでは、薬液バルブ１４を第２開状態から第１開状態に切り替えるときに、吸引装置１６が駆動されていないので、このとき発生したパーティクルが吸引装置１６に排出されないものの、吸引装置１６の駆動を開始させるのとほぼ同時に薬液ノズル１２からの薬液の吐出を停止させることができる。

また、例１Ｂおよび例３Ｂでは、弁体２１が弁座２０に近づく方向に移動している期間のいずれにおいても、吸引装置１６が吸引力を発生している。その一方では、例２Ｂでは、薬液バルブ１４が第２開状態から第１開状態に切り替わるときに、吸引装置１６の駆動が停止されている。したがって、例２Ｂと比較すると、例１Ｂおよび例３Ｂでは、薬液バルブ１４の切替に伴って発生するパーティクルを確実に吸引装置１６に吸引できる。

前述の実施形態では、電動モータ２４によって弁体２１（ダイヤフラム）の形態を変化させる場合について説明したが、エアシリンダなどの電動モータ２４以外のアクチュエータによって弁体２１の形態を変化させてもよい。また、薬液バルブ１４は、ニードルバルブなどの他の形式のバルブであってもよい。また、図７に示すように、薬液配管１３上で直列接続された流量調整バルブ２２５および開閉バルブ２２６を含む薬液バルブ２１４が、薬液バルブ１４の代わりに設けられていてもよい。

図示はしないが、流量調整バルブ２２５および開閉バルブ２２６は、いずれも、薬液が通過する流路が形成された弁座と、流路を開閉する弁体と、弁体を移動させるアクチュエータとを含む。流量調整バルブ２２５は、第１開状態と第２開状態とに切替可能である。開閉バルブ２２６は、第２開状態と閉状態とに切替可能である。制御装置３は、流量調整バルブ２２５が第１開状態で、開閉バルブ２２６が第２開状態である第１開状態と、流量調整バルブ２２５が第２開状態で、開閉バルブ２２６が第２開状態である第２開状態と、開閉バルブ２２６が閉状態である閉状態と、のいずれかに薬液バルブ２１４を切り替える。

流量調整バルブ２２５が第１開状態で、開閉バルブ２２６が第２開状態であるとき、第１流量の薬液が流量調整バルブ２２５および開閉バルブ２２６を通過し薬液ノズル１２に供給される。流量調整バルブ２２５が第２開状態で、開閉バルブ２２６が第２開状態であるとき、第２流量の薬液が流量調整バルブ２２５および開閉バルブ２２６を通過し薬液ノズル１２に供給される。開閉バルブ２２６が閉状態であるであるとき、流量調整バルブ２２５が第１開状態および第２開状態のいずれであっても、薬液ノズル１２に向かって薬液配管１３内を流れる薬液が開閉バルブ２２６で堰き止められるので、薬液ノズル１２への薬液の供給が停止される。制御装置３は、流量調整バルブ２２５および開閉バルブ２２６を制御することにより、前述の動作を基板処理装置１に実行させる。

前述の実施形態では、制御装置３は、薬液バルブ１４を閉状態に切り替えるときと薬液バルブ１４を閉状態から他の状態に切り替えるときの両方において、吸引装置１６を駆動させる場合について説明した。しかし、制御装置３は、薬液バルブ１４を閉状態に切り替えるときだけ、または薬液バルブ１４を閉状態から他の状態に切り替えるときだけ、吸引装置１６を駆動させてもよい。

前述の実施形態では、開閉手段が薬液バルブ１４である場合について説明したが、開閉手段を通過する処理液は、薬液以外の液体であってもよい。
前述の実施形態では、吸引配管１５が薬液バルブ１４よりも下流の位置で薬液配管１３に接続されている場合について説明したが、吸引配管１５は、薬液ノズル１２に接続されていてもよいし、薬液ノズル１２および薬液配管１３の両方に接続されていてもよい。

前述の実施形態では、薬液ノズル１２が基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する場合について説明したが、薬液ノズル１２は、基板Ｗの下面に向けて薬液を吐出してもよい。
前述の実施形態では、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が、基板処理装置１は、多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
前述の全ての実施形態のうちの二つ以上が組み合わされてもよい。

１：基板処理装置
２：処理ユニット
３：制御装置
４：スピンチャック（基板保持手段）
５：スピンベース
６：チャックピン
７：スピン軸
８：スピンモータ
９：リンス液ノズル
１０：リンス液配管
１１：リンス液バルブ
１２：薬液ノズル
１２ａ：薬液吐出口
１３：薬液配管
１３ａ：上流配管
１３ｂ：下流配管
１４：薬液バルブ（開閉手段、開閉バルブ）
１５：吸引配管
１６：吸引装置（吸引手段）
１７：流入口
１８：流路
１９：流出口
２０：弁座
２１：弁体
２２：ロッド
２３：運動変換機構
２４：電動モータ
２１４：薬液バルブ（開閉手段）
２２５：流量調整バルブ
２２６：開閉バルブ
Ａ１：回転軸線
Ｗ：基板

Claims

基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、
前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、
前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、
前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記開状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置。
前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第１流量で通過させる第１開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第１流量よりも大きい第２流量で通過させる第２開状態とを含み、
前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第１流量以上、前記第２流量未満であり、
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記閉状態から前記第１開状態に切り替え、その後、前記開閉手段を前記第１開状態から前記第２開状態に切り替える、請求項１に記載の基板処理装置。
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第１開状態から前記第２開状態に切り替える、請求項２に記載の基板処理装置。
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記開状態は、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を第１流量で通過させる第１開状態と、前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を前記第１流量よりも大きい第２流量で通過させる第２開状態とを含み、
前記吸引手段が吸引可能な処理液の流量は、前記第１流量以上、前記第２流量未満であり、
前記制御装置は、前記開閉手段を前記第２開状態から前記第１開状態に切り替え、その後、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第１開状態から前記閉状態に切り替える、請求項４に記載の基板処理装置。
前記制御装置は、前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記第２開状態から前記第１開状態に切り替える、請求項５に記載の基板処理装置。
前記開閉手段は、前記処理液配管上に配置された開閉バルブを含み、
前記開閉バルブは、前記処理液ノズルに向かって流れる処理液が通過する流路が形成された弁座と、前記流路を開閉する弁体と、前記弁体を移動させるアクチュエータとを含み、
前記アクチュエータは、前記第１流量で処理液に前記流路を通過させる第１開位置と、前記第２流量で処理液に前記流路を通過させる第２開位置と、前記流路に対する処理液の通過を停止させる閉位置と、のいずれかに前記弁体を位置させ、
前記制御装置は、前記弁体が前記第１開位置に位置する前記第１開状態と、前記弁体が前記第２開位置に位置する前記第２開状態と、前記弁体が前記閉位置に位置する前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項２、３、５、および６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記開閉手段は、前記処理液配管上で直列接続された流量調整バルブおよび開閉バルブを含み、
前記流量調整バルブは、前記第１開状態と、前記第２開状態と、に切替可能であり、
前記開閉バルブは、前記第２開状態と、前記閉状態と、に切替可能であり、
前記制御装置は、前記流量調整バルブが前記第１開状態で、前記開閉バルブが前記第２開状態である前記第１開状態と、前記流量調整バルブが前記第２開状態で、前記開閉バルブが前記第２開状態である前記第２開状態と、前記開閉バルブが前記閉状態である前記閉状態と、のいずれかに前記開閉手段を切り替える、請求項２、３、５、および６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出口を含む処理液ノズルと、
前記処理液ノズルに処理液を導く処理液配管と、
前記処理液ノズルに向かって前記処理液配管内を流れる処理液を通過させる開状態と、前記処理液配管から前記処理液ノズルへの処理液の供給を停止する閉状態と、に切替可能な開閉手段と、
前記開閉手段よりも下流でかつ前記処理液吐出口よりも上流の位置で前記処理液配管および処理液ノズルの少なくとも一方に接続された吸引配管と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を前記吸引配管を介して吸引する吸引力を発生可能な吸引手段と、
前記開閉手段と前記処理液吐出口との間の処理液を吸引する前記吸引力を前記吸引手段に発生させながら、前記開閉手段を前記開状態から前記閉状態に切り替える制御装置とを含む、基板処理装置。