JP6112509B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。

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に対して処理液を用いた処理が行われる。
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、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処理液の液滴を衝突させる液滴ノズルと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて保護液を吐出する保護液ノズルとを備えている（特許文献１参照）。この基板処理装置では、液滴ノズルおよび保護液ノズルが、互いの位置関係を一定に保ちながら移動させられる。

特許文献１に記載の基板処理装置では、液滴ノズルは、基板の上面内の領域（以下では、「噴射領域」という。）に向けて処理液を吐出する。また、液滴ノズルからの処理液の吐出と並行して、保護液ノズルから基板の上面に向けて保護液が吐出される。保護液ノズルから吐出された保護液は噴射領域に進入し、十分な厚みを有する保護液の液膜が噴射領域に形成される。よって、処理液の液滴は、保護液の液膜によって噴射領域の位置が覆われている状態で噴射領域に衝突する。

特開２０１２−２１６７７７号公報

特許文献１に記載の基板処理装置では、保護液ノズルの液滴ノズルに対する相対的な位置および姿勢を、基板の上面に供給された保護液が処理液の液滴に抗して噴射領域に進入し、かつ当該保護液により噴射領域の全域を覆うことができるように設定する必要がある。
しかしながら、基板の上面における保護液の拡がり方は、基板の中心部と、基板の周縁部とで大きく異なる。そのため、基板の上面中心部に保護液を供給する場合を基準として保護液ノズルの位置および姿勢を設定すると、基板の上面周縁部では保護液が噴射領域の全域に行き渡らず、十分な厚みを有する保護膜の液膜が形成されない噴射領域の位置が生じるおそれがある。また、基板の上面周縁部に保護液を供給する場合を基準として保護液ノズルの位置および姿勢を設定すると、基板の上面中央部では保護液が噴射領域の全域に行き渡らず、十分な厚みを有する保護膜の液膜が形成されない噴射領域の位置が生じるおそれがある。

噴射領域の位置が液膜によって覆われていない状態、または噴射領域を覆う液膜が薄い状態で、処理液の液滴が噴射領域に吹き付けられると、液滴と基板との衝突によって、基板に形成されたパターンに大きな衝撃が加わり、パターン倒れなどのダメージが発生するおそれがある。
基板の上面中心部および基板の上面周縁部の双方で、中心部噴射領域の全域を保護液により確実に覆うようにするために、基板に供給される保護液の流量を増大させることが考えられるが、その方策では、１枚の基板の処理に要するコストが増えてしまう。

この発明の目的は、基板に供給される保護液の流量を増大させることなく、基板のダメージを抑制できる基板処理装置および基板処理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（Ｗ）を水平に保持する基板保持手段（２）と、前記基板保持手段によって保持された基板を、鉛直な回転軸線（Ｃ１）まわりに回転させる回転手段（１０）と、前記基板保持手段によって保持された基板の上面内の噴射領域（Ｔ１）に吹き付けられる処理液の液滴を生成する液滴ノズル（５）と、前記基板の上面に保護液を吐出するための第１の保護液ノズル（６）と、前記基板の上面に保護液を吐出するための第２の保護液ノズル（７）と、前記第１および第２の保護液ノズルに対し、保護液を供給するための保護液供給手段（２６，２９，３０）と、前記液滴ノズルならびに前記第１および第２の保護液ノズルを移動させるためのノズル移動手段（２０）と、前記保護液供給手段を制御して、前記第１および第２の保護液ノズルの双方から前記基板の上面に保護液を吐出させ、前記基板の上面に保護液の液膜を形成して、前記保護液の液膜によって前記噴射領域が覆われている状態で、処理液の液滴を前記噴射領域に衝突させる保護液吐出制御手段（８）と、前記第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出に並行して、前記液滴ノズルと前記第１および第２の保護液ノズルとの位置関係を一定に保ちながら、前記基板の上面中心部と前記基板の上面周縁部との間で前記噴射領域が移動するように、前記液滴ノズルならびに前記第１および第２の保護液ノズルを移動させるノズル移動制御手段（８）とを含み、前記第１の保護液ノズルの前記液滴ノズルに対する位置および姿勢は、前記基板の上面において当該保護液ノズルからの保護液が着液する、前記液滴ノズルに対する相対的な着液位置（Ｐ１）、および当該保護液ノズルから吐出された保護液が前記着液位置に入射するときの、前記液滴ノズルに対する相対的な入射角度（θＨ１，θＶ１）の少なくとも一方を含む着液状態が第１の着液状態となるような第１の位置および姿勢に設定されており、前記第２の保護液ノズルの前記液滴ノズルに対する位置および姿勢は、前記着液位置（Ｐ２）および前記入射角度（θＨ２，θＶ２）の少なくとも一方を含む前記着液状態が、前記第１の着液状態と異なる第２の着液状態となるような第２の位置および姿勢に設定されている、基板処理装置（１）である。

なお、この項において、括弧内の英数字等は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この構成によれば、第１の位置および姿勢に設定された第１の保護液ノズルならびに第２の位置および姿勢に設定された第２の保護液ノズルの双方から保護液が吐出される。第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出に並行して、噴射領域が、基板の上面中心部と基板の上面周縁部との間で移動させられる。

第１の位置および姿勢にある第１の保護液ノズルからの保護液の着液状態（着液位置および入射角度の少なくとも一方を含む着液状態）が第１の着液状態にあり、第２の位置および姿勢にある第２の保護液ノズルからの保護液の着液状態が、第１の着液状態と異なる第２の着液状態にある。
この場合、第１の保護液ノズルの第１の位置および姿勢ならびに第２の保護液ノズルの第２の位置および姿勢（すなわち、第１および第２の着液状態）を、噴射領域の位置が基板上面の異なる二位置に配置される場合を基準して、それぞれ設定することが可能である。

そのため、噴射領域の位置が基板の上面のいずれに配置される場合であっても、噴射領域に保護液を効率良く供給することができ、その結果、多量の保護液を供給することなく、噴射領域の全域を保護液の液膜によって覆うことができる。これにより、基板に供給される保護液の流量を増大させることなく、基板のダメージを抑制できる。
請求項２に記載の発明は、前記第１の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部の位置に配置された状態で、前記第１の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢であり、前記第２の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面周縁部の位置に配置された状態で、前記第２の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢である、請求項１に記載の基板処理装置である。

より具体的には、第１の着液状態は、噴射領域の位置が基板の上面中心部に配置されている状態で最適化されており、第２の着液状態は、噴射領域の位置が基板の上面周縁部に配置されている状態で最適化されていることが好ましい。このような場合、基板の上面中心部に配置される保護液ノズルから基板に供給される保護液の流量が少流量であっても、保護液の液膜によって噴射領域の全域を覆うことができ、また、基板の上面周縁部に配置される保護液ノズルから基板に供給される保護液の流量が少流量であっても、保護液の液膜によって噴射領域の全域を覆うことができる。

その結果、噴射領域の位置が基板の上面のいずれの位置に配置されていても、基板への少流量の保護液の供給により、噴射領域の全域を保護液の液膜によって覆うことができる。これにより、基板に供給される保護液の流量を増大させることなく、基板のダメージを抑制できる。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置は、請求項３に記載のように、前記保護液吐出制御手段は、前記保護液供給手段を制御して、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化によらずに一定流量の保護液を前記第１および第２の保護液ノズルから吐出させる。

また、本発明の一実施形態に係る基板処理装置は、請求項４に記載のように、前記保護液供給手段は、前記第１および第２の保護液ノズルに供給する保護液の流量を調整するための流量調整手段（３０）を含み、前記保護液吐出制御手段は、前記流量調整手段を制御する吐出流量制御手段（８）を含み、前記吐出流量制御手段は、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化に応じて、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を変化させてもよい。

この構成によれば、噴射領域が基板の上面中心部および上面周縁部に配置されているときに、第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を低減させることができる。これにより、基板のダメージを抑制しつつ、基板に供給される保護液の総流量を、より一層低減させることができる。
また、この場合、請求項５に記載のように、前記吐出流量制御手段は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部に配置される場合よりも前記基板の上面周縁部に配置される場合に、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を多くさせてもよい。

請求項６に記載のように、前記第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出流量比は１：１に設定されていてもよい。
前記の目的を達成するための請求項７に記載の発明は、基板（Ｗ）を水平に保持する基板保持工程と、第１の保護液ノズル（６）を、前記保持された基板の上面において当該保護液ノズルからの保護液が着液する、液滴ノズル（５）に対する相対的な着液位置（Ｐ１）、および当該保護液ノズルから吐出された保護液が前記着液位置に入射するときの、液滴ノズルに対する相対的な入射角度（θＨ１，θＶ１）の少なくとも一方を含む着液状態が第１の着液状態となるような第１の位置および姿勢に設ける工程と、第２の保護液ノズル（７）を、前記着液位置（Ｐ２）および前記入射角度（θＨ２，θＶ２）の少なくとも一方を含む前記着液状態が、前記第１の着液状態と異なる第２の着液状態となるような第２の位置および姿勢に設ける工程と、前記保持された基板を、鉛直な回転軸線（Ｃ１）まわりに回転させる回転工程と、前記保持された基板の上面内の噴射領域（Ｔ１）に、前記液滴ノズルから処理液の液滴を吹き付ける液滴供給工程と、前記第１および第２の保護液ノズルの双方から前記基板の上面に保護液を吐出し、前記保持された基板の上面に保護液の液膜を形成して、前記保護液の液膜によって前記噴射領域が覆われている状態で、前記処理液の液滴を前記噴射領域に衝突させる保護液吐出工程と、前記第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出に並行して、前記液滴ノズルと前記第１および第２の保護液ノズルとの位置関係を一定に保ちながら、前記基板の上面中心部と前記基板の上面周縁部との間で前記噴射領域が移動するように、前記液滴ノズルならびに前記第１および第２の保護液ノズルを移動させるノズル移動工程とを含む、基板処理方法である。

この発明の方法によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
請求項８に記載の発明は、前記第１の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部の位置に配置された状態で、前記第１の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢であり、前記第２の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面周縁部の位置に配置された状態で、前記第２の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢である、請求項７に記載の基板処理方法である。

この発明の方法によれば、請求項２に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る基板処理方法は、請求項９に記載のように、前記保護液吐出工程は、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化によらずに一定流量の保護液を前記第１および第２の保護液ノズルから吐出させる工程を含む。

本発明の他の実施形態に係る基板処理方法は、請求項１０に記載のように、前記保護液吐出工程は、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化に応じて、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を変化させてもよい。この発明の方法によれば、請求項４に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏する。
また、この場合、請求項１１に記載のように、前記保護液吐出工程は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部に配置される場合よりも前記基板の上面周縁部に配置される場合に、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を多くさせてもよい。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 図１に示す液滴ノズルおよびこれに関連する構成の平面図である。 図１に示す液滴ノズルならびに第１および第２の保護液ノズルの模式的な側面図である。 図１に示す液滴ノズルならびに第１および第２の保護液ノズルの模式的な平面図である。 図１に示す液滴ノズルと第１の保護液ノズルとの位置関係を示す模式的な平面図である。 図１に示す液滴ノズルと第２の保護液ノズルとの位置関係を示す模式的な平面図である。 図１に示す基板処理装置によって行われる基板の第１処理例について説明するための図である。 図７Ｂに示す洗浄工程および第２カバー工程について説明するための図である（その１）。 図７Ｂに示す洗浄工程および第２カバー工程について説明するための図である（その２）。 基板の上面の各所において、噴射領域の位置の回転中心からの距離と、噴射領域に到達する保護液の流量との関係を概略的に示すグラフである。 実施例１および比較例１における、基板に供給される保護液の流量と基板のダメージ数との関係を示すグラフである。 図１に示す基板処理装置によって行われる基板の第２処理例について説明するための図である。

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の構成を模式的に示す図である。図２は、液滴ノズル５およびこれに関連する構成の平面図である。
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１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック２（基板保持手段）と、スピンチャック２を取り囲む筒状のカップ３と、基板Ｗにリンス液を供給するリンス液ノズル４と、基板Ｗに処理液の液滴を衝突させる液滴ノズル５と、基板Ｗに保護液を供給する第１の保護液ノズル６と、基板Ｗに保護液を供給する第２の保護液ノズル７と、スピンチャック２などの基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置８とを備えている。

スピンチャック２は、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの回転中心Ｃ１を通る鉛直な回転軸線Ｌ１まわりに回転可能なスピンベース９と、このスピンベース９を回転軸線Ｌ１まわりに回転させるスピンモータ（回転手段）１０とを含む。スピンチャック２は、基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）を吸着することにより当該基板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。基板処理装置１において、スピンチャック２は、挟持式のチャックである。

リンス液ノズル４は、リンス液バルブ１１が介装されたリンス液供給管１２に接続されている。リンス液バルブ１１が開かれると、基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液ノズル４からリンス液が吐出される。その一方で、リンス液バルブ１１が閉じられると、リンス液ノズル４からのリンス液の吐出が停止される。リンス液ノズル４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。

液滴ノズル５は、インクジェット方式によって多数の液滴を噴射するインクジェットノズルである。液滴ノズル５は、処理液供給管１３を介して処理液供給機構１４に接続されている。さらに、液滴ノズル５は、排出バルブ１６が介装された処理液排出管１５に接続されている。処理液供給機構１４は、たとえば、ポンプを含む。処理液供給機構１４は、常時、所定圧力（たとえば、１０ＭＰａ以下）で処理液を液滴ノズル５に供給している。液滴ノズル５に供給される処理液としては、たとえば、ＳＣ−１（ＮＨ_４ＯＨとＨ_２Ｏ_２とを含む混合液）などの薬液や、純水、炭酸水などが挙げられる。制御装置８は、処理液供給機構１４を制御することにより、液滴ノズル５に供給される処理液の圧力を任意の圧力に変更することができる。

また、図１に示すように、液滴ノズル５は、液滴ノズル５の内部に配置された圧電素子（piezo element）１７を含む。圧電素子１７は、配線１８を介して電圧印加機構１９に接続されている。電圧印加機構１９は、たとえば、インバータを含む。電圧印加機構１９は、交流電圧を圧電素子１７に印加する。交流電圧が圧電素子１７に印加されると、印加された交流電圧の周波数に対応する周波数で圧電素子１７が振動する。制御装置８は、電圧印加機構１９を制御することにより、圧電素子１７に印加される交流電圧の周波数を任意の周波数（たとえば、数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚ）に変更することができる。したがって、圧電素子１７の振動の周波数は、制御装置８によって制御される。

基板処理装置１は、ノズル移動機構２０（ノズル移動手段）をさらに含む。ノズル移動機構２０は、液滴ノズル５を先端に保持するノズルアーム２１と、ノズルアーム２１に接続された回動機構２２と、回動機構２２に接続された昇降機構２３とを含む。回動機構２２は、たとえば、モータを含む。昇降機構２３は、たとえば、ボールねじ機構と、このボールねじ機構を駆動するモータとを含む。回動機構２２は、スピンチャック２の周囲に設けられた鉛直な回転軸線Ｌ２まわりにノズルアーム２１を回動させる。液滴ノズル５は、ノズルアーム２１とともに回転軸線Ｌ２まわりに回動する。これにより、液滴ノズル５が水平方向に移動する。一方、昇降機構２３は、回動機構２２を鉛直方向に昇降させる。液滴ノズル５およびノズルアーム２１は、回動機構２２とともに鉛直方向に昇降する。これにより、液滴ノズル５が鉛直方向に移動する。

回動機構２２は、スピンチャック２の上方を含む水平面内で液滴ノズル５を水平に移動させる。図２に示すように、回動機構２２は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に沿って延びる円弧状の軌跡Ｘ１に沿って液滴ノズル５を水平に移動させる。軌跡Ｘ１は、スピンチャック２に保持された基板Ｗの上面に垂直な垂直方向（鉛直方向）から見たときに基板Ｗの上面に重ならない２つの位置を結び、鉛直方向から見たときに基板Ｗの上面の回転中心Ｃ１を通る曲線である。液滴ノズル５がスピンチャック２に保持された基板Ｗの上方に位置する状態で、昇降機構２３が液滴ノズル５を降下させると、液滴ノズル５が基板Ｗの上面に近接する。処理液の液滴を基板Ｗに衝突させるときは、液滴ノズル５が基板Ｗの上面に近接している状態で、制御装置８が、回動機構２２を制御することにより、軌跡Ｘ１に沿って液滴ノズル５を水平に移動させる。

第１の保護液ノズル６および第２の保護液ノズル７は、図１に示すように、ノズルアーム２１に取り付けられたノズルホルダ２４に保持されている。回動機構２２および昇降機構２３の少なくとも一方がノズルアーム２１を移動させると、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７は、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７の位置関係が一定に保たれた状態で移動する。したがって、回動機構２２がノズルアーム２１を回動させると、第１および第２の保護液ノズル６，７は、液滴ノズル５とともに軌跡Ｘ１に沿って水平に移動する。

第１の保護液ノズル６は、第１の保護液供給管２５に接続されている。第２の保護液ノズル７は、第２の保護液供給管２８に接続されている。第１の保護液供給管２５には、第１の保護液バルブ（保護液供給手段）２６が介装されている。第２の保護液供給管２８には、第２の保護液バルブ（保護液供給手段）２９が介装されている。第１および第２の保護液供給管２５，２８は、保護液供給源に接続された保護液供給集合管３１に分岐接続されている。保護液供給集合管３１には、流量調整バルブ（保護液供給手段）３０が介装されている。

第１および第２の保護液バルブ２６，２９が開かれると、基板Ｗの上面に向けて第１および第２の保護液ノズル６，７の双方から保護液が吐出される。このとき、第１および第２の保護液ノズル６，７からの保護液の吐出流量は互いに等しくなっており、また、第１の保護液ノズル６のみから保護液が吐出される場合や、第２の保護液ノズル７のみから保護液が吐出される場合と比較して、その吐出流量は半分である。

また、第１の保護液ノズル６からの保護液の吐出流量、および第２の保護液ノズル７からの保護液の吐出流量は、制御装置８が流量調整バルブ３０の開度を調整することにより変更可能である。
第１および第２の保護液ノズル６，７に供給される保護液としては、たとえば、ＳＣ−１などの薬液やリンス液が挙げられる。

図３は、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７の模式的な側面図である。図４は、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７の模式的な平面図である。図５は、液滴ノズル５と第１の保護液ノズル６との位置関係を示す模式的な平面図である。図６は、液滴ノズル５と第２の保護液ノズル７との位置関係を示す模式的な平面図である。図４において、液滴ノズル５は、その上面５ｂだけが示されており、図５および図６において、その下面５ａ（対向面）だけが示されている。また、図示の関係上、図５は、後述する噴射領域Ｔ１が基板Ｗの上面中心部にある場合を示し、図６は、後述する噴射領域Ｔ１が基板Ｗの上面周縁部にある場合を示す。以下では、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７について説明する。最初に、液滴ノズル５について説明する。

図３に示すように、液滴ノズル５は、処理液の液滴を噴射する本体３６と、本体３６を覆うカバー３７と、カバー３７によって覆われた圧電素子１７と、本体３６とカバー３７との間に介在するシール３８とを含む。本体３６およびカバー３７は、いずれも耐薬性を有する材料によって形成されている。本体３６は、たとえば、石英によって形成されている。カバー３７は、たとえば、フッ素系の樹脂によって形成されている。シール３８は、たとえば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）などの弾性材料によって形成されている。本体３６は、耐圧性を有している。本体３６の一部と圧電素子１７とは、カバー３７の内部に収容されている。配線１８の端部は、たとえば半田（solder）によって、カバー３７の内部で圧電素子１７に接続されている。カバー３７の内部は、シール３８によって密閉されている。

図３に示すように、本体３６は、処理液が供給される供給口３９と、供給口３９に供給された処理液を排出する排出口４０と、供給口３９と排出口４０とを接続する処理液流通路４１と、処理液流通路４１に接続された複数の噴射口４２とを含む。処理液流通路４１は、本体３６の内部に設けられている。供給口３９、排出口４０、および噴射口４２は、本体３６の表面で開口している。供給口３９および排出口４０は、噴射口４２よりも上方に位置している。本体３６の下面５ａは、たとえば、水平な平坦面であり、噴射口４２は、本体３６の下面５ａで開口している。噴射口４２は、たとえば数μｍ〜数十μｍの直径を有する微細孔である。処理液供給管１３および処理液排出管１５は、それぞれ、供給口３９および排出口４０に接続されている。

図５および図６に示すように、複数の噴射口４２は、複数（図５および図６では、たとえば４つ）の列Ｌを構成している。各列Ｌは、等間隔で配列された多数（たとえば１０個以上）の噴射口４２によって構成されている。各列Ｌは、水平な長手方向Ｄ５に沿って直線状に延びている。各列Ｌは、直線状に限らず、曲線状であってもよい。４つの列Ｌは、互いに平行である。４つの列Ｌのうちの２つの列Ｌは、長手方向Ｄ５に直交する水平な方向に隣接している。同様に、残り２つの列Ｌも、長手方向Ｄ５に直交する水平な方向に隣接している。隣接する２つの列Ｌは、対をなしている。対の２つの列Ｌにおいて、一方の列Ｌを構成する複数の噴射口４２（図５および図６の噴射口４２ａ）と、他方の列Ｌを構成する複数の噴射口４２（図５および図６の噴射口４２ｂ）とは、長手方向Ｄ５にずれている。液滴ノズル５は、鉛直方向から見たときに、たとえば、４つの列Ｌが軌跡Ｘ１に交差するようにノズルアーム２１に保持されている（図２を併せて参照）。

処理液供給機構１４（図１参照）は、常時、高圧で処理液を液滴ノズル５に供給している。処理液供給管１３を介して処理液供給機構１４から供給口３９に供給された処理液は、処理液流通路４１に供給される。排出バルブ１６が閉じられている状態では、処理液流通路４１での処理液の圧力（液圧）が高い。そのため、排出バルブ１６が閉じられている状態では、液圧によって各噴射口４２から処理液が噴射される。さらに、排出バルブ１６が閉じられている状態で、交流電圧が圧電素子１７に印加されると、処理液流通路４１を流れる処理液に圧電素子１７の振動が付与され、各噴射口４２から噴射される処理液が、この振動によって分断される。そのため、排出バルブ１６が閉じられている状態で、交流電圧が圧電素子１７に印加されると、処理液の液滴が各噴射口４２から噴射される。これにより、粒径が均一な多数の処理液の液滴が均一な速度で同時に噴射される。

一方、排出バルブ１６が開かれている状態では、処理液流通路４１に供給された処理液が、排出口４０から処理液排出管１５に排出される。すなわち、排出バルブ１６が開かれている状態では、処理液流通路４１での液圧が十分に上昇していないため、処理液流通路４１に供給された処理液は、微細孔である噴射口４２から噴射されずに、排出口４０から処理液排出管１５に排出される。したがって、噴射口４２からの処理液の吐出は、排出バルブ１６の開閉により制御される。制御装置８は、液滴ノズル５を基板Ｗの処理に使用しない間（液滴ノズル５の待機中）は、排出バルブ１６を開いている。そのため、液滴ノズル５の待機中であっても、液滴ノズル５の内部で処理液が流通している状態が維持される。

基板Ｗの上面に処理液の液滴を衝突させるときは、制御装置８が、ノズル移動機構２０（図１参照）によって液滴ノズル５を移動させることにより、液滴ノズル５の下面５ａ（本体３６の下面５ａ）を基板Ｗの上面に近接させる。そして、制御装置８は、液滴ノズル５の下面５ａが基板Ｗの上面に対向している状態で、排出バルブ１６を閉じて処理液流通路４１の圧力を上昇させるとともに、圧電素子１７を駆動することにより、処理液流通路４１内の処理液に振動を加える。これにより、粒径が均一な多数の処理液の液滴が均一な速度で同時に噴射される。そして、図３、図５および図６に示すように、液滴ノズル５から噴射された多数の液滴は、基板Ｗの上面内の２つの噴射領域Ｔ１に吹き付けられる。すなわち、一方の噴射領域Ｔ１は、一方の対の２つの列Ｌの直下の領域であり、この２つの列Ｌを構成する噴射口４２から噴射された処理液の液滴は、一方の噴射領域Ｔ１に吹き付けられる。同様に、他方の噴射領域Ｔ１は、他方の対の２つの列Ｌの直下の領域であり、この２つの列Ｌを構成する噴射口４２から噴射された処理液の液滴は、他方の噴射領域Ｔ１に吹き付けられる。図５および図６に示すように、各噴射領域Ｔ１は、長手方向Ｄ５に延びる平面視長方形状であり、２つの噴射領域Ｔ１は、平行である。

次に、図３〜図５を参照しつつ、第１の保護液ノズル６について説明する。
第１の保護液ノズル６は、保護液を吐出する第１の吐出口４３を有している。第１の吐出口４３は、液滴ノズル５の上端よりも下方に配置されている。第１の吐出口４３はたとえば、円形である。第１の吐出口４３は、円形に限らず、楕円形であってもよいし、スリット状であってもよい。

第１の保護液ノズル６は、吐出される保護液の基板Ｗの上面への着液状態が第１の着液状態となるように、保護液を吐出する。具体的に説明すると、第１の保護液ノズル６は、基板Ｗ上における第１の着液位置Ｐ１に向けて保護液を吐出する。第１の着液位置Ｐ１は、基板Ｗの回転方向Ｄｒに関して噴射領域Ｔ１よりも上流側の位置である。第１の着液位置Ｐ１から、噴射領域Ｔ１の中央位置Ｍまでの距離Ｄｃ（図５参照）は、たとえば１５〜４０ｍｍの所定の距離である。第１の吐出口４３は、第１の着液位置Ｐ１に向かう第１の吐出方向Ｄ１に保護液を吐出する。換言すると、第１の吐出口４３からの保護液は、基板Ｗ上における第１の着液位置Ｐ１に対して第１の吐出方向Ｄ１に入射する。第１の吐出方向Ｄ１は、第１の吐出口４３から第１の着液位置Ｐ１に向かう方向であるとともに、平面視において第１の吐出口４３から液滴ノズル５に向かう方向である。第１の吐出方向Ｄ１は、長手方向Ｄ５に対して傾いている。平面視において長手方向Ｄ５と第１の吐出方向Ｄ１とがなす角度（入射角度）θＨ１（図５参照）は、たとえば、２５〜３５度の範囲内における所定の角度に設定されている。

図３に示すように、第１の吐出方向Ｄ１は、鉛直方向に対して噴射領域Ｔ１の方へ傾けられている。すなわち、第１の着液位置Ｐ１は、水平方向に関して第１の吐出口４３よりも噴射領域Ｔ１側に配置されており、第１の吐出方向Ｄ１は、基板Ｗの上面に対して傾いている。基板Ｗの上面と第１の吐出方向Ｄ１とがなす角度（入射角度）θＶ１（図３参照）は、たとえば、１０〜４０度の範囲内における所定の角度に設定されている。

第２の保護液ノズル７は、吐出される保護液の基板Ｗの上面への着液状態が第２の着液状態となるように、保護液を吐出する。具体的に説明すると、基板Ｗ上における第２の着液位置Ｐ２に向けて保護液を吐出する。第２の着液位置Ｐ２は、基板Ｗの回転方向Ｄｒに関して噴射領域Ｔ１よりも上流側の位置である。第２の着液位置Ｐ２から中央位置Ｍまでの距離Ｄｅ（図６参照）は、たとえば１５〜４０ｍｍの所定の距離である。

第２の吐出口４４は、第２の着液位置Ｐ２に向かう第２の吐出方向Ｄ１に保護液を吐出する。換言すると、第２の吐出口４４からの保護液は、基板Ｗ上における第２の着液位置Ｐ２に対して第２の吐出方向Ｄ２に入射する。第２の吐出方向Ｄ２は、第２の吐出口４４から第２の着液位置Ｐ２に向かう方向であるとともに、平面視において第２の吐出口４４から液滴ノズル５に向かう方向である。第２の吐出方向Ｄ２は、長手方向Ｄ５に対して傾いている。平面視において長手方向Ｄ５と第２の吐出方向Ｄ２とがなす角度（入射角度）θＨ２（図６参照）は、たとえば、２５〜３５度の範囲内における所定の角度に設定されている。

図３に示すように、第２の吐出方向Ｄ２は、鉛直方向に対して噴射領域Ｔ１の方へ傾けられている。すなわち、第２の着液位置Ｐ２は、水平方向に関して第２の吐出口４４よりも噴射領域Ｔ１側に配置されており、第２の吐出方向Ｄ２は、基板Ｗの上面に対して傾いている。基板Ｗの上面と第２の吐出方向Ｄ２とがなす角度（入射角度）θＶ２（図３参照）は、たとえば、１０〜４０度の範囲内における所定の角度に設定されている。

ノズルホルダ２７（図１参照）には、第１および第２の保護液ノズル６，７が取り付けられている。第１の保護液ノズル６の位置および姿勢（第１の位置および姿勢）は、噴射領域Ｔ１の位置が、基板Ｗの回転中心Ｃ１を含む部分である基板Ｗの上面中心部に配置されている状態で最適化されている。すなわち、第１の着液状態（第１の着液位置Ｐ１（図３参照）、角度θＶ１（図３参照）および角度θＨ１（図５参照））は、基板Ｗの上面中心部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態で、第１の保護液ノズル６のみから保護液が吐出される場合に、当該保護液が、最も効率的に噴射領域Ｔ１の全域に行き渡るような着液状態である。換言すると、第１の保護液ノズル６の第１の位置および姿勢は、基板Ｗの上面中心部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態で、第１の保護液ノズル６のみから保護液が吐出される場合に、当該保護液が、最も効率的に噴射領域Ｔ１の全域に行き渡るような位置および姿勢である。

また、第２の保護液ノズル７の位置および姿勢は、噴射領域Ｔ１の位置が、基板Ｗの上面周縁部に配置されている状態で最適化されている。すなわち、第２の着液状態（第２の着液位置Ｐ２（図３参照）、角度θＶ２（図３参照）および角度θＨ２（図６参照））は、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態で、第２の保護液ノズル７のみから保護液が吐出される場合に、当該保護液が、最も効率的に噴射領域Ｔ１の全域に行き渡るような着液状態である。換言すると、第２の保護液ノズル７の第２の位置および姿勢は、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態で、第２の保護液ノズル７のみから保護液が吐出される場合に、当該保護液が、最も効率的に噴射領域Ｔ１の全域に行き渡るような位置および姿勢である。

図３および図４に示すように、一実施形態に係る基板処理装置１では、第１および第２の保護液ノズル６，７の姿勢は互いに等しくされており、上下にずれて配置されている。換言すると、第１および第２の保護液ノズル６，７は、平面視で互いに重複している（図４では、図示の便宜上、若干ずれた状態を示している）。
すなわち、基板処理装置１では、第１の保護液ノズル６の吐出口４３と第２の保護液ノズル７の吐出口４４とが上下にずれており、その結果、第２の着液位置Ｐ２は、第１の着液位置Ｐ１よりも、噴射領域Ｔ１に近い位置になっている（Ｄｃ（図５参照）＞Ｄｅ（図６参照）。第２の着液位置Ｐ２は、第１の吐出口４３と第１の着液位置Ｐ１とを結ぶ線分の延長線上に配置されている。

また、第１の吐出方向Ｄ１は、第２の吐出方向Ｄ２と同方向である。すなわち、角度θＶ２（図３参照）が角度θＶ１（図３参照）と同じであり、角度θＨ２（図６参照）が角度θＨ１（図５参照）と同じである。
なお、第１および第２の保護液ノズル６，７の位置および姿勢が基板Ｗの上面中心部および上面周縁部のそれぞれで最適化されているのであれば、第１および第２の保護液ノズル６，７が、吐出口４３，４４の位置が異ならされているだけでなく、姿勢も互いに異ならせてもよい。この場合、第１の吐出方向Ｄ１も第２の吐出方向Ｄ２と異なるようになる。また、吐出される保護液の第１および第２の着液位置Ｐ１，Ｐ２が共通するように第１および第２の保護液ノズル６，７を設けることもできる。但し、この場合には、第１の吐出方向Ｄ１と第２の吐出方向Ｄ２とを互いに異ならせておく必要がある。

基板処理装置１を用いて実行される第１処理例（後述する）では、噴射領域Ｔ１の位置の移動（スキャン）に並行して、制御装置８は、第１および第２の保護液ノズル６，７から保護液を吐出させる。このときにおける、第１および第２の保護液ノズル６，７からの保護液の吐出流量は、互いに等しい（吐出流量比が１：１）。
図１、図３および図５を参照して、基板Ｗの上面中心部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている場合の保護液の流れについて説明する。また、第２の保護液ノズル７については、図６も併せて参照しつつ説明する。

制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、第１および第２の保護液ノズル６，７から保護液を吐出させる。第１の保護液ノズル６からの保護液は、第１の着液位置Ｐ１に着液し、第２の保護液ノズル７からの保護液は、第２の着液位置Ｐ２に着液する。回転状態の基板Ｗに保護液が供給されるので、基板Ｗに供給された保護液は、基板Ｗとの接触によって径方向（回転半径方向）に加速されるとともに基板Ｗの回転方向Ｄｒ（図６参照）に加速される。したがって、基板Ｗに供給された保護液は、各着液位置Ｐ１，Ｐ２から径方向に拡がりながら回転方向に流れる。第１および第２の吐出方向Ｄ１，Ｄ２が鉛直方向に傾いており、かつ基板Ｗの中心部では基板Ｗの回転速度が遅いので、基板Ｗの上面中心部に供給された保護液は、各着液位置Ｐ１，Ｐ２を頂点の１つとする三角形状を保ちながら広範囲に拡がる。

図１、図３および図６を参照して、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている場合の保護液の流れについて説明する。また、第１の保護液ノズル６については、図６も併せて参照しつつ説明する。
制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、第２の保護液ノズル７から保護液を吐出させる。第１の保護液ノズル６からの保護液は、第１の着液位置Ｐ１に着液し、第２の保護液ノズル７からの保護液は、第２の着液位置Ｐ２に着液する。回転状態の基板Ｗに保護液が供給されるので、基板Ｗに供給された保護液は、基板Ｗとの接触によって径方向（回転半径方向）に加速されるとともに基板Ｗの回転方向Ｄｒに加速される。したがって、基板Ｗに供給された保護液は、各着液位置Ｐ１，Ｐ２から径方向に拡がりながら回転方向に流れる。基板Ｗの周縁部では基板Ｗの回転速度が速いので、基板Ｗの上面周縁部に供給された保護液は、各着液位置Ｐ１，Ｐ２を頂点の１つとする角度の小さな鋭角三角形状（基板Ｗの周方向に沿うほぼ直線状）をなしつつ径方向に高速で拡がる。

図７Ａ−７Ｅは、この発明の一実施形態に係る基板処理装置１によって行われる基板Ｗの第１処理例について説明するための図である。図１および図７Ａ−７Ｅを参照して第１処理例について説明する。
たとえば直径３００mmの円形基板からなる未処理の基板Ｗは、搬送ロボット（図示しない）によって搬送され、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２上に載置される。そして、制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを保持させる。その後、制御装置８は、スピンモータ１０を制御して、スピンチャック２に保持されている基板Ｗを回転させる。

次に、リンス液の一例である純水をリンス液ノズル４から基板Ｗに供給して、基板Ｗの上面を純水で覆う第１カバー工程が行われる。具体的には、制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ１１を開いて、図７Ａに示すように、リンス液ノズル４からスピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に拡がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成される。そして、リンス液バルブ１１が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置８は、リンス液バルブ１１を閉じてリンス液ノズル４からの純水の吐出を停止させる。

次に、処理液の一例である炭酸水の液滴を液滴ノズル５から基板Ｗに供給して基板Ｗを洗浄する洗浄工程と、保護液の一例であるＳＣ−１を基板Ｗに供給して基板Ｗの上面をＳＣ−１で覆う第２カバー工程とが並行して行われる。つまり、制御装置８は、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、第１および第２の保護液ノズル６，７からＳＣ−１を吐出させ、かつ液滴ノズル５から炭酸水の液滴を噴射させつつ、基板Ｗを一定速度で回転させながら、ノズル移動機構２０によって、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で液滴ノズル５を軌跡Ｘ１に沿って複数回往復させる（ハーフスキャン）。制御装置８が、基板Ｗを回転させながら、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で液滴ノズル５を移動させるので、噴射領域Ｔ１によって基板Ｗの上面が走査され、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面全域を通過する。図２において実線で示すように、中心位置Ｐｃは、平面視において液滴ノズル５と基板Ｗの上面中心部とが重なる位置であり、図２において二点鎖線で示すように、周縁位置Ｐｅは、平面視において液滴ノズル５と基板Ｗの上面周縁部とが重なる位置である。

洗浄工程および第２カバー工程の終了後、リンス液の一例である純水をリンス液ノズル４から基板Ｗに供給して、基板Ｗに付着している液体や異物を洗い流すリンス工程が行われる。具体的には、制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ１１を開いて、図７Ｄに示すように、リンス液ノズル４からスピンチャック２に保持されている基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に拡がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗに付着している液体や異物が洗い流される。そして、リンス液バルブ１１が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置８は、リンス液バルブ１１を閉じてリンス液ノズル４からの純水の吐出を停止させる。

次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（スピンドライ）が行われる。具体的には、制御装置８は、スピンモータ１０を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水に大きな遠心力が作用し、図７Ｅに示すように、基板Ｗに付着している純水が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する。そして、乾燥工程が所定時間にわたって行われた後は、制御装置８は、スピンモータ１０を制御して、スピンチャック２による基板Ｗの回転を停止させる。その後、処理済みの基板Ｗが搬送ロボットによってスピンチャック２から搬出される。

図８Ａ−８Ｃおよび図８Ｄ−８Ｅは、洗浄工程および第２カバー工程について説明するための図である。図１、図８Ａ−８Ｃ、および図８Ｄ−８Ｅを参照して、洗浄工程および第２カバー工程について説明する。
制御装置８は、ノズル移動機構２０を制御することにより、図８Ａに示すように、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７を、基板Ｗの回転範囲外のホームポジション（図示しない）からスピンチャック２の上方に移動させ、かつ液滴ノズル５の下面５ａを基板Ｗの上面周縁部に近接させる。すなわち、液滴ノズル５が周縁位置Ｐｅに配置される。

その後、制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、第１および第２の保護液バルブ２６，２９を開いて、第１および２の保護液ノズル６，７の双方からＳＣ−１を吐出させる。この実施例１では、流量調整バルブ３０の開度は、第１および第２の保護液ノズル６，７からの保護液の合計吐出流量が、所定の少流量ＡＦ（たとえば約1.3リットル／分）となるように調整されている。このとき、第１および第２の保護液ノズル６，７から、それぞれ約0.65リットル／分の吐出流量のＳＣ−１が吐出される。

また、制御装置８は、第１および第２の保護液ノズル６，７からのＳＣ−１の吐出と並行して、液滴ノズル５から炭酸水の液滴を噴射させる。具体的には、制御装置８は、液滴ノズル５の下面５ａが基板Ｗの上面に近接しており、第２の保護液ノズル７からＳＣ−１が吐出されている状態で、排出バルブ１６を閉じるとともに、電圧印加機構１９によって所定の周波数の交流電圧を液滴ノズル５の圧電素子１７に印加させる。多数の炭酸水の液滴が液滴ノズル５から下方に噴射されることにより、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置される。第１および第２の保護液ノズル６，７から吐出されたＳＣ−１は、基板Ｗの上面周縁部に配置される噴射領域Ｔ１の全域に行き渡りＳＣ−１の液膜を形成し、このＳＣ−１の液膜によって覆われている噴射領域Ｔ１に、液滴ノズル５から多数の炭酸水の液滴が吹き付けられる。

さらに、制御装置８は、図８Ｂに示すように、一定の回転速度で基板Ｗを回転させるとともに、一定の吐出流量（吐出流量ＡＦ）で第１および第２の保護液ノズル６，７からＳＣ−１を吐出させながら、ノズル移動機構２０によって、液滴ノズル５を基板Ｗの上面に沿って、中心位置Ｐｃに向けて移動させる。これにより、噴射領域Ｔ１の位置が、ＳＣ−１の液膜によって覆われつつ、基板Ｗの上面を基板Ｗの回転中心Ｃ１に向けて移動させられる。

その後、図８Ｃに示すように、液滴ノズル５が中心位置Ｐｃに達すると、制御装置８は回動機構２２を制御してノズルアーム２１の揺動方向を反転させる。そのため、液滴ノズル５は、中心位置Ｐｃから周縁位置Ｐｅに向けて移動を開始させられる。これにより、液滴ノズル５から炭酸水の液滴が噴射され、かつ第１および第２の保護液ノズル６，７からＳＣ−１が吐出されつつ、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７が周縁位置Ｐｅに向けて移動させられる。これにより、図８Ｄに示すように噴射領域Ｔ１の位置が、ＳＣ−１の液膜によって覆われつつ、基板Ｗの上面を基板Ｗの周縁に向けて移動させられる。

その後、図８Ｅに示すように、液滴ノズル５が周縁位置Ｐｅに達すると、制御装置８は回動機構２２を制御してノズルアーム２１の揺動方向を反転させる。これにより、液滴ノズル５は、周縁位置Ｐｅから中心位置Ｐｃに向けて移動を開始させられる。
このように、制御装置８が、基板Ｗを回転させながら、中心位置Ｐｃと周縁位置Ｐｅとの間で液滴ノズル５を移動させるので、噴射領域Ｔ１によって基板Ｗの上面が走査され、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面全域を通過する。

多数の炭酸水の液滴が液滴ノズル５から下方に噴射されることにより、ＳＣ−１の液膜によって覆われている噴射領域Ｔ１に多数の炭酸水の液滴が吹き付けられる。したがって、基板Ｗの上面全域に炭酸水の液滴が吹き付けられる。基板Ｗの上面に付着しているパーティクルなどの異物は、基板Ｗに対する液滴の衝突によって物理的に除去される。また、異物と基板Ｗとの結合力は、ＳＣ−１が基板Ｗを溶解させることにより弱められる。したがって、異物がより確実に除去される。また、基板Ｗの上面全域が液膜によって覆われている状態で、炭酸水の液滴が噴射領域Ｔ１に吹き付けられるので、基板Ｗに対する異物の再付着が抑制または防止される。このようにして、第２カバー工程および洗浄工程が行われる。

そして、ノズルアーム２１の往復揺動動作が予め定める回数行われると、制御装置８は、排出バルブ１６を開いて、液滴ノズル５からの液滴の噴射を停止させる。さらに、制御装置８は、開状態にある第１または第２の保護液バルブ２６，２９を閉じて、第１または第２の保護液ノズル６，７からのＳＣ−１の吐出を停止させる。
図９Ａは、基板Ｗの上面の各所において、噴射領域Ｔ１の位置の回転中心Ｃ１からの距離と、噴射領域Ｔ１に到達する保護液の流量との関係を概略的に示すグラフである。

第１の保護液ノズル６の位置および姿勢（第１の位置および姿勢）は、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面中心部に配置されている状態で最適化されている。この場合、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面中心部に配置されるときは、基板Ｗに供給された保護液は、噴射領域Ｔ１に効率良く供給される。しかしながら、噴射領域Ｔ１の位置の回転中心Ｃ１からの距離が大きくなるのに従って（噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの周縁に向けて移動するのに従って）、噴射領域Ｔ１に到達される保護液の流量が反比例的に減少する。そして、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面周縁部に配置されるときには、僅かな流量の保護液しか噴射領域Ｔ１に達しない。この場合、基板Ｗの上面周縁部に配置された噴射領域Ｔ１に、第１の保護液ノズル６から供給される保護液を行き渡らせるためには、大流量の保護液を第１の保護液ノズル６から吐出させなければならない。

第２の保護液ノズル７の位置および姿勢（第２の位置および姿勢）は、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面周縁部に配置されている状態で最適化されている。この場合、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面周縁部に配置されるときは、基板Ｗに供給された保護液は、噴射領域Ｔ１に効率良く供給される。しかしながら、噴射領域Ｔ１の位置の回転中心Ｃ１からの距離が小さくなるのに従って（噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの回転中心Ｃ１に向けて移動するのに従って）、噴射領域Ｔ１に到達される保護液の流量が反比例的に減少する。そして、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面中心部に配置されるときには、僅かな流量の保護液しか噴射領域Ｔ１に達しない。この場合、基板Ｗの上面中心部に配置された噴射領域Ｔ１に、第２の保護液ノズル７から供給される保護液を行き渡らせるためには、大流量の保護液を第２の保護液ノズル７から吐出させなければならない。

処理例１では、基板Ｗの上面中心部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態では、第１の保護液ノズル６から吐出される保護液が有効に機能し、噴射領域Ｔ１に保護液が効率良く供給される。また、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態では、第２の保護液ノズル７から吐出される保護液が有効に機能し、噴射領域Ｔ１に保護液が効率良く供給される。

そして、基板Ｗの回転中心Ｃ１と上面周縁部との間の部分に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態では、各保護液ノズル６，７から吐出された保護液の噴射領域Ｔ１への供給効率は高くないもの、第１および第２の保護液ノズル６，７が互いに異なる位置で最適化されているために、少なくない合計供給流量が噴射領域Ｔ１に供給される。なお、噴射領域Ｔ１が基板Ｗ上面の中間部Ｍ１に配置されているときに、第１および第２の保護液ノズル６，７から吐出されたＳＣ−１が噴射領域Ｔ１に供給される効率が最も低い。

図９Ｂは、実施例１および比較例１における、基板Ｗに供給される保護液の流量と基板Ｗのダメージ数との関係を示すグラフである。
実施例１は、前述の処理例１のように、第１および第２の保護液ノズル６，７の双方から保護液を吐出させる第２カバー工程および洗浄工程を実行する場合を示し、比較例１は、第１の保護液ノズル６のみから保護液を吐出させつつ、第２カバー工程および洗浄工程を実行する場合を示す。また、基板Ｗの上面には、厚さ37nmのポリシリコンの薄膜が形成されているものとする。図９Ｂのダメージ数は、基板Ｗに供給される保護液の流量を除き、同じ条件で基板Ｗを処理したときの測定値である。具体的には、基板の回転速度は300rpmである。また、ノズルアーム２１の１回の往復揺動動作（往復ハーフスキャン）に要する時間は15secであり、ハーフスキャンの実行回数は2回である。

比較例１では、基板Ｗに供給される保護液の流量が1.8リットル/分未満のときにダメージ数が多い。これに対し、実施例１では、基板Ｗに供給される保護液の流量が1.1リットル／分であってもダメージ数は極めて少ない。したがって、第１処理例の場合に、基板Ｗに供給される保護液の流量を増大させることなく、基板Ｗのダメージを抑制できる。
以上によりこの実施形態によれば、噴射位置Ｔ１の移動に並行して、第１および第２の保護液ノズル６，７の双方から保護液が吐出される。第１の保護液ノズル６の位置および姿勢は、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面中心部に配置されている状態で、第１の保護液ノズル６から吐出される保護液が噴射領域の全域に行き渡るように最適化されている。また、第２の保護液ノズル７の位置および姿勢は、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面周縁部に配置されている状態で、第２の保護液ノズル７から吐出される保護液が噴射領域の全域に行き渡るように最適化されている。

そのため、基板Ｗの上面中心部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態では、第１の保護液ノズル６から吐出される保護液が、噴射領域Ｔ１に保護液が効率良く供給され、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態では、第２の保護液ノズル７から吐出される保護液が、噴射領域Ｔ１に効率良く供給される。また、基板Ｗの回転中心Ｃ１と上面周縁部との間の部分に噴射領域Ｔ１の位置が配置されている状態では、第１および第２の保護液ノズル６，７が互いに異なる位置で最適化されているために、少なくない合計供給流量が噴射領域Ｔ１に供給される。そのため、基板Ｗに供給される保護液の流量が少流量（流量ＡＦ）であっても、基板Ｗの回転中心Ｃ１と上面周縁部との間の部分に配置された噴射領域Ｔ１の全域を保護液の液膜によって覆うことができる。

その結果、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面のいずれに配置される場合であっても、基板Ｗへの少流量の保護液の供給により、噴射領域Ｔ１の全域を保護液の液膜によって覆うことができる。これにより、基板Ｗに供給される保護液の流量を増大させることなく、基板Ｗのダメージを抑制できる。
図１０Ａ−１０Ｃは、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの第２処理例について説明するための図である。

図１０Ａ−１０Ｃは、第２処理例のうち、洗浄工程および第２カバー工程を示す。第２処理例のうち第１処理例と異なるのは、洗浄工程および第２カバー工程だけである。それ以外の工程は、第１処理例の場合と同様であるので説明を省略する。図１、図１０Ａ−１０Ｃを参照して、第２処理例における洗浄工程および第２カバー工程について説明する。
第２処理例の洗浄工程および第２カバー工程が、第１処理例の洗浄工程および第２カバー工程と相違する点は、基板Ｗの上面内の噴射領域Ｔ１の位置変化に応じて、第１および第２の保護液ノズル６，７から吐出される保護液の流量を変化させるようにした点である。より具体的には、噴射領域Ｔ１が基板Ｗの上面中心部に配置される場合よりも、基板Ｗの上面周縁部に配置される場合に、第１および第２の保護液ノズル６，７から、より大流量の保護液を吐出させる点が相違する。

制御装置８は、ノズル移動機構２０を制御することにより、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７を、基板Ｗの回転範囲外のホームポジション（図示しない）からスピンチャック２の上方に移動させ、かつ液滴ノズル５の下面５ａを基板Ｗの上面周縁部に近接させる。すなわち、液滴ノズル５が周縁位置Ｐｅに配置される。
その後、制御装置８は、スピンチャック２によって基板Ｗを回転させながら、第１および第２の保護液バルブ２６，２９を開いて、第１および２の保護液ノズル６，７の双方からＳＣ−１を吐出させる。前述のように、流量調整バルブ３０の開度は、第１および第２の保護液ノズル６，７からの保護液の合計吐出流量が、所定の少流量ＡＦ１（たとえば約0.7リットル／分）となるように調整されている。具体的には、このとき第１および第２の保護液ノズル６，７から、それぞれ約0.35リットル／分の吐出流量のＳＣ−１が吐出される。

また、制御装置８は、第１および第２の保護液ノズル６，７からのＳＣ−１の吐出と並行して、液滴ノズル５から炭酸水の液滴を噴射させる。多数の炭酸水の液滴が液滴ノズル５から下方に噴射されることにより、基板Ｗの上面周縁部に噴射領域Ｔ１の位置が配置される。第１および第２の保護液ノズル６，７から吐出されたＳＣ−１は、基板Ｗの上面周縁部に配置される噴射領域Ｔ１の全域に行き渡りＳＣ−１の液膜を形成し、このＳＣ−１の液膜によって覆われている噴射領域Ｔ１に、液滴ノズル５から多数の炭酸水の液滴が吹き付けられる。

さらに、制御装置８は、図１０Ａに示すように、一定の回転速度で基板Ｗを回転させるとともに、ノズル移動機構２０によって、液滴ノズル５を基板Ｗの上面に沿って、中心位置Ｐｃに向けて移動させる。これにより、噴射領域Ｔ１の位置が、ＳＣ−１の液膜によって覆われつつ、基板Ｗの上面を基板Ｗの回転中心Ｃ１に向けて移動させられる。
噴射領域Ｔ１が基板Ｗの周縁から離反するのに従って、制御装置８は、調整バルブ３０の開度を徐々拡大させ、第１の保護液ノズル６および第２の保護液ノズル７からの保護液の吐出流量を増大させる。

図１０Ｂに示すように、液滴ノズル５が中間位置Ｐｍを通過する状態（具体的には、噴射領域Ｔ１の中央位置Ｍが基板Ｗ上面の中間部Ｍ１を通過する状態）において、流量調整バルブ３０の開度は、第１および第２の保護液ノズル６，７からの保護液の合計吐出流量が所定の第２流量ＡＦ２（たとえば約1.3リットル／分）となるように拡大させられている。このとき、第１および第２の保護液ノズル６，７から、それぞれ約0.65リットル／分の吐出流量のＳＣ−１が吐出される。なお、基板Ｗの中間部Ｍ１は、基板Ｗの回転中心Ｃ１と基板Ｗ周縁との間の中間の部分（直径300mmの基板Ｗでは、回転中心Ｃ１から75mmの位置）である。

噴射領域Ｔ１が基板Ｗ上面の中間部Ｍ１を通過した後は、噴射領域Ｔ１が基板Ｗの回転中心Ｃ１に近づくのに従って、制御装置８は、調整バルブ３０の開度を徐々に縮小させ、第１の保護液ノズル６および第２の保護液ノズル７からの保護液の吐出流量を低減させる。
図１０Ｃに示すように、液滴ノズル５が中心位置Ｐｃに達した状態では、流量調整バルブ３０の開度は、第１および第２の保護液ノズル６，７からの保護液の合計吐出流量が所定の第３流量ＡＦ３（たとえば約0.7リットル／分）となるように縮小させられている。このとき、第１および第２の保護液ノズル６，７から、それぞれ約0.35リットル／分の吐出流量のＳＣ−１が吐出される。

また、液滴ノズル５が中心位置Ｐｃに達すると、制御装置８は回動機構２２を制御してノズルアーム２１の揺動方向を反転させる。そのため、液滴ノズル５は、中心位置Ｐｃから周縁位置Ｐｅに向けて移動を開始させられる。これにより、液滴ノズル５から炭酸水の液滴が噴射され、かつ第１および第２の保護液ノズル６，７からＳＣ−１が吐出されつつ、液滴ノズル５ならびに第１および第２の保護液ノズル６，７が周縁位置Ｐｅに向けて移動させられる。これにより、噴射領域Ｔ１の位置が、ＳＣ−１の液膜によって覆われつつ、基板Ｗの上面を基板Ｗの周縁に向けて移動させられる。噴射領域Ｔ１が基板Ｗ上面の中間部Ｍ１に達するまでは、噴射領域Ｔ１が基板Ｗの回転中心Ｃ１から離反するのに従って、制御装置８は、調整バルブ３０の開度を徐々に縮小させ、噴射領域Ｔ１が基板Ｗ上面の中間部Ｍ１を通過した後は、噴射領域Ｔ１が基板Ｗの周縁に近づくのに従って、制御装置８は、調整バルブ３０の開度を徐々に縮小させる。

そして、ノズルアーム２１の往復揺動動作が予め定める回数行われると、制御装置８は、排出バルブ１６を開いて、液滴ノズル５からの液滴の噴射を停止させる。さらに、制御装置８は、開状態にある第１または第２の保護液バルブ２６，２９を閉じて、第１または第２の保護液ノズル６，７からのＳＣ−１の吐出を停止させる。
前述のように、噴射領域Ｔ１が基板Ｗ上面の中間部Ｍ１に配置されているときに、第１および第２の保護液ノズル６，７から吐出されたＳＣ−１が噴射領域Ｔ１に供給される効率が最も低い。このような位置に噴射領域Ｔ１が配置されている場合に第１または第２の保護液ノズル６，７からの吐出流量を最大の第２流量ＡＦ２（たとえば約1.3リットル／分）とするので、噴射領域Ｔ１が基板Ｗ上面の中間部Ｍ１に配置されている場合であっても、噴射領域Ｔ１の全域を保護液の液膜によって覆うことができる。

また、噴射領域Ｔ１が基板Ｗの上面中心部および上面周縁部に配置されているときには、第１および第２の保護液ノズル６，７から吐出されたＳＣ−１が効率良く噴射領域Ｔ１に供給されるので、第１または第２の保護液ノズル６，７からの吐出流量を低減させることができる。とくに、噴射領域Ｔ１が基板Ｗの上面中心部に配置されている場合には、第１および第２の保護液ノズル６，７からのＳＣ−１が、より効率良く噴射領域Ｔ１に導かれるので、基板Ｗに供給されるＳＣ−１の流量を第３流量ＡＦ３（たとえば約0.7リットル／分）に低減しても、噴射領域Ｔ１の全域を保護液の液膜によって覆うことができる。これにより、基板Ｗのダメージを抑制しつつ、基板Ｗに供給される保護液の総流量をより一層低減させることができる。

以上、この発明の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。
また、第１の保護液ノズル６の位置および姿勢の最適化の基準を、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面中心部に配置されている状態とし、また、第２の保護液ノズル７の位置および姿勢の最適化の基準を、噴射領域Ｔ１の位置が基板Ｗの上面周縁部に配置されている状態とした。しかしながら、第１の保護液ノズル６の位置および姿勢の基準を、上面中心部を除く、中心部Ｍ１よりも内周側の所定位置にしてもよいし、第２の保護液ノズル７の位置および姿勢の基準を、上面中心部を除く、中心部Ｍ１よりも外周側の所定位置にしてもよい。

また、前述の実施形態では、基板処理装置１が、半導体ウエハなどの円板状の基板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、液晶表示装置用ガラス基板などの多角形の基板を処理する装置であってもよい。
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
２ スピンチャック（基板保持手段）
５ 液滴ノズル
６ 第１の保護液ノズル
７ 第２の保護液ノズル
８ 制御装置
１０ スピンモータ（回転手段）
２０ ノズル移動機構（ノズル移動手段）
２６ 第１の保護液バルブ（保護液供給手段）
２９ 第２の保護液バルブ（保護液供給手段）
３０ 流量調整バルブ（保護液供給手段）
Ｐ１ 第１の着液位置
Ｐ２ 第２の着液位置
Ｔ１ 噴射領域
Ｗ 基板
θＨ１ 角度（入射角度）
θＨ２ 角度（入射角度）
θＶ１ 角度（入射角度）
θＶ２ 角度（入射角度）

Claims (11)

1. 基板を水平に保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段によって保持された基板を、鉛直な回転軸線まわりに回転させる回転手段と、
   前記基板保持手段によって保持された基板の上面内の噴射領域に吹き付けられる処理液の液滴を生成する液滴ノズルと、
   前記基板の上面に保護液を吐出するための第１の保護液ノズルと、
   前記基板の上面に保護液を吐出するための第２の保護液ノズルと、
   前記第１および第２の保護液ノズルに対し、保護液を供給するための保護液供給手段と、
   前記液滴ノズルならびに前記第１および第２の保護液ノズルを移動させるためのノズル移動手段と、
   前記保護液供給手段を制御して、前記第１および第２の保護液ノズルの双方から前記基板の上面に保護液を吐出させ、前記基板の上面に保護液の液膜を形成して、前記保護液の液膜によって前記噴射領域が覆われている状態で、処理液の液滴を前記噴射領域に衝突させる保護液吐出制御手段と、
   前記第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出に並行して、前記液滴ノズルと前記第１および第２の保護液ノズルとの位置関係を一定に保ちながら、前記基板の上面中心部と前記基板の上面周縁部との間で前記噴射領域が移動するように、前記液滴ノズルならびに前記第１および第２の保護液ノズルを移動させるノズル移動制御手段とを含み、
   前記第１の保護液ノズルの前記液滴ノズルに対する位置および姿勢は、前記基板の上面において当該保護液ノズルからの保護液が着液する、前記液滴ノズルに対する相対的な着液位置、および当該保護液ノズルから吐出された保護液が前記着液位置に入射するときの、前記液滴ノズルに対する相対的な入射角度の少なくとも一方を含む着液状態が第１の着液状態となるような第１の位置および姿勢に設定されており、
   前記第２の保護液ノズルの前記液滴ノズルに対する位置および姿勢は、前記着液位置および前記入射角度の少なくとも一方を含む前記着液状態が、前記第１の着液状態と異なる第２の着液状態となるような第２の位置および姿勢に設定されている、基板処理装置。
2. 前記第１の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部の位置に配置された状態で、前記第１の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢であり、
   前記第２の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面周縁部の位置に配置された状態で、前記第２の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢である、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記保護液吐出制御手段は、前記保護液供給手段を制御して、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化によらずに一定流量の保護液を前記第１および第２の保護液ノズルから吐出させる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記保護液供給手段は、前記第１および第２の保護液ノズルに供給する保護液の流量を調整するための流量調整手段を含み、
   前記保護液吐出制御手段は、前記流量調整手段を制御する吐出流量制御手段を含み、
   前記吐出流量制御手段は、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化に応じて、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を変化させる、請求項１または２に記載の基板処理装置。
5. 前記吐出流量制御手段は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部に配置される場合よりも前記基板の上面周縁部に配置される場合に、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を多くさせる、請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出流量比は１：１に設定されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 基板を水平に保持する基板保持工程と、
   第１の保護液ノズルを、前記保持された基板の上面において当該保護液ノズルからの保護液が着液する、液滴ノズルに対する相対的な着液位置、および当該保護液ノズルから吐出された保護液が前記着液位置に入射するときの、前記液滴ノズルに対する相対的な入射角度の少なくとも一方を含む着液状態が第１の着液状態となるような第１の位置および姿勢に設ける工程と、
   第２の保護液ノズルを、前記着液位置および前記入射角度の少なくとも一方を含む前記着液状態が、前記第１の着液状態と異なる第２の着液状態となるような第２の位置および姿勢に設ける工程と、
   前記保持された基板を、鉛直な回転軸線まわりに回転させる回転工程と、
   前記保持された基板の上面内の噴射領域に、前記液滴ノズルから処理液の液滴を吹き付ける液滴供給工程と、
   前記第１および第２の保護液ノズルの双方から前記基板の上面に保護液を吐出し、前記保持された基板の上面に保護液の液膜を形成して、前記保護液の液膜によって前記噴射領域が覆われている状態で、前記処理液の液滴を前記噴射領域に衝突させる保護液吐出工程と、
   前記第１および第２の保護液ノズルからの保護液の吐出に並行して、前記液滴ノズルと前記第１および第２の保護液ノズルとの位置関係を一定に保ちながら、前記基板の上面中心部と前記基板の上面周縁部との間で前記噴射領域が移動するように、前記液滴ノズルならびに前記第１および第２の保護液ノズルを移動させるノズル移動工程とを含む、基板処理方法。
8. 前記第１の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部の位置に配置された状態で、前記第１の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢であり、
   前記第２の位置および姿勢は、前記噴射領域が前記基板の上面周縁部の位置に配置された状態で、前記第２の保護液ノズルから吐出される保護液が前記噴射領域の全域に行き渡るような位置および姿勢である、請求項７に記載の基板処理方法。
9. 前記保護液吐出工程は、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化によらずに一定流量の保護液を前記第１および第２の保護液ノズルから吐出させる工程を含む、請求項７または８に記載の基板処理方法。
10. 前記保護液吐出工程は、前記基板の上面内における前記噴射領域の位置変化に応じて、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を変化させる、請求項７または８に記載の基板処理方法。
11. 前記保護液吐出工程は、前記噴射領域が前記基板の上面中心部に配置される場合よりも前記基板の上面周縁部に配置される場合に、前記第１および第２の保護液ノズルから吐出される保護液の流量を多くさせる、請求項１０に記載の基板処理方法。

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