JP2017034188A - 基板処理装置および処理液吐出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】開閉バルブ内で発生したパーティクルを含む処理液が基板に供給されることを確実に防止できる基板処理装置および処理液吐出方法を提供すること。【解決手段】基板処理装置は、薬液ノズル１３と、薬液を薬液ノズル１３に供給する薬液配管１６と、薬液配管１６を開閉するための吐出バルブ１８と、分岐位置２０で薬液配管１６に分岐接続された分岐配管２１と、分岐配管２１を開閉するための分岐配管バルブ２４と、分岐位置２０よりも下流側の下流側部分２３の開度を調整するためのスローリークバルブ１７とを含む。プリディスペンス後、吐出バルブ１８の開状態を保ちながら薬液ノズル１３からの薬液の吐出が停止される。薬液ノズルを処理位置に配置した後、吐出バルブ１８を開状態に保持したままの状態で分岐配管バルブ２４を閉じかつスローリークバルブ１７を開状態にする。【選択図】図４Ｃ−４Ｄ
Description
本発明は、処理液を用いて基板を処理する基板処理装置、および処理液を吐出する処理液吐出方法に関する。処理液を用いた処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、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。
下記特許文献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開閉バルブとを含む。開閉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。
開閉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、パーティクルが開閉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る場合がある。
また、開閉バルブが閉じられるときも同様の理由により、パーティクルが開閉バルブの内部に発生する場合がある。開閉バルブが完全に閉じられ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、開閉バルブ内に残留し、開閉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。
また、開閉バルブが閉じられるときも同様の理由により、パーティクルが開閉バルブの内部に発生する場合がある。開閉バルブが完全に閉じられ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、開閉バルブ内に残留し、開閉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。
処理液ノズルに供給されたパーティクルが処理液と共に処理液ノズルから基板に吐出される。そのため、開閉バルブ内に発生したパーティクルが基板に付着するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、開閉バルブ内で発生したパーティクルを含む処理液が基板に供給されることを確実に防止できる基板処理装置および処理液吐出方法を提供することである。
そこで、本発明の目的は、開閉バルブ内で発生したパーティクルを含む処理液が基板に供給されることを確実に防止できる基板処理装置および処理液吐出方法を提供することである。
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板を保持するための基板保持ユニットと、前記基板を処理するための処理液を吐出する処理液ノズルと、前記処理液ノズルに接続され、処理液供給ユニットからの処理液を前記処理液ノズルに供給する処理液配管と、前記処理液配管を開閉するための開閉バルブと、前記処理液ノズルと前記開閉バルブとの間に設定された分岐位置で前記処理液配管に分岐接続された分岐配管と、前記処理液供給ユニットから前記処理液配管に供給された処理液を、前記処理液配管における分岐位置よりも下流側の下流側部分に導く状態と前記分岐配管に導く状態との間で切り換えるための切換えユニットと、前記開閉バルブおよび前記切換えユニットを制御して、前記開閉バルブを開きかつ前記処理液配管に供給される処理液を前記分岐位置から前記下流側部分に導くことにより、前記処理液ノズルからプリディスペンスのために処理液を吐出するプリディスペンスステップと、前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を、前記分岐位置から前記分岐配管に導くことにより、前記処理液ノズルからの処理液の吐出を停止させる吐出停止ステップと、前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を前記分岐位置から前記下流側部分に導くことにより、前記処理液ノズルから前記基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出ステップとを実行する制御ユニットとを含む、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、制御ユニットが、開閉バルブを開きかつ処理液配管に供給される処理液を分岐位置から処理液配管の分岐位置の下流側部分（以下、「下流側部分」という。この項において同じ）に導くことにより、処理液ノズルから処理液が吐出される。プリディスペンスステップでは、処理液ノズルから吐出される処理液は基板に供給されることなく機外に排液される。そのため、プリディスペンスステップにおいて、開閉バルブの開動作によってパーティクルが開閉バルブ内に発生したとしても、このパーティクルは処理液と共に処理液ノズルから吐出され、処理液と共に機外に排液される。
プリディスペンス後の吐出停止ステップにおいて、制御ユニットは、開閉バルブを開状態に保持したまま、処理液配管に供給される処理液が分岐位置から分岐配管に導かれるように切換えユニットを制御する。これにより、処理液ノズルからの処理液の吐出が停止する。したがって、開閉バルブの開状態を保ちながら処理液ノズルからの処理液の吐出を停止することができる。
基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出ステップでは、制御ユニットは、切換えユニットを制御して、処理液配管に供給される処理液が分岐位置から、処理液配管の前記分岐位置の下流側部分に導くことにより、処理液ノズルから処理液が吐出される。
したがって、吐出停止ステップおよび処理液吐出ステップでは、開閉バルブを開閉することなく、処理液ノズルからの処理液を吐出停止および吐出再開を行う。開閉バルブの開閉がないので、吐出停止ステップおよび処理液吐出ステップにおいて、開閉バルブ内における新たなパーティクルの発生はない。
したがって、吐出停止ステップおよび処理液吐出ステップでは、開閉バルブを開閉することなく、処理液ノズルからの処理液を吐出停止および吐出再開を行う。開閉バルブの開閉がないので、吐出停止ステップおよび処理液吐出ステップにおいて、開閉バルブ内における新たなパーティクルの発生はない。
したがって、開閉バルブ内で発生したパーティクルを含む処理液が基板に供給されることを確実に防止できる。
請求項２に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記処理液ノズルから吐出される処理液を前記基板の上面に供給する処理位置と、前記処理液ノズルから吐出される処理液を排液するためのプリディスペンス位置との間で、前記処理液ノズルを移動させるための処理液ノズル移動ユニットをさらに含み、前記制御ユニットによって実行される前記プリディスペンスステップは、前記処理液ノズルを前記プリディスペンス位置に配置した状態で前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップを含み、前記制御ユニットは、前記処理液ノズルからの処理液吐出が停止されている状態で、前記処理液ノズル移動ユニットを制御して、前記処理液ノズルを前記プリディスペンス位置から前記処理位置に移動させるノズル移動ステップをさらに実行し、前記制御ユニットによって実行される前記処理液吐出ステップは、前記処理液ノズルを前記処理液に配置した状態で前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップを含む、請求項１に記載の基板処理装置である。
請求項２に記載の発明は、前記基板処理装置は、前記処理液ノズルから吐出される処理液を前記基板の上面に供給する処理位置と、前記処理液ノズルから吐出される処理液を排液するためのプリディスペンス位置との間で、前記処理液ノズルを移動させるための処理液ノズル移動ユニットをさらに含み、前記制御ユニットによって実行される前記プリディスペンスステップは、前記処理液ノズルを前記プリディスペンス位置に配置した状態で前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップを含み、前記制御ユニットは、前記処理液ノズルからの処理液吐出が停止されている状態で、前記処理液ノズル移動ユニットを制御して、前記処理液ノズルを前記プリディスペンス位置から前記処理位置に移動させるノズル移動ステップをさらに実行し、前記制御ユニットによって実行される前記処理液吐出ステップは、前記処理液ノズルを前記処理液に配置した状態で前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップを含む、請求項１に記載の基板処理装置である。
処理液吐出ステップにおいて開閉バルブの開動作を廃止するためには、開閉バルブの開状態を維持しながらプリディスペンス位置から処理位置に処理液ノズルを移動させる必要がある。しかしながら、基板の周辺部材や基板の汚染の問題を回避すべく、処理液ノズルからの処理液の吐出停止が保たれた状態で処理液ノズルを移動させる必要がある。
この構成によれば、制御ユニットは、処理液配管に供給される処理液を分岐位置から分岐配管に導くように切換えユニットを制御することにより、開閉バルブを開状態に保持したまま、処理液ノズルからの処理液の吐出を停止することができる。
この構成によれば、制御ユニットは、処理液配管に供給される処理液を分岐位置から分岐配管に導くように切換えユニットを制御することにより、開閉バルブを開状態に保持したまま、処理液ノズルからの処理液の吐出を停止することができる。
したがって、開閉バルブの開状態を維持しながらかつ処理液ノズルからの処理液の吐出停止が保たれながら、プリディスペンス位置から処理位置に処理液ノズルを移動させることができる。
請求項３に記載の発明は、前記処理液ノズルの前記プリディスペンス位置は、平面視で、前記基板の側方に配置されている、請求項２に記載の基板処理装置である。
請求項３に記載の発明は、前記処理液ノズルの前記プリディスペンス位置は、平面視で、前記基板の側方に配置されている、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、処理液ノズルのプリディスペンス位置が、平面視で、前記基板の側方に配置されているので、基板保持ユニットの側方に、処理液ノズルから吐出されたプリディスペンスのための処理液を受け止めるための容器を配置することができる。これにより、処理液ノズルから吐出されたプリディスペンスのための処理液を、確実に機外に排液できる。
請求項４に記載の発明は、前記切換えユニットは、前記下流側部分を液体が流通するのに要する圧力損失を変更する圧力損失変更ユニットを含み、前記制御ユニットは、前記吐出停止ステップにおいて、前記圧力損失変更ユニットをその圧力損失が相対的に大きい大圧力損失状態にし、かつ前記プリディスペンスステップおよび前記処理液吐出ステップにおいて、前記圧力損失変更ユニットをその圧力損失が相対的に小さい小圧力損失状態にする、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、吐出停止ステップにおいて、制御ユニットは圧力損失変更ユニットを高圧力損失状態にする。そのため、下流側部分を液体が流通するのに要する圧力損失が大きくなる。その結果、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から分岐配管に進入するように促される。
一方、プリディスペンスステップおよび処理液吐出ステップにおいて、制御ユニットは圧力損失変更ユニットを小圧力損失状態にする。そのため、下流側部分を液体が流通するのに要する圧力損失が小さくなる。その結果、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から下流側部分に進入するように促される。
一方、プリディスペンスステップおよび処理液吐出ステップにおいて、制御ユニットは圧力損失変更ユニットを小圧力損失状態にする。そのため、下流側部分を液体が流通するのに要する圧力損失が小さくなる。その結果、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から下流側部分に進入するように促される。
請求項５に記載の発明は、前記圧力損失変更ユニットは、前記下流側部分の開度を調整するための開度調整バルブを含み、前記開度調整バルブをその開度が相対的に低い低開度状態とすることにより前記大圧力損失状態を実現し、かつ前記開度調整バルブをその開度が相対的に高い高開度状態とすることにより前記小圧力損失状態を実現する、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。
この構成によれば、吐出停止ステップにおいて、制御ユニットは開度調整バルブを低開度状態にする。これにより、処理液の下流側部分の流通に要する圧力損失が大きくなるから、その結果、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から分岐配管に進入するように促される。
一方、プリディスペンスステップおよび処理液吐出ステップにおいて、制御ユニットは開度調整バルブを高開度状態にする。これにより、処理液の下流側部分の流通に要する圧力損失が小さくなるから、その結果、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から下流側部分に進入するように促される。
一方、プリディスペンスステップおよび処理液吐出ステップにおいて、制御ユニットは開度調整バルブを高開度状態にする。これにより、処理液の下流側部分の流通に要する圧力損失が小さくなるから、その結果、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から下流側部分に進入するように促される。
請求項６に記載の発明は、前記切換えユニットは、前記分岐配管を開閉するための分岐配管バルブを含み、前記制御ユニットは、前記吐出停止ステップにおいて前記分岐配管バルブを開き、かつ前記プリディスペンスステップおよび前記処理液吐出ステップにおいて前記分岐配管バルブを閉じる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、吐出停止ステップにおいて、制御ユニットは分岐配管バルブを開く。これにより、処理液配管に供給される処理液が、分岐位置から分岐配管に進入することが可能になる。
一方、プリディスペンスステップおよび処理液吐出ステップにおいて、制御ユニットは分岐配管バルブを閉じる。したがって、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から分岐配管への流入が困難になり、下流側部分への進入が促される。
一方、プリディスペンスステップおよび処理液吐出ステップにおいて、制御ユニットは分岐配管バルブを閉じる。したがって、処理液配管に供給される処理液は、分岐位置から分岐配管への流入が困難になり、下流側部分への進入が促される。
請求項７に記載の発明は、前記開度調整バルブは、前記処理液配管において前記開閉バルブよりも下流側に配置されている、請求項６に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、内部でパーティクルが発生する可能性がない開度調整バルブが、開閉バルブよりも処理液ノズル側に配置されている。すなわち、処理液配管において開閉バルブと処理液ノズルとの間に開度調整バルブが配置されている。そのため、開閉バルブの内部でパーティクルが発生した場合であっても、そのパーティクルの処理液ノズルへのダイレクトな供給が阻害される。これにより、パーティクルが処理液ノズルに供給されるのを抑制できる。
この構成によれば、内部でパーティクルが発生する可能性がない開度調整バルブが、開閉バルブよりも処理液ノズル側に配置されている。すなわち、処理液配管において開閉バルブと処理液ノズルとの間に開度調整バルブが配置されている。そのため、開閉バルブの内部でパーティクルが発生した場合であっても、そのパーティクルの処理液ノズルへのダイレクトな供給が阻害される。これにより、パーティクルが処理液ノズルに供給されるのを抑制できる。
請求項８に記載の発明は、前記開閉バルブは、前記処理液配管において前記分岐位置よりも下流側に配置されている、請求項１〜７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、開閉バルブを分岐位置よりも下流側に配置するので、開閉バルブの内部で発生したパーティクルが分岐配管に流入するのを確実に防止できる。これにより、分岐配管を流通する処理液を清浄に保つことができる。
この構成によれば、開閉バルブを分岐位置よりも下流側に配置するので、開閉バルブの内部で発生したパーティクルが分岐配管に流入するのを確実に防止できる。これにより、分岐配管を流通する処理液を清浄に保つことができる。
請求項９に記載の発明は、前記下流側部分は、前記分岐位置よりも上下方向に高い高位置部分を一部に有する、請求項１〜８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、下流側部分の一部に高位置部分を設けることにより、高位置部分の高低差による処理液の水頭圧による圧力損失がさらに生じる。下流側部分に供給される処理液の供給圧が、高位置部分の高低差による処理液の水頭圧を含んだ圧力損失を下回ると、分岐位置と高位置部分との高低差を処理液が乗り越えることができない。一方、下流側部分に供給される処理液の供給圧が、高位置部分の高低差による処理液の水頭圧を含んだ圧力損失を上回ると、分岐位置と高位置部分との高低差を処理液が乗り越えることができ、処理液ノズルから処理液が吐出される。
この構成によれば、下流側部分の一部に高位置部分を設けることにより、高位置部分の高低差による処理液の水頭圧による圧力損失がさらに生じる。下流側部分に供給される処理液の供給圧が、高位置部分の高低差による処理液の水頭圧を含んだ圧力損失を下回ると、分岐位置と高位置部分との高低差を処理液が乗り越えることができない。一方、下流側部分に供給される処理液の供給圧が、高位置部分の高低差による処理液の水頭圧を含んだ圧力損失を上回ると、分岐位置と高位置部分との高低差を処理液が乗り越えることができ、処理液ノズルから処理液が吐出される。
請求項１０に記載の発明は、前記処理液供給ユニットは、処理液が循環する循環配管を含み、前記処理液配管の上流端が前記循環配管に接続され、かつ前記分岐配管の下流端が前記循環配管に接続されている、請求項１〜９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、分岐配管を流通する処理液を、循環配管に戻すことができる。
この構成によれば、分岐配管を流通する処理液を、循環配管に戻すことができる。
前記の目的を達成するための請求項１１に記載の発明は、処理液ノズルから基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出方法であって、前記処理液ノズルに処理液を供給する処理液配管に供給される処理液を、前記処理液ノズルと前記処理液配管を開閉するための開閉バルブとの間に設定された分岐位置から、前記処理液配管における前記分岐位置よりも下流側の下流側部分に導き、かつ前記開閉バルブを開くことにより、前記処理液ノズルからプリディスペンスのために処理液を吐出するプリディスペンスステップと、前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を、前記分岐位置から、当該分岐位置において前記処理液配管に分岐接続された分岐配管に導くことにより、前記処理液ノズルからの処理液の吐出を停止させる吐出停止ステップと、前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を前記分岐位置から前記下流側部分に導くことにより、前記処理液ノズルから前記基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出ステップとを含む、処理液吐出方法を提供する。
この発明の方法によれば、請求項１に関連して述べた作用効果と同様な作用効果を奏することができる。
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を水平方向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（図示しない）と、基板処理装置１を制御する制御ユニット３とを含む。また、処理ユニット２に対して、薬液供給ユニット（処理液供給ユニット）１０１からの薬液が供給されるようになっている。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を水平方向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（図示しない）と、基板処理装置１を制御する制御ユニット３とを含む。また、処理ユニット２に対して、薬液供給ユニット（処理液供給ユニット）１０１からの薬液が供給されるようになっている。
処理ユニット２および薬液供給ユニット１０１は、共通の装置の一部であってもよいし、互いに独立したユニット（互いに独立して移動させることができるユニット）であってもよい。すなわち、処理ユニット２および薬液供給ユニット１０１を含む基板処理装置１が備えていてもよいし、処理ユニット２を含む基板処理装置１と、基板処理装置１から離れた位置に配置された薬液供給ユニット１０１とが別装置として備えられていてもよい。また、図１では、薬液供給ユニット１０１が１つのみ図示されているが、薬種を複数設ける場合には、その薬種に応じた個数の薬液供給ユニット１０１を設けてもよい。
処理ユニット２は、箱形の処理チャンバ４と、処理チャンバ４内で、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（基板保持ユニット）５と、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する一または複数の処理液ノズルとを含む。
スピンチャック５は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース６と、スピンベース６の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数の挟持ピン７と、スピンベース６の中央部から下方に延びるスピン軸８と、スピン軸８を回転させることにより基板Ｗおよびスピンベース６を回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ９とを含む。スピンチャック５は、複数の挟持ピン７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６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。
スピンチャック５は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース６と、スピンベース６の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数の挟持ピン７と、スピンベース６の中央部から下方に延びるスピン軸８と、スピン軸８を回転させることにより基板Ｗおよびスピンベース６を回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンモータ９とを含む。スピンチャック５は、複数の挟持ピン７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６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５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１０と、リンス液供給源からのリンス液をリンス液ノズル１０に導くリンス液配管１１と、リンス液配管１１の内部を開閉するリンス液バルブ１２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５に保持されている基板Ｗの上面に向けて薬液を吐出する薬液ノズル（処理液ノズル）１３と、薬液ノズル１３が先端部に取り付けられたノズルアーム１４と、ノズルアーム１４を所定の揺動軸（図示しない）まわりに揺動させるアーム揺動ユニット１５とを含む。薬液ノズル１３は、その吐出口１３ａをたとえば下方に向けた状態で、水平方向に延びるノズルアーム１４に取り付けられている。
処理ユニット２は、薬液供給ユニット１０１からの薬液を薬液ノズル１３に導く薬液配管（処理液配管）１６をさらに含む。薬液配管１６の一端１６ａ（すなわち、上流端）は薬液供給ユニット１０１の循環配管１０３に接続され、薬液配管１６の他端部１６ｂは薬液ノズル１３に接続されている。薬液配管１６には、薬液配管１６の開度を調整する開度調整バルブとしてのスローリークバルブ（圧力損失変更ユニット）１７、薬液配管１６を開閉するための開閉バルブとしての吐出バルブ（開閉バルブ）１８、および薬液配管１６を流通する薬液流量を計測するための流量計１９が、薬液ノズル１３側からこの順に介装されている。
また、薬液配管１６の途中部に設定された分岐位置２０には、分岐配管２１が分岐接続されている。この実施形態では、分岐位置２０は、流量計１９の上流側の所定位置に設定されている。以降の説明において、薬液配管１６における分岐位置２０よりも下流側の下流側部分２２を、単に「下流側部分２２」といい、薬液配管１６における分岐位置２０よりも上流側部分２３を、単に「上流側部分２３」という。
分岐配管２１の一端２１ａ（すなわち、下流端）は、薬液供給ユニット１０１の循環配管１０３に接続されている。分岐配管２１には、分岐配管２１を開閉するための分岐配管バルブ２４が介装されている。
薬液配管１６は、下流側部分２２の一部に、他の部分よりも一段、上下方向に高い高位置部分２５を含む。図１では、下流側部分２２は、分岐位置２０側に設定された低位置部分２６と、薬液ノズル１３側に設定された高位置部分２５と、低位置部分２６と高位置部分２５とを上下に接続する上下接続部分２７と、高位置部分２５と薬液ノズルとを接続する先端部分２８とを含む。
薬液配管１６は、下流側部分２２の一部に、他の部分よりも一段、上下方向に高い高位置部分２５を含む。図１では、下流側部分２２は、分岐位置２０側に設定された低位置部分２６と、薬液ノズル１３側に設定された高位置部分２５と、低位置部分２６と高位置部分２５とを上下に接続する上下接続部分２７と、高位置部分２５と薬液ノズルとを接続する先端部分２８とを含む。
高位置部分２５は、ほぼ水平に沿って延びている。高位置部分２５は分岐位置２０よりも、高さＨの分だけ高く配置されている。高さＨは、たとえば数十ｃｍである。
低位置部分２６は、分岐位置２０とほぼ同じ上下高さを保ちながら、ほぼ水平に沿って延びている。この実施形態では、薬液ノズル１３は、下流側部分２２のうち低位置部分２６に介装されている。
低位置部分２６は、分岐位置２０とほぼ同じ上下高さを保ちながら、ほぼ水平に沿って延びている。この実施形態では、薬液ノズル１３は、下流側部分２２のうち低位置部分２６に介装されている。
上下接続部分２７は、図１に示すように鉛直に沿って延びていてもよいし、鉛直方向に対して傾斜する方向に沿っていてもよい。この実施形態では、スローリークバルブ１７は、上下接続部分２７に介装されている。
先端部分２８は、図１に示すように鉛直に沿って延びていてもよいし、鉛直方向に対して傾斜する方向に沿っていてもよい。
先端部分２８は、図１に示すように鉛直に沿って延びていてもよいし、鉛直方向に対して傾斜する方向に沿っていてもよい。
処理ユニット２は、平面視でスピンチャック５の周囲に配置された待機ポット（容器）２９を含む。待機ポット２９は、基板Ｗの上方から退避した退避位置であるプリディスペンス位置Ｐ１に配置されている薬液ノズル１３から吐出される薬液を受け止めるための箱状のポットである。待機ポット２９の底部には、排液配管３０が接続されている。待機ポット２９に受け止められた薬液は、排液配管３０を介して機外の排液処理設備（図示しない）に送出される。そのため、待機ポットに吐出される薬液は、基板に供給されることはない。
薬液供給ユニット１０１は、薬液を溜めるための薬液タンク１０２と、薬液タンク１０２に溜められている薬液を処理ユニット２へと導くための循環配管１０３とを含む。循環配管１０３は、その両端が薬液タンク１０２に接続されており、薬液タンク１０２に溜められている薬液が循環配管１０３内を循環している。循環配管１０３には、薬液タンク１０２から薬液を汲み出して循環配管１０３に送り込むポンプ１０４が介装されている。その他、図示を省略するが、循環配管１０３にはフィルタやヒータなどが介装されている。循環配管１０３に、薬液配管１６の一端１６ａ（すなわち、上流端）が接続されている。循環配管１０３内の薬液の循環圧は、ポンプ１０４、および循環配管１０３内に介装されたレギュレータ（図示しない）等の圧力調整ユニットにより、所定の圧力に保たれている。この循環圧により、循環配管１０３から薬液が所定の供給圧で供給される。また、循環配管１０３には、分岐配管２１の一端２１ａが接続されている。
循環配管１０３から薬液配管１６に供給される薬液は、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。
図２Ａは、基板処理装置１に備えられた吐出バルブ１８の内部構造を示す模式的な断面図である。図２Ａでは、開状態の第１の弁体３５を実線で示し、閉状態の第１の弁体３５を二点鎖線で示している。以下では、図２Ａを参照して、吐出バルブ１８の内部構造について説明する。
吐出バルブ１８は、たとえばダイヤフラムバルブである。吐出バルブ１８は、第１の流路３２が形成されたバルブ本体を含む。バルブ本体は、液体が流入する第１の流入口３１と、第１の流入口３１に流入した液体を吐出する第１の流出口３３と、第１の流入口３１と第１の流出口３３とを接続する第１の流路３２と、第１の流路３２を取り囲む環状の第１の弁座３４と、第１の流路３２内に配置された第１の弁体３５とを含む。第１の弁体３５は、樹脂（たとえばＰＴＦＥ）やゴムなどの弾性材料で形成されたダイヤフラムである。低位置部分２６（薬液配管１６）は、薬液供給ユニット１０１からの薬液を第１の流入口３１に導く上流配管２６ａと、第１の流出口３３からの薬液を薬液ノズル１３に薬液を導く下流配管２６ｂとを含む。
吐出バルブ１８は、たとえばダイヤフラムバルブである。吐出バルブ１８は、第１の流路３２が形成されたバルブ本体を含む。バルブ本体は、液体が流入する第１の流入口３１と、第１の流入口３１に流入した液体を吐出する第１の流出口３３と、第１の流入口３１と第１の流出口３３とを接続する第１の流路３２と、第１の流路３２を取り囲む環状の第１の弁座３４と、第１の流路３２内に配置された第１の弁体３５とを含む。第１の弁体３５は、樹脂（たとえばＰＴＦＥ）やゴムなどの弾性材料で形成されたダイヤフラムである。低位置部分２６（薬液配管１６）は、薬液供給ユニット１０１からの薬液を第１の流入口３１に導く上流配管２６ａと、第１の流出口３３からの薬液を薬液ノズル１３に薬液を導く下流配管２６ｂとを含む。
吐出バルブ１８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、たとえば空気圧式のアクチュエータ、より具体的には第１のエアシリンダ３６を含む。第１のエアシリンダ３６は、第１の弁体３５を、第１の弁座３４から離れた開位置（図２Ａに示す実線で位置）と、第１の弁座３４に押し付けられた閉位置（図２Ａに二点鎖線で示す位置）との間で移動可能である。
第１の弁体３５が閉位置にある状態では、第１の弁体３５が第１の弁座３４に接触し、第１の流路３２が閉じられる。この状態が、吐出バルブ１８の閉状態である。すなわち、吐出バルブ１８の閉状態では、第１の弁体３５が第１の弁座３４に押し付けられる。一方、第１の弁体３５が開位置にある状態では、第１の弁体３５が第１の弁座３４から大きく離れるため、第１の流路３２が開かれる。この状態が、吐出バルブ１８の開状態である。すなわち、吐出バルブ１８の開状態では、第１の弁体３５が第１の弁座３４から離れる。
図１に示すように、制御ユニット３はコンピュータを含む。第１のエアシリンダ３６は制御ユニット３に接続されている。制御ユニット３は、第１のエアシリンダ３６のロッド（図示しない）の出没量を制御することにより、第１の弁体３５を閉位置および開位置のいずれかで静止させる。
第１の弁体３５と第１の弁座３４とが擦れ合うときに吐出バルブ１８の内部にパーティクルが発生することがある。したがって、パーティクルは、接触状態にある第１の弁体３５が第１の弁座３４から離れるときや、第１の弁体３５が第１の弁座３４に接触するときに吐出バルブ１８の内部に発生することがある。
第１の弁体３５と第１の弁座３４とが擦れ合うときに吐出バルブ１８の内部にパーティクルが発生することがある。したがって、パーティクルは、接触状態にある第１の弁体３５が第１の弁座３４から離れるときや、第１の弁体３５が第１の弁座３４に接触するときに吐出バルブ１８の内部に発生することがある。
図２Ｂは、基板処理装置１に備えられたスローリークバルブ１７の内部構造を示す模式的な断面図である。図２Ｂでは、開状態の第２の弁体４５を実線で示し、一部開状態の第２の弁体４５を二点鎖線で示している。以下では、図２Ｂを参照して、スローリークバルブ１７の内部構造について説明する。
スローリークバルブ１７は、たとえばダイヤフラムバルブである。スローリークバルブ１７は、第２の流路４２が形成されたバルブ本体を含む。バルブ本体は、液体が流入する第２の流入口４１と、第２の流入口４１に流入した液体を吐出する第２の流出口４３と、第２の流入口４１と第２の流出口４３とを接続する第２の流路４２と、第２の流路４２を取り囲む環状の第２の弁座４４と、第２の流路４２内に配置された第２の弁体４５とを含む。第２の弁体４５は、樹脂（たとえばＰＴＦＥ）やゴムなどの弾性材料で形成されたダイヤフラムである。上下接続部分２７（薬液配管１６）は、薬液供給ユニット１０１からの薬液を第２の流入口４１に導く上流配管２７ａと、第２の流出口４３からの薬液を薬液ノズル１３に薬液を導く下流配管２７ｂとを含む。
スローリークバルブ１７は、たとえばダイヤフラムバルブである。スローリークバルブ１７は、第２の流路４２が形成されたバルブ本体を含む。バルブ本体は、液体が流入する第２の流入口４１と、第２の流入口４１に流入した液体を吐出する第２の流出口４３と、第２の流入口４１と第２の流出口４３とを接続する第２の流路４２と、第２の流路４２を取り囲む環状の第２の弁座４４と、第２の流路４２内に配置された第２の弁体４５とを含む。第２の弁体４５は、樹脂（たとえばＰＴＦＥ）やゴムなどの弾性材料で形成されたダイヤフラムである。上下接続部分２７（薬液配管１６）は、薬液供給ユニット１０１からの薬液を第２の流入口４１に導く上流配管２７ａと、第２の流出口４３からの薬液を薬液ノズル１３に薬液を導く下流配管２７ｂとを含む。
スローリークバルブ１７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、たとえば空気圧式のアクチュエータ、より具体的には第２のエアシリンダ４６を含む。第２のエアシリンダ４６は、第２の弁体４５を、第２の弁座４４から微小間隔Ｓ１を空けて離間する第１の開位置（図２Ｂに一点鎖線で示す位置）と、第１の開位置よりも第２の弁座４４から大きく離れた第２の開位置（図２Ｂに実線で示す位置）との間で移動可能である。
第２の弁体４５が第１の開位置にある状態では、第２の弁体４５が第２の弁座４４に微小間隔Ｓ１を空けて離間し、この状態が、スローリークバルブ１７の一部開状態（低開度状態、大圧力損失状態）である。一方、第２の弁体４５が第２の開位置にある状態では、第２の弁体４５が第２の弁座４４から大きく離れるため、第２の流路４２が開かれる。この状態が、スローリークバルブ１７の開状態（高開度状態、小圧力損失状態）である。
第２のエアシリンダ４６は制御ユニット３（図１参照）に接続されている。制御ユニット３は、第２のエアシリンダ４６のロッド（図示しない）の出没量を制御することにより、第２の弁体４５を第１の開位置および第２の開位置のいずれかで静止させる。
スローリークバルブ１７の開状態および一部開状態のいずれでも、第２の弁体４５が第２の弁座４４から離れる。つまり、第２の弁体４５と第２の弁座４４とが擦れ合うことがない。そのため、スローリークバルブ１７の内部には、パーティクルは発生しない。
スローリークバルブ１７の開状態および一部開状態のいずれでも、第２の弁体４５が第２の弁座４４から離れる。つまり、第２の弁体４５と第２の弁座４４とが擦れ合うことがない。そのため、スローリークバルブ１７の内部には、パーティクルは発生しない。
また、一部開状態のときに第２の弁座４４と第２の弁体４５との間を流通する液体において発生する圧力損失は、開状態のときに第２の弁座４４と第２の弁体４５との間を流通する液体において発生する圧力損失よりも著しく大きい。そして、一部開状態のときに第２の流出口４３から吐出される液体の流量（第１流量）は、開状態のときに第２の流出口４３から吐出される液体の流量（第２流量）より著しく小さい。
図１に示すように、制御ユニット３は、予め定められたプログラムに従って、スピンモータ９、アーム揺動ユニット１５等の動作を制御する。さらに、制御ユニット３は、リンス液バルブ１２、スローリークバルブ１７、吐出バルブ１８、分岐配管バルブ２４等の開閉動作等を制御する。また、制御ユニット３には、流量計１９からの検出値が与えられるようになっている。
図１に示すように、基板Ｗが処理されるときには、制御ユニット３がスピンチャック５を制御することにより、基板Ｗを回転させる。その後、制御ユニット３は、アーム揺動ユニット１５を制御して、薬液ノズル１３を、スピンチャック５の側方に退避するプリディスペンス位置Ｐ１（図１に破線で示す位置）から、基板Ｗの上方に設定された処理位置Ｐ２（図１に実線で示す位置）まで引き出し、回転している基板Ｗの上面に向けて薬液を薬液ノズル１３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（薬液供給ステップ）。制御ユニット３は、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止させた後、アーム揺動ユニット１５を制御して、薬液ノズル１３を、処理位置Ｐ２からプリディスペンス位置Ｐ１まで戻す。薬液ノズル１３がプリディスペンス位置Ｐ１にある状態では、薬液ノズル１３の吐出口１３ａが待機ポット２９に対向している。
その後、制御ユニット３は、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１０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（リンス液供給ステップ）。制御ユニット３は、リンス液ノズル１０からの純水の吐出を停止させた後、スピンチャック５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（乾燥ステップ）。
基板処理装置１の処理例では、基板Ｗに対する薬液の吐出に先立って、プリディスペンスが行われる。
図３は、プリディスペンスステップＴ１から薬液吐出ステップＴ４に至る、吐出バルブ１８、スローリークバルブ１７および分岐配管バルブ２４の状態を示すタイムチャートである。図４Ａは、プリディスペンスステップＴ１の薬液の流れを示す模式図である。図４Ｂは、吐出停止ステップＴ２の薬液の流れを示す模式図である。図４Ｃは、ノズル移動ステップＴ３の薬液の流れを示す模式図である。図４Ｄは、薬液吐出ステップＴ４の薬液の流れを示す模式図である。図５は、下流側部分２２内の薬液に作用する圧力を説明するための図である。
図３は、プリディスペンスステップＴ１から薬液吐出ステップＴ４に至る、吐出バルブ１８、スローリークバルブ１７および分岐配管バルブ２４の状態を示すタイムチャートである。図４Ａは、プリディスペンスステップＴ１の薬液の流れを示す模式図である。図４Ｂは、吐出停止ステップＴ２の薬液の流れを示す模式図である。図４Ｃは、ノズル移動ステップＴ３の薬液の流れを示す模式図である。図４Ｄは、薬液吐出ステップＴ４の薬液の流れを示す模式図である。図５は、下流側部分２２内の薬液に作用する圧力を説明するための図である。
図５に示すように、上下接続部分２７の下端部には、上下接続部分２７の存在する薬液による水頭圧ＰＨが作用する。
下流側部分２２の低位置部分２６における薬液の供給圧ＰＤが、上下接続部分２７の上端一杯まで薬液が存在するときの最大水頭圧ＰＭＨと、スローリークバルブ１７を通過する際の圧力損失ＰＳとの合計圧力を上回れば、低位置部分２６からの薬液は、高位置部分２５を乗り越えて薬液ノズル１３に供給される。
下流側部分２２の低位置部分２６における薬液の供給圧ＰＤが、上下接続部分２７の上端一杯まで薬液が存在するときの最大水頭圧ＰＭＨと、スローリークバルブ１７を通過する際の圧力損失ＰＳとの合計圧力を上回れば、低位置部分２６からの薬液は、高位置部分２５を乗り越えて薬液ノズル１３に供給される。
一方、下流側部分２２の低位置部分２６における薬液の供給圧ＰＤが、上下接続部分２７全体に薬液が存在するときの最大水頭圧ＰＭＨと、スローリークバルブ１７を通過する際の圧力損失ＰＳとの合計圧力を下回れば、低位置部分２６からの薬液は、高位置部分２５を乗り越えることができない。
前述のように、第２の弁座４４と第２の弁体４５との間を流通する液体において発生する圧力損失ＰＳは、スローリークバルブ１７の一部開状態の方が、スローリークバルブ１７の開状態と比較して、著しく大きい。そのため、開状態にあるスローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳを、当該圧力損失ＰＳと最大水頭圧ＰＭＨとの合計圧力が、低位置部分２６における薬液の供給圧ＰＤよりも大きくなるように設定しておけば、吐出バルブ１８を開状態のまま保っていても、低位置部分２６からの薬液は高位置部分２５を乗り越えることはできず、この場合、薬液ノズル１３から薬液が吐出されることはない。
前述のように、第２の弁座４４と第２の弁体４５との間を流通する液体において発生する圧力損失ＰＳは、スローリークバルブ１７の一部開状態の方が、スローリークバルブ１７の開状態と比較して、著しく大きい。そのため、開状態にあるスローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳを、当該圧力損失ＰＳと最大水頭圧ＰＭＨとの合計圧力が、低位置部分２６における薬液の供給圧ＰＤよりも大きくなるように設定しておけば、吐出バルブ１８を開状態のまま保っていても、低位置部分２６からの薬液は高位置部分２５を乗り越えることはできず、この場合、薬液ノズル１３から薬液が吐出されることはない。
次に、図１、図３および図４Ａ〜４Ｄを参照しながら、各ステップＴ１〜Ｔ４について説明する。また、図４Ａ〜４Ｄにおいて流量計１９の図示は省略している。
基板処理装置１の処理例では、薬液の吐出に先立ち、制御ユニット３は、プリディスペンス位置Ｐ１にある薬液ノズル１３から薬液を吐出するプリディスペンスステップＴ１と、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止させる吐出停止ステップＴ２と、薬液ノズル１３をプリディスペンス位置Ｐ１から処理位置Ｐ２に移動させるノズル移動ステップＴ３とを実行する。その後、薬液ノズル１３から基板Ｗに向けて薬液を吐出する薬液吐出ステップ（処理液吐出ステップ）Ｔ４を実行する。
基板処理装置１の処理例では、薬液の吐出に先立ち、制御ユニット３は、プリディスペンス位置Ｐ１にある薬液ノズル１３から薬液を吐出するプリディスペンスステップＴ１と、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止させる吐出停止ステップＴ２と、薬液ノズル１３をプリディスペンス位置Ｐ１から処理位置Ｐ２に移動させるノズル移動ステップＴ３とを実行する。その後、薬液ノズル１３から基板Ｗに向けて薬液を吐出する薬液吐出ステップ（処理液吐出ステップ）Ｔ４を実行する。
プリディスペンスを実行するタイミングになると、制御ユニット３はプリディスペンスステップＴ１を実行開始する。具体的には、制御ユニット３は、図３に示すように、分岐配管バルブ２４を閉じたままの状態で吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７を開く。そのため、循環配管１０３から上流側部分２３に供給された薬液は、分岐位置２０から下流側部分２２に流れる。このとき、分岐位置２０における薬液の供給圧ＰＤが、最大水頭圧ＰＭＨおよび開状態にあるスローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳの合計を上回るので、分岐位置２０の薬液は、高位置部分２５を乗り越えて薬液ノズル１３に供給される。そして、図４Ａに示すように、薬液ノズル１３の吐出口１３ａから薬液が吐出される。薬液ノズル１３から吐出された薬液は、待機ポット２９に受け止められた後、排液配管３０を通って基板の処理設備へと導かれる。
吐出バルブ１８が開かれてから所定のプリディスペンス期間が経過すると、制御ユニット３は吐出停止ステップＴ２を実行開始する。具体的には、制御ユニット３は、図３に示すように、吐出バルブ１８を開いたままの状態で、分岐配管バルブ２４を開きかつスローリークバルブ１７を一部開状態とする。分岐配管バルブ２４が開くことにより、上流側部分２３を流れる薬液が分岐配管２１に進入することが可能になる。これにより、分岐位置２０における薬液の供給圧ＰＤが下がる。また、スローリークバルブ１７の閉成により、スローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳが増大する。そして、分岐位置２０における薬液の供給圧ＰＤが、最大水頭圧ＰＭＨおよび一部開状態にあるスローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳの合計を下回る場合、分岐位置２０の薬液は、高位置部分２５を乗り越えることができない。この場合、上流側部分２３に既に供給されている薬液は、分岐位置２０から分岐配管２１に流れる。また、その後に循環配管１０３から上流側部分２３に供給される薬液も、分岐位置２０から分岐配管２１に流れる。その結果、図４Ｂに示すように、薬液ノズル１３の吐出口１３ａからの薬液吐出が停止される。したがって、吐出バルブ１８の開状態を保ちながら薬液ノズル１３からの薬液の吐出が停止される。
その後、基板Ｗに対する薬液吐出のタイミングが近づくと、制御ユニット３は、ノズル移動ステップＴ３を実行する。すなわち、制御ユニット３は、図３および図４Ｃに示すように、吐出バルブ１８および分岐配管バルブ２４の開状態、ならびにスローリークバルブ１７の一部開状態を維持しながら、アーム揺動ユニット１５を制御して、薬液ノズル１３を、プリディスペンス位置Ｐ１から処理位置Ｐ２まで引き出す。
薬液ノズル１３が処理位置Ｐ２に配置された後、制御ユニット３は、薬液吐出ステップＴ４を実行する。具体的には、制御ユニット３は、図３に示すように、吐出バルブ１８を開いたままの状態で、スローリークバルブ１７を開け、かつ分岐配管バルブ２４を閉じる。分岐配管バルブ２４が閉じることにより、上流側部分２３を流れる薬液が分岐配管２１に進入できなくなり、これに伴って、分岐位置２０における薬液の供給圧ＰＤが上がる。また、スローリークバルブ１７の開成により、スローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳが低下する。そして、分岐位置２０における薬液の供給圧ＰＤが、最大水頭圧ＰＭＨおよび開状態にあるスローリークバルブ１７の圧力損失ＰＳの合計を上回る場合、分岐位置２０の薬液は、高位置部分２５を乗り越えることが可能になる。この場合、循環配管１０３から上流側部分２３に供給された薬液は、分岐位置２０から下流側部分２２に流れ、図４Ｄに示すように、高位置部分２５を乗り越えて、薬液ノズル１３の吐出口１３ａから薬液が吐出される。薬液ノズル１３から吐出された薬液は、基板Ｗに供給される。
以上により、この実施形態によれば、制御ユニット３が、分岐配管バルブ２４の閉状態およびスローリークバルブ１７の開状態で吐出バルブ１８を開くと、薬液ノズル１３から薬液が吐出される。プリディスペンスステップＴ１では、薬液ノズル１３から吐出される薬液は基板Ｗに供給されることなく機外に排液される。そのため、プリディスペンスステップＴ１において、吐出バルブ１８の開動作によってパーティクルが吐出バルブ１８内に発生したとしても、このパーティクルは薬液と共に薬液ノズル１３から吐出され、薬液と共に機外に排液される。
プリディスペンス後の吐出停止ステップＴ２において、制御ユニット３は、吐出バルブ１８を開状態に保持したままの状態で分岐配管バルブ２４を開きかつスローリークバルブ１７を一部開状態にする。これにより、薬液配管１６に供給される薬液は、分岐位置２０から分岐配管２１に導かれて、薬液ノズル１３からの薬液の吐出が停止する。したがって、吐出バルブ１８の開状態を保ちながら薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止することができる。
基板Ｗに向けて薬液を吐出する薬液吐出ステップＴ４では、制御ユニット３は、吐出バルブ１８を開状態に保持したままの状態で分岐配管バルブ２４を閉じかつスローリークバルブ１７を開状態にする。これにより、薬液配管１６に供給される薬液は、分岐位置２０から下流側部分２２に導かれて、薬液ノズル１３から薬液が吐出される。
したがって、吐出停止ステップＴ２および薬液吐出ステップＴ４では、吐出バルブ１８を開閉することなく、薬液ノズル１３からの薬液を吐出停止および吐出再開を行う。吐出バルブ１８の開閉がないので、吐出停止ステップＴ２および薬液吐出ステップＴ４において、吐出バルブ１８内における新たなパーティクルの発生はない。
したがって、吐出停止ステップＴ２および薬液吐出ステップＴ４では、吐出バルブ１８を開閉することなく、薬液ノズル１３からの薬液を吐出停止および吐出再開を行う。吐出バルブ１８の開閉がないので、吐出停止ステップＴ２および薬液吐出ステップＴ４において、吐出バルブ１８内における新たなパーティクルの発生はない。
これにより、吐出バルブ１８内で発生したパーティクルを含む薬液が基板Ｗに供給されることを確実に防止できる。そのため、パーティクルが発生していない薬液を基板Ｗに供給することができ、ゆえに、基板Ｗの汚染を低減できる。
また、吐出停止ステップＴ２において、制御ユニット３が、吐出バルブ１８を開いたままの状態で、分岐配管バルブ２４を開きかつスローリークバルブ１７を一部開状態とすることにより、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止する。すなわち、吐出バルブ１８を開状態に保持したままの状態で、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止することができる。したがって、吐出バルブ１８の開状態を維持しながらかつ薬液ノズル１３からの薬液の吐出停止が保たれながら、プリディスペンス位置Ｐ１から処理位置Ｐ２に薬液ノズル１３を移動させることができる。これにより、吐出バルブ１８の開状態を維持しながら薬液ノズル１３を移動させても、基板Ｗの周辺部材や基板Ｗを薬液によって汚染するおそれがない。
また、吐出停止ステップＴ２において、制御ユニット３が、吐出バルブ１８を開いたままの状態で、分岐配管バルブ２４を開きかつスローリークバルブ１７を一部開状態とすることにより、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止する。すなわち、吐出バルブ１８を開状態に保持したままの状態で、薬液ノズル１３からの薬液の吐出を停止することができる。したがって、吐出バルブ１８の開状態を維持しながらかつ薬液ノズル１３からの薬液の吐出停止が保たれながら、プリディスペンス位置Ｐ１から処理位置Ｐ２に薬液ノズル１３を移動させることができる。これにより、吐出バルブ１８の開状態を維持しながら薬液ノズル１３を移動させても、基板Ｗの周辺部材や基板Ｗを薬液によって汚染するおそれがない。
また、内部でパーティクルが発生する可能性がないスローリークバルブ１７が、吐出バルブ１８よりも薬液ノズル１３側に配置されている。すなわち、薬液配管１６において吐出バルブ１８と薬液ノズル１３との間にスローリークバルブ１７が配置されている。そのため、吐出バルブ１８の内部でパーティクルが発生した場合であっても、そのパーティクルの薬液ノズル１３へのダイレクトな供給が阻害される。これにより、パーティクルが薬液ノズル１３に供給されるのを抑制できる。
また、吐出バルブ１８が薬液配管１６において分岐位置２０よりも下流側に配置されているので、吐出バルブ１８の内部で発生したパーティクルが分岐配管２１に流入するのを確実に防止できる。これにより、分岐配管２１を流通する薬液を清浄に保つことができる。また、パーティクルの混入していない清浄な薬液を、分岐配管２１を介して循環配管１０３に戻すことができる。
また、分岐位置２０を流量計１９に対し上流側に設定した。すなわち、流量計１９を下流側部分２２に設けた。そのため、上流側部分２３に供給された薬液が、分岐位置２０から上流側部分２３に流れているのか、あるいは分岐位置２０から下流側部分２２に流れているのかを検出できる。これにより、ノズル移動ステップＴ２において薬液ノズル１３から薬液吐出（ぼた落ち）が発生した場合でも、その検出ができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば前述の実施形態では、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７に関し、エアシリンダ３６，４６によって弁体（ダイヤフラム）３５，４５の形態を変化させる場合について説明した。しかしながら、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７の少なくとも一方において、電動モータなど、エアシリンダ以外のアクチュエータによって第１の弁体３５の形態を変化させてもよい。
たとえば前述の実施形態では、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７に関し、エアシリンダ３６，４６によって弁体（ダイヤフラム）３５，４５の形態を変化させる場合について説明した。しかしながら、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７の少なくとも一方において、電動モータなど、エアシリンダ以外のアクチュエータによって第１の弁体３５の形態を変化させてもよい。
また、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７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、前述の説明では、吐出バルブ１８を低位置部分２６に介装し、スローリークバルブ１７を上下接続部分２７に介装すると説明したが、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７の双方を低位置部分２６に介装してもよいし、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７の双方を上下接続部分２７に介装してもよい。
また、前述の説明では、吐出バルブ１８を低位置部分２６に介装し、スローリークバルブ１７を上下接続部分２７に介装すると説明したが、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７の双方を低位置部分２６に介装してもよいし、吐出バルブ１８およびスローリークバルブ１７の双方を上下接続部分２７に介装してもよい。
また、図６に示すように、スローリークバルブ（圧力損失変更ユニット、開度調整バルブ）２１７が、薬液配管１６において吐出バルブ（開閉バルブ）２１８より上流側に配置されていてもよい。
さらに、図７に示すように、分岐位置２２０が、薬液配管１６においてスローリークバルブ１７よりも下流側に設定されていてもよい。
さらに、図７に示すように、分岐位置２２０が、薬液配管１６においてスローリークバルブ１７よりも下流側に設定されていてもよい。
また、図８に示すように、分岐配管２２１の一端２２１ａ（すなわち、下流端）が、循環配管１０３に接続されずに、機外の回収装置に接続されていてもよい。また、分岐配管２２１の一端２２１ａが機外の排液装置に接続され、分岐配管２２１を流通する薬液が排液処理されるようになっていてもよい。
また、分岐配管２１，２２１の下流側に吸引ユニット（図示しない）が配置され、吸引ユニットが発生する吸引力によって、薬液配管１６内の薬液が分岐配管２１，２２１を介して吸引可能な構成が採用されていてもよい。すなわち、分岐配管２１，２２１が吸引配管で構成されていてもよい。この場合、吸引ユニットが駆動されると、吸引ユニットの吸引力が、吸引配管を介して薬液配管１６の内部に伝達され、薬液配管１６内の薬液が、吸引配管を介して吸引ユニットに吸引される。吸引ユニットは、吸引ポンプであってもよいし、吸引力を発生するエジェクタとエジェクタ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組み合わせた構成であってもよい。
また、分岐配管２１，２２１の下流側に吸引ユニット（図示しない）が配置され、吸引ユニットが発生する吸引力によって、薬液配管１６内の薬液が分岐配管２１，２２１を介して吸引可能な構成が採用されていてもよい。すなわち、分岐配管２１，２２１が吸引配管で構成されていてもよい。この場合、吸引ユニットが駆動されると、吸引ユニットの吸引力が、吸引配管を介して薬液配管１６の内部に伝達され、薬液配管１６内の薬液が、吸引配管を介して吸引ユニットに吸引される。吸引ユニットは、吸引ポンプであってもよいし、吸引力を発生するエジェクタとエジェクタ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組み合わせた構成であってもよい。
また、高温の薬液が循環配管１０３内を循環していてもよい。循環配管１０３には温度調節用のヒータが介装されており、薬液タンク１０２に溜められている薬液が、循環配管１０３内を循環することにより、薬液が所定の高温に温度調節される。この場合、前述のプリディスペンスステップＴ１は高温の薬液を吐出するステップであり、薬液ノズル１３から薬液が長時間に亘って吐出されていない状態で、薬液配管１６に薬液を通液させる。これにより、低温状態にある薬液ノズル１３のノズル配管の管壁および薬液配管１６の管壁を温めることができ、これにより、その後に実行される薬液吐出ステップＴ４において、その当初から、所望の高温に温度調節された薬液を薬液ノズル１３から吐出することができる。
また、薬液配管１６が高位置部分２５を一部に有する構成を例に挙げて説明したが、薬液配管１６が高位置部分２５を有していなくてもよい。
また、基板処理装置１が複数の処理ユニット２を含んでいる場合には、薬液供給ユニット１０１は、複数の処理ユニット２に共通に薬液を供給するものであってもよい。この場合、各処理ユニット２に含まれる薬液配管１６が、循環配管１０３に分岐接続されており、また、各処理ユニット２に含まれる分岐配管２１も、循環配管１０３に分岐接続されている。
また、基板処理装置１が複数の処理ユニット２を含んでいる場合には、薬液供給ユニット１０１は、複数の処理ユニット２に共通に薬液を供給するものであってもよい。この場合、各処理ユニット２に含まれる薬液配管１６が、循環配管１０３に分岐接続されており、また、各処理ユニット２に含まれる分岐配管２１も、循環配管１０３に分岐接続されている。
また、前述の実施形態では、処理液配管が薬液配管１６である場合について説明したが、処理液配管を通過する処理液は、薬液以外の液体であってもよい。
また、前述の実施形態では、薬液ノズル１３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１３は、基板Ｗの下面に向けて薬液を吐出してもよい。
また、前述の実施形態では、薬液ノズル１３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１３は、基板Ｗの下面に向けて薬液を吐出してもよい。
また、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。
また、前述の全ての変形例のうちの二つ以上が組み合わされてもよい。
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。
また、前述の全ての変形例のうちの二つ以上が組み合わされてもよい。
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。
１ ：基板処理装置
３ ：制御ユニット
５ ：スピンチャック（基板保持ユニット）
１３ ：薬液ノズル（処理液ノズル）
１６ ：薬液配管（処理液配管）
１７ ：スローリークバルブ（圧力損失変更ユニット、開度調整バルブ）
１８ ：吐出バルブ（開閉バルブ）
２０ ：分岐位置
２１ ：分岐配管
２２ ：下流側部分
２４ ：分岐配管バルブ
２５ ：高位置部分
１０１ ：薬液供給ユニット（処理液供給ユニット）
１０３ ：循環配管
２１７ ：スローリークバルブ（圧力損失変更ユニット、開度調整バルブ）
２１８ ：吐出バルブ（開閉バルブ）
２２０ ：分岐位置
２２１ ：分岐配管
３ ：制御ユニット
５ ：スピンチャック（基板保持ユニット）
１３ ：薬液ノズル（処理液ノズル）
１６ ：薬液配管（処理液配管）
１７ ：スローリークバルブ（圧力損失変更ユニット、開度調整バルブ）
１８ ：吐出バルブ（開閉バルブ）
２０ ：分岐位置
２１ ：分岐配管
２２ ：下流側部分
２４ ：分岐配管バルブ
２５ ：高位置部分
１０１ ：薬液供給ユニット（処理液供給ユニット）
１０３ ：循環配管
２１７ ：スローリークバルブ（圧力損失変更ユニット、開度調整バルブ）
２１８ ：吐出バルブ（開閉バルブ）
２２０ ：分岐位置
２２１ ：分岐配管
Claims (11)
- 基板を保持するための基板保持ユニットと、
前記基板を処理するための処理液を吐出する処理液ノズルと、
前記処理液ノズルに接続され、処理液供給ユニットからの処理液を前記処理液ノズルに供給する処理液配管と、
前記処理液配管を開閉するための開閉バルブと、
前記処理液ノズルと前記開閉バルブとの間に設定された分岐位置で前記処理液配管に分岐接続された分岐配管と、
前記処理液供給ユニットから前記処理液配管に供給された処理液を、前記処理液配管における分岐位置よりも下流側の下流側部分に導く状態と前記分岐配管に導く状態との間で切り換えるための切換えユニットと、
前記開閉バルブおよび前記切換えユニットを制御して、前記開閉バルブを開きかつ前記処理液配管に供給される処理液を前記分岐位置から前記下流側部分に導くことにより、前記処理液ノズルからプリディスペンスのために処理液を吐出するプリディスペンスステップと、前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を、前記分岐位置から前記分岐配管に導くことにより、前記処理液ノズルからの処理液の吐出を停止させる吐出停止ステップと、前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を前記分岐位置から前記下流側部分に導くことにより、前記処理液ノズルから前記基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出ステップとを実行する制御ユニットとを含む、基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、前記処理液ノズルから吐出される処理液を前記基板の上面に供給する処理位置と、前記処理液ノズルから吐出される処理液を排液するためのプリディスペンス位置との間で、前記処理液ノズルを移動させるための処理液ノズル移動ユニットをさらに含み、
前記制御ユニットによって実行される前記プリディスペンスステップは、前記処理液ノズルを前記プリディスペンス位置に配置した状態で前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップを含み、
前記制御ユニットは、前記処理液ノズルからの処理液吐出が停止されている状態で、前記処理液ノズル移動ユニットを制御して、前記処理液ノズルを前記プリディスペンス位置から前記処理位置に移動させるノズル移動ステップをさらに実行し、
前記制御ユニットによって実行される前記処理液吐出ステップは、前記処理液ノズルを前記処理液に配置した状態で前記処理液ノズルから処理液を吐出するステップを含む、請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記処理液ノズルの前記プリディスペンス位置は、平面視で、前記基板保持ユニットの側方に配置されている、請求項２に記載の基板処理装置。
- 前記切換えユニットは、前記下流側部分を液体が流通するのに要する圧力損失を変更する圧力損失変更ユニットを含み、
前記制御ユニットは、前記吐出停止ステップにおいて、前記圧力損失変更ユニットをその圧力損失が相対的に大きい大圧力損失状態にし、かつ前記プリディスペンスステップおよび前記処理液吐出ステップにおいて、前記圧力損失変更ユニットをその圧力損失が相対的に小さい小圧力損失状態にする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記圧力損失変更ユニットは、前記下流側部分の開度を調整するための開度調整バルブを含み、
前記開度調整バルブをその開度が相対的に低い低開度状態とすることにより前記大圧力損失状態を実現し、かつ前記開度調整バルブをその開度が相対的に高い高開度状態とすることにより前記小圧力損失状態を実現する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記切換えユニットは、前記分岐配管を開閉するための分岐配管バルブを含み、
前記制御ユニットは、前記吐出停止ステップにおいて前記分岐配管バルブを開き、かつ前記プリディスペンスステップおよび前記処理液吐出ステップにおいて前記分岐配管バルブを閉じる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記開度調整バルブは、前記処理液配管において前記開閉バルブよりも下流側に配置されている、請求項６に記載の基板処理装置。
- 前記分岐位置は、前記処理液配管において前記開閉バルブの介装位置よりも上流側に配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記下流側部分は、前記分岐位置よりも上下方向に高い高位置部分を一部に有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記処理液供給ユニットは、処理液が循環する循環配管を含み、
前記処理液配管の上流端が前記循環配管に接続され、かつ前記分岐配管の下流端が前記循環配管に接続されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 処理液ノズルから基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出方法であって、
前記処理液ノズルに処理液を供給する処理液配管に供給される処理液を、前記処理液ノズルと前記処理液配管を開閉するための開閉バルブとの間に設定された分岐位置から、前記処理液配管における前記分岐位置よりも下流側の下流側部分に導き、かつ前記開閉バルブを開くことにより、前記処理液ノズルからプリディスペンスのために処理液を吐出するプリディスペンスステップと、
前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を、前記分岐位置から、当該分岐位置において前記処理液配管に分岐接続された分岐配管に導くことにより、前記処理液ノズルからの処理液の吐出を停止させる吐出停止ステップと、
前記開閉バルブを開状態に保持したままの状態で、前記処理液配管に供給される処理液を前記分岐位置から前記下流側部分に導くことにより、前記処理液ノズルから前記基板に向けて処理液を吐出する処理液吐出ステップとを含む、処理液吐出方法。
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