JP5308211B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの基板を処理するための基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置は、たとえば、隔壁で区画された処理室内に、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た基板の上面に処理液を供給する処理液ノズルとを備えている。

この基板処理装置による基板の処理では、たとえば、回転状態の基板の上面中央部に向けて処理液ノズルから処理液が吐出される。処理液ノズルから吐出された処理液は、基板の上面中央部に着液し、基板の回転による遠心力を受けて、基板の上面周縁部に向かって瞬時に広がっていく。これにより、基板の上面全域に処理液が供給され、基板の上面に処理液による処理が行われる。処理液による処理が行われた後は、スピンチャックによって基板を高速回転させて当該基板を乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。

特開２００６−３５１８０５号公報

前記のような構成で処理液による処理や乾燥処理が行われる場合、パーティクルなどの異物が基板の上面に向かってくることがある。したがって、基板の上面に異物が付着して当該基板が汚染されるおそれがある。また、処理室内に漂う処理液の飛沫やミストが基板の上面に付着して当該基板が汚染されるおそれがある。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、基板の汚染を抑制または防止することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）を保持する基板保持手段（８）と、前記基板保持手段に保持された基板の中央部近傍に配置された、基板よりも小さい柱状の気体吐出ノズル（１１）と、前記気体吐出ノズルに気体を供給する気体供給手段（２３、２５）とを含み、前記気体吐出ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板に直交する方向に延びる筒状の外周面と、前記外周面で開口する環状の第１気体吐出口（４３）と、前記外周面で開口しており前記第１気体吐出口よりも前記基板保持手段側に配置された環状の第２気体吐出口（６６）とを含み、気体が基板の一方の主面に沿って基板の周縁部まで外方に広がるように前記第１および第２気体吐出口のそれぞれから気体を放射状に吐出する、基板処理装置（１）である。なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すものとする。

この発明によれば、環状の第１気体吐出口と、第１気体吐出口よりも基板保持手段側に配置された環状の第２気体吐出口とが気体吐出ノズルに設けられており、気体吐出ノズルが基板保持手段に保持された基板の中央近傍に配置されている。したがって、気体供給手段から気体吐出ノズルに気体を供給して、第２気体吐出口から気体を吐出させることにより、第２気体吐出口から基板の一方の主面に沿って放射状に広がる気流を形成することができる。そのため、第２気体吐出口から気体を吐出させることにより、基板の一方の主面に到達するパーティクルなどの異物、処理液の飛沫やミストから基板を保護して、基板が汚染されることを抑制または防止することができる。

同様に、第１気体吐出口から気体を吐出させることにより、第１気体吐出口から基板の一方の主面に沿って放射状に広がる気流を形成することができる。したがって、第１および第２気体吐出口の両方の気体吐出口から気体を吐出させることにより、層状に重なり合う２つの気流を形成して、この２つの気流によって基板の一方の主面を覆うことができる。これにより、２つの気流によって基板の一方の主面をより確実に保護することができる。そのため、基板に対する異物や処理液のミストの付着を一層低減して、基板の清浄度を向上させることができる。しかも、気体吐出ノズルは、基板よりも小さ柱状であるので、基板処理装置の大型化を抑制しつつ、基板の汚染を抑制または防止することができる。

請求項２記載の発明は、前記気体吐出ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板の一方の主面に対向し、前記第１および第２気体吐出口よりも前記基板保持手段側に配置された対向面（１１ａ）と、前記対向面に設けられた第３気体吐出口（６５）とをさらに含むものである、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、第３気体吐出口から気体を吐出させることにより、基板の一方の主面と対向面との間に気体を供給することができる。また、基板の一方の主面と対向面との間に供給された気体は、外方に向かって流れて、基板の一方の主面と対向面との間から放射状に吐出される。したがって、第３気体吐出口から気体を吐出させることにより、第３気体吐出口を中心として放射状に広がる気流を形成して、この気流によって基板の一方の主面を覆うことができる。また、３つの気体吐出口（第１、第２、および第３気体吐出口）から気体を吐出させることにより、層状に重なり合う３つの気流を形成して、この３つの気流によって基板の一方の主面を覆うことができる。これにより、基板の一方の主面を一層確実に保護して、基板の清浄度を一層向上させることができる。

請求項３記載の発明のように、前記気体吐出ノズルおよび気体供給手段は、前記第２気体吐出口から吐出される気体の流速と、前記第３気体吐出口から吐出される気体の流速とがほぼ一致するように設計されていてもよい。
この発明によれば、第２気体吐出口から吐出される気体の流速と、第３気体吐出口から吐出される気体の流速とを一致させることにより、基板の中央部近傍から基板の一方の主面に沿って放射状に広がる気流が基板の周縁部に到達するまで、３つの気流が層状に重なり合った状態を維持することができ、基板の一方の主面の全域を確実に３つの気流によって覆うことができる。したがって、パーティクルなどの異物、処理液の飛沫やミストが基板の周縁部に付着することを防止することができる。

請求項４記載の発明のように、前記気体吐出ノズルは、前記気体供給手段から供給された気体を前記第３気体吐出口に案内する流路をさらに含み、前記流路の上流端の流路断面積は、前記流路の下流端の流路断面積よりも小さくてもよい。
また、請求項５記載の発明のように、前記気体吐出ノズルは、前記流路を気体の流通方向における上流側と下流側とに仕切っており、気体の流通方向に延びる複数の貫通孔が形成された仕切部をさらに含んでいてもよい。
また、請求項６記載の発明のように、前記気体吐出ノズルは、前記流路内で前記第３気体吐出口に向けて処理液を吐出する処理液ノズルをさらに含んでいてもよい。
また、請求項７記載の発明のように、前記第１および第２気体吐出口は、互いに等しい直径を有していてもよい。
また、請求項８記載の発明のように、前記気体吐出ノズルは、前記第１気体吐出口から吐出される気体の流速が、前記第２気体吐出口から吐出される気体の流速よりも遅くなるように設計されていてもよい。
また、請求項９記載の発明のように、前記基板保持手段は、基板を水平に保持するものであり、前記気体吐出ノズルは、前記第１および第２気体吐出口から水平に気体が吐出されるように設計されていてもよい。

後述するように、このような気体吐出ノズルおよび気体供給手段や、基板保持手段および気体吐出ノズルを用いることにより、基板の清浄度を一層向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。 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概略構成を示す模式図である。 気体吐出ノズルの図解的な縦断面図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う気体吐出ノズルの図解的な断面図である。 気体吐出ノズルを基板の上面中央部に近接させた状態で３つの気体吐出口から気体を吐出させたときの吐出状態を説明するための気体吐出ノズルおよび基板の図解的な側面図である。 基板処理装置による基板の処理の一例を説明するための工程図である。 基板に付着しているパーティクル数を示すグラフである。 基板に付着しているパーティクル数を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る処理液ノズルの図解的な外観図である。

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のレイアウトを示す図解的な平面図である。
この基板処理装置１は、半導体ウエハ等の基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、インデクサブロック２と、インデクサブロック２に結合された処理ブロック３とを備えている。

インデクサブロック２は、キャリア保持部４と、インデクサロボットＩＲと、インデクサロボット移動機構５（以下では、「ＩＲ移動機構５」という。）とを備えている。キャリア保持部４には、複数枚の基板Ｗを収容できるキャリアＣが保持される。キャリアＣは、所定の配列方向Ｕ（以下「キャリア配列方向Ｕ」という。）に沿って配列された状態で、キャリア保持部４に保持される。また、ＩＲ移動機構５は、キャリア配列方向Ｕに沿ってインデクサロボットＩＲを水平に移動させることができる。

インデクサロボットＩＲは、第１上アームの先端に取り付けられた第１上ハンドＨ１と、第１下アームの先端に取り付けられた第１下ハンドＨ２とを備えている。第１上ハンドＨ１および第１下ハンドＨ２は、互いに干渉しないように、上下方向に高さをずらして配置されている。図１では、第１上ハンドＨ１および第１下ハンドＨ２が上下に重なり合っている状態が示されている。インデクサロボットＩＲは、各ハンドＨ１，Ｈ２によって基板Ｗを保持することができる。また、インデクサロボットＩＲは、キャリアＣに対向する位置で、当該キャリアＣに対して処理済の基板Ｗを搬入する搬入動作、および未処理の基板Ｗを当該キャリアＣから搬出する搬出動作を行うことができる。

一方、処理ブロック３は、基板Ｗを一枚ずつ処理する複数の処理ユニット６と、センターロボットＣＲとを備えている。本実施形態では、処理ユニット６がたとえば８つ設けられている。８つの処理ユニット６は、２つずつ上下に積層され、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置されている（図１では上段の４つの処理ユニット６が示されている。）。各処理ユニット６では、たとえば、洗浄、エッチング、剥離等の処理が１枚の基板Ｗに対して行われる。

また、センターロボットＣＲは、第２上アームの先端に取り付けられた第２上ハンドＨ３と、第２下アームの先端に取り付けられた第２下ハンドＨ４とを備えている。第２上ハンドＨ３および第２下ハンドＨ４は、互いに干渉しないように、上下方向に高さをずらして配置されている。図１では、第２上ハンドＨ３および第２下ハンドＨ４が上下に重なり合っている状態が示されている。センターロボットＣＲは、各ハンドＨ３，Ｈ４によって基板Ｗを保持することができる。また、センターロボットＣＲは、各処理ユニット６に対して未処理の基板Ｗを搬入する搬入動作、および処理済の基板Ｗを各処理ユニット６から搬出する搬出動作を行うことができる。さらに、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから未処理の基板Ｗを受け取ることができ、処理済の基板ＷをインデクサロボットＩＲに渡すことができる。

キャリアＣに収容された未処理の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって搬出される。そして、インデクサロボットＩＲからセンターロボットＣＲに未処理の基板Ｗが受け渡され、センターロボットＣＲによって、何れかの処理ユニット６に未処理の基板Ｗが搬入される。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから受け渡される基板Ｗを複数の処理ユニット６に順次搬入していく。

一方、処理ユニット６で処理された処理済の基板Ｗは、センターロボットＣＲによって処理ユニット６から搬出される。そして、センターロボットＣＲからインデクサロボットＩＲに処理済の基板Ｗが受け渡され、インデクサロボットＩＲによって、処理済の基板ＷがキャリアＣ内に搬入される。センターロボットＣＲは、複数の処理ユニット６から処理済の基板Ｗを順次搬出していく。このようにして、複数枚の基板Ｗが処理される。

図２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６の概略構成を示す模式図である。
各処理ユニット６は、図示しない隔壁で区画された処理室７内に、１枚の基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック８（基板保持手段）と、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面に処理液を供給するための薬液ノズル９およびリンス液ノズル１０と、基板Ｗ上で気体を吐出する気体吐出ノズル１１とを備えている。図示はしないが、処理ユニット６には、基板処理装置１が設置されるクリーンルーム内の清浄空気をさらに清浄化して処理室７内に取り込むためのＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）が取り付けられている。処理室７内には、このＦＦＵから供給される清浄空気による下降気流（ダウンフロー）が形成されている。

スピンチャック８は、鉛直な方向に延びる回転軸１２と、回転軸１２の上端に水平に取り付けられた円盤状のスピンベース１３と、このスピンベース１３上に配置された複数個の挟持部材１４と、回転軸１２に連結されたモータ１５とを備えている。複数個の挟持部材１４は、スピンベース１３の上面周縁部において基板Ｗの外周形状に対応する円周上で適当な間隔を空けて配置されている。スピンチャック８は、各挟持部材１４を基板Ｗの周端面に当接させることにより当該基板Ｗを挟持して、スピンベース１３の上方で水平な姿勢で基板Ｗを保持することができる。複数個の挟持部材１４によって基板Ｗが保持された状態で、モータ１５の駆動力が回転軸１２に入力されることにより、基板Ｗの中心を通る鉛直な軸線まわりに基板Ｗが回転する。モータ１５は、制御部１６により制御される。

なお、スピンチャック８としては、このような構成のものに限らず、たとえば、基板Ｗの下面（裏面）を真空吸着することにより基板Ｗを水平な姿勢で保持して、さらにその状態で鉛直な軸線まわりに回転することにより、その保持した基板Ｗを回転させることができる真空吸着式のもの（バキュームチャック）が採用されてもよい。
薬液ノズル９は、吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック８よりも上方に配置されている。薬液ノズル９には、薬液バルブ１７が介装された薬液供給管１８を介して図示しない薬液供給源からの薬液が供給される。薬液供給源から薬液ノズル９に供給された薬液は、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。薬液ノズル９に供給される薬液としては、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）、界面活性剤、腐食防止剤のうちの少なくとも１つを含む液を例示することができる。

また、リンス液ノズル１０は、吐出口が下方に向けられた状態で、スピンチャック８よりも上方に配置されている。リンス液ノズル１０には、リンス液バルブ１９が介装されたリンス液供給管２０を介して図示しないリンス液供給源からのリンス液が供給される。リンス液供給源からリンス液ノズル１０に供給されたリンス液は、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。リンス液ノズル１０に供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。

気体吐出ノズル１１は、スピンチャック８に保持される基板Ｗよりも小径の円柱状の部材である。気体吐出ノズル１１は、スピンチャック８の上方において鉛直な姿勢で支持アーム２１に支持されている。気体吐出ノズル１１には、第１気体バルブ２２が介装された第１気体供給管２３（気体供給手段）と、第２気体バルブ２４が介装された第２気体供給管２５（気体供給手段）とが接続されている。気体吐出ノズル１１には、第１気体供給管２３および第２気体供給管２５を介して図示しない気体供給源からの気体が供給される。後述するように、気体吐出ノズル１１は、スピンチャック８の上方において、水平な方向、および下方に向けて気体を吐出できるように構成されている。気体吐出ノズル１１に供給される気体としては、窒素ガスなどの不活性ガス、乾燥空気、清浄空気などを例示することができる。

また、支持アーム２１は、スピンチャック８の側方に設けられた鉛直な揺動軸線まわりに揺動可能に形成されている。支持アーム２１は、ノズル揺動機構２６によって所定の揺動軸線まわりに揺動される。ノズル揺動機構２６が支持アーム２１を揺動させることにより、気体吐出ノズル１１が水平移動する。これにより、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上方に気体吐出ノズル１１を配置したり、スピンチャック８の上方から気体吐出ノズル１１を退避させたりすることができる。支持アーム２１の揺動軸線は、気体吐出ノズル１１がスピンチャック８に保持された基板Ｗの中央部上方を通る所定の軌跡に沿って水平移動するように設定されている。

また、支持アーム２１には、支持アーム２１を鉛直方向に昇降させるノズル昇降機構２７が連結されている。ノズル昇降機構２７は、支持アーム２１を鉛直方向に昇降させることにより、気体吐出ノズル１１を鉛直方向に昇降させることができる。したがって、気体吐出ノズル１１がスピンチャック８に保持された基板Ｗの中央部上方に位置する状態で、ノズル昇降機構２７が支持アーム２１を昇降させることにより、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させたり、基板Ｗの上方に退避させたりすることができる。ノズル昇降機構２７は、気体吐出ノズル１１が基板Ｗの上面中央部に近接する近接位置（図５参照）と、近接位置よりも上方に位置する上方位置（図２に示す位置）との間で気体吐出ノズル１１を昇降させることができる。ノズル揺動機構２６およびノズル昇降機構２７は、それぞれ、制御部１６により制御される。

また、気体吐出ノズル１１には、処理液を吐出するための処理液ノズル２８が取り付けられている。処理液ノズル２８の一部は、気体吐出ノズル１１の内部に配置されている。処理液ノズル２８は、気体吐出ノズル１１の下面１１ａの中央部から下方に向けて処理液を吐出できるように構成されている。処理液ノズル２８には、処理液バルブ２９が介装された処理液供給管３０が接続されている。処理液ノズル２８には、この処理液供給管３０を介して図示しない処理液供給源からの処理液が供給される。

処理液ノズル２８に供給される処理液としては、たとえば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が用いられている。ＩＰＡは、純水よりも揮発性の高い有機溶剤の一例であり、純水を容易に溶け込ませることができる。また、純水よりも揮発性の高い有機溶剤の例としてＩＰＡ以外にも、たとえば、ＨＦＥ（ハイドロフロロエーテル）、メタノール、エタノール、アセトンおよびTrans-1,2ジクロロエチレンのうちの少なくとも１つを含む液を用いることができる。また、単体成分のみからなるものが用いられてもよいし、他の成分と混合されたものが用いられてもよく、たとえば、ＩＰＡと純水の混合液や、ＩＰＡとＨＦＥの混合液が用いられてもよい。

図３は、気体吐出ノズル１１の図解的な縦断面図であり、図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿う気体吐出ノズル１１の図解的な断面図である。以下では、図３および図４を参照して、気体吐出ノズル１１の構成について具体的に説明する。
気体吐出ノズル１１は、気体吐出ノズル１１の外側を構成する外構成部材３１と、気体吐出ノズル１１の内側を構成する内構成部材３２とを備えている。外構成部材３１は筒状であり、内構成部材３２は、外構成部材３１の内周に嵌合されている。外構成部材３１は、支持アーム２１によって支持されており、内構成部材３２は、外構成部材３１を介して支持アーム２１によって支持されている。

外構成部材３１は、ハウジング３３と、上プレート３４と、中間プレート３５とを備えている。ハウジング３３は、カップ状であり、開口を下に向けた鉛直な姿勢で配置されている。また、上プレート３４は、平面視円環状であり、ハウジング３３の下端に水平な姿勢で連結されている。また、中間プレート３５は、平面視円環状であり、上プレート３４との間に複数のシム３６を挟んで、水平な姿勢で上プレート３４に連結されている。ハウジング３３、上プレート３４、および中間プレート３５は、同軸的に連結されている。

ハウジング３３は、円筒状の周壁部３７と、周壁部３７の一端（図３では下端）から外方に延びる環状のフランジ部３８と、周壁部３７の他端（図３では上端）から内方に延びる内方延設部３９とを備えている。内方延設部３９の中央部には、雌ねじ孔３９ａが形成されている。また、周壁部３７の内周面は、直径が段階的に変化する階段状の円筒面に形成されている。周壁部３７の内径は、下方に向かうに従って段階的に大きくなっている。また、周壁部３７には、周壁部３７を径方向に貫通する継手連結孔４０が形成されている。継手連結孔４０には、第１継手４１を介して第１気体供給管２３が連結されている。第１気体供給管２３を流通する気体は、第１継手４１を介して周壁部３７の内側の空間に供給される。

また、上プレート３４は、周壁部３７と同軸になるように、水平な姿勢でフランジ部３８に連結されている。上プレート３４の内径は、周壁部３７の下端部の内径と同じ大きさに形成されている。上プレート３４の内周面は、全周にわたって周壁部３７の下端部の内周面に連なっている。上プレート３４の下面は、平坦であり、水平面に沿って配置されている。

また、中間プレート３５は、周壁部３７と同軸になるように、上プレート３４の下方において水平な姿勢で配置されている。中間プレート３５は、中間プレート３５およびシム３６をそれぞれ貫通する複数の皿ねじ４２によって上プレート３４に連結されている。中間プレート３５の内径は、上プレート３４の内径よりも大きく形成されており、中間プレート３５の外径は、上プレート３４の外径と同じ大きさに形成されている。中間プレート３５の上面および下面は、それぞれ、平坦であり、水平面に沿って配置されている。

また、複数のシム３６は、高さが揃えられており、中間プレート３５の周方向に等間隔を隔てて配置されている。中間プレート３５の上面は、鉛直方向に間隔を隔てて、上プレート３４の下面に平行に対向している。中間プレート３５の上面と上プレート３４の下面との間には、水平に広がる環状の空間が形成されている。また、中間プレート３５の外周面と上プレート３４の外周面との間には、気体吐出ノズル１１を取り囲む環状の上側気体吐出口４３（第１気体吐出口）が形成されている。

内構成部材３２は、円柱状部材４４と、筒状部材４５と、平板状部材４６とを備えている。円柱状部材４４は、鉛直な姿勢で外構成部材３１に連結されている。また、筒状部材４５は、鉛直な姿勢で円柱状部材４４の下端に連結されている。また、平板状部材４６は、水平な姿勢で筒状部材４５の下端に連結されている。円柱状部材４４、筒状部材４５、および平板状部材４６は、同軸的に連結されている。

円柱状部材４４は、それぞれ円柱状に形成されたねじ部４７、張り出し部４８、および突出部４９を備えている。ねじ部４７、張り出し部４８、および突出部４９は、同軸的に配置されている。張り出し部４８は、ねじ部４７の下方に配置されており、張り出し部４８の外周面は、ねじ部４７よりも外方に張り出している。また、突出部４９は、張り出し部４８の下面から下方に突出しており、突出部４９の外径は、張り出し部４８の外径よりも小さく形成されている。

ねじ部４７の外周面には、雌ねじ孔３９ａと対をなす雄ねじ５０が形成されている。ねじ部４７は、雌ねじ孔３９ａに対して下方から取り付けられている。ねじ部４７の上端部は、内方延設部３９よりも上方に突出しており、この突出した部分（ねじ部４７の上端部）の外周にロックナット５１が取り付けられている。これにより、内構成部材３２が外構成部材３１に強固に連結されている。

また、張り出し部４８の外周面には、張り出し部４８の周方向に延びる環状溝５２が形成されている。環状溝５２には、Ｏリング５３が保持されている。張り出し部４８は、周壁部３７の上端部の内側に位置しており、張り出し部４８の外径は、周壁部３７の上端部の内径よりもやや小さく形成されている。張り出し部４８と周壁部３７との間は、Ｏリング５３によって封止されている。

また、円柱状部材４４には、それぞれ円柱状部材４４を軸方向に貫通する中心貫通孔５４およびノズル保持孔５５が形成されている。中心貫通孔５４は、円柱状部材４４の中心軸線に沿って形成されており、中心貫通孔５４の上端部には、第２継手５６を介して第２気体供給管２５が連結されている。第２気体供給管２５を流通する気体は、第２継手５６を介して中心貫通孔５４内に供給される。また、中心貫通孔５４内に供給された気体は、円柱状部材４４の下面中央部に位置する中心貫通孔５４の下端から下方に吐出される。

また、ノズル保持孔５５の上端から下端部までの部分は、円柱状部材４４の軸方向に沿って形成されている。また、ノズル保持孔５５の下端部は、下方に向かうに従って円柱状部材４４の中心軸線に近づくように傾斜している。処理液ノズル２８は、ノズル保持孔５５に対して上方から差し込まれている。処理液ノズル２８の下端部は、ノズル保持孔５５の下端部に沿って下方に向かうに従って円柱状部材４４の中心軸線に近づくように傾斜している。処理液ノズル２８の下端は、円柱状部材４４よりも下方に位置している。

筒状部材４５は、鉛直な姿勢で円柱状部材４４の下端に連結されている。筒状部材４５の内周面は、直径が一定の円筒面に形成されている。筒状部材４５の内径は、中心貫通孔５４の内径よりも十分に大きくされている。また、筒状部材４５の外周面は、直径が段階的に変化する階段状の円筒面に形成されている。筒状部材４５の上端から下端部までの部分の外径（後述の円筒部５７の外径に相当）は、一定に形成されている。また、筒状部材４５の下端部の外径（後述の被連結部５９の外径に相当）は、一定であり、その上方部分の外径よりも大きく形成されている。

筒状部材４５は、円筒部５７と、円板状の仕切部５８と、円筒状の被連結部５９とを備えている。円筒部５７、被連結部５９、および仕切部５８は、同軸的に配置されている。円筒部５７の上端は、突出部４９の外周に嵌合している。また、仕切部５８は、円筒部５７の内側の空間において水平な姿勢で配置されている。円筒部５７の内側の空間は、仕切部５８によって鉛直方向に仕切られている。また、被連結部５９は、円筒部５７の下端に連結されており、被連結部５９の外径は、円筒部５７の外径よりも大きく形成されている。

また、仕切部５８には、複数の気体流通孔６０と、ノズル挿通孔６１とが形成されている。複数の気体流通孔６０は、仕切部５８の全域に形成されており、それぞれ、仕切部５８を厚み方向に貫通している。また、ノズル挿通孔６１は、仕切部５８の中央部付近に配置されている。処理液ノズル２８の下端は、ノズル挿通孔６１を上方から下方に挿通している。処理液ノズル２８の下端は、筒状部材４５の内側の空間における仕切部５８よりも下方の位置に配置されている。処理液ノズル２８に供給されたＩＰＡは、処理液ノズル２８の下端から下方に向けて吐出される。

図３に示すように、筒状部材４５は、外構成部材３１の内側の空間に配置されている。円筒部５７の外周面と外構成部材３１の内周面との間には、円筒状の空間が形成されている。この円筒状の空間は、継手連結孔４０に連通している。また、被連結部５９の外周面と外構成部材３１の内周面との間には、円筒状の空間が形成されている。この円筒状の空間は、円筒部５７と外構成部材３１との間の空間に連通している。また、被連結部５９の外周面と外構成部材３１の内周面との間の径方向への間隔は、円筒部５７の外周面と外構成部材３１の内周面との間の径方向への間隔よりも小さくなっている。

平板状部材４６は、平面視円環状に形成されている。平板状部材４６の内径は、円筒状部材４５の内径と同じ大きさに形成されている。平板状部材４６は、平板状部材４６を鉛直方向に貫通する複数の皿ねじ６２によって被連結部５９に同軸的に連結されている。平板状部材４６の内周面は、全周にわたって円筒状部材４５の内周面に連なっている。また、各皿ねじ６２は、下方から平板状部材４６に取り付けられている。各皿ねじ６２の下端（各皿ねじ６２の頭部）は、平板状部材４６の内部に収容されている。

平板状部材４６は、水平な姿勢で配置された平面視円環状の下プレート６３と、下プレート６３の上面内周部から上方に延設された円筒状の連結部６４とを備えている。下プレート６３は、中間プレート３５よりも下方に配置されており、連結部６４の一部は、外構成部材３１の内側の空間に配置されている。下プレート６３および連結部６４は、同軸的に連結されている。

下プレート６３の外径は、上プレート３４および中間プレート３５の外径と同じ大きさに形成されている。また、下プレート６３の上面および下面は、それぞれ、平坦であり、水平面に沿って配置されている。下プレート６３の下面は、気体吐出ノズル１１の下面１１ａ（対向面）に相当する。下プレート６３の下面中央部には、気体を吐出するための平面視円形の中心気体吐出口６５（第３気体吐出口）が形成されている。

また、下プレート６３の上面は、鉛直方向に間隔を隔てて、中間プレート３５の下面に平行に対向している。下プレート６３の上面と中間プレート３５の下面との間には、水平に広がる環状の空間が形成されている。また、下プレート６３の外周面と中間プレート３５の外周面との間には、気体吐出ノズル１１を取り囲む環状の下側気体吐出口６６（第２気体吐出口）が形成されている。

また、連結部６４の外周面は、直径が一定の円筒面に形成されている。連結部６４の外径は、被連結部５９の外径と同じ大きさに形成されている。連結部６４は、被連結部５９に同軸的に連結されている。連結部６４の外周面は、全周にわたって被連結部５９の外周面に連なっている。
また、連結部６４の外周面と外構成部材３１の内周面との間には、円筒状の空間が形成されている。この円筒状の空間は、筒状部材４５と外構成部材３１との間の筒状の空間に連通している。また、連結部６４と外構成部材３１との間の空間は、上プレート３４と中間プレート３５との間の環状の空間、および中間プレート３５と下プレート６３との間の環状の空間に連通している。これらの空間は、気体が流通する気体流通路６７を形成している。すなわち、第１気体供給管２３から気体吐出ノズル１１に供給された気体は、これらの空間を通って上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から吐出される。

より具体的には、第１気体供給管２３から気体吐出ノズル１１に供給された気体は、継手連結孔４０から周壁部３７の内側の空間に向けてほぼ水平に吐出される。そして、継手連結孔４０から吐出された気体は、円筒部５７の外周面に当たって円筒部５７と外構成部材３１との間の空間に拡散する。円筒部５７と外構成部材３１との間の空間に拡散した気体は、被連結部５９と外構成部材３１との間を通って下方に流れ、上プレート３４と中間プレート３５との間の環状の空間、および中間プレート３５と下プレート６３との間の環状の空間に供給される。そして、上プレート３４と中間プレート３５との間の環状の空間に供給された気体は、上側気体吐出口４３から水平方向に向けて放射状に吐出される。同様に、中間プレート３５と下プレート６３との間の環状の空間に供給された気体は、上側気体吐出口４３から水平方向に向けて放射状に吐出される。これにより、第１気体供給管２３から気体吐出ノズル１１に供給された気体が、気体流通路６７を通って、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から吐出される。

前述のように、被連結部５９と外構成部材３１との間における流路断面積が円筒部５７と外構成部材３１との間における流路断面積よりも小さくなっているので、円筒部５７の外周面に当たった気体は、円筒部５７と外構成部材３１との間の空間を、主として周方向に広がっていく。したがって、被連結部５９と外構成部材３１との間に空間には、全周にわたって均一に気体が供給される。また、継手連結孔４０から周壁部３７の内側の空間に向けて吐出された気体は、円筒部５７の外周面に当たって減速する。さらに、被連結部５９と外構成部材３１との間における流路断面積が十分に小さくなっているので、被連結部５９と外構成部材３１との間には、継手連結孔４０から吐出されたときよりも十分に減速された気体が通過する。したがって、上プレート３４と中間プレート３５との間、および中間プレート３５と下プレート６３との間には、全周にわたって均一な流量で均一な圧力の気体が供給される。これにより、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から全周にわたって均一な流量で均一な圧力の気体が吐出される。

一方、第２気体供給管２５から気体吐出ノズル１１に供給された気体は、中心気体吐出口６５から下方に向けて吐出される。より具体的には、第２気体供給管２５から気体吐出ノズル１１に供給された気体は、中心貫通孔５４を通って、円筒部５７の内側の空間に供給される。そして、円筒部５７の内側の空間に供給された気体は、円筒部５７の内側の空間における仕切部５８よりも上方の部分に拡散する。また、この上方の部分に拡散した気体は、仕切部５８に形成された各気体流通孔６０を通って下方に流れる。これにより、第２気体供給管２５から気体吐出ノズル１１に供給された気体が中心気体吐出口６５から下方に吐出される。

前述のように、円筒部５７の内側における流路断面積は、中心貫通孔５４における流路断面積よりも大きくなっているので、中心貫通孔５４から円筒部５７の内側の空間に供給された気体は、十分に減速される。また、円筒部５７の内側の空間における仕切部５８よりも上方の部分に供給された気体は、この上方の部分に拡散した後に、各気体流通孔６０を通過するので、各気体流通孔６０からは、均一な流量で気体が吐出される。そのため、第２気体供給管２５から気体吐出ノズル１１に供給された気体は、十分に減速されて圧力が弱まった状態で、中心気体吐出口６５の全域から下方に向けて吐出される。

図５は、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた状態で３つの気体吐出口４３、６５、６６から気体を吐出させたときの吐出状態を説明するための気体吐出ノズル１１および基板Ｗの図解的な側面図である。
気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた状態で、中心気体吐出口６５から気体を吐出させると、吐出された気体は、気体吐出ノズル１１の下面１１ａと基板Ｗの上面との間を外方に向かって流れる。したがって、中心気体吐出口６５から吐出された気体は、気体吐出ノズル１１の外周面と基板Ｗの上面との間の環状の隙間から水平方向に向けて放射状に吐出される。また、この環状の隙間から吐出された気体は、コアンダ効果によって基板Ｗの方に吸い寄せられて、基板Ｗの上面に沿って流れていく。したがって、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた状態で、中心気体吐出口６５から気体を吐出させると、基板Ｗの上面中央部を中心にして放射状に広がる気流が形成され、この気流によって基板Ｗの上面全域が覆われる。

一方、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた状態で、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から水平方向に向けて気体を放射状に吐出させると、下側気体吐出口６６から吐出された気体は、コアンダ効果によって基板Ｗの方に吸い寄せられて、基板Ｗの上面に沿って流れていく。同様に、上側気体吐出口４３から吐出された気体は、コアンダ効果によって基板Ｗの方に吸い寄せられて、下側気体吐出口６６から吐出された気体により形成される気流の上部に沿って流れていく。したがって、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた状態で、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から気体を吐出させると、鉛直方向に重なり合って、それぞれ基板Ｗの上面中央部を中心にして放射状に広がる２つの気流が形成される。そして、この２つの気流によって基板Ｗの上面全域が覆われる。

また、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から気体を吐出させるときに、中心気体吐出口６５から気体を吐出させておけば、下側気体吐出口６６から吐出された気体は、中心気体吐出口６５から吐出された気体により形成される気流の上部に沿って外方に流れていく。したがって、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた状態で、３つの気体吐出口４３、６５、６６から気体を吐出させると、鉛直方向に重なる３つの気流によって基板Ｗの上面全域が覆われる。

このように、本実施形態では、気体吐出口４３、６５、６６から気体を吐出させることにより、当該気体吐出口４３、６５、６６から吐出された気体により形成された気流によって基板Ｗの上面全域を覆うことができる。したがって、ダウンフローに乗って基板Ｗの上面に向かってくるパーティクルなどの異物、処理液の飛沫やミストが基板Ｗの上面近傍に達しても、この異物や処理液のミスト等を気流によって外方に押し流すことができる。これにより、異物等が基板Ｗの上面に付着することを抑制または防止することができる。したがって、基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。また、３つの気体吐出口４３、６５、６６から気体を吐出させれば、鉛直方向に重なる３つの気流によって基板Ｗの上面全域を覆うことができるので、基板Ｗの汚染を一層抑制または防止することができる。

より具体的には、３つの気体吐出口４３、６５、６６から気体を吐出させると、たとえば、下側の２つの気流の中に、基板Ｗの上面近傍に達した異物等を気流中に巻き込んで基板Ｗの上面に付着させるような渦流（図５における矢印Ａ１参照）が形成される場合がある。しかしながら、このような場合でも、鉛直方向に重なる３つの気流によって基板Ｗの上面全域を覆うことにより、一番上の気流によって異物等を外方に押し流して、下側の２つの気流中に異物等が巻き込まれることを抑制または防止することができる。したがって、３つの気体吐出口４３、６５、６６から気体を吐出させることにより、下側の２つの気流中に渦流が形成されている場合でも、基板Ｗの上面に対する異物や処理液のミストの付着を確実に抑制または防止することができる。これにより、基板Ｗの汚染を一層抑制または防止することができる。

図６は、基板処理装置１による基板Ｗの処理の一例を説明するための工程図である。以下では、図２、図５および図６を参照して、基板Ｗの処理の一例について説明する。
未処理の基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによって処理室７に搬入され、デバイス形成面である表面をたとえば上に向けてスピンチャック８に渡される。また、基板Ｗが処理室７に搬入されるとき、気体吐出ノズル１１などの処理室７内の構成は、搬送ロボットや基板Ｗに衝突しないように、スピンチャック８の上方から退避させられている。

次に、基板Ｗの表面を薬液の一例であるフッ酸により処理する薬液処理が行われる（ステップＳ１）。具体的には、制御部１６によりモータ１５が制御されて、スピンチャック８に保持された基板Ｗが所定の回転速度で回転させられる。そして、制御部１６により薬液バルブ１７が開かれて、薬液ノズル９から基板Ｗの上面中央部に向けてフッ酸が吐出される。吐出されたフッ酸は、基板Ｗの上面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗ上を外方に広がっていく。これにより、基板Ｗの上面全域にフッ酸が供給され、基板Ｗの表面に対する薬液処理が行われる。薬液処理が所定時間にわたって行われると、制御部１６により薬液バルブ１７が閉じられて、薬液ノズル９からのフッ酸の吐出が停止される。

次に、基板Ｗの表面をリンス液の一例である純水により洗い流すリンス処理が行われる（ステップＳ２）。具体的には、制御部１６によりリンス液バルブ１９が開かれて、リンス液ノズル１０から回転状態の基板Ｗの上面中央部に向けて純水が吐出される。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗに付着しているフッ酸が純水によって洗い流される。このようにして、基板Ｗの表面に対するリンス処理が行われる。

次に、基板Ｗ上で純水の液膜を保持させた状態で処理を進める純水によるパドル処理が行われる（ステップＳ３）。具体的には、リンス液ノズル１０からの純水の吐出が継続された状態で、制御部１６によりモータ１５が制御されて、基板Ｗの回転が停止、または基板Ｗの回転速度が低速（たとえば１０〜３０ｒｐｍ程度）に変更される。これにより、基板Ｗ上の純水に作用する遠心力が弱まって、基板Ｗの周囲に排出される純水の量が減少する。したがって、基板Ｗの上面には、リンス液ノズル１０から供給された純水が溜まり、純水による液盛りが行われる。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。純水の液膜が基板Ｗ上に形成された後は、制御部１６によりリンス液バルブ１９が閉じられて、リンス液ノズル１０からの純水の吐出が停止される。そして、基板Ｗ上で純水の液膜が保持された状態が所定時間にわたって維持される。このようにして、純水による液膜を基板Ｗ上に保持させた状態で処理を進める純水によるパドル処理が基板Ｗの上面に行われる。

次に、純水よりも揮発性の高い有機溶剤の一例であるＩＰＡによって基板Ｗ上の純水の液膜を置換するＩＰＡ置換処理が行われる（ステップＳ４）。具体的には、制御部１６によりノズル揺動機構２６が制御されて、気体吐出ノズル１１がスピンチャック８に保持された基板Ｗの中央部上方に配置される。このとき気体吐出ノズル１１は、上方位置（図２に示す位置）に配置されている。その後、制御部１６により処理液バルブ２９が開かれて、処理液ノズル２８から基板Ｗの上面中央部に向けてＩＰＡが吐出される。また、処理液ノズル２８からＩＰＡが吐出されている間、制御部１６によりモータ１５が制御されて、基板Ｗが所定の回転速度まで加速される。そして、基板Ｗの回転速度が所定の回転速度に維持された状態で、基板ＷへのＩＰＡの供給が行われる。

処理液ノズル２８から吐出されたＩＰＡは、基板Ｗの上面中央部に着液し、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗ上を外方に広がっていく。したがって、基板Ｗ上に保持された純水の液膜は、基板Ｗの上面中央部から外方に向けて徐々にＩＰＡに置換されていく。また、ＩＰＡは、純水を容易に溶け込ませることができる有機溶剤である。したがって、基板Ｗ上の純水がＩＰＡに溶け込みつつ、基板Ｗ上の純水がＩＰＡよって置換されていく。このようにして、基板Ｗ上の純水の液膜をＩＰＡの液膜に置換するＩＰＡ置換処理が所定時間にわたって行われ、基板Ｗの上面全域がＩＰＡの液膜によって覆われる。ＩＰＡ置換処理が所定時間にわたって行われると、制御部１６により処理液バルブ２９が閉じられて、処理液ノズル２８からのＩＰＡの吐出が停止される。

次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる（ステップＳ５）。具体的には、制御部１６によりモータ１５が制御されて、基板Ｗの回転が加速される。これにより、基板Ｗ上のＩＰＡが外方に振り切られて、ＩＰＡの液膜の膜厚が減少する。制御部１６は、基板Ｗの回転を加速させた後、ノズル昇降機構２７を制御して、気体吐出ノズル１１を上方位置から近接位置（図５に示す位置）に移動させる。このとき、ＩＰＡの液膜の膜厚が減少しているので、気体吐出ノズル１１の下端部がＩＰＡの液膜に埋没することなく、気体吐出ノズル１１の下面１１ａが基板Ｗの上面中央部に対向する。

制御部１６は、基板Ｗの回転を加速させた後、第１気体バルブ２２および第２気体バルブ２４を開いて、気体の一例である窒素ガスを３つの気体吐出口４３、６５、６６から吐出させる。制御部１６が各気体吐出口４３、６５、６６から窒素ガスを吐出させるタイミングは、たとえば、気体吐出ノズル１１が上方位置から近接位置に移動する前であってもよいし、気体吐出ノズル１１が近接位置に移動した後であってもよい。また、制御部１６は、３つの気体吐出口４３、６５、６６から同時に窒素ガスを吐出させてもよいし、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６からの窒素ガスの吐出と、中心気体吐出口６５からの窒素ガスの吐出とを異なるタイミングで開始させてもよい。

中心気体吐出口６５から吐出された窒素ガスは、基板Ｗの上面中央部に向けて吹き付けられる。このとき基板Ｗの上面中央部に吹き付けられる窒素ガスの圧力が十分に弱められているので、基板Ｗの上面中央部からＩＰＡの液膜が除去され、基板Ｗの上面が部分的に乾燥することが抑制または防止されている。また、中心気体吐出口６５から吐出された窒素ガスは、気体吐出ノズル１１の下面１１ａと基板Ｗ上のＩＰＡの液膜との間を外方に向かって流れる。したがって、中心気体吐出口６５から吐出された窒素ガスは、気体吐出ノズル１１の外周面とＩＰＡの液膜との間の環状の隙間から水平方向に向けて放射状に吐出される。また、この環状の隙間から吐出された窒素ガスは、コアンダ効果によって基板Ｗの方に吸い寄せられて、ＩＰＡの液膜の上面に沿って流れていく。これにより、基板Ｗの上面中央部を中心にして放射状に広がる気流が形成され、この気流によって基板Ｗの上面全域が覆われる。

また、下側気体吐出口６６から吐出された窒素ガスは、コアンダ効果によって基板Ｗの方に吸い寄せられて、中心気体吐出口６５から吐出された窒素ガスにより形成される気流の上部に沿って外方に流れていく。また、上側気体吐出口４３から吐出された窒素ガスは、コアンダ効果によって基板Ｗの方に吸い寄せられて、下側気体吐出口６６から吐出された窒素ガスにより形成される気流の上部に沿って流れていく。したがって、３つの気体吐出口４３、６５、６６からの窒素ガスの吐出が開始されると、鉛直方向に重なり合って、それぞれ基板Ｗの上面中央部を中心にして放射状に広がる３つの気流が基板Ｗ上に形成される。そして、この３つの気流によって基板Ｗの上面全域が覆われる。

制御部１６は、３つの気体吐出口４３、６５、６６からの窒素ガスの吐出を開始させた後、モータ１５を制御して、基板Ｗを高速回転させる（たとえば数千ｒｐｍの回転速度で回転させる）。これにより、基板Ｗ上のＩＰＡが外方に振り切られ、基板Ｗが乾燥していく。また、基板Ｗの上面が３つの気流によって覆われた状態で基板Ｗの乾燥が行われるので、ダウンフローに乗って基板Ｗの上面に向かってくるパーティクルなどの異物や処理液のミストが乾燥処理中に基板Ｗに付着することが抑制または防止される。したがって、基板Ｗの汚染が抑制または防止された状態で基板Ｗの乾燥が行われる。さらに、基板Ｗ上からＩＰＡが除去された後は、３つの気体吐出口４３、６５、６６から吐出された窒素ガスが基板Ｗの上面に沿って流れていくので、基板Ｗの上面近傍における酸素濃度が低下した状態で基板Ｗの乾燥が行われる。これにより、ウォーターマークなどの乾燥不良の発生が抑制または防止された状態で基板Ｗの乾燥が行われる。

制御部１６は、基板Ｗの高速回転を所定時間にわたって継続させた後、スピンチャック８による基板Ｗの回転を停止させる。また、制御部１６は、スピンチャック８による基板Ｗの回転を停止させた後、第１気体バルブ２２および第２気体バルブ２４を閉じて、３つの気体吐出口４３、６５、６６からの窒素ガスの吐出を停止させる。そして、制御部１６は、３つの気体吐出口４３、６５、６６からの窒素ガスの吐出を停止させた後、ノズル揺動機構２６を制御して、気体吐出ノズル１１をスピンチャック８の側方に退避させる。その後、処理済みの基板Ｗが、搬送ロボットによって処理室７から搬出される。

図７および図８は、基板Ｗに付着しているパーティクル数を示すグラフである。以下では、前述の処理（図６等を参照して説明した処理）が行われた基板Ｗに付着しているパーティクル数をパーティクルカウンタによって計測したときの計測結果について説明する。また、以下の説明で用いられた気体吐出ノズル１１の具体的な寸法を図３を参照して説明すると、上プレート３４の下面と中間プレート３５の上面との間の鉛直方向への間隔Ｇ１は、１．５ｍｍであった。また、中間プレート３５の下面と下プレート６３の上面との間の鉛直方向への間隔Ｇ２は、４ｍｍであった。また、中間プレート３５の厚みＴ１（鉛直方向への長さ）は、１０ｍｍであった。また、下プレート６３の外径Ｄ１は、１００ｍｍであった。また、平板状部材４６の内径Ｄ２は、Φ３４ｍｍであった。

また、処理対象の基板Ｗは、直径が３００ｍｍの円形基板であり、乾燥処理において、この基板Ｗの上面と気体吐出ノズル１１の下面１１ａとの鉛直方向への間隔が４ｍｍとなるように、気体吐出ノズル１１を基板Ｗの上面中央部に近接させた。また、乾燥処理において、第１気体供給管２３から気体吐出ノズル１１に８０Ｌ／ｍｉｎで窒素ガスを供給し、第２気体供給管２５から気体吐出ノズル１１に５０Ｌ／ｍｉｎで窒素ガスを供給した。このような条件で、３つの気体吐出口４３、６５、６６から窒素ガスを吐出させて、上側気体吐出口４３の周囲８ヵ所において測定した窒素ガスの流速は、０．２ｍ／ｓ〜０．３ｍ／ｓの範囲内にあった。また、下側気体吐出口６６の周囲８ヵ所において測定した窒素ガスの流速は、１．８ｍ／ｓ〜２．２ｍ／ｓの範囲内にあった。また、下プレート６３の外周面と基板Ｗの上面との間の環状の隙間の周囲８ヵ所において測定した窒素ガスの流速は、１．８ｍ／ｓ〜２．６ｍ／ｓの範囲内にあった。したがって、上側気体吐出口４３から吐出される窒素ガスの流速は、下側気体吐出口６６から吐出される窒素ガスの流速よりも遅かった。また、下側気体吐出口６６から吐出される窒素ガスの流速と、下プレート６３の外周面と基板Ｗの上面との間の環状の隙間から吐出される窒素ガスの流速とは、ほぼ一致していた。
［上側気体吐出口４３の有無によるパーティクル数の比較］
最初に図７を参照して、気体吐出ノズル１１を用いて処理された基板Ｗのパーティクル数（実施例）と、気体吐出ノズル１１において上側気体吐出口４３が設けられていない構成の気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数（比較例）とを比較する。

図７の計測値は、大きさが０．０６μｍを超えるパーティクル数の計測を複数枚の処理済み基板Ｗに対して行ったときものである。また、図７において、パーティクル数の最大値、最小値、平均値が、それぞれ、Ｉ字状のバーの上端、Ｉ字状のバーの下端、●印で示されている。実施例と比較例との相違点は、処理に用いたノズルにおける上側気体吐出口４３の有無であり、その他の条件はほぼ一致させた。

図７に示すように、上側気体吐出口４３が設けられていない構成の気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数（比較例）は、１４０個〜３２０個の範囲内にあった。また、図７に示すように、気体吐出ノズル１１を用いて処理された基板Ｗのパーティクル数（実施例）は、４０個〜８０個の範囲内にあった。また、図示はしないが、窒素ガスの気流によって覆われずに乾燥処理が行われた基板Ｗのパーティクル数（大きさが０．０６μｍを超えるパーティクル数）は、２０万個以上であった。したがって、窒素ガスの気流によって基板Ｗの上面を覆った状態で乾燥処理を行うことにより、基板Ｗの清浄度を格段に向上させることができる。また、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６が設けられた気体吐出ノズル１１を用い、さらに、前述の条件で乾燥処理を行うことにより、基板Ｗの清浄度を一層向上させることができる。
［吐出角度の変化によるパーティクル数の比較］
次に図８を参照して、下側気体吐出口６６から窒素ガスを水平に吐出させたときのパーティクル数と、下側気体吐出口６６から窒素ガスを斜め上方または下方に向けて吐出させたときのパーティクル数とを比較する。

図８に示す測定値は、気体吐出ノズル１１において上側気体吐出口４３が設けられていない３種類の気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数である。図８の計測値は、大きさが０．０６μｍを超えるパーティクル数の計測を複数枚の処理済み基板Ｗに対して行ったときものである。また、図８において、パーティクル数の最大値、最小値、平均値が、それぞれ、Ｉ字状のバーの上端、Ｉ字状のバーの下端、●印で示されている。

参考例１に示す測定値（吐出角度５度の測定値）は、水平面に対する傾斜角度が５度で斜め下方に向けて下側気体吐出口６６から窒素ガスが吐出されるように構成された気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数である。また、参考例２に示す測定値（吐出角度０度の測定値）は、下側気体吐出口６６から水平に窒素ガスが吐出されるように構成された気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数である。また、参考例３に示す測定値（吐出角度−５度の測定値）は、水平面に対する傾斜角度が５度で斜め上方に向けて下側気体吐出口６６から窒素ガスが吐出されるように構成された気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数である。３つの測定値の相違点は、窒素ガスの吐出角度がそれぞれ異なる角度に設定された３つのノズルを用いて基板Ｗを処理したことであり、その他の条件はほぼ一致させた。

図８の参考例１において示すように、下側気体吐出口６６からの窒素ガスの吐出角度が５度に設定された気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数は、２８０個〜５５０個の範囲内にあった。また、図８の参考例２において示すように、下側気体吐出口６６からの窒素ガスの吐出角度が水平（０度）に設定された気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数は、１９０個〜２９０個の範囲内にあった。また、また、図８の参考例３において示すように、下側気体吐出口６６からの窒素ガスの吐出角度が−５度に設定された気体吐出ノズルを用いて処理された基板Ｗのパーティクル数は、２４０個〜３５０個の範囲内にあった。

これらの測定値より、下側気体吐出口６６からの窒素ガスの吐出角度を０度以下（水平面に対して上向きの角度を負とする）に設定することにより、基板Ｗの汚染を低減できることが分かる。また、下側気体吐出口６６からの窒素ガスの吐出角度を０度に設定することにより、基板Ｗの汚染を一層低減できることが分かる。したがって、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６からの気体の吐出角度が０度に設定された本実施形態に係る気体吐出ノズル１１を用いて基板Ｗを処理することにより、基板Ｗの清浄度を向上させることができる。

以上のように本実施形態では、上側気体吐出口４３、下側気体吐出口６６、および中心気体吐出口６５から気体を吐出させることにより、層状に重なり合う３つの気流を形成して、この３つの気流によって、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面全域を覆うことができる。これにより、パーティクルなどの異物や処理液のミストから基板Ｗの上面を確実に保護して、基板Ｗの汚染を抑制または防止することができる。したがって、基板Ｗの清浄度を向上させることができる。

また、気体吐出ノズル１１は、スピンチャック８に保持される基板Ｗよりも直径が小さな比較的小型の部材であるので、処理ユニット６の大型化を抑制することができる。本実施形態では、基板処理装置１に複数の処理ユニット６が備えられているので、個々の処理ユニット６の大型化を抑制することにより、基板処理装置１のフットプリント（占有面積）や、高さの増加を大幅に抑制することができる。

この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載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、処理液ノズル２８内に１つの流路が形成されていて、処理液ノズル２８から１種類の処理液（ＩＰＡ）が吐出される場合について説明したが、これに限らない。たとえば図９に示すような、複数の流路をその内部に有するノズルを処理液ノズル１２８として採用してもよい。

この図９に示す処理液ノズル１２８は、その長手方向に延びるそれぞれ分離された３つの流路６８をその内部に有していて、３つの流路６８に供給された処理液をその一端に形成された３つの処理液吐出口６９からそれぞれ吐出することができる。したがって、３つの流路６８にそれぞれ異なる種類の処理液を供給すれば、処理液ノズル１２８から複数種の処理液を吐出させることができる。また、いずれかの流路６８に気体を供給すれば、処理液ノズル１２８から処理液だけでなく気体を吐出させることもできる。したがって、前述の実施形態の気体吐出ノズル１１において中心貫通孔５４と処理液ノズル２８を設ける代わりに、処理液ノズル１２８を円柱状部材４４に挿入し、いずれかの流路６８から窒素ガスを吐出し、他のいずれかの流路６８からＩＰＡを吐出する構成としてもよい。また、残りの流路６８からはリンス液の一例である純水を吐出させるようにして、リンス処理を行えるようにしてもよく、その場合はリンス液ノズル１０を省くことができる。

また、前述の実施形態では、気体吐出ノズル１１の上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から気体が水平に吐出される場合について説明したが、これに限らず、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から斜め上方または下方に向けて気体が吐出されてもよい。より具体的には、上側気体吐出口４３および下側気体吐出口６６から気体を斜め下方に向けて吐出させる場合には、たとえば、スピンチャック８に保持された基板Ｗの上面周縁部や、複数の挟持部材１４の周囲に向けて気体が吐出されるように、気体吐出ノズル１１が構成されていてもよい。

また、前述の基板Ｗの処理例では、薬液処理、リンス処理、純水によるパドル処理、ＩＰＡ置換処理、乾燥処理が順次行われる場合について説明したが、気体吐出ノズル１１を用いた基板Ｗの処理は、これに限られない。たとえば、前述の基板Ｗの処理例において、ＩＰＡ置換処理を行わずに、純水によるパドル処理が行われた後に引き続いて乾燥処理が行われてもよい。

また、前述の実施形態では、基板Ｗが、円形基板である場合について説明したが、基板Ｗとしては、円形基板に限らず、たとえば長方形基板などの多角形基板であってもよい。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
８ スピンチャック
１１ 気体吐出ノズル
１１ａ 気体吐出ノズルの下面
２３ 第１気体供給管
２５ 第２気体供給管
４３ 上側気体吐出口
６５ 中心気体吐出口
６６ 下側気体吐出口
Ｗ 基板

Claims (9)

1. 基板を保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板の中央部近傍に配置された、基板よりも小さい柱状の気体吐出ノズルと、
   前記気体吐出ノズルに気体を供給する気体供給手段とを含み、
   前記気体吐出ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板に直交する方向に延びる筒状の外周面と、前記外周面で開口する環状の第１気体吐出口と、前記外周面で開口しており前記第１気体吐出口よりも前記基板保持手段側に配置された環状の第２気体吐出口とを含み、気体が基板の一方の主面に沿って基板の周縁部まで外方に広がるように前記第１および第２気体吐出口のそれぞれから気体を放射状に吐出する、基板処理装置。
2. 前記気体吐出ノズルは、前記基板保持手段に保持された基板の一方の主面に対向し、前記第１および第２気体吐出口よりも前記基板保持手段側に配置された対向面と、前記対向面に設けられた第３気体吐出口とをさらに含むものである、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記気体吐出ノズルおよび気体供給手段は、前記第２気体吐出口から吐出される気体の流速と、前記第３気体吐出口から吐出される気体の流速とがほぼ一致するように設計されているものである、請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記気体吐出ノズルは、前記気体供給手段から供給された気体を前記第３気体吐出口に案内する流路をさらに含み、前記流路の上流端の流路断面積は、前記流路の下流端の流路断面積よりも小さい、請求項２または３記載の基板処理装置。
5. 前記気体吐出ノズルは、前記流路を気体の流通方向における上流側と下流側とに仕切っており、気体の流通方向に延びる複数の貫通孔が形成された仕切部をさらに含む、請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記気体吐出ノズルは、前記流路内で前記第３気体吐出口に向けて処理液を吐出する処理液ノズルをさらに含む、請求項４または５記載の基板処理装置。
7. 前記第１および第２気体吐出口は、互いに等しい直径を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記気体吐出ノズルは、前記第１気体吐出口から吐出される気体の流速が、前記第２気体吐出口から吐出される気体の流速よりも遅くなるように設計されているものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記基板保持手段は、基板を水平に保持するものであり、
   前記気体吐出ノズルは、前記第１および第２気体吐出口から水平に気体が吐出されるように設計されているものである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

Images