JP2018163977A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】処理液の供給開始時から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができ、これにより、とくに、基板間の処理の均一性を向上できる基板処理装置を提供する。【解決手段】吐出口３１は、チャンバー９内に配置されている。循環流路５０は、処理液を所定の温度に維持しながら循環させる。吐出流路３２は、循環流路５０から分岐して吐出口３１に処理液を案内する。還流流路３３は、チャンバー９内で吐出流路３２に接続されて、吐出流路３２を流通している処理液を、循環流路５０に還流させる。【選択図】図１

Description

この発明は、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の例には、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。
半導体装置の製造工程では、半導体ウエハ等の基板の表面に処理液を供給して、当該基板の表面が、処理液を用いて処理される。
たとえば、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、基板を水平に保持しながら回転させるスピンチャックと、この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吐出口を含むノズルとを備えている。ノズルの吐出口からは、室温よりも高温に温度調整された処理液を吐出させる場合がある。
下記特許文献１、２には、処理液を所定の高温に温度調整しながら循環させる循環流路と、循環流路から分岐して吐出口へと延びる吐出流路と、吐出流路に分岐接続され、吐出流路を流通している処理液を循環流路に還流させる還流流路とを備えた薬液供給ユニットを含む基板処理装置が開示されている。特許文献１、２に記載の基板処理装置では、還流流路は、処理液供給ユニットの内部の所定位置において、吐出流路に分岐接続されている。
特開２０１６−１５７８５４号公報 特開２０１６−１５２３５４号公報
吐出口から処理液を吐出しない吐出停止状態では、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分では処理液が循環しないため、当該下流側の部分の吐出流路を構成する管壁は、室内の温度の影響を受けて温度が低下する。
吐出口から処理液を吐出する吐出状態では、それまで、吐出流路、還流流路および循環流路を循環していた処理液が、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分を通って吐出口に供給される。
特許文献１、２に記載の基板処理装置では、吐出流路と還流流路との接続位置が、処理液供給ユニットの内部に配置されているので、当該接続位置から吐出口に至る、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分の距離が長い。そのため、吐出状態において、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を受けて、所望の高温よりも低い温度の処理液が、吐出口から吐出されるおそれがある。
そこで、この発明の目的は、処理液の供給開始時から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができ、これにより、とくに、基板間の処理の均一性を向上できる基板処理装置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、基板を水平に保持する基板保持ユニットと、前記基板保持ユニットを収容するチャンバーと、循環流路、吐出流路、吐出口および還流流路を含み、前記基板保持ユニットに保持される基板に処理液を供給する処理液供給システムと、を含み、前記循環流路は、処理液を常温以上の所定の温度に維持しながら循環させ、前記吐出流路は、前記循環流路から分岐して、前記循環流路から供給される処理液を前記吐出口に向けて案内し、前記吐出口は、前記チャンバー内に配置されて、前記吐出流路を介して供給される処理液を、前記基板保持ユニットに保持される基板に向けて吐出し、前記還流流路は、前記チャンバー内で前記吐出流路に接続され、前記吐出流路を流通している処理液を、前記循環流路に還流させる、基板処理装置を提供する。
この構成によれば、たとえば、吐出口から処理液を吐出しない吐出停止状態において、処理液を、吐出流路と、当該吐出流路とチャンバー内で接続された還流流路とを介して循環させ続けることにより、吐出流路内の処理液を、チャンバー内に配置された還流流路との接続位置まで、所望の高温に維持することができる。また、吐出流路と還流流路との接続位置を、チャンバー内の、吐出口の近傍に配置することも可能であり、この場合には、還流流路との接続位置から吐出口に至る、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分の距離を短くすることができる。そのため、吐出状態において、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が受ける、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を、小さくすることができる。したがって、処理液の供給開始時から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を、基板に供給することができ、これにより、基板間の処理の均一性を向上することができる。
また、基板処理装置では、実際の処理液の吐出に先立って、所望の高温に温度調整された処理液を、吐出流路に供給して、吐出口から吐出させるプリディスペンスの工程を実施する場合があるが、この構成によれば、プリディスペンスの工程を省略したり、あるいは、プリディスペンスの工程で処理液を吐出する時間を短縮したり、吐出する処理液の量を少なくしたりして、プリディスペンスの工程を実施することによる処理の時間の延長や、処理液の消費量の増加を抑制することもできる。
請求項２に記載の発明は、前記吐出口は、前記チャンバー内で、前記基板保持ユニットに保持される基板の上方で、かつ平面視で基板の面内に配置され、前記還流流路は、前記チャンバー内で、前記基板の上方で、かつ平面視で基板の面内で前記吐出流路に接続されている、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、チャンバー内の、基板の上方で、かつ平面視で基板の面内に吐出口が配置される場合に、還流流路を、チャンバー内の、基板の上方で、かつ平面視で基板の面内で前記吐出流路に接続することにより、吐出流路と還流流路の接続位置を、吐出口の、より近傍の位置に配置することが可能であり、この場合には、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分の距離を、さらに短くすることができる。そのため、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が受ける、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を、さらに小さくすることができる。したがって、処理液の供給開始時から、所望の高温により一層精度よく温度調整された処理液を、基板に供給することができ、これにより、基板間の処理の均一性をさらに向上することができる。
請求項３に記載の発明は、前記処理液供給システムは、吐出ヒータをさらに含み、前記吐出ヒータは、前記還流流路と前記吐出流路との接続位置よりも上流の位置で前記吐出流路に介装されて、前記吐出流路を流れる処理液を加熱する、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、循環流路から分岐して、吐出流路を流れる処理液を、当該吐出流路の、還流流路との接続位置よりも上流側の位置で、吐出ヒータによって、所望の吐出温度に温度調整することができる。そのため、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が受ける、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を、さらに小さくすることができる。したがって、処理液の供給開始時から、所望の高温により一層精度よく温度調整された処理液を、基板に供給することができ、これにより、基板間の処理の均一性をさらに向上することができる。
請求項４に記載の発明は、前記処理液供給システムは、前記循環流路から分岐した複数の前記吐出流路、複数の前記吐出流路ごとに設けられた複数の前記吐出口および複数の前記吐出流路ごとに、それぞれチャンバー内で接続された複数の前記還流流路を含む、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、複数の吐出流路と還流流路との接続位置が、それぞれチャンバー内に配置されているので、各吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分の距離を短くすることができる。そのため、各吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が受ける、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を、小さくすることができ、それぞれの吐出口から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができる。これにより、各々の吐出流路を流れる処理液の温度のばらつきを小さくすることが可能であり、この場合、複数の吐出口から吐出される処理液の温度の均一性を向上することができる。そのため、同一の基板の面内における、処理の均一性を向上することができる。
請求項５に記載の発明は、前記基板保持ユニットは、前記基板を、前記基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させ、前記複数の吐出口は、前記チャンバー内で、前記基板の上面内の、前記回転軸線からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている、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、基板を回転軸線まわりに回転させながら、前記回転軸線からの距離が異なる複数の位置に、複数の吐出口から吐出させた処理液を着液させることで、基板の上面の全域に、速やかに、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を行き渡らせることができる。そのため、同一の基板の面内における処理の均一性を、より一層向上することができる。
請求項６に記載の発明は、前記処理液供給システムは、短絡流路をさらに含み、前記短絡流路は、前記還流流路との接続位置よりも上流の位置で前記吐出流路に接続されているとともに、前記還流流路に接続されており、前記処理液供給システムは、前記短絡流路を開閉する開閉ユニットをさらに含む、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、たとえば、吐出停止状態において、開閉ユニットによって短絡流路を開いて、吐出流路と還流流路とを短絡させることにより、当該吐出流路、短絡流路および還流流路を介して処理液を循環させ続けながら、吐出流路の、短絡流路との接続位置よりも下流側の処理液の流通を停止させて、たとえば、次に説明するサックバックなどを実行することができる。
請求項７に記載の発明は、前記処理液供給システムは、吸引流路をさらに含み、前記吸引流路は、前記吐出流路との接続位置よりも下流で、かつ前記短絡流路との接続位置よりも上流の位置で前記還流流路に接続されて、前記還流流路を介して、前記吐出流路の、前記還流流路との接続位置よりも下流の領域に吸引力を伝達する、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、たとえば、上述したように、吐出停止状態において、吐出流路、短絡流路および還流流路を介して処理液を循環させ続けながら、吸引流路から、還流流路を介して、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流の領域に吸引力を伝達することにより、当該領域内に残留する処理液を、吸引流路内に吸引除去（サックバック）することができる。
そのため、吐出流路の、還流流路との接続位置よりも下流の領域に残留して、温度が低下した処理液が、吐出停止状態において、吐出口から基板の上面に不用意に供給されるのを防止することができる。また、処理液の吐出を再開する際には、吐出流路を通して、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができる。したがって、基板間の処理の均一性を、より一層向上することができる。
請求項８に記載の発明は、前記処理液供給システムは、切替ユニットをさらに含み、前記切替ユニットは、前記循環流路から前記吐出流路に供給される処理液が前記吐出口に供給される吐出状態と、前記循環流路から前記吐出流路に供給される処理液が前記還流流路に供給される吐出停止状態と、を含む複数の状態のいずれかに切り替わる、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、処理液供給システムを、切替ユニットによって、循環流路と吐出流路とを経由して、処理液が吐出口から吐出される吐出状態と、当該処理液が、循環流路、吐出流路および還流流路を経由して循環されて、吐出口から吐出されない吐出停止状態との間で速やかに切り替えることができる。そのため、処理液の供給開始時から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができ、基板間の処理の均一性をさらに向上することができる。
請求項９に記載の発明は、前記切替ユニットは、前記開閉ユニットによって前記短絡流路を開いて、前記吐出流路と前記還流流路とを、前記短絡流路を介して短絡接続した状態で、前記吸引流路および前記還流流路を介して、前記吐出流路の、前記還流流路との接続位置よりも下流の領域に吸引力を伝達して、前記領域内の処理液が、前記吸引流路内に吸引除去される吸引除去状態に切り替わる、請求項８に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、処理液供給システムを、切替ユニットによって、吐出停止状態、吐出状態、および吸引除去状態の間で速やかに切り替えることができる。したがって、温度が低下した処理液が、吐出口から基板の上面に不用意に供給されるのを防止しながら、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができ、これにより、基板間の処理の均一性を、より一層向上することができる。
この発明の一実施形態にかかる基板処理装置の、吐出停止状態の処理液供給システムを示す模式図である。 図１の例の基板処理装置の、吐出状態の処理液供給システムを示す模式図である。 図１の例の基板処理装置の、吸引除去状態の処理液供給システムを示す模式図である。 基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を示す模式的な正面図である。 図４の処理ユニットの内部を示す模式的な平面図である。 複数のノズルを示す模式的な正面図である。 図６のノズルを示す模式的な平面図である。 図６のノズルに組み込まれる吐出バルブの一例の内部を示す断面図である。 基板処理装置によって実行される基板の処理の一例を説明するための流れ図である。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１ないし図３は、この発明の一実施形態にかかる基板処理装置の、処理液供給システムを示す模式図である。図１は吐出停止状態の処理液供給システムを示し、図２は、吐出状態の処理液供給システムを示し、図３は、吸引除去状態の処理液供給システムを示している。
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、処理液で基板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。制御装置３は、演算部と記憶部とを含むコンピュータである。
基板処理装置１は、処理ユニット２に対する処理液の供給および供給停止を制御する供給バルブ４等の流体機器を収容する流体ボックス５と、流体ボックス５を介して処理ユニット２に供給される処理液を貯留するタンク６を収容する貯留ボックス７とを含む。処理ユニット２および流体ボックス５は、基板処理装置１のフレーム８の中に配置されている。処理ユニット２はチャンバー９を備え、チャンバー９と流体ボックス５とは、水平方向に並んでいる。貯留ボックス７は、フレーム８の外に配置されている。貯留ボックス７は、フレーム８の中に配置されていてもよい。
図４は、基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を示す模式的な正面図である。図５は、図４の処理ユニットの内部を示す模式的な平面図である。
処理ユニット２は、チャンバー９と、チャンバー９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１０と、基板Ｗから排出された処理液を受け止める筒状のカップ１１と含む。スピンチャック１０は、基板Ｗを水平に保持する基板保持ユニットの一例である。
チャンバー９は、基板Ｗが通過する搬入搬出口１２ａが設けられた箱型の隔壁１２と、搬入搬出口１２ａを開閉するシャッター１２ｂとを含む。シャッター１２ｂは、搬入搬出口１２ａが開く開位置と、搬入搬出口１２ａが閉じられる閉位置（図５に示す位置）との間で、隔壁１２に対して移動可能である。図示しない搬送ロボットは、搬入搬出口１２ａを通じてチャンバー９に基板Ｗを搬入し、搬入搬出口１２ａを通じてチャンバー９から基板Ｗを搬出する。
スピンチャック１０は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１３と、スピンベース１３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１４と、複数のチャックピン１４を回転させることにより回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンモータ１５とを含む。スピンチャック１０は、複数のチャックピン１４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１３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。
カップ１１は、スピンチャック１０を回転軸線Ａ１まわりに取り囲む筒状のスプラッシュガード１６と、スプラッシュガード１６を回転軸線Ａ１まわりに取り囲む円筒状の外壁１７とを含む。処理ユニット２は、スプラッシュガード１６の上端がスピンチャック１０による基板Ｗの保持位置よりも上方に位置する上位置（図４に示す位置）と、スプラッシュガード１６の上端がスピンチャック１０による基板Ｗの保持位置よりも下方に位置する下位置との間で、スプラッシュガード１６を鉛直に昇降させるガード昇降ユニット１８を含む。
処理ユニット２は、スピンチャック１０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１９を含む。リンス液ノズル１９は、リンス液バルブ２０が介装されたリンス液配管２１に接続されている。処理ユニット２は、処理位置と待機位置との間でリンス液ノズル１９を移動させるノズル移動ユニットを備えていてもよい。
リンス液バルブ２０が開かれると、リンス液が、リンス液配管２１からリンス液ノズル１９に供給され、リンス液ノズル１９から吐出される。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、処理液（薬液）を下方に吐出する複数のノズル２２と、複数のノズル２２のそれぞれを保持するホルダ２３と、ホルダ２３を移動させることにより、処理位置（図５に二点鎖線で示す位置）と待機位置（図５に実線で示す位置）との間で複数のノズル２２を移動させるノズル移動ユニット２４とを含む。
処理液の代表例は、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などのエッチング液や、ＳＰＭ（硫酸および過酸化水素水を含む混合液）などのレジスト剥離液である。処理液は、ＴＭＡＨおよびＳＰＭに限らず、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）、ＴＭＡＨ以外の有機アルカリ、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液であってもよい。
各ノズル２２は、ホルダ２３によって片持ち支持されて、当該ホルダ２３から水平な長手方向Ｄ１に延びるアーム２５と、各アーム２５の先端に接続されたノズルヘッド２６（第１ノズルヘッド２６Ａ、第２ノズルヘッド２６Ｂ、第３ノズルヘッド２６Ｃ、および第４ノズルヘッド２６Ｄ）を含む。
複数のアーム２５は、第１ノズルヘッド２６Ａ〜第４ノズルヘッド２６Ｄの順番で、長手方向Ｄ１に直交する水平な配列方向Ｄ２に並んでいる。複数のアーム２５は、同じ高さに配置されている。配列方向Ｄ２に隣接する２つのアーム２５の間隔は、他のいずれの間隔と同じであってもよいし、他の間隔の少なくとも一つと異なっていてもよい。図５は、複数のアーム２５が等間隔で配置されている例を示している。
長手方向Ｄ１への複数のアーム２５の長さは、第１ノズルヘッド２６Ａ〜第４ノズルヘッド２６Ｄの順番で短くなっている。複数のノズルヘッド２６は、長手方向Ｄ１に関して第１ノズルヘッド２６Ａ〜第４ノズルヘッド２６Ｄの順番で並ぶように長手方向Ｄ１にずれている。複数のノズルヘッド２６は、平面視で直線状に並んでいる。
ノズル移動ユニット２４は、カップ１１のまわりで鉛直に延びるノズル回動軸線Ａ２まわりにホルダ２３を回動させることにより、平面視で基板Ｗを通る円弧状の経路に沿って複数のノズル２２を移動させる。これにより、処理位置と待機位置との間で複数のノズル２２が水平に移動する。処理ユニット２は、複数のノズル２２の待機位置の下方に配置された有底筒状の待機ポット２７を含む。待機ポット２７は、平面視でカップ１１のまわりに配置されている。
処理位置は、複数のノズル２２から吐出された処理液が基板Ｗの上面に着液する位置である。処理位置では、複数のノズル２２のノズルヘッド２６と基板Ｗとが平面視で重なり、複数のノズルヘッド２６が、平面視において、回転軸線Ａ１側から第１ノズルヘッド２６Ａ〜第４ノズルヘッド２６Ｄの順番で径方向Ｄｒに並ぶ。このとき、第１ノズルヘッド２６Ａは、平面視で基板Ｗの中央部に重なり、第４ノズルヘッド２６Ｄは、平面視で基板Ｗの周縁部に重なる。
待機位置は、複数のノズルヘッド２６と基板Ｗとが平面視で重ならないように、複数のノズルヘッド２６が退避した位置である。待機位置では、複数のノズルヘッド２６が、平面視でカップ１１の外周面（外壁１７の外周面）に沿うようにカップ１１の外側に位置し、第１ノズルヘッド２６Ａ〜第４ノズルヘッド２６Ｄの順番で周方向（回転軸線Ａ１まわりの方向）に並ぶ。複数のノズルヘッド２６は、第１ノズルヘッド２６Ａ〜第４ノズルヘッド２６Ｄの順番で、回転軸線Ａ１から遠ざかるように配置される。
以下の説明では、第１ノズルヘッド２６Ａに対応する構成の先頭および末尾に、それぞれ「第１」および「Ａ」を付ける場合がある。たとえば、第１ノズルヘッド２６Ａに対応する吐出流路３２を、「第１吐出流路３２Ａ」または「吐出流路３２Ａ」と記載する場合がある。第２ノズルヘッド２６Ｂ〜第４ノズルヘッド２６Ｄに対応する構成についても同様である。
図６は、複数のノズルを示す模式的な正面図である。図７は、図６のノズルを示す模式的な平面図である。
なお、図６では、複数のノズル２２のノズルヘッド２６のうち、第１ノズルヘッド２６Ａのみ内部を詳細に記載しているが、第１ノズルヘッド２６Ａ以外の各ノズルヘッド２６の内部の構成も同様である。それぞれのノズルヘッド２６において、共通する部分については、第１ノズルヘッド２６Ａを参照しながら説明する。
ノズル２２は、アーム２５、ノズルヘッド２６および吐出バルブ２８を含む。吐出バルブ２８は、ノズルヘッド２６内に設けられている。吐出バルブ２８には、２本のチューブ２９、３０が接続されている。チューブ２９、３０は、それぞれ処理液を案内する流路を形成している。
第１ノズルヘッド２６Ａの吐出バルブ２８には、先端が第１ノズルヘッド２６Ａの下面で開口する１つの吐出口３１Ａが形成されている。チューブ２９、２９の流路は吐出バルブ２８内で接続されて、吐出口３１Ａで開口されている。
第１ノズルヘッド２６Ａ以外の各ノズルヘッド２６の吐出バルブ２８には、口金３４が接続されている。口金３４は、処理液を案内する複数の流路を形成している。口金３４の複数の流路は、各ノズルヘッド２６の下面で開口する複数の吐出口３１を形成している。
チューブ２９から各吐出口３１に至る流路は、タンク６から供給される処理液を、吐出口３１に向けて案内する吐出流路３２の一部に該当する。吐出バルブ２８内で吐出流路３２から分岐してチューブ３０に続く流路は、吐出流路３２を流通している処理液を、タンク６に還流させる還流流路３３の一部に該当する。各吐出口３１は、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。
図６、図７では、複数のノズル２２に設けられた吐出口３１の総数が１０個である例を示している。第１ノズルヘッド２６Ａは、１つの吐出口３１Ａを含む。第１ノズルヘッド２６Ａ以外の各ノズルヘッド２６は、口金３４に設けられた３つの吐出口３１を含む。同一の口金３４に設けられた３つの吐出口３１は、３つの吐出口３１のうちで回転軸線Ａ１に最も近い内側吐出口と、３つの吐出口３１のうちで回転軸線Ａ１から最も遠い外側吐出口と、内側吐出口と外側吐出口との間に配置された中間吐出口とによって構成されている。
図７に示すように、複数の吐出口３１は、平面視で略直線状に並んでいる。両端の２つの吐出口３１の間隔は、基板Ｗの半径以下である。隣接する２つの吐出口３１の間隔は、他のいずれの間隔と同じであってもよいし、他の間隔の少なくとも一つと異なっていてもよい。また、複数の吐出口３１は、２つ以上の異なる高さに配置されていてもよいし、同じ高さに配置されていてもよい。
複数のノズルヘッド２６が処理位置に配置されると、複数の吐出口３１は、回転軸線Ａ１からの距離（平面視での最短距離）が異なる複数の位置にそれぞれ配置される。このとき、複数の吐出口３１は、それぞれ、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内に配置される。すなわち複数の吐出口３１のうちで回転軸線Ａ１に最も近い最内吐出口（第１吐出口３１Ａ）は、基板Ｗの中央部の上方に配置され、複数の吐出口３１のうちで回転軸線Ａ１から最も遠い最外吐出口（第４吐出口３１Ｄ）は、基板Ｗの周縁部の上方に配置される。複数の吐出口３１は、平面視で径方向Ｄｒに並ぶ。
第１ノズルヘッド２６Ａに設けられた第１吐出口３１Ａは、基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を吐出する吐出口である。第１ノズルヘッド２６Ａ以外の各ノズルヘッド２６に設けられた第２吐出口３１Ｂ〜第４吐出口３１Ｄは、中央部以外の基板Ｗの上面の一部に向けて処理液を吐出する複数の吐出口である。
各吐出口３１は、基板Ｗの上面に対して垂直な吐出方向に処理液を吐出する。複数の吐出口３１は、基板Ｗの上面内の複数の着液位置に向けて処理液を吐出する。複数の着液位置は、回転軸線Ａ１からの距離が異なる別々の位置である。
図８は、図６のノズルに組み込まれる吐出バルブ２８の一例の内部を示す断面図である。
吐出バルブ２８は、処理液を導く流路３５が形成された本体３６と、流路３５を開閉する弁体３７と、弁体３７を軸方向Ｘ１に進退させて流路３５を開閉させる空圧アクチュエータ３８と、吐出口３１とを含む。
本体３６は、空圧アクチュエータ３８を構成するシリンダ３９と、弁体３７を進退させる弁室４０と、チューブ２９と連通して弁室４０に至る流路３５ａと、流路３５ａの、弁室４０よりも上流の位置で、流路３５ａに接続された、チューブ３０と連通する流路３５ｂと、弁室４０から吐出口３１に至る流路３５ｃとを含む。シリンダ３９と弁室４０とは、軸方向Ｘ１に並んでいる。シリンダ３９と弁室４０との間は、隔壁４１によって隔てられている。チューブ２９、流路３５ａおよび流路３５ｃは、タンク６から供給される処理液を、吐出口３１に向けて案内する吐出流路３２の一部に該当する。また、流路３５ｂとチューブ３０は、吐出流路３２を流通している処理液を、タンク６に還流させる還流流路３３の一部に該当する。
空圧アクチュエータ３８は、シリンダ３９、ピストン４２、バネ４３およびロッド４４を含む。シリンダ３９は、ピストン４２によって、隔壁４１側の前室と、当該ピストン４２を挟んで軸方向Ｘ１の反対側の後室とに隔てられている。本体３６には、シリンダ３９の前室および後室にそれぞれ別個に空気圧を伝達するチューブ（図６中のチューブ４５）を接続するためのジョイント４７が、各々接続されている。ピストン４２は、チューブ４５およびジョイント４７を介して、シリンダ３９の前室または後室のいずれ一方に空気圧を伝達することにより、シリンダ３９内を、軸方向Ｘ１に沿って進退される。
バネ４３は、シリンダ３９の後室側において、ピストン４２と本体３６との間に介挿されて、ピストン４２を、隔壁４１の方向に押圧している。
ロッド４４は、基部がピストン４２に連結され、先端部が、隔壁４１を貫通して弁室４０に突出されている。弁室４０に突出されたロッド４４の先端部には、弁体３７が連結されている。弁体３７は円板状に形成され、ロッド４４の先端部に、径方向を軸方向Ｘ１と直交させて連結されている。弁体３７は、シリンダ３９内で、ピストン４２が軸方向Ｘ１に沿って進退されると、ロッド４４を介して、弁室４０内で、軸方向Ｘ１に沿って進退される。
弁室４０は、隔壁４１と対向し、軸方向Ｘ１と直交する円環状の弁座面４６を含み、弁座面４６の中心位置に、流路３５ａが同心状に開口されている。流路３５ｃは、弁室４０の、弁体３７の進退方向（軸方向Ｘ１）の側方に開口されている。
チューブ２９と流路３５ａ、チューブ３０と流路３５ｂは、それぞれジョイント４８を介して接続される。
本体３６は、先端に吐出口３１が形成され、ノズルヘッド２６の下面から下方へ突出される筒部４９を含む。第１ノズルヘッド２６Ａ以外の各ノズルヘッド２６では、図示していないが、筒部４９に、処理液を案内する複数の流路が形成された口金３４が接続され、口金３４の複数の流路が下面で開口されて、複数の吐出口３１が形成されている。
吐出バルブ２８において処理液に接する部分（接液部）は、処理液に対する耐性を有する材料（たとえば、フッ素樹脂等の合成樹脂）によって作製されるか、もしくは処理液に対する耐性を有する材料からなる被膜によって被覆されている。流路３５や弁室４０の内面、あるいは、弁体３７やロッド４４の外面は、接液部に含まれる。
シリンダ３９の前室および後室のいずれにも空気圧を作用させず、空圧アクチュエータ３８を作動させない状態では、ピストン４２が、バネ４３によって、シリンダ３９内で前進位置、つまり、図８に示すように、隔壁４１側に近接した位置に押圧され、それによって弁室４０内で、弁体３７が弁座面４６に接触されて、流路３５ａの開口が閉鎖される。そのため、流路３５ａと流路３５ｃとの間が閉じられて、タンク６からチューブ２９と流路３５ａとを通して供給される処理液は、流路３５ｂとチューブ３０とを通してタンク６に還流される（吐出停止状態）。
この吐出停止状態において、シリンダ３９の前室に空気圧を伝達して、ピストン４２を、バネ４３の押圧力に抗して、シリンダ３９の後室方向に後退させると、弁室４０内で、弁体３７が弁座面４６から離れて、流路３５ａの開口が弁室４０に解放される。そのため、流路３５ａと流路３５ｃとが、弁室４０を介して繋がれて、タンク６からチューブ２９と流路３５ａとを通して供給される処理液が、流路３５ｃを通して、吐出口３１から吐出される（吐出状態）。
この吐出状態において、シリンダ３９の前室への空気圧の伝達を停止し、代わって、シリンダ３９の後室に空気圧を伝達して、ピストン４２を、バネ４３の押圧力とともに、シリンダ３９の前室方向、すなわち、隔壁４１に近接する方向に前進させると、弁室４０内で、弁体３７が弁座面４６に接触されて、流路３５ａの開口が閉鎖される。そのため、流路３５ａと流路３５ｃとの間が閉じられて、タンク６からチューブ２９と流路３５ａとを通して供給される処理液は、流路３５ｂとチューブ３０とを通してタンク６に還流される吐出停止状態に復帰する。
なお吐出バルブ２８は、電磁バルブであってもよいし、それ以外のバルブであってもよい。
次に、図１ないし図３を参照して、処理液供給システムについて詳細に説明する。なお、以下の説明では、循環ヒータ５１による処理液の加熱温度を循環温度といい、吐出ヒータ５７による処理液の加熱温度を吐出温度という場合がある。
処理液供給システムは、処理液を貯留するタンク６と、タンク６から送られた処理液をタンク６に循環させる循環流路５０と、循環流路５０内を流れる処理液を室温（たとえば２０〜３０℃）よりも高い循環温度に加熱することにより、タンク６内の処理液の温度を調整する循環ヒータ５１と、タンク６内の処理液を循環流路５０内で循環させるとともに、流体ボックス５に送るポンプ５２とを含む。
処理液供給システムは、循環流路５０を開閉する循環バルブ５３と、循環流路５０から分岐した吐出流路３２と、吐出流路３２を開閉する元供給バルブ５４とを含む。
吐出流路３２は、循環流路５０から供給された処理液を、チャンバー９内で、スピンチャック１０に保持される基板Ｗの基板の上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内に配置された複数の吐出口３１に向けて案内する複数の吐出流路３２（第１吐出流路３２Ａ、第２吐出流路３２Ｂ、第３吐出流路３２Ｃおよび第４吐出流路３２Ｄ）を含む。
処理液供給システムは、複数の吐出流路３２内を流れる処理液の流量を検出する複数の流量計５５と、複数の吐出流路３２内を流れる処理液の流量を変更する複数の流量調整バルブ５６と、複数の吐出流路３２内を流れる処理液を、たとえば、循環温度よりも高い所望の吐出温度に加熱する複数の吐出ヒータ５７と、複数の吐出流路３２をそれぞれ開閉する複数の供給バルブ４と、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、複数の吐出流路３２をそれぞれ開閉する複数の吐出バルブ２８とを含む。複数の吐出バルブ２８は、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内に配置される。
処理液供給システムは、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ複数の吐出バルブ２８よりも上流の位置で、複数の吐出流路３２にそれぞれ接続されて、吐出流路３２を流通している処理液を循環流路５０に還流させる複数の還流流路３３と、複数の還流流路３３をそれぞれ開閉する複数の還流バルブ５８とを含む。複数の還流流路３３は、それぞれ基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内において、複数の吐出流路３２と接続されている。
処理液供給システムは、還流流路３３との接続位置よりも上流の位置で、複数の吐出流路３２にそれぞれ接続されているとともに、還流流路３３に接続された複数の短絡流路５９と、複数の短絡流路５９をそれぞれ開閉する複数の短絡バルブ６０と、短絡流路５９との接続位置よりも上流の位置で、複数の還流流路３３に接続された複数の吸引流路６１と、複数の吸引流路６１をそれぞれ開閉する複数の吸引バルブ６２とを含む。吸引流路６１の下流側には、図示していないが、吸引装置が接続されている。短絡流路５９、短絡バルブ６０、吸引流路６１および吸引バルブ６２は、いずれも流体ボックス５内に設けられている。
供給バルブ４、吐出バルブ２８、還流バルブ５８、および吸引バルブ６２は、処理液供給システムを吐出状態、吐出停止状態および吸引除去状態に切り替える切替ユニットの一例である。また短絡バルブ６０は、短絡流路５９を開閉する開閉ユニットの一例である。
処理液供給システムは、複数の還流流路３３から還流された処理液を冷却するクーラー６３と、クーラー６３からタンク６に処理液を案内する回収流路６４とを含む。複数の還流流路３３からクーラー６３に還流された処理液は、クーラー６３によって、循環温度に近づけられた後、回収流路６４を介してタンク６に案内される。クーラー６３は、水冷ユニットまたは空冷ユニットであってもよいし、これら以外の冷却ユニットであってもよい。
次に、図１を参照して、複数の吐出口３１からの処理液の吐出が停止された吐出停止状態の処理液供給システムについて説明する。図１では、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
タンク６内の処理液は、ポンプ５２によって循環流路５０に送られる。ポンプ５２によって送られた処理液の一部は、循環ヒータ５１によって加熱された後、循環流路５０を介してタンク６に戻る。ポンプ５２によって送られた残りの処理液は、循環流路５０から複数の吐出流路３２に流れる。吐出流路３２に供給された処理液は、吐出ヒータ５７によって加熱された後、チャンバー９内に配置された吐出口３１の近傍の、還流流路３３との接続位置まで送られて、当該接続位置から、還流流路３３を介して、タンク６に還流される。
この吐出停止状態においては、複数の吐出流路３２と、そのそれぞれに接続された還流流路３３とを介して処理液を循環させ続けることにより、それぞれの吐出流路３２内の処理液を、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内に配置された吐出口３１の近傍の、還流流路３３との接続位置まで、所望の高温に維持することができる。
次に、図２を参照して、複数の吐出口３１から処理液が吐出される吐出状態の処理液供給システムについて説明する。図２では、やはり、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
タンク６内の処理液は、ポンプ５２によって循環流路５０に送られる。ポンプ５２によって送られた処理液は、循環ヒータ５１によって加熱された後、循環流路５０から複数の吐出流路３２に流れる。吐出流路３２に供給された処理液は、吐出ヒータ５７によって加熱された後、チャンバー９内に配置された複数の吐出口３１に供給される。
第１吐出流路３２Ａに供給された処理液は、第１ノズルヘッド２６Ａに設けられた１つの吐出口３１Ａに供給される。第２吐出流路３２Ｂに供給された処理液は、第２ノズルヘッド２６Ｂに設けられた複数の吐出口３１Ｂに供給される。第３吐出流路３２Ｃおよび第４吐出流路３２Ｄについても、第２吐出流路３２Ｂと同様である。これにより、全ての吐出口３１から処理液が吐出される。
この吐出状態においては、それぞれの吐出流路３２と還流流路３３との接続位置を、チャンバー９内の、吐出口３１の近傍に配置することにより、還流流路３３との接続位置から吐出口３１に至る、各吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流側の部分の距離が短くされているため、それぞれの吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が受ける、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を、いずれも小さくすることができる。そのため、それぞれの吐出口３１から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を、基板Ｗに供給することができる。
また、この吐出状態においては、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させながら、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置に、複数の吐出口３１から吐出させた処理液を着液させることで、基板Ｗの上面の全域に、速やかに、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を行き渡らせることもできる。
そのため、基板Ｗ間の処理の均一性を向上することができる。また、複数の吐出口から吐出される処理液の温度の均一性を向上して、同一の基板Ｗの面内における処理の均一性を向上することもできる。
次に、図３を参照して、複数の吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流の領域に残留する処理液が吸引除去される吸引除去状態の処理液供給システムについて説明する。図３では、やはり、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
タンク６内の処理液は、ポンプ５２によって循環流路５０に送られる。ポンプ５２によって送られた処理液の一部は、循環ヒータ５１によって加熱された後、循環流路５０を介してタンク６に戻る。ポンプ５２によって送られた残りの処理液は、循環流路５０から複数の吐出流路３２に流れる。吐出流路３２に供給された処理液は、吐出ヒータ５７によって加熱された後、短絡流路５９を介して、タンク６に還流される。
各吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流の領域に残留した処理液は、吸引流路６１から還流流路３３を介して伝達された吸引力によって、吸引流路６１内に吸引除去される。
そのため、それぞれの吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流の領域に残留して、温度が低下した処理液が、吐出停止状態において、吐出口３１から基板Ｗの上面に不用意に供給されるのを防止することができる。また、処理液の吐出を再開する際には、それぞれの吐出流路３２を通して、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができる。したがって、基板Ｗ間の処理の均一性を、さらに向上することができる。また、複数の吐出口から吐出される処理液の温度の均一性を向上して、同一の基板Ｗの面内における処理の均一性を、より一層向上することもできる。
図９は、基板処理装置によって実行される基板の処理の一例を説明するための流れ図である。
以下の各動作は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。以下では、主に図２、図４および図５を参照する。図９については適宜参照する。
処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるときには、複数のノズル２２がスピンチャック１０の上方から退避しており、スプラッシュガード１６が下位置に位置している状態で、搬送ロボットのハンド（図示せず）によって、基板Ｗがチャンバー９内に搬入される。これにより、表面が上に向けられた状態で、基板Ｗが複数のチャックピン１４の上に置かれる。その後、搬送ロボットのハンドがチャンバー９の内部から退避し、チャンバー９の搬入搬出口１２ａがシャッター１２ｂで閉じられる。
基板Ｗが複数のチャックピン１４の上に置かれた後は、複数のチャックピン１４が基板Ｗの周縁部に押し付けられ、基板Ｗが複数のチャックピン１４によって把持される。また、ガード昇降ユニット１８が、スプラッシュガード１６を下位置から上位置に移動させる。これにより、スプラッシュガード１６の上端が基板Ｗよりも上方に配置される。その後、スピンモータ１５が駆動され、基板Ｗの回転が開始される。これにより、基板Ｗが所定の液処理速度（たとえば数百ｒｐｍ）で回転する。
次に、ノズル移動ユニット２４が、複数のノズル２２を待機位置から処理位置に移動させる。これにより、複数のノズル２２の吐出口３１が、平面視で基板Ｗに重なる。その後、複数の吐出バルブ２８等が制御され、処理液が、複数のノズル２２の吐出口３１から同時に吐出される（図９のステップＳ１）。複数のノズル２２は、ノズル移動ユニット２４が複数のノズル２２を静止させている状態で、吐出口３１から処理液を吐出する。複数の吐出バルブ２８が開かれてから所定時間が経過すると、複数の吐出口３１からの処理液の吐出が同時に停止される（図９のステップＳ２）。その後、吐出口３１に至る吐出流路３２内に残留した処理液が吸引除去される（図９のステップＳ３）とともに、ノズル移動ユニット２４が、複数のノズル２２を処理位置から待機位置に移動させる。
複数のノズル２２の吐出口３１から吐出された処理液は、回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に流れる。基板Ｗの上面周縁部に達した処理液は、基板Ｗの周囲に飛散し、スプラッシュガード１６の内周面に受け止められる。このようにして、処理液が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆う処理液の液膜が基板Ｗ上に形成される。これにより、基板Ｗの上面全域が処理液で処理される。
複数のノズル２２の吐出口３１からの、薬液の吐出が停止された後は、リンス液バルブ２０が開かれ、リンス液ノズル１９からのリンス液（純水）の吐出が開始される（図９のステップＳ４）。これにより、基板Ｗ上の薬液がリンス液によって洗い流され、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜が形成される。リンス液バルブ２０が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ２０が閉じられ、リンス液ノズル１９からのリンス液の吐出が停止される（図９のステップＳ５）。
リンス液ノズル１９からのリンス液の吐出が停止された後は、基板Ｗがスピンモータ１５によって回転方向に加速され、液処理速度よりも大きい乾燥速度（たとえば数千ｒｐｍ）で基板Ｗが回転する（図９のステップＳ６）。これにより、基板Ｗに付着しているリンス液が基板Ｗの周囲に振り切られ、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ１５および基板Ｗの回転が停止される。
基板Ｗの回転が停止された後は、ガード昇降ユニット１８が、スプラッシュガード１６を上位置から下位置に移動させる。また、複数のチャックピン１４による基板Ｗの保持が解除される。搬送ロボットは、複数のノズル２２がスピンチャック１０の上方から退避しており、スプラッシュガード１６が下位置に位置している状態で、ハンドをチャンバー９の内部に進入させる。その後、搬送ロボットは、ハンドによってスピンチャック１０上の基板Ｗを取り、この基板Ｗをチャンバー９から搬出する。
以上のように本実施形態では、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内に配置した吐出口３１に合わせて、還流流路３３を、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内において吐出流路３２に接続しているため、吐出停止状態においては、複数の吐出流路３２と、そのそれぞれに接続された還流流路３３とを介して処理液を循環させ続けることにより、それぞれの吐出流路３２内の処理液を、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内に配置された吐出口３１の近傍の、還流流路３３との接続位置まで、所望の高温に維持することができる。
また、吐出状態においては、それぞれの吐出流路３２と還流流路３３との接続位置を、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ平面視で基板Ｗの面内の、吐出口３１の近傍に配置することにより、還流流路３３との接続位置から吐出口３１に至る、各吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流側の部分の距離が短くされているため、それぞれの吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流側の部分を流れる処理液が受ける、当該下流側の部分を構成する管壁の温度低下に伴う熱影響を、いずれも小さくすることができる。そのため、それぞれの吐出口３１から、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を、基板Ｗに供給することができる。
また、吐出状態においては、基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させながら、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置に、複数の吐出口３１から吐出させた処理液を着液させることで、基板Ｗの上面の全域に、速やかに、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を行き渡らせることもできる。
したがって、基板Ｗ間の処理の均一性を向上することができる。また、複数の吐出口から吐出される処理液の温度の均一性を向上して、同一の基板Ｗの面内における処理の均一性を向上することもできる。
また、そのため、実際の吐出に先立って、所望の高温に温度調整された処理液を、吐出流路に供給して、吐出口から吐出させるプリディスペンスの工程の実施を省略したり、あるいは、プリディスペンスの工程で処理液を吐出する時間を短縮したり、吐出する処理液の量を少なくしたりして、プリディスペンスの工程を実施することによる処理の時間の延長や、処理液の消費量の増加を抑制することもできる。
さらに本実施形態では、吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流の領域に残留した処理液を、吸引流路６１から還流流路３３を介して伝達された吸引力によって、吸引流路６１内に吸引除去することができる。
そのため、それぞれの吐出流路３２の、還流流路３３との接続位置よりも下流の領域に残留して、温度が低下した処理液が、吐出停止状態において、吐出口３１から基板Ｗの上面に不用意に供給されるのを防止することができる。また、処理液の吐出を再開する際には、それぞれの吐出流路３２を通して、所望の高温に精度よく温度調整された処理液を基板に供給することができる。したがって、基板Ｗ間の処理の均一性を、さらに向上することができる。また、複数の吐出口から吐出される処理液の温度の均一性を向上して、同一の基板Ｗの面内における処理の均一性を、より一層向上することもできる。
本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、上述した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、実施形態では、ノズル２２の数が４つである場合について説明したが、ノズル２２の数は１つないし３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
実施形態では、複数のノズル２２を静止させながら、複数のノズル２２の吐出口３１から処理液を吐出させる場合について説明したが、ノズルの数は１つとして、１つのノズル２２を静止させながら、１つのノズルの吐出口３１から処理液を吐出させてもよい。あるいは、１つまたは複数のノズル２２を、ノズル回動軸線Ａ２まわりに回動（スキャン）させながら、１つまたは複数のノズル２２の吐出口３１から処理液を吐出させてもよい。
実施形態では、第１ノズルヘッド２６Ａには口金３４が設けられておらず、第１ノズルヘッド２６Ａ以外の全てのノズルヘッド２６に口金３４が設けられている場合について説明したが、第１ノズルヘッド２６Ａを含む全てのノズルヘッド２６に口金３４が設けられていてもよい。これとは反対に、全てのノズルヘッド２６に口金３４が設けられていなくてもよい。
実施形態では、１つの口金３４に３つの吐出口３１が形成されている場合について説明したが、１つの口金３４に形成されている吐出口３１の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
実施形態では、複数の吐出口３１が、平面視で径方向Ｄｒに並んでいる場合について説明したが、複数の吐出口３１が、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されるのであれば、複数の吐出口３１は、平面視で径方向Ｄｒに並んでいなくてもよい。
実施形態では、複数の吐出口３１が、基板Ｗの上方で、かつ平面視において基板Ｗの面内に設けられて、基板Ｗの上面に対して垂直な吐出方向に処理液を吐出する場合について説明したが、還流流路３３がチャンバー９内で吐出流路３２に接続されるのであれば、吐出口３１は、チャンバー９内の、基板Ｗの上方で、かつ平面視において基板Ｗの面外に配置されて、基板Ｗの上面に対して斜め下方に向けて処理液を吐出してもよい。
実施形態では、全ての吐出バルブ２８が同時に開かれ、全ての吐出バルブ２８が同時に閉じられる場合について説明したが、制御装置３は、たとえば、外側の吐出口３１が処理液を吐出している時間が、内側の吐出口３１が処理液を吐出している時間よりも長くなるように、複数の吐出バルブ２８を制御してもよい。
実施形態では、吐出ヒータ５７が、全ての吐出流路３２に設けられている場合について説明したが、たとえば、吐出ヒータ５７が第１吐出流路３２Ａに設けられておらず、第１吐出流路３２Ａ以外の全ての吐出流路３２に吐出ヒータ５７が設けられていてもよい。また、全ての吐出流路３２に吐出ヒータ５７が設けられていなくてもよい。
吐出ヒータ５７としては、たとえば、ペルチェ素子などの熱電素子、抵抗加熱ヒータ、誘導加熱ヒータその他、吐出流路３２を流れる処理液を加熱することができる種々のヒータを用いることができる。
制御装置３は、基板Ｗの表面の各部に供給される処理液の温度を、基板Ｗの上面内の、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置ごとに制御することにより、処理を均一化してもよい。具体的には、制御装置３は、回転軸線Ａ１からの距離が離れるにしたがって、複数の吐出流路３２での処理液の温度が高くなるように、複数の吐出ヒータ５７を制御してもよい。
基板Ｗの各部の周速は、回転軸線Ａ１から離れるにしたがって増加する。基板Ｗ上の処理液は、周速が大きいほど冷却され易い。また、基板Ｗの上面を径方向に等間隔で複数の円環状の領域に分割できると仮定すると、各領域の面積は、回転軸線Ａ１から離れるにしたがって増加する。表面積が大きいと、処理液から円環状の領域に熱が移動し易い。
しかし、吐出口３１から吐出される処理液の温度を、回転軸線Ａ１からの距離が離れるにしたがって高くなるように制御することにより、冷却や熱の移動の影響を排除して、処理の均一性をより一層向上することができる。
また、制御装置３は、基板Ｗの表面の各部に供給される処理液の温度を処理前の薄膜の厚みに応じて制御することにより、処理後の薄膜の厚みを均一化してもよい。
具体的には、制御装置３は、複数の吐出流路３２での処理液の温度が、処理前の膜厚に応じた温度となるように、複数の吐出ヒータ５７を制御してもよい。
この場合、処理前の膜厚が相対的に大きい位置に相対的に高温の処理液が供給され、処理前の膜厚が相対的に小さい位置に相対的に低温の処理液が供給される。基板Ｗの表面に形成された薄膜のエッチング量は、高温の処理液が供給される位置で相対的に増加し、低温の処理液が供給される位置で相対的に減少する。そのため、処理後の薄膜の厚みが均一化される。
上述した全ての構成の２つ以上が組み合わされてもよい。また、上述した全ての工程の２つ以上が組み合わされてもよい。
１ 基板処理装置
４ 供給バルブ（切替ユニット）
９ チャンバー
１０ スピンチャック（基板保持ユニット）
２８ 吐出バルブ（切替ユニット）
３１ 吐出口
３１Ａ 第１吐出口
３１Ｂ 第２吐出口
３１Ｃ 第３吐出口
３１Ｄ 第４吐出口
３２ 吐出流路
３２Ａ 第１吐出流路
３２Ｂ 第２吐出流路
３２Ｃ 第３吐出流路
３２Ｄ 第４吐出流路
３３ 還流流路
５０ 循環流路
５７ 吐出ヒータ
５８ 還流バルブ（切替ユニット）
５９ 短絡流路
６０ 短絡バルブ（開閉ユニット）
６１ 吸引流路
６２ 吸引バルブ（切替ユニット）
Ａ１ 回転軸線
Ｗ 基板

Claims (9)

  1. 基板を水平に保持する基板保持ユニットと、
    前記基板保持ユニットを収容するチャンバーと、
    循環流路、吐出流路、吐出口および還流流路を含み、前記基板保持ユニットに保持される基板に処理液を供給する処理液供給システムと、を含み、
    前記循環流路は、処理液を常温以上の所定の温度に維持しながら循環させ、
    前記吐出流路は、前記循環流路から分岐して、前記循環流路から供給される処理液を前記吐出口に向けて案内し、
    前記吐出口は、前記チャンバー内に配置されて、前記吐出流路を介して供給される処理液を、前記基板保持ユニットに保持される基板に向けて吐出し、
    前記還流流路は、前記チャンバー内で前記吐出流路に接続され、前記吐出流路を流通している処理液を、前記循環流路に還流させる、基板処理装置。
  2. 前記吐出口は、前記チャンバー内で、前記基板保持ユニットに保持される基板の上方で、かつ平面視で基板の面内に配置され、前記還流流路は、前記チャンバー内で、前記基板の上方で、かつ平面視で基板の面内で前記吐出流路に接続されている、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記処理液供給システムは、吐出ヒータをさらに含み、
    前記吐出ヒータは、前記還流流路と前記吐出流路との接続位置よりも上流の位置で前記吐出流路に介装されて、前記吐出流路を流れる処理液を加熱する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記処理液供給システムは、前記循環流路から分岐した複数の前記吐出流路、複数の前記吐出流路ごとに設けられた複数の前記吐出口および複数の前記吐出流路ごとに、それぞれチャンバー内で接続された複数の前記還流流路を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記基板保持ユニットは、前記基板を、前記基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させ、前記複数の吐出口は、前記チャンバー内で、前記基板の上面内の、前記回転軸線からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記処理液供給システムは、短絡流路をさらに含み、
    前記短絡流路は、前記還流流路との接続位置よりも上流の位置で前記吐出流路に接続されているとともに、前記還流流路に接続されており、
    前記処理液供給システムは、前記短絡流路を開閉する開閉ユニットをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記処理液供給システムは、吸引流路をさらに含み、
    前記吸引流路は、前記吐出流路との接続位置よりも下流で、かつ前記短絡流路との接続位置よりも上流の位置で前記還流流路に接続されて、前記還流流路を介して、前記吐出流路の、前記還流流路との接続位置よりも下流の領域に吸引力を伝達する、請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記処理液供給システムは、切替ユニットをさらに含み、
    前記切替ユニットは、前記循環流路から前記吐出流路に供給される処理液が前記吐出口に供給される吐出状態と、前記循環流路から前記吐出流路に供給される処理液が前記還流流路に供給される吐出停止状態と、を含む複数の状態のいずれかに切り替わる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  9. 前記切替ユニットは、前記開閉ユニットによって前記短絡流路を開いて、前記吐出流路と前記還流流路とを、前記短絡流路を介して短絡接続した状態で、前記吸引流路および前記還流流路を介して、前記吐出流路の、前記還流流路との接続位置よりも下流の領域に吸引力を伝達して、前記領域内の処理液が、前記吸引流路内に吸引除去される吸引除去状態に切り替わる、請求項８に記載の基板処理装置。
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