JP2023170626A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の液跳ねを抑制し、液滴が基板の周囲に飛散することを防止する基板処理装置を提供すること。【解決手段】水平に保持された基板Ｗの縁部の外側に回動軸線Ａ２が設定され、当該回動軸線Ａ２を中心に回動することにより、基板Ｗの表面上に沿ってノズルを旋回移動させるノズルアーム２１，２２と、ノズルアームに保持され、基板Ｗの表面に対して鉛直方向に上から下へ第１処理液の液滴の噴流を噴射する第１ノズル２３と、平面視において第１ノズル２３と所定の間隔を空けてノズルアームに保持され、基板Ｗの表面に対して上から下へ斜めに第２処理液の連続流を吐出する第２ノズル２４とを含む。第２ノズル２４は、ノズルアームの回動軸線Ａ２に向かって所定の傾斜角度で傾斜するように設定された吐出方向を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、基板を回転させながら基板に処理液を供給することにより基板を処理する基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置及び有機ＥＬ（Electro-luminescence）表示装置等のＦＰＤ（Flat Panel 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、太陽電池用基板等が含まれる。

下記特許文献１には、処理液の液滴の噴流を略鉛直方向に噴射する第１ノズルと、処理液の連続流を吐出する第２ノズルとを、水平に保持されて回転される基板の上方において一体的に移動させて使用する基板処理装置が開示されている。

特開２０１６－６３０７３号公報

処理液の液滴の噴流を第１ノズルから噴射し、同時に処理液の連続流を第２ノズルから吐出しつつ、これら第１ノズル及び第２ノズルを一体的に移動させて基板表面の処理を行う際に、処理液の液跳ねが生じて、液滴が基板の周囲に飛散することがある。

特許文献１に開示された基板処理装置は、１つの観点から液跳ねの発生を抑制できる技術を提供するものである。本発明は、特許文献１に開示された技術とは異なる別の観点に基づいて、処理液の液跳ねを抑制し、液滴が基板の周囲に飛散することを抑制又は防止する基板処理装置を提供することを１つの目的とする。

本発明の一実施形態は、基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部によって水平に保持された前記基板を、前記基板の中心が回転の中心となるように、水平面内で回転させる基板回転部と、前記基板の表面に対して鉛直方向に上から下へ第１処理液の液滴の噴流を噴射する第１ノズルと、前記基板の表面に対して上から下へ斜めに第２処理液の連続流を吐出する第２ノズルと、前記第１ノズル及び前記第２ノズルを保持するノズルアームとを含む、基板処理装置を提供する。前記ノズルアームは、平面視において所定の間隔を空けて離れるように前記第１ノズル及び前記第２ノズルを保持し、前記基板の外周縁よりも外側に位置するように回動軸線が設定され、当該回動軸線を中心に回動することにより前記基板の表面に沿って前記第１ノズル及び前記第２ノズルを旋回移動させる。前記第２ノズルは、下方に向かうに従って前記ノズルアームの前記回動軸線に向かって所定の傾斜角度で傾斜するように設定された吐出方向を有している。

この装置によれば、第２ノズルは、ノズルアームの回動の中心である回動軸線に向かって所定の傾斜角度で傾斜した吐出方向を有している。よって、第２ノズルから吐出される第２処理液の連続流は、回動軸線に向かって斜め方向に基板の表面に着液する。すなわち、第２処理液の連続流は、基板の表面に対して、前記所定の傾斜角度の入射角で入射して、基板の表面に着液する。着液した第２処理液には、斜め方向の吐出力が作用しているので、着液した第２処理液は基板の表面をノズルアームの回動軸線に向かう方向へと流れる。よって、第２処理液が着液点に溜まり難くなるので、着液点を中心に第２処理液の厚い液膜が広く分布することのない様にできる。

一方、第１ノズルから噴射される第１処理液は、鉛直方向に基板の表面に入射して着液する。第１ノズルから噴射されて基板の表面に着液した第１処理液の液滴の噴流は、基板の表面に対して、着液点を中心に作用する。

第１ノズル及び第２ノズルは、平面視において所定の間隔を空けて設けられ、ノズルアームによって旋回移動される。そのため、第２ノズルから吐出された第２処理液の着液点の近傍に第１ノズルが移動してくることがある。第２処理液の厚い液膜が着液点を中心に広く存在すると、第２処理液の厚い液膜に第１ノズルから噴射される液滴噴流が干渉して、第２処理液の液跳ねが生じ、液滴が飛散することがある。

本実施形態では、第２ノズルから吐出される第２処理液を、着液点から基板の表面をノズルアームの回動軸線に向かう方向へと流すことにより、第２処理液の厚膜部分がその着液点の近傍に広く分布することを抑制できる。それにより、第１ノズルが移動しても、第１ノズルから噴射される液滴噴流の直下を第２処理液が厚膜状態で通過しないような流れを基板の表面に作ることができる。換言すれば、第２処理液の厚膜部分が、第１ノズルからの液滴噴流の着液点を回避しながら、基板の表面を流れる状態とすることができる。

よって、基板の表面上で、第２処理液の厚い液膜と第１処理液の液滴噴流との干渉を抑制又は防止し、このような干渉により生ずる可能性のある液跳ねを抑制し、液滴が基板の周囲に飛散することを抑制又は防止できる。

本発明の一実施形態では、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの旋回移動によって、前記第１処理液の液滴噴流の前記基板の表面における着液点が前記基板の中心を通って移動し、前記第２処理液の連続流の前記基板の表面における着液点が前記基板の中心に対して前記回動軸線に向かう方向に一定寸法ずれた位置を通るように、前記第１ノズル及び前記第２ノズルが前記ノズルアームに保持されている。

この構成にすれば、ノズルアームによって第１ノズル及び第２ノズルが基板の表面に沿って旋回移動されるときに、第１ノズルから噴射される液滴噴流の着液点の軌跡と、第２ノズルから連続流で吐出される第２処理液の着液点の軌跡とが重なることはない。そして、第１処理液の液滴噴流の着液点の円弧状の軌跡に比べて、第２処理液の連続流の着液点の軌跡は、前記回動軸線の方向へオフセットされ、一定寸法だけ短い半径の円弧を描く。また、第２ノズルの吐出方向は、回動軸線に向かって所定の傾斜角度で傾斜しているから、第２処理液は、着液点から回動軸線に向かう方向へ基板上を流れ、液滴噴流の着液点から遠ざかる。よって、第２処理液の厚い液膜が液滴噴流の直下を通過しないような第２処理液の流れを基板上に作ることができ、液滴噴流の着液点を回避して第２処理液の厚膜部分が基板の表面に形成される。そして、第２処理液の厚い液膜に液滴噴流が干渉することにより生じる液跳ねを抑制して、液滴が基板の周囲に飛散することを抑制又は防止することができる。

本発明の一実施形態では、前記ノズルアームは、前記第１処理液の液滴噴流の着液点が、前記基板の一方端縁部から前記基板の中心を通り前記基板の他方端縁部まで前記基板の表面上をスキャンし得るように、かつ、前記第２処理液の連続流の着液点が、前記基板の中心から前記回動軸線側へ一定寸法ずれた位置を通って、前記基板の一方端縁部から前記基板の他方端縁部まで前記基板の表面上をスキャンし得るように、前記第１ノズル及び前記第２ノズルを一体的に旋回移動させる。

この構成では、第１ノズルから吐出される液滴噴流の着液点は、基板の回転中心上を通る円弧を描くように移動されて基板の表面上をスキャンする。その一方で、第２ノズルから吐出される第２処理液の連続流の着液点は、基板の回転中心上を避けて、液滴噴流の着液点が描く円弧よりも半径の短い円弧を描くように移動され、基板の表面上をスキャンする。

よって、第１ノズルから噴射される液滴噴流の着液点の軌跡と、第２ノズルから吐出される第２処理液の着液点の軌跡とが重なることはない。さらに、第２ノズルの吐出方向は、回動軸線に向かうように基板の表面に対して所定の傾斜角度で傾斜しているから、第２処理液は、着液点から回動軸線に向かう方向へと基板上を流れ、液滴噴流の着液点から遠ざかる。そのため、第２処理液の液膜と液滴噴流との干渉が、より効果的に抑制又は阻止され、液膜の干渉により生じる液跳ねを抑制して、液滴が基板の周囲に飛散することを抑制又は防止することができる。

本発明の一実施形態では、前記第１ノズルが噴射する前記第１処理液と、前記第２ノズルが吐出する前記第２処理液とは、同一種の処理液である。

この構成では、同一種の処理液を、第１ノズルからは液滴の噴流として基板の表面に噴射し、かつ、第２ノズルからは連続流として吐出することにより、処理液を異なる態様で基板の表面に供給し、しかも第１ノズル及び第２ノズルからの処理液の供給が同時に行われる。これにより、一種類の処理液により基板の表面に効率良く効果的な処理を施すことができる。

本発明の一実施形態では、前記第１ノズルは、前記第１処理液と不活性ガスとを混合して放出することにより、前記第１処理液をスプレー状に噴射するスプレーノズル（いわゆる二流体ノズル）を含む。

この構成では、第１ノズルを物理洗浄能力の高いスプレーノズルとすることができる。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置の処理ユニットの概略構成の一例を側面視で示す模式図である。 図２は、一実施形態に係る基板処理装置の処理ユニットの概略構成の一例を平面視で示す模式図である。 図３は、一実施形態に係る基板処理装置の処理ユニットに用いられる第２ノズルの構成例を示す図である。 図４は、基板の表面に第２ノズルから吐出される処理液の液膜の厚い部分の流れを図解的に描いた図である。 図５は、一実施形態に係る基板処理装置の処理ユニットにおいて、第１ノズルと第２ノズルとの間隔、第２ノズルの径、及び、第２ノズルの着液点のオフセット量を変化させた場合に、チャンバーの天井に付着した液滴（パーティクル）の個数を表形式で示す図である。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置の処理ユニット１０の概略構成の一例を側面視で示す模式図である。図２は、その処理ユニット１０の概略構成の一例を平面視で示す模式図である。

一実施形態に係る基板処理装置には、図１及び図２に示す処理ユニット１０が複数台備えられており、各処理ユニット１０において、個別に、基板Ｗの処理が行われる。詳しい図示は省略するが、基板処理装置は、典型的には、複数の処理ユニット１０に加えて、基板を収容するキャリヤを保持するキャリヤ保持部、及びキャリヤ保持部に保持されたキャリヤと処理ユニット１０との間で基板を搬送する基板搬送機構を含む。基板搬送機構は、１台又は複数台の基板搬送ロボットを含む。基板搬送ロボットは、基板を保持するハンドと、ハンドを水平方向及び垂直方向に移動し、かつ水平方向に旋回させるハンド駆動機構とを含む。

処理ユニット１０は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型のユニットである。基板Ｗは、この例では、半導体ウエハのような円形の基板である。処理ユニット１０は、１枚の基板Ｗを処理姿勢である水平姿勢に保持しながら鉛直方向に延びる回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを水平面内で回転させるスピンチャック１１を備えている。スピンチャック１１は、基板保持部及び基板回転部として機能する。スピンチャック１１は、回転支軸１２と、回転支軸１２の上端に連結固定されたスピンベース１３とを含む。スピンベース１３は水平に配置された円盤状に構成されている。スピンベース１３の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１４が立設されている。チャックピン１４は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１３の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。

各チャックピン１４は、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部１４１と、基板支持部１４１に支持された基板Ｗの周縁部をその側方から基板Ｗの中心側へ押圧して基板Ｗを保持する周縁保持部１４２とを備えている。各チャックピン１４は、周縁保持部１４２が基板Ｗの周縁部を押圧する押圧状態と、周縁保持部１４２が基板の周縁部から離れる解放状態とに切り替え可能に構成されている。

基板搬送ロボットのハンドによってスピンベース１３に対して基板Ｗが受渡しされる際には、処理ユニット１０は、複数個のチャックピン１４を解放状態とし、基板Ｗに対して処理液による処理を行う際には、複数個のチャックピン１４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１４は、基板Ｗの周縁部を把持して基板Ｗをスピンベース１３から上方へ所定間隔を隔てて水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗは、その表面を上方に向け裏面を下方に向けた状態で、表面及び裏面の中心を回転軸線Ａ１が通るように支持される。

処理ユニット１０は、基板Ｗを保持したスピンチャック１１をチャック回転機構１５により回転駆動することで、基板Ｗを所定の回転速度（一例として、５００ｒｐｍ～２０００ｒｐｍ）で回転させる。スピンチャック１１の周囲には、基板Ｗから飛散する液体を受け止めるガード１６が設けられている。ガード１６は、スピンチャック１１の周囲を囲う円筒部１６１と、円筒部１６１の上端から斜めに内方へ延び、上面が開放された庇部１６２とを含む。

処理ユニット１０は、回動支持ベース１７及び保持ベース１８を備えている。回動支持ベース１７は、平面視において、ガード１６の外側に立設されている。回動支持ベース１７は、例えば円柱形状であってもよく、その上端に保持ベース１８が連結されている。保持ベース１８は、一例として、キューブ形状をし、回動支持ベース１７の中心を通って鉛直に延びる回動軸線Ａ２まわりに、回動支持ベース１７の上で所定角度の範囲内で回動し得る。回動軸線Ａ２は、スピンチャック１１に保持された基板Ｗの外周縁よりも外側に位置している。すなわち、スピンチャック１１の回転軸線Ａ１と回動軸線Ａ２との間の距離は、基板Ｗの回転半径よりも大きい。回転半径とは、ここでは、基板Ｗが回転軸線Ａ１まわりに回転するときに基板Ｗの外周縁が描く円の半径をいい、基板Ｗが円形のときには、その半径に実質的に等しい。

保持ベース１８は、一側面１９から水平方向に延び出る第１ノズルアーム２１及び第２ノズルアーム２２の根元部を保持している。

第１ノズルアーム２１は、その根元部２１１が保持ベース１８内に固定されている。第１ノズルアーム２１は、保持ベース１８の一側面１９から水平方向に延び出し、基板Ｗの回転軸線Ａ１へと向けられたときに、その先端部２１２が回転軸線Ａ１に達する長さを有する。第１ノズルアーム２１は、処理液を流通させるための処理液流路を内部に有している。この処理液流路は、根元部２１１から先端部２１２へと処理液を導く処理液配管を構成している（第１ノズルアーム２１自体が処理液配管を構成しているとも言える）。第１ノズルアーム２１の先端部２１２には、基板Ｗの表面に鉛直方向に上から下へ処理液を吐出する第１ノズル２３が連結されている。すなわち、第１ノズルアーム２１の処理液配管に第１ノズル２３内の処理液流路が連通している。第１ノズル２３は、第１ノズルアーム２１の先端部２１２と連通するように、第１ノズルアーム２１と一体的に形成されていてもよい。第１ノズル２３は、第１ノズルアーム２１に含まれる処理液配管を通して供給される処理液に、不活性ガス等の気体（ガス）を混合する混合部２５を有している。第１ノズル２３から鉛直下方に吐出される処理液は、処理液の液滴の噴流（ミストスプレー）を形成し、ガスが混合されてミスト状になった処理液が第１ノズル２３からスプレー状に噴射される。すなわち、第１ノズル２３は、スプレーノズル（いわゆる二流体ノズル）である。第１ノズル２３は、処理液とガスとの混合をノズルハウジング内で（すなわち吐出前に）生じさせる内部混合型であってもよく、処理液とガスとの混合をノズルハウジング外（より具体的には吐出口の近傍）で生じさせる外部混合型であってもよい。

第２ノズルアーム２２は、その根元部２２１が保持ベース１８内に固定されている。第２ノズルアーム２２は、処理液を流通させるための処理液流路を内部に有している。この処理液流路は、根元部２２１から先端部２２２へと処理液を導く処理液配管を構成している（第２ノズルアーム２２自体が処理液配管を構成しているとも言える）。第２ノズルアーム２２は、保持ベース１８の一側面１９から水平に延び出している。第２ノズルアーム２２の先端部２２２には、基板Ｗの表面に対して所定の傾斜角度で斜めに、かつ、第２ノズルアーム２２の根元部２２１に戻る方向に折り返された第２ノズル２４が備えられている。第２ノズル２４内に形成された処理液流路は、第２ノズルアーム２２の処理液配管に連通している。第２ノズル２４は、第２ノズルアーム２２の先端部２２２と流路が連通するように、第２ノズルアーム２２と一体的に形成されていてもよい。第２ノズル２４は、処理液の連続流を吐出するノズルである。

処理ユニット１０には、処理液供給源２６及びガス供給源２７が設けられている。処理液供給源２６は、例えば基板処理装置内又は基板処理装置外において処理液を貯留する処理液タンクを含む。本実施形態では、処理液としてＤＩＷ（DE-IONIZED WATER：純水）を用いて基板Ｗの表面を洗浄処理する場合を例にとって説明する。

処理液供給源２６には、第１配管２８の一端が接続され、第１配管２８の他端は第１ノズルアーム２１の根元部２１１に接続され、第１ノズルアーム２１の処理液配管に連通している。第１配管２８の途中部には、第１バルブ３０及び第１流量調整バルブ３７が介装されている。第１バルブ３０は、オン／オフバルブであり、処理液供給源２６から第１配管２８を経由して第１ノズルアーム２１から第１ノズル２３に供給する処理液の供給／停止を切り替える。そして、第１流量調整バルブ３７の開度を調整することにより、供給される処理液の流量を調整することができる。第１ノズル２３に供給する処理液の流量は、例えば、０．１リットル／分程度である。

処理液の供給方向に見て、第１配管２８における第１バルブ３０が介装された位置よりも上流側には、分枝が形成され、第２配管２９の一端が接続されている。第２配管２９の他端は第２ノズルアーム２２の根元部２２１に接続され、第２ノズルアーム２２の処理液配管に連通している。第２配管２９の途中部には、第２バルブ３１及び第２流量調整バルブ３８が介装されている。第２バルブ３１は、オン／オフバルブであり、処理液供給源２６から第２配管２９を経由して第２ノズルアーム２２から第２ノズル２４に供給する処理液の供給／停止を切り替える。そして、第２流量調整バルブ３８の開度を調整することにより、供給される処理液の流量を調整することができる。第２ノズル２４に供給する処理液の流量は、例えば、０．５リットル／分程度である。

なお、本実施形態は、第１ノズル２３から噴射する第１処理液と、第２ノズル２４から吐出する第２処理液とは、同一種の処理液としてＤＩＷを用いる例であるので、共通の処理液供給源２６から第１ノズル２３及び第２ノズル２４に処理液が供給されている。しかし、第１ノズル２３から噴射する第１処理液と、第２ノズル２４から吐出する第２処理液とに、異なる種類の処理液を用いる場合には、処理液の種類毎の処理液供給源を設け、各処理液供給源から別々の配管によってそれぞれの処理液が第１ノズル及び第２ノズルに供給される構成とすればよい。

ガス供給源２７は、例えば基板処理装置が備えられる工場に設けられた処理ガス供給設備である。本実施形態では、ガスとして、不活性ガスの一例である窒素ガス（Ｎ_２）を用いる場合を例にとって説明する。

ガス供給源２７には、第３配管３２の一端が接続され、第３配管３２の他端は第１ノズル２３の混合部２５に接続されている。第３配管３２の途中部には、第３バルブ３３及び第３流量調整バルブ３９が介装されている。第３バルブ３３は、オン／オフバルブであり、ガス供給源２７から第３配管を経由して第１ノズル２３の混合部２５に供給する窒素ガスの供給／停止を切り替える。第３流量調整バルブ３９の開度を調整することにより、供給される窒素ガスの流量を調整することができる。第１ノズルの混合部２５に供給される窒素ガスの流量は、例えば、３５リットル／分程度である。

保持ベース１８の一側面１９から水平方向に延び出た第１ノズルアーム２１及び第２ノズルアーム２２は、図２に示すように、平面視において所定の間隔Ｄ（一例としてＤ＝３０ｍｍ～５０ｍｍ）を空けて平行に設けられる。そして、先に説明したように、第１ノズルアーム２１の先端部２１２には第１ノズル２３が備えられ、第２ノズルアーム２２の先端部２２２には第２ノズル２４が備えられている。第１ノズル２３のノズル口２３１（図１参照）と基板Ｗの表面との鉛直方向の間隔は、例えば５～１０ｍｍに設定される。第２ノズル２４のノズル口２４１（図１及び図３参照）と基板Ｗの表面との鉛直方向の間隔も、例えば５～１０ｍｍに設定される。

なお、図１では、保持ベース１８の一側面１９から水平方向に延び出た第１ノズルアーム２１及び第２ノズルアーム２２の鉛直方向の高さ位置が、第１ノズルアーム２１が相対的に高く、第２ノズルアーム２２が相対的に低く示されているが、両ノズルアーム２１及び２２の鉛直方向の高さ位置は、等しくされていてもよいし、第１ノズルアーム２１が相対的に低く、第２ノズルアーム２２が相対的に高くされていてもよい。

図２を参照して、保持ベース１８は、回動軸線Ａ２を中心に、水平方向に所定の角度範囲内、例えば９０°程度の範囲内で回動する。保持ベース１８の回動動作は、ノズルアーム回動制御部３５により制御される。ノズルアーム回動制御部３５は、例えば、回動支持ベース１７に備えられた回動駆動機構を駆動することにより、保持ベース１８の回動動作を制御する。回動駆動機構は、保持ベース１８に結合された回動軸、及びその回動軸を回転させるための駆動力を発生する回動アクチュエータ（電動モータ等）を含んでいてもよい。

保持ベース１８が回動軸線Ａ２を中心に水平方向に回動すると、保持ベース１８の一側面１９から水平に延び出た第１ノズルアーム２１及び第２ノズルアーム２２も水平方向に回動する。そして、第１ノズルアーム２１の先端部２１２に備えられた第１ノズル２３は、１点鎖線で示す軌跡Ｌ１に沿って旋回移動し、基板Ｗの表面の上方で基板Ｗの表面に沿って移動する。第２ノズルアーム２２の先端部２２２に備えられた第２ノズル２４は、２点鎖線で示す軌跡Ｌ２に沿って旋回移動し、基板Ｗの表面の上方で基板Ｗの表面に沿って移動する。

軌跡Ｌ１は、より詳細には、第１ノズル２３が噴射する液滴噴流が基板Ｗの表面（上面）に到達する着液点の軌跡である。着液点とは、第１ノズル２３の液滴噴流の吐出プロファイルの中心線（主吐出軸線）が基板Ｗの表面と交差する位置をいう。第１ノズル２３は、鉛直方向に沿って液滴噴流を吐出するので、平面視において、第１ノズル２３の移動軌跡は、液滴噴流の着液点の軌跡に重なる。そこで、説明の便宜上、この明細書では、第１ノズル２３の平面視における位置は、第１ノズル２３から吐出される液滴噴流の着液点を意味する場合がある。軌跡Ｌ１は、回動軸線Ａ２を中心とする円弧であり、その半径は、第１ノズルアーム２１の旋回中心である回動軸線Ａ２からスピンチャック１１の回転軸線Ａ１までの距離に等しい。

同様に、軌跡Ｌ２は、より詳細には、第２ノズル２４が吐出する処理液の連続流が基板Ｗの表面（上面）に到達する着液点の軌跡である。着液点とは、第２ノズル２４が吐出する処理液連続流の中心線（主吐出軸線）が基板Ｗの表面と交差する位置をいう。第２ノズル２４は、鉛直方向に対して傾斜しており、したがって、その吐出方向が鉛直方向に対して傾斜しているので、平面視において、第２ノズル２４の吐出口の位置と着液点とは一致しない。ただし、説明の便宜上、この明細書では、第２ノズル２４の平面視における位置は、第２ノズル２４から吐出される処理液連続流の着液点を意味する場合がある。軌跡Ｌ２は、回動軸線Ａ２を中心とする円弧であり、その半径は、第２ノズルアーム２２の旋回中心である回動軸線Ａ２からスピンチャックの回転軸線Ａ１までの距離よりも短い。すなわち、軌跡Ｌ２は、軌跡Ｌ１よりも半径の小さな円弧である。

第１ノズル２３の旋回は、平面視において、第１ノズル２３（詳細にはそのノズル口２３１、より詳細には液滴噴流の着液点）が基板Ｗの一方端縁部Ｅ１から基板Ｗの中心の上、すなわち回転軸線Ａ１を通り、基板Ｗの他方端縁部Ｅ２まで基板Ｗの表面上を軌跡Ｌ１に沿ってスキャンし得るように設定されている。

第２ノズル２４の旋回は、第２ノズル２４（詳細にはそのノズル口２４１、より正確には処理液連続流の着液点）が基板Ｗの一方端縁部Ｅ３から基板Ｗの他方端縁部Ｅ４まで基板Ｗの表面上を軌跡Ｌ２に沿ってスキャンし得るように設定されている。この場合のスキャン経路、すなわち軌跡Ｌ２は、基板Ｗの中心の直上（回転軸線Ａ１）から回動軸線Ａ２側へ一定寸法Ｓ（一例として、Ｓ＝２ｍｍ～１０ｍｍ）ずれた位置を通る。

本実施形態では、保持ベース１８の一側面１９から水平方向に延び出た第１ノズルアーム２１及び第２ノズルアーム２２の各先端部に設けられた第１ノズル２３及び第２ノズル２４が基板Ｗの表面上をスキャンする範囲は、いわゆるフルスキャンと称される基板Ｗの一方端縁部Ｅ１，Ｅ３から他方端縁部Ｅ２，Ｅ４までの基板Ｗの全範囲に設定されている。第１ノズル２３及び第２ノズル２４が基板Ｗの表面上をスキャンする方向は、図２において、保持ベース１８を時計回りに回動させる右旋回のフルスキャンでもよいし、保持ベース１８を反時計回りに回動させる左旋回のフルスキャンでもよい。むろん、基板Ｗの中心（回転軸線Ａ１）から基板Ｗの端縁部までをスキャン範囲とするハーフスキャンが実行されてもよい。第１ノズル２３による液滴噴流の吐出及び第２ノズル２４による連続流の吐出は、スキャン範囲の一端である始点において開始され、その他端である終点において停止される。スキャンを繰り返すときには、第１ノズル２３及び第２ノズル２４は、吐出を停止した状態でスキャン範囲の終点から始点まで旋回移動され、次回のスキャンが実行される。

図３は、処理ユニット１０に用いられる第２ノズル２４の具体的な構成例を示す図である。第２ノズル２４は、第２ノズルアーム２２の先端部２２２に連通して流路接続するように、第２ノズルアーム２２と一体的に構成されている。第２ノズル２４は、水平方向に延びる第２ノズルアーム２２の先端部２２２に上側が取り付けられ、下方へ向って円弧状に湾曲した湾曲部２４２と、湾曲部２４２の下側から水平方向に対して（すなわち、基板Ｗの表面に対して）４５°の傾斜角度を有し、第２ノズルアーム２２の根元部２２１の方向へ延びる傾斜部２４３とを含んでいる。この形状に従って、第２ノズル２４の内部にノズル流路（処理液流路）が形成されている。そして、傾斜部２４３の下端に、ノズル流路に連なるノズル口２４１が形成されている。ノズル口２４１は、一例として、内径３ｍｍ、外径４ｍｍとされている。

なお、この例では、第２ノズル２４の傾斜部２４３は、水平方向に対して４５°の傾斜角度を有する構成を示したが、傾斜部２４３の水平方向に対する傾斜角度は、３０°～５０°の範囲内であってもよい。傾斜部２４３の水平方向に対する傾斜角度が小さくなる程、ノズル口２４１から吐出される処理液は、回動軸線Ａ２に向かう方向へ流れようとする流速成分が増加する。このため、第２ノズル２４から吐出される処理液を、着液点から離れる方向へ流れ易くできる。

また、ノズル口２４１は、基板Ｗの表面との鉛直方向の間隔Ｈが、例えばＨ＝５～１０ｍｍに設定されている。さらに、ノズル口２４１から斜めに吐出される処理液の着液点Ｔは、基板Ｗの中心である回転軸線Ａ１に最も接近したときに、回転軸線Ａ１から第２ノズルアーム２２の根元部２２１に向かう方向（保持ベース１８の回動軸線Ａ２に向かう方向）に、一定寸法Ｓ（一例として、Ｓ＝５ｍｍ）離れるように設定されている。

第２ノズル２４を、上述の構成とすることにより、以下に図４を参照して説明する作用効果を奏する。

図４は、本実施例の第２ノズル２４が吐出する処理液が、基板Ｗの表面上で流れ広がる様子を図解的に描いた図である。

図４（Ａ）～（Ｄ）に示す図解図は、基板Ｗを５００ｒｐｍで反時計回りに回転させ、基板Ｗの一方端縁部Ｅ３から基板Ｗの他方端縁部Ｅ４まで基板Ｗの表面上をスキャンしたときの第２ノズル２４が吐出する処理液の基板Ｗ上での流れを示している。前述のとおり、第２ノズル２４のスキャン経路は、基板Ｗの中心の上（すなわち回転軸線Ａ１）を回動軸線Ａ２側へ一定寸法Ｓ（Ｓ＝５ｍｍ）ずれた位置を通る。図４（Ａ）～（Ｄ）において、薄墨で示す領域は、第２ノズル２４が吐出する処理液の液膜の厚い部分を表わしている。

基板Ｗが回転している状態で第２ノズル２４から処理液が吐出されることにより、基板Ｗの表面の全域を覆う処理液の液膜（保護膜）が形成され、基板表面の全域が濡れた状態で、第１ノズル２３の液滴噴流による処理が行われる。基板Ｗの表面における処理液の液膜の厚さは一様ではなく、第２ノズル２４から吐出される処理液連続流の着液点を起点とする厚膜部分が形成される。この厚膜部分が図４（Ａ）～（Ｄ）に薄墨で示されている。厚膜部分の形状は、主として、処理液連続流の着液点、処理液連続流の基板表面への入射方向（第２ノズル２４の吐出方向）、並びに基板Ｗの回転方向及び回転速度の影響を受ける。

図４（Ａ）に示すように、基板Ｗの一方端縁部Ｅ３の近傍では、第２ノズル２４が吐出する処理液（第２処理液）の連続流は、第２ノズル２４の斜め方向の吐出力、基板Ｗの表面との間の摩擦力、基板Ｗ上で処理液に働く遠心力等によって、基板Ｗの表面を、着液点から右方向に向かって図中下方に湾曲した液膜分布を生じる。

図４（Ｂ）に示すように、第２ノズル２４が基板Ｗの中心（回転軸線Ａ１）へ近づくまでは、第２ノズル２４が吐出する処理液の液膜の厚い部分は、第２ノズル２４を追いかけるように旋回移動する第１ノズル２３から離れる方向に分布する。

図４（Ｃ）に示すように、第２ノズル２４が基板Ｗの中心（回転軸線Ａ１）への最接近位置を通過した後は、第２ノズル２４が吐出する処理液の液膜の厚い部分は、左回転の螺旋を描くように基板Ｗの表面を広がるが、この場合も、第１ノズル２３の直下（すなわち、液滴噴流の着液点）を液膜の厚い部分が流れることはない。

図４（Ｄ）に示すように、第２ノズル２４が基板Ｗの他方端縁部Ｅ４に近づくと、第２ノズル２４が吐出する処理液は、第２ノズル２４の斜め方向の吐出力及びこの吐出力と反対方向に外側へ向かって働く力（摩擦力及び遠心力）とが合わさり、液膜の厚い部分は第１ノズル２３の直下をさけて流れる。

以上の結果、第１ノズル２３及び第２ノズル２４がどのスキャン位置にあっても、第１ノズル２３の直下に第２ノズル２４が吐出する処理液の液膜の厚い部分が分布しない、又は分布し難い、処理液の流れを基板Ｗ上に作ることができる。

図５は、一実施形態に係る処理ユニットにおいて、第１ノズルと第２ノズルとの間隔、第２ノズルの径（ノズル口２４１の直径）、及び、第２ノズルの着液点のオフセット量（一定寸法Ｓ）を変化させた場合に、処理ユニットのチャンバーの天井に付着した液滴（パーティクル）の個数を表形式で示す図である。

図５によれば、第２ノズルを、スタンダードな垂直ノズル（比較例）から、回動軸線Ａ２側への傾斜角４５°の傾斜ノズル（実施例）に変更することにより、液跳ねが低減することが検証できた。スタンダードな垂直ノズルとは、水平姿勢の基板の表面に鉛直方向に沿って上から下へと処理液の連続流を供給するノズルである。

図５の検証結果から、第２ノズルを、回動軸線Ａ２側への傾斜角４５°の傾斜ノズルに変更しただけでは、液跳ねが完全に無くならないことも確認できる。そして、液跳ねをより少なくするためには、（１）第２ノズルの径（ノズル口）を細いもの（例えば内径３ｍｍ以下、外径４ｍｍ以下）とすること、（２）第１ノズルと第２ノズルとの間隔が狭くなるように（例えば３５ｍｍ以下となるように）第１ノズル及び第２ノズルを保持すること、及び（３）第２ノズルの着液点を基板の中心（回転軸線Ａ１）から回動軸線Ａ２に向かう方向へ所定距離オフセットすることが、効果的であることが確認できる。したがって、第２ノズルとして傾斜ノズルを用いるだけでは液跳ね防止の効果が不充分な場合には、上記の（１）、（２）及び（３）の一つ以上（好ましくは全部）の対策が併せて行われることが好ましい。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。

他の実施形態の一例は、ノズルアームを上記実施形態のように第１ノズルアーム２１及び第２ノズルアーム２２に分かれておらず、第１ノズル２３及び第２ノズル２４を保持する共用の１つのノズルアームとすることである。共用の１つのノズルアームとした場合、ノズルアーム内に第１ノズル２３に繋がる処理液配管及びガス配管を配置し、またノズルアーム内に第２ノズル２４に繋がる処理液配管を配置すればよい。そして、共用のノズルアームの先端部に、第１ノズル２３及び第２ノズル２４を、上記実施形態の設置条件を満たすように設けた構成とすればよい。

また、他の実施形態として、第１ノズル２３が噴射する第１処理液の液滴の噴流は、エッチング液、例えば過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）、フッ酸（ＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、混酸、塩酸（ＨＣＩ）、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液（ＴＭＡＨ液）、アンモニア水過酸化水素混合液（ＡＰＭ液）等の液滴の噴流であってもよい。すなわち、上記のエッチング液をミスト状にしてスプレー状に噴射するものでもよい。

この明細書において、「～」を用いて数値範囲を示した場合、特に限定されて言及されない限り、これらは両方の端点を含む。

その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。

１０ ：処理ユニット
１１ ：スピンチャック
１７ ：回動支持ベース
１８ ：保持ベース
１９ ：一側面
２１ ：第１ノズルアーム
２２ ：第２ノズルアーム
２３ ：第１ノズル
２４ ：第２ノズル
２５ ：混合部
２６ ：処理液供給源
２７ ：ガス供給源
３５ ：ノズルアーム回動制御部
２１１、２２１ ：根元部
２１２、２２２ ：先端部
２３１、２４１ ：ノズル口
２４２ ：湾曲部
２４３ ：傾斜部
Ｗ ：基板
Ａ１ ：基板の回転軸線
Ａ２ ：ノズルアームの回動軸線
Ｅ１、Ｅ３ ：一方端縁部
Ｅ２、Ｅ４ ：他方端縁部

Claims (5)

1. 基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板保持部によって水平に保持された前記基板を、前記基板の中心が回転の中心となるように、水平面内で回転させる基板回転部と、
   前記基板の表面に対して鉛直方向に上から下へ第１処理液の液滴の噴流を噴射する第１ノズルと、
   前記基板の表面に対して上から下へ斜めに第２処理液の連続流を吐出する第２ノズルと、
   平面視において所定の間隔を空けて離れるように前記第１ノズル及び前記第２ノズルを保持し、前記基板の外周縁よりも外側に位置するように回動軸線が設定され、当該回動軸線を中心に回動することにより前記基板の表面に沿って前記第１ノズル及び前記第２ノズルを旋回移動させるノズルアームと、
   を含み、
   前記第２ノズルは、下方に向かうに従って前記ノズルアームの前記回動軸線側へ向かって所定の傾斜角度で傾斜するように設定された吐出方向を有している、基板処理装置。
2. 前記第１ノズル及び前記第２ノズルの旋回移動によって、前記第１処理液の液滴噴流の前記基板の表面における着液点が前記基板の中心を通って移動し、前記第２処理液の連続流の前記基板の表面における着液点が前記基板の中心に対して前記回動軸線に向かう方向に一定寸法ずれた位置を通るように、前記第１ノズル及び前記第２ノズルが前記ノズルアームに保持されている、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記ノズルアームは、前記第１処理液の液滴噴流の着液点が、前記基板の一方端縁部から前記基板の中心を通り前記基板の他方端縁部まで前記基板の表面上をスキャンし得るように、かつ、前記第２処理液の連続流の着液点が、前記基板の中心から前記回動軸線側へ一定寸法ずれた位置を通って、前記基板の一方端縁部から前記基板の他方端縁部まで前記基板の表面上をスキャンし得るように、前記第１ノズル及び前記第２ノズルを一体的に旋回移動させる、請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記第１ノズルが噴射する前記第１処理液と、前記第２ノズルが吐出する前記第２処理液とは、同一種の処理液である、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記第１ノズルは、前記第１処理液と不活性ガスとを混合して放出することにより、前記第１処理液をスプレー状に噴射するスプレーノズルを含む、請求項１に記載の基板処理装置。

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