JP6418555B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板を処理する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。
特許文献１には、半導体ウエハ等の基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置が開示されている。前記基板処理装置は、基板を水平に保持しながら回転させるスピンチャックと、スピンチャックを収容するチャンバーと、スピンチャックに保持されている基板の上面に向けて室温よりも高温の薬液を吐出するノズルとを備えている。薬液バルブが開かれると、薬液が、薬液供給路からノズルに供給され、ノズルの吐出口から吐出される。
特開２００６−３４４９０７号公報
特許文献１の基板処理装置において、薬液バルブが閉じられると、薬液バルブからノズルの吐出口までの流路への薬液の供給が停止される。そのため、前記流路を構成する配管等の温度が低下する。その後、高温の薬液を吐出するために薬液バルブを開くと、配管等が薬液で温められる。ノズルから吐出された薬液の温度は、配管等の温度が安定するまで上昇する。
同じチャンバーで複数枚の基板を処理する場合、１枚目の基板の処理品質がそれ以降の基板の処理品質と異なる傾向がある。処理すべき基板に薬液を供給する前にノズルに薬液を吐出させるプリディスペンス工程を行うと、基板に供給される薬液の温度を安定させることができ、処理品質のばらつきを低減できる。
しかしながら、従来の基板処理装置では、プリディスペンス工程においてノズルから吐出された薬液の実際の温度が不明なので、薬液の吐出時間を薬液の温度が安定する時間よりも長く設定する必要がある。この場合、本来は不要である薬液の吐出を行うことになるので、スループット（単位時間当たりの基板の処理枚数）が悪化し、薬液の消費量が増加してしまう。
このような問題は、処理液の温度が室温よりも高い場合だけでなく、処理液の温度が室温よりも低い場合にも生じ得る。さらに、このような問題は、高温または低温の処理液で基板を処理する場合だけでなく、高温または低温の処理ガスで基板を処理する場合にも生じ得る。
そこで、本発明の目的の一つは、プリディスペンス工程における不要な処理流体の吐出を減らすことである。
前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、基板を処理する処理流体を吐出する吐出口と、前記吐出口に処理流体を導く供給路と、前記供給路に介装された吐出バルブと、前記吐出口から吐出された処理流体によって処理される基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、前記吐出口から吐出された処理流体を受け止めるポットと、前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される処理位置と、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給されるプリディスペンス位置と、の間で前記吐出口およびポットの位置関係を変更する位置変更手段と、前記供給路にある処理流体の温度を前記吐出バルブの上流で検出する上流温度検出手段と、前記吐出口から前記ポットに供給された処理流体の温度を検出する下流温度検出手段と、前記吐出バルブおよび位置変更手段を制御する制御装置とを含む、基板処理装置である。
前記制御装置は、前記上流温度検出手段で検出した処理流体の温度が第１目標温度に達すると、基板を処理する処理流体を吐出する前記吐出口に処理流体を導く前記供給路に介装された前記吐出バルブを開くことにより、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給される前記プリディスペンス位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第１ステップと、前記第１ステップと並行して、前記吐出口から吐出された処理流体の温度を前記下流温度検出手段によって検出する第２ステップと、前記第２ステップで検出された処理流体の温度が前記第１目標温度よりも低い第２目標温度に達すると、前記吐出口から前記ポットへの処理流体の供給を停止させる第３ステップと、前記第３ステップの後に、前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される前記処理位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第４ステップとを実行する。
処理流体は、処理液であってもよいし、処理ガスであってもよいし、液体および気体を含む混合流体であってもよい。具体的には、処理流体は、処理液のミストであってもよいし、処理液の蒸気であってもよい。
この構成によれば、処理流体をプリディスペンス位置でポットに向けて吐出口に吐出させながら、ポットに供給された処理流体の温度を検出する。そして、ポットに供給された処理流体の温度が目標温度に達すると、吐出口に処理流体の吐出を停止させる。その後、吐出口およびポットの位置関係を変更して、処理位置で基板に向けて吐出口に処理流体を吐出させる。これにより、処理流体が基板に供給され、基板が処理流体で処理される。
このように、処理すべき基板に処理流体を供給する前に吐出口に処理流体を吐出させるので、基板に供給される処理流体の温度を安定させることができ、処理品質のばらつきを低減できる。さらに、ポットに供給された処理流体の実際の温度に基づいて処理流体の吐出を停止するので、不要な処理流体の吐出を減らすことができる。これにより、処理品質のばらつきを低減しながら、プリディスペンス工程の時間を短縮できる。
請求項２に記載の発明は、前記下流温度検出手段は、前記吐出口から吐出された処理流体が直接当たる位置に配置された下流接触面を含む、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、吐出口から吐出された処理流体が、下流温度検出手段の下流接触面に直接当たる。そのため、他の部材が処理流体に与える温度の変化を抑えることができ、ポットに供給された処理流体の温度を精度よく検出できる。
請求項３に記載の発明は、前記下流温度検出手段は、水平面に対して斜めに傾いた下流接触面を含み、前記下流接触面に接する処理流体の温度を検出する、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、下流温度検出手段の下流接触面が斜めに傾いているので、下流接触面に供給された処理流体（特に、処理液）は、下流接触面に沿って斜め下方に流れる。そのため、下流接触面での処理流体の滞留を抑制または防止できる。さらに、処理流体が下流接触面に沿って流れるので、下流接触面に対して処理流体が接触する面積を広げることができる。これにより、処理流体の温度を精度よく検出することができる。
請求項４に記載の発明は、前記ポットは、処理流体を前記ポット内から排出する排出口を含み、前記下流接触面は、前記排出口に向かって斜め下方に傾いている、請求項３に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、吐出口からポットに供給された処理流体が、排出口によってポットから排出される。下流接触面に供給された処理流体は、斜め下方に傾いた下流接触面によって、排出口の方に案内される。これにより、ポット内からの処理流体の排出を促進でき、下流接触面での処理流体の滞留を抑制または防止できる。
請求項５に記載の発明は、前記下流温度検出手段は、シリコンカーバイドを含む材料で作成された下流接触面を含み、前記下流接触面に接する処理流体の温度を検出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
シリコンカーバイドは、耐薬品性だけでなく、高い熱伝導率を有している。したがって、シリコンカーバイドを含む材料で下流温度検出手段の下流接触面を作成することにより、処理流体の温度の検出に要する時間を短縮できる。さらに、シリコンカーバイドは基板を汚染する汚染物を処理流体中に発生する場合があるが、ポットに供給された処理流体は、基板に供給されることなく、ポットから排出される。したがって、シリコンカーバイドから析出した汚染物で基板が汚染されることを防止しながら、処理流体の温度を短時間で検出できる。
請求項６に記載の発明は、前記上流温度検出手段は、前記供給路にある処理流体に接する上流接触面を含み、前記上流接触面に接する処理流体の温度を検出し、前記下流温度検出手段は、前記上流温度検出手段の前記上流接触面よりも熱伝導率の高い材料で作成された下流接触面を含み、前記下流接触面に接する処理流体の温度を検出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、上流温度検出手段が吐出バルブの上流に配置されているので、吐出バルブが閉じているときでも、上流温度検出手段の上流接触面は、供給路にある処理流体に接している。そのため、上流温度検出手段による温度の検出時間が比較的長いとしても、スループットや処理流体の消費量に関して問題を生じることはない。
その一方で、下流温度検出手段による温度の検出時間が長いと、吐出口から吐出された処理流体の温度が安定しているにもかかわらず、処理流体の吐出が継続される。下流温度検出手段の下流接触面は、上流温度検出手段の上流接触面よりも熱伝導率の高い材料で作成されている。したがって、下流温度検出手段による温度の検出時間を短縮でき、不要な処理流体の吐出を減らすことができる。
請求項７に記載の発明は、前記プリディスペンス位置での前記吐出口から前記下流温度検出手段までの距離は、前記処理位置での前記吐出口から前記基板までの距離に等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置である。「等しい」は、２つの距離が厳密に一致する場合だけでなく、２つの距離が僅かに異なる場合（たとえば、２つの距離が１〜５ミリメートル程度異なる場合）も含む。
基板に向けて吐出された処理流体の温度は、吐出口と基板との間の空間で僅かながら変化する。この構成によれば、プリディスペンス位置での吐出口から下流温度検出手段までの距離が、処理位置での吐出口から基板までの距離に等しいので、実際に基板に供給される処理流体の温度を疑似的に検出できる。これにより、基板の処理条件をより精密に監視できる。
請求項８に記載の発明は、供給路にある処理流体の温度を吐出バルブの上流で検出する上流温度検出手段で検出した処理流体の温度が第１目標温度に達すると、基板を処理する処理流体を吐出する吐出口に処理流体を導く前記供給路に介装された前記吐出バルブを開くことにより、前記吐出口から吐出された処理流体がポットに受け止められるプリディスペンス位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第１ステップと、前記第１ステップと並行して、前記吐出口から吐出された処理流体の温度を下流温度検出手段によって検出する第２ステップと、前記第２ステップで検出された処理流体の温度が前記第１目標温度よりも低い第２目標温度に達すると、前記吐出口から前記ポットへの処理流体の供給を停止させる第３ステップと、前記第３ステップの後に、前記基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段に保持されている前記基板に前記吐出口から吐出された処理流体が供給される処理位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第４ステップとを含む、基板処理方法である。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
請求項９に記載の発明は、基板を処理する処理流体を吐出する吐出口と、前記吐出口に処理流体を導く供給路と、前記供給路に介装された吐出バルブと、前記吐出口から吐出された処理流体によって処理される基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、前記吐出口から吐出された処理流体を受け止めるポットと、前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される処理位置と、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給されるプリディスペンス位置と、の間で前記吐出口およびポットの位置関係を変更する位置変更手段と、前記吐出口から前記ポットに供給された処理流体の温度を検出する下流温度検出手段と、前記吐出バルブおよび位置変更手段を制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、基板を処理する処理流体を吐出する前記吐出口に処理流体を導く前記供給路に介装された前記吐出バルブを開くことにより、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給される前記プリディスペンス位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第１ステップと、前記第１ステップと並行して、前記吐出口から吐出された処理流体の温度を前記下流温度検出手段によって検出する第２ステップと、前記第２ステップで検出された処理流体の温度に基づいて前記吐出口から前記ポットへの処理流体の供給を停止させる第３ステップと、前記第３ステップの後に、前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される前記処理位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第４ステップとを実行し、前記プリディスペンス位置での前記吐出口から前記下流温度検出手段までの距離は、前記処理位置での前記吐出口から前記基板までの距離に等しい、基板処理装置である。この構成によれば、請求項１および７に関して述べた効果を奏することができる。
本発明の一実施形態に係る基板処理装置を上から見た模式図である。 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。 処理ユニットの内部を示す模式的な平面図である。 処理位置に位置する複数の処理液ノズルを水平に見た模式図である。 処理位置に位置する複数の処理液ノズルを上から見た模式図である。 吐出状態の処理液供給システムを示す模式図である。 上流温度計を示す模式的な断面図である。 下流温度計とプリディスペンス位置に位置する複数の処理液ノズルとを示す模式図である。 プリディスペンス工程について説明するためのフローチャートである。 上流温度計および下流温度計によって検出された液温の推移を示すグラフである。 プリディスペンス工程を開始する前の処理液供給システムを示す模式図である。 プリディスペンス工程を開始したときの処理液供給システムを示す模式図である。 プリディスペンス工程を終了したときの処理液供給システムを示す模式図である。 本発明の他の実施形態に係る処理液ノズルを水平に見た模式図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る処理液ノズルおよびポットを水平に見た模式図である。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１を上から見た模式図である。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを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、基板Ｗを収容する複数のキャリアＣを保持する複数のロードポートＬＰと、複数のロードポートＬＰから搬送された基板Ｗを薬液等の処理液で処理する複数（たとえば１２台）の処理ユニット２と、複数のロードポートＬＰと複数の処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットとを含む。
キャリアＣがロードポートＬＰに搬送されると、キャリアＣ内の基板Ｗの処理条件を規定するレシピがホストコンピュータから基板処理装置１に送信される。その後、搬送ロボットのインデクサロボットＩＲが、キャリアＣから基板Ｗを搬出する。搬出された基板Ｗは、搬送ロボットのセンターロボットＣＲによっていずれかの処理ユニット２に搬入される。処理ユニット２で処理された基板Ｗは、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、ロードポートＬＰ上のキャリアＣに搬送される。
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吐出バルブ５１等の流体機器を収容する複数の流体ボックス５と、流体ボックス５を介して処理ユニット２に供給される薬液を貯留するタンク４１を収容する複数の貯留ボックス６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４の中に配置されている。処理ユニット２のチャンバー７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６は、フレーム４の外に配置されている。貯留ボックス６は、フレーム４の中に配置されていてもよい。
図２は、処理ユニット２の内部を示す模式的な正面図である。図３は、処理ユニット２の内部を示す模式的な平面図である。
図２に示すように、処理ユニット２は、箱型のチャンバー７と、チャンバー７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１１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１５と含む。
図３に示すように、チャンバー７は、基板Ｗが通過する搬入搬出口８ａが設けられた箱型の隔壁８と、搬入搬出口８ａを開閉するシャッター９とを含む。シャッター９は、搬入搬出口８ａが開く開位置と、搬入搬出口８ａが閉じられる閉位置（図３に示す位置）との間で、隔壁８に対して移動可能である。センターロボットＣＲ（図１参照）は、搬入搬出口８ａを通じてチャンバー７に基板Ｗを搬入し、搬入搬出口８ａを通じてチャンバー７から基板Ｗを搬出する。
図２に示すように、スピンチャック１１は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１２と、スピンベース１２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１３と、複数のチャックピン１３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１４とを含む。スピンチャック１１は、複数のチャックピン１３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１２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１５は、スピンチャック１１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１７と、スプラッシュガード１７を回転軸線Ａ１まわりに取り囲む円筒状の外壁１６とを含む。処理ユニット２は、スプラッシュガード１７の上端がスピンチャック１１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２に示す位置）と、スプラッシュガード１７の上端がスピンチャック１１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１７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、さらに、スピンチャック１１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２１を含む。リンス液ノズル２１は、リンス液バルブ２３が介装されたリンス液配管２２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２１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２３が開かれると、リンス液が、リンス液配管２２からリンス液ノズル２１に供給され、リンス液ノズル２１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、処理液の一例である薬液を下方に吐出する複数の処理液ノズル２６（第１処理液ノズル２６Ａ、第２処理液ノズル２６Ｂ、第３処理液ノズル２６Ｃ、および第４処理液ノズル２６Ｄ）と、各処理液ノズル２６を保持するホルダ２５と、ホルダ２５を移動させることにより複数の処理液ノズル２６を移動させるノズル移動ユニット２４とを含む。
図２に示すように、複数の処理液ノズル２６は、吐出バルブ５１が介装された薬液配管に接続されている。吐出バルブ５１が開かれると、薬液が、複数の処理液ノズル２６に供給され、複数の処理液ノズル２６から吐出される。薬液の代表例は、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。薬液は、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。
各処理液ノズル２６は、ホルダ２５によって片持ち支持されたノズルアーム２７を含む。ノズルアーム２７は、ホルダ２５から水平な長手方向Ｄ１に延びる水平部２８と、水平部２８の先端２８ａから下方に延びる鉛直部２９とを含む。複数の水平部２８は、互いに平行であり、複数の鉛直部２９は、互いに平行である。水平部２８の先端２８ａは、平面視においてホルダ２５から長手方向Ｄ１に最も遠い部分を意味する。
図３に示すように、複数の水平部２８は、第１処理液ノズル２６Ａ〜第４処理液ノズル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。複数の水平部２８は、同じ高さに配置されている。配列方向Ｄ２に隣接する２つの水平部２８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３は、複数の水平部２８が等間隔で配置されている例を示している。
長手方向Ｄ１への複数の水平部２８の長さは、第１処理液ノズル２６Ａ〜第４処理液ノズル２６Ｄの順番で短くなっている。複数の処理液ノズル２６の先端（複数の水平部２８の先端２８ａ）は、長手方向Ｄ１に関して第１処理液ノズル２６Ａ〜第４処理液ノズル２６Ｄの順番で並ぶように長手方向Ｄ１にずれている。複数の処理液ノズル２６の先端は、平面視で直線状に並んでいる。
ノズル移動ユニット２４は、ホルダ２５を水平に移動させることにより、処理位置（図３で二点鎖線で示す位置）とプリディスペンス位置（図３で実線で示す位置）との間で複数の処理液ノズル２６を水平に移動させる水平駆動ユニット２４ａと、ホルダ２５を鉛直に移動させることにより、複数の処理液ノズル２６を鉛直に移動させる鉛直駆動ユニット２４ｂとを含む。処理ユニット２は、プリディスペンス位置に位置する複数の処理液ノズル２６の下方に配置された有底筒状のポット３５を含む。ポット３５は、平面視でカップ１５のまわりに配置されている。
図２に示すように、水平駆動ユニット２４ａは、カップ１５のまわりで鉛直に延びるノズル回動軸線Ａ２まわりに複数の処理液ノズル２６を水平に移動させる旋回ユニットである。水平駆動ユニット２４ａは、鉛直駆動ユニット２４ｂを介してホルダ２５を支持している。水平駆動ユニット２４ａは、ノズル回動軸線Ａ２まわりに鉛直駆動ユニット２４ｂを回動させることにより、ホルダ２５を水平に移動させる。これにより、処理位置とプリディスペンス位置との間で複数の処理液ノズル２６が水平に移動する。
処理位置は、複数の処理液ノズル２６から吐出された薬液が基板Ｗの上面に着液する位置である。処理位置では、複数の処理液ノズル２６と基板Ｗとが平面視で重なり、複数の処理液ノズル２６の先端が、平面視において、回転軸線Ａ１側から第１処理液ノズル２６Ａ〜第４処理液ノズル２６Ｄの順番で径方向Ｄｒに並ぶ。このとき、第１処理液ノズル２６Ａの先端は、平面視で基板Ｗの中央部に重なり、第４処理液ノズル２６Ｄの先端は、平面視で基板Ｗの周縁部に重なる。
プリディスペンス位置は、複数の処理液ノズル２６と基板Ｗとが平面視で重ならない待機位置である。プリディスペンス位置では、複数の処理液ノズル２６の先端が、平面視でカップ１５の外周面（外壁１６の外周面）に沿うようにカップ１５の外側に位置し、第１処理液ノズル２６Ａ〜第４処理液ノズル２６Ｄの順番で周方向（回転軸線Ａ１まわりの方向）に並ぶ。複数の処理液ノズル２６は、第１処理液ノズル２６Ａ〜第４処理液ノズル２６Ｄの順番で、回転軸線Ａ１から遠ざかるように配置される。プリディスペンス位置では、複数の処理液ノズル２６の先端が平面視でポット３５に重なる。
基板処理装置１は、基板処理装置１を制御する制御装置３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。制御装置３は、処理液ノズル２６から吐出された薬液を基板Ｗに供給する前に、プリディスペンス位置で処理液ノズル２６に薬液を吐出させる。これにより、処理液ノズル２６等に残留している処理液が、ポット３５内に排出される（プリディスペンス工程）。
処理ユニット２で基板Ｗを処理するとき、制御装置３は、スピンチャック１１に基板Ｗを保持させながら回転させる。この状態で、制御装置３は、吐出バルブ５１を開くことにより、回転している基板Ｗの上面に向けて処理位置に位置する複数の処理液ノズル２６に薬液を吐出させる。これにより、薬液が基板Ｗの上面全域に供給される（薬液供給工程）。また、基板Ｗの周囲に飛散した薬液は、上位置に位置するスプラッシュガード１７の内周面に受け止められる。
制御装置３は、複数の処理液ノズル２６に薬液の吐出を停止させた後、リンス液バルブ２３を開くことにより、リンス液の一例である純水を回転している基板Ｗに向けてリンス液ノズル２１に吐出させる。これにより、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗに付着している薬液が洗い流される（リンス液供給工程）。また、基板Ｗの周囲に飛散した純水は、上位置に位置するスプラッシュガード１７の内周面に受け止められる。
制御装置３は、リンス液ノズル２１に純水の吐出を停止させた後、スピンチャック１１に基板Ｗを高速回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水が遠心力によって基板Ｗの周囲に振り切られる。そのため、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する（乾燥工程）。そして、制御装置３は、基板Ｗの回転を停止させた後、センターロボットＣＲ（図１参照）に基板Ｗをチャンバー７から搬出させる。
［処理液ノズル２６］
次に、処理位置に位置する処理液ノズル２６について詳細に説明する。
図４は、処理位置に位置する複数の処理液ノズル２６を水平に見た模式図である。図５は、処理位置に位置する複数の処理液ノズル２６を上から見た模式図である。
以下の説明では、第１処理液ノズル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処理液ノズル２６Ａに対応する上流流路４８を、「第１上流流路４８Ａ」という場合がある。第２処理液ノズル２６Ｂ〜第４処理液ノズル２６Ｄに対応する構成についても同様である。具体的には、第２処理液ノズル２６Ｂに対応する上流流路４８を、「第２上流流路４８Ｂ」という場合がある。
図４に示すように、ノズルアーム２７は、処理液を案内する樹脂チューブ３０と、樹脂チューブ３０を取り囲む断面筒状の芯金３１と、芯金３１の外面を覆う断面筒状の樹脂コーティング３２とを含む。第１処理液ノズル２６Ａ以外の各処理液ノズル２６は、さらに、ノズルアーム２７の鉛直部２９に取り付けられたノズルヘッド３３を含む。
ノズルアーム２７は、ノズルアーム２７に沿って延びる１つの流路４８を形成している。第１処理液ノズル２６Ａの流路４８は、ノズルアーム２７の下面で開口する処理液吐出口３４を形成している。ノズルヘッド３３は、ノズルアーム２７から供給された処理液を案内する複数の流路５２を形成している。ノズルヘッド３３の複数の流路５２は、ノズルヘッド３３の下面で開口する複数の処理液吐出口３４を形成している。
図４および図５は、複数の処理液ノズル２６に設けられた処理液吐出口３４の総数が、１０個である例を示している。第１処理液ノズル２６Ａは、ノズルアーム２７に設けられた１つの処理液吐出口３４を含む。第１処理液ノズル２６Ａ以外の各処理液ノズル２６は、ノズルヘッド３３に設けられた３つの処理液吐出口３４を含む。同一のノズルヘッド３３に設けられた３つの処理液吐出口３４は、３つの処理液吐出口３４のうちで回転軸線Ａ１に最も近い内側吐出口と、３つの処理液吐出口３４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５に示すように、複数の処理液吐出口３４は、平面視で直線状に並んでいる。両端の２つの処理液吐出口３４の間隔は、基板Ｗの半径以下である。隣接する２つの処理液吐出口３４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、複数の処理液吐出口３４は、同じ高さに配置されていてもよいし、２つ以上の異なる高さに配置されていてもよい。
複数の処理液ノズル２６が処理位置に配置されると、複数の処理液吐出口３４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、複数の処理液吐出口３４のうちで回転軸線Ａ１に最も近い最内吐出口（第１処理液ノズル２６Ａの処理液吐出口３４）は、基板Ｗの中央部の上方に配置され、複数の処理液吐出口３４のうちで回転軸線Ａ１から最も遠い最外吐出口（第４処理液ノズル２６Ｄの処理液吐出口３４）は、基板Ｗの周縁部の上方に配置される。複数の処理液吐出口３４は、平面視で径方向Ｄｒに並ぶ。各処理液吐出口３４は、基板Ｗの上面に対して垂直な吐出方向に薬液を吐出する。
［処理液供給システム］
次に、基板処理装置１の処理液供給システムについて説明する。
図６は、吐出状態の処理液供給システムを示す模式図である。図７は、上流温度計６１を示す模式的な断面図である。図６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。
図６に示すように、処理液供給システムは、薬液を貯留するタンク４１と、タンク４１内の薬液を循環させる循環路を形成する循環流路４２と、循環流路４２内を流れる薬液を室温（たとえば２０〜３０℃）よりも高い温度で加熱することによりタンク４１内の薬液の温度を調整する上流ヒータ４３と、タンク４１内の薬液を循環流路４２に常時送るポンプ４４と、ポンプ４４の下流で循環流路４２の流路面積を変更する圧力制御弁４５とを含む。圧力制御弁４５は、一次側（上流側）の圧力を設定圧力に維持する背圧弁である。
処理液供給システムは、さらに、循環流路４２に接続された複数の供給流路４７を含む。複数の供給流路４７は、それぞれ、複数の処理ユニット２に対応している。同じ処理ユニット２に設けられた複数の処理液ノズル２６は、同じ供給流路４７を介して供給された薬液を吐出する。
処理液供給システムは、供給流路４７から分岐した複数の上流流路４８（第１上流流路４８Ａ〜第４上流流路４８Ｄ）と、複数の上流流路４８内を流れる液体の流量を検出する複数の流量計４９と、複数の上流流路４８内を流れる液体の流量を変更する複数の流量調整バルブ５０と、複数の上流流路４８をそれぞれ開閉する複数の吐出バルブ５１とを含む。図示はしないが、流量調整バルブ５０は、流路を開閉するバルブ本体と、バルブ本体の開度を変更するアクチュエータとを含む。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。
複数の上流流路４８は、それぞれ、複数の処理液ノズル２６に対応している。第２処理液ノズル２６Ｂ、第３処理液ノズル２６Ｃ、および第４処理液ノズル２６Ｄに対応する３つの上流流路４８のそれぞれは、複数の下流流路５２に分岐している。つまり、第２上流流路４８Ｂ、第３上流流路４８Ｃ、および第４上流流路４８Ｄのそれぞれは、複数の下流流路５２に分岐した分岐上流流路である。図６では、分岐上流流路が２つの下流流路５２に分岐している例を示している。図４では、分岐上流流路が３つの下流流路５２に分岐している例を示している。
図４に示すように、第２上流流路４８Ｂから分岐した３つの下流流路５２は、それぞれ、同じノズルヘッド３３に設けられた３つの処理液吐出口３４（内側吐出口、中間吐出口、および外側吐出口）に接続されている。第３上流流路４８Ｃおよび第４上流流路４８Ｄについても、第２上流流路４８Ｂと同様である。第１上流流路４８Ａは、第１処理液ノズル２６Ａに設けられた処理液吐出口３４に接続されている。
処理液供給システムは、複数の上流流路４８内を流れる液体を加熱する複数の下流ヒータ５３を含む。複数の下流ヒータ５３は、それぞれ、複数の上流流路４８に介装されている。下流ヒータ５３による処理液の加熱温度（下流温度）は、上流ヒータ４３による処理液の加熱温度（上流温度）よりも高い。複数の下流ヒータ５３による処理液の加熱温度は、第１上流流路４８Ａ〜第４上流流路４８Ｄの順番で高くなっている。したがって、複数の処理液吐出口３４から吐出される薬液の温度は、回転軸線Ａ１から離れるにしたがって段階的に増加する。
処理液供給システムは、複数の下流ヒータ５３よりも下流の位置で複数の上流流路４８にそれぞれ接続された複数の個別リターン流路５４と、複数の個別リターン流路５４をそれぞれ開閉する複数のリターンバルブ５５と、各個別リターン流路５４に接続された集合リターン流路５６とを含む。個別リターン流路５４の上流端は、下流ヒータ５３と吐出バルブ５１との間で上流流路４８に接続されている。複数のリターンバルブ５５は、それぞれ、複数の個別リターン流路５４に介装されている。
処理液供給システムは、集合リターン流路５６内の薬液をタンク４１に案内するタンク回収流路５７を含む。処理液供給システムは、集合リターン流路５６からタンク回収流路５７に供給される薬液を冷却するクーラーをさらに備えていてもよい。集合リターン流路５６は、タンク回収流路５７に接続されている。他の処理ユニット２に対応する集合リターン流路５６も、タンク回収流路５７に接続されている。リターンバルブ５５が開かれると、上流流路４８内の薬液が、上流流路４８から個別リターン流路５４に流れ、個別リターン流路５４から集合リターン流路５６に流れる。集合リターン流路５６内の薬液は、タンク回収流路５７を介してタンク４１に戻る。
処理液供給システムは、複数の下流ヒータ５３によって加熱された液体の温度を複数の上流流路４８で検出する複数の上流温度計６１を含む。複数の上流温度計６１は、それぞれ、複数の上流流路４８に介装されている。上流温度計６１は、下流ヒータ５３と吐出バルブ５１との間に配置されている。
上流温度計６１は、熱電対温度計である。図７に示すように、上流温度計６１は、２種類の金属線で構成された熱電対素線６２と、熱電対素線６２を覆う合成樹脂部６３とを含む。合成樹脂部６３は、耐薬品性を有する合成樹脂材料で作成されている。合成樹脂材料は、たとえば、ＰＦＡ（perfluoroalkoxy alkanes）やＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）などのフッ素樹脂である。上流温度計６１は、上流流路４８を流れる薬液に接する上流接触面６１ａを含む。上流温度計６１は、制御装置３に接続されている。制御装置３は、上流温度計６１の検出値に基づいて上流流路４８を流れる薬液の温度を検出する。
［吐出状態の処理液供給システム］
次に、図６を参照して、複数の処理液吐出口３４が薬液を吐出する吐出状態の処理液供給システムについて説明する。
タンク４１内の薬液は、ポンプ４４によって循環流路４２に送られる。薬液の一部は、上流ヒータ４３によって加熱された後、循環流路４２から供給流路４７に流れ、供給流路４７から複数の上流流路４８に流れる。循環流路４２および供給流路４７の接続部を通過した残りの薬液は、タンク４１に向かって循環流路４２を流れる。
第１上流流路４８Ａ内の薬液は、第１上流流路４８Ａに対応する下流ヒータ５３によって加熱された後、第１処理液ノズル２６Ａに設けられた１つの処理液吐出口３４に供給される。第２上流流路４８Ｂ内の薬液は、第２上流流路４８Ｂに対応する下流ヒータ５３によって加熱された後、複数の下流流路５２を介して、第２処理液ノズル２６Ｂに設けられた複数の処理液吐出口３４Ｂに供給される。第３上流流路４８Ｃおよび第４上流流路４８Ｄについても、第２上流流路４８Ｂと同様である。これにより、全ての処理液吐出口３４から薬液が吐出される。
［吐出停止状態の処理液供給システム］
次に、図６を参照して、複数の処理液吐出口３４からの薬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。なお、図６は、吐出バルブ５１が開いており、リターンバルブ５５が閉じている状態を示しているが、吐出停止状態では、吐出バルブ５１が閉じられ、リターンバルブ５５が開かれる。
タンク４１内の薬液は、ポンプ４４によって循環流路４２に送られる。薬液の一部は、上流ヒータ４３によって加熱された後、循環流路４２から供給流路４７に流れ、供給流路４７から複数の上流流路４８に流れる。循環流路４２および供給流路４７の接続部を通過した残りの薬液は、タンク４１に向かって循環流路４２を流れる。
第１上流流路４８Ａ内の薬液は、第１上流流路４８Ａに対応する下流ヒータ５３によって加熱された後、個別リターン流路５４、集合リターン流路５６、およびタンク回収流路５７を介してタンク４１に戻る。同様に、第２上流流路４８Ｂ、第３上流流路４８Ｃ、および第４上流流路４８Ｄ内の薬液は、いずれかの下流ヒータ５３によって加熱された後、個別リターン流路５４等を介してタンク４１に戻る。これにより、供給流路４７に送られた全ての薬液がタンク４１に戻る。
処理液の温度は、基板Ｗの処理に大きな影響を及ぼす場合がある。薬液の吐出停止中に下流ヒータ５３を停止させると、下流ヒータ５３の運転を再開したときに、下流ヒータ５３によって加熱された処理液の温度が意図する温度で安定するまでに時間がかかる。そのため、直ぐに処理液の吐出を再開することができず、スループットが低下する。前述のように、吐出停止中であっても、下流ヒータ５３に薬液を加熱させるので、下流ヒータ５３の温度が安定した状態を維持できる。さらに、下流ヒータ５３によって加熱された薬液をタンク４１に戻すので、薬液の消費量を低減できる。
［ポット３５］
次に、ポット３５および下流温度計７１について詳細に説明する。
図８は、下流温度計７１とプリディスペンス位置に位置する複数の処理液ノズル２６とを示す模式図である。
図８に示すように、ポット３５は、筒状の周壁６４と、周壁６４の下端を閉じる底壁６５とを含む。ポット３５は、ＰＴＦＥなどの耐薬品性を有する合成樹脂材料で作成されている。ポット３５の内面は、複数の処理液ノズル２６から吐出された薬液を収容する収容空間ＳＰを形成している。ポット３５の内面は、ポット３５の上面に設けられた開口の縁から下方に延びる内周面６６ａと、内周面６６ａの下端を閉じる底面６６ｂとを含む。ポット３５の底面６６ｂは、ポット３５の内面で開口する排出口６６ｃに向かって斜め下方に延びている。排出口６６ｃは、ポット３５内の液体を排出する排出管６７に接続されている。
下流温度計７１は、ポット３５内の液体（ここでは、薬液）の温度を検出する。下流温度計７１は、ポット３５内で液体に接する接触部材７２と、接触部材７２に接触しながら接触部材７２の温度を検出する接触温度計７３とを含む。接触部材７２は、ポット３５の底面６６ｂ上に配置されている。接触部材７２は、ポット３５の底面６６ｂで開口する検温口６６ｄを塞いでいる。接触部材７２とポット３５との間の隙間は密閉されている。接触温度計７３は、接触部材７２の下方に配置されている。接触温度計７３は、ポット３５および接触部材７２によってポット３５内の薬液から遮断される。そのため、ポット３５内の薬液は、接触温度計７３に接触しない。
接触部材７２は、複数の処理液ノズル２６のいずれか一つの下方に位置している。図８は、接触部材７２の上面が第４処理液ノズル２６Ｄの下方に位置している例を示している。第４処理液ノズル２６Ｄから吐出された薬液は、接触部材７２の上面に相当する下流温度計７１の下流接触面７１ａに直接当たる。下流接触面７１ａは、排出口６６ｃに向かって斜め下方に傾いた平面である。そのため、第４処理液ノズル２６Ｄから吐出された薬液は、接触部材７２の上面に接触した後、接触部材７２の上面によって排出口６６ｃの方に案内される。
第４処理液ノズル２６Ｄから接触部材７２までの鉛直方向の距離Ｄａは、第４処理液ノズル２６Ｄから基板Ｗまでの鉛直方向の距離Ｄｂ（図４参照）に等しい。図８は、第４処理液ノズル２６Ｄの真ん中の処理液吐出口３４（中間吐出口）から接触部材７２の上面までの鉛直方向の距離Ｄａが、第４処理液ノズル２６Ｄの真ん中の処理液吐出口３４から基板Ｗの上面までの鉛直方向の距離Ｄｂに等しい例を示している。ポット３５は、２つの距離（距離Ｄａおよび距離Ｄｂ）が互いに一致する高さに配置されていてもよい。もしくは、制御装置３は、２つの距離が互いに一致するように鉛直駆動ユニット２４ｂを制御してもよい。
接触温度計７３は、熱電対温度計である。接触温度計７３は、２種類の金属線で構成された熱電対素線７４と、熱電対素線７４を収容する金属製の保護管７５と、保護管７５内に充填された絶縁材７６とを含む。保護管７５は、接触部材７２に接している。接触部材７２の上面（下流接触面７１ａ）に接する薬液の温度は、接触部材７２を介して接触温度計７３に伝達される。接触温度計７３は、接触部材７２の温度を検出することにより、ポット３５内の薬液の温度を検出する。
接触部材７２は、高い熱伝導率と耐薬品性とを有する高熱伝導材料で作成されている。高熱伝導材料は、たとえば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）である。高熱伝導材料の熱伝導率は、上流温度計６１の合成樹脂部６３に用いられる合成樹脂材料（たとえば、ＰＦＡ）の熱伝導率よりも高い。シリコンカーバイドの熱伝導率は、１００〜３５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、ＰＦＡの熱伝導率は、０．１９Ｗ／ｍ・Ｋである。したがって、下流温度計７１は、上流温度計６１よりも短時間で液体の温度を検出する。
シリコンカーバイドは、ＰＦＡなどの合成樹脂材料よりも熱伝導率が高い反面、基板Ｗを汚染する汚染物を液体中に発生する場合がある。ＰＦＡなどの合成樹脂材料は、そのような汚染物を発生し難い。しかしながら、シリコンカーバイドに接した薬液は、基板Ｗに供給されることなく、ポット３５の排出口６６ｃから排出される。そのため、汚染物がシリコンカーバイドから析出したとしても、基板Ｗがこの汚染物により汚染されることはない。
［プリディスペンス工程］
図９は、プリディスペンス工程について説明するためのフローチャートである。図１０は、上流温度計６１および下流温度計７１によって検出された液温の推移を示すグラフである。図１１〜図１３は、処理液供給システムを示す模式図である。図１１〜図１３では、薬液のある位置を太線で示している。
図１０では、上流温度計６１に接する液体の温度（第１測定温度）を太い一点鎖線で示しており、下流温度計７１に接する液体の温度（第２測定温度）を太い二点鎖線で示している。また、第１測定温度の目標値（第１目標温度）を一点鎖線で示しており、第２測定温度の目標値（第２目標温度）を一点鎖線で示している。
以下の説明において、「第１測定温度が第１目標温度に一致する」とは、第１測定温度が第１目標温度を含む第１温度範囲（たとえば、第１目標温度±１℃の範囲）内の温度に一致することを意味する。「第２測定温度が第２目標温度に一致する」についても同様である。第１目標温度および第２目標温度は、基板Ｗの処理条件を規定するレシピごとに設定される。第１目標温度および第２目標温度は、制御装置３に記憶されている。
図１１は、プリディスペンス工程を開始する前の処理液供給システムを示している。図１１に示すように、各上流温度計６１の検出値を含む温度情報は、制御装置３に入力される。制御装置３は、上流温度計６１の検出値に基づいて第１測定温度を検出する。制御装置３は、第１測定温度が第１目標温度に一致している否か、つまり、吐出される前の薬液の温度が第１目標温度に一致している否かを判定する（図９のステップＳ１）。
第１測定温度が第１目標温度に一致していない場合（図９のステップＳ１でＮｏの場合）、制御装置３は、図１１に示すように、第１測定温度を第１目標温度に一致させるために、下流ヒータ５３の温度を上昇または低下させる温度変更指令を複数の下流ヒータ５３に送る（図９のステップＳ２）。その後、制御装置３は、再び、第１測定温度が第１目標温度に一致している否かを判定する（図９のステップＳ１に戻る）。これにより、第１測定温度と第１目標温度との差が減少し、第１測定温度が第１目標温度に一致する。
図１０は、新たな第１目標温度がホストコンピュータから制御装置３に入力されたため、時刻ｔ０の時点において、第１測定温度が第１目標温度よりも低い例を示している。この場合、制御装置３は、第１測定温度が新たな第１目標温度に一致するように、下流ヒータ５３の温度を上昇させる。これにより、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて第１測定温度が上昇する。時刻ｔ２以降は、下流ヒータ５３の温度が一定またはほぼ一定に維持され、第１測定温度が第１目標温度に維持される。
図１２は、プリディスペンス工程を開始したときの処理液供給システムを示している。第１測定温度が第１目標温度に一致している場合（図９のステップＳ１でＹｅｓの場合）、制御装置３は、図１２に示すように、複数の吐出バルブ５１を開くバルブオープン指令を複数の吐出バルブ５１に送る。これにより、複数の吐出バルブ５１が開く。そのため、プリディスペンス位置に位置する複数の処理液ノズル２６が、薬液の吐出を開始し、ポット３５への薬液の供給が開始される（図９のステップＳ３）。
薬液の吐出が開始されると、つまり、プリディスペンス工程が開始されると、下流温度計７１による薬液の温度の検出が開始される。図１２に示すように、下流温度計７１の検出値を含む温度情報は、制御装置３に入力される。制御装置３は、下流温度計７１の検出値に基づいて第２測定温度を検出する。制御装置３は、複数の処理液ノズル２６に薬液を吐出させながら、第２測定温度が第２目標温度に到達したか否か、つまり、吐出された後の薬液の温度が第２目標温度に到達したか否かを判定する（図９のステップＳ４）。
図１０に示すように、時刻ｔ２でプリディスペンス工程が開始されると、第２測定温度は、時間の経過に伴って上昇していく。これは、吐出バルブ５１から処理液吐出口３４までの先端流路を構成する配管等の温度が薬液の温度に近づき、配管等での薬液の温度変化が減少するためである。時刻ｔ３で第２測定温度が第２目標温度に達すると（図９のステップＳ４でＹｅｓ）、制御装置３は、図１３に示すように、複数の吐出バルブ５１を閉じるバルブクローズ指令を複数の吐出バルブ５１に送る。これにより、複数の吐出バルブ５１が閉じる。そのため、プリディスペンス位置に位置する複数の処理液ノズル２６が、薬液の吐出を終了し、ポット３５への薬液の供給が終了する（図９のステップＳ５）。したがって、図１０に示すように、時刻ｔ３の直後は、第２測定温度が低下し、それ以降は、第２測定温度が室温で安定する。
図１０に示すように、第２目標温度は、第１目標温度よりも低い。これは、薬液が吐出バルブ５１から処理液吐出口３４に流れる間および処理液吐出口３４から吐出された後に、薬液の温度が低下するからである。第２目標温度は、吐出バルブ５１から処理液吐出口３４までの先端流路での薬液の温度低下が安定したときの温度である。つまり、第２目標温度は、吐出バルブ５１から処理液吐出口３４までの先端流路を構成する配管等の温度が安定した後の温度である。したがって、第２測定温度が第２目標温度に達した後も薬液の吐出を続けると、第２測定温度は第２目標温度で安定する。第１目標温度と第２目標温度との関係は測定により求められる。
前述のように、下流温度計７１は、第４処理液ノズル２６Ｄからポット３５に供給された薬液の温度を検出する。第２測定温度が第２目標温度に達した後は、配管等の温度が安定しているので、第４処理液ノズル２６Ｄから吐出される薬液の温度が安定する。また、各処理液ノズル２６において、吐出バルブ５１から処理液吐出口３４までの先端流路の長さは、同じまたは概ね同じであるので、第４処理液ノズル２６Ｄから吐出される薬液の温度が安定すると、それ以外の複数の処理液ノズル２６（第１処理液ノズル２６Ａ、第２処理液ノズル２６Ｂ、および第３処理液ノズル２６Ｃ）から吐出される薬液の温度も安定すると予想される。
制御装置３は、複数の処理液ノズル２６に薬液の吐出を終了させた後、複数の処理液ノズル２６をプリディスペンス位置から処理位置に移動させる（図９のステップＳ６）。その後、制御装置３は、複数の処理液ノズル２６に薬液を吐出させる（図９のステップＳ７）。つまり、制御装置３は、プリディスペンス工程の後、前述の薬液供給工程、リンス液供給工程、および乾燥工程を順次実行する。これにより、意図する温度に一致するまたは極めて近い温度の薬液が、各処理液ノズル２６Ｄから基板Ｗに供給される。
以上のように本実施形態では、処理流体の一例である薬液をプリディスペンス位置でポット３５に向けて処理液吐出口３４に吐出させながら、ポット３５に供給された薬液の温度を検出する。そして、ポット３５に供給された薬液の温度が目標温度に達すると、処理液吐出口３４に薬液の吐出を停止させる。その後、処理液吐出口３４およびポット３５の位置関係を変更して、処理位置で基板Ｗに向けて処理液吐出口３４に薬液を吐出させる。これにより、薬液が基板Ｗに供給され、基板Ｗが薬液で処理される。
このように、処理すべき基板Ｗに薬液を供給する前に処理液吐出口３４に薬液を吐出させるので、基板Ｗに供給される薬液の温度を安定させることができ、処理品質のばらつきを低減できる。さらに、ポット３５に供給された薬液の実際の温度に基づいて薬液の吐出を停止するので、不要な薬液の吐出を減らすことができる。これにより、処理品質のばらつきを低減しながら、プリディスペンス工程の時間を短縮できる。
また本実施形態では、処理液吐出口３４から吐出された薬液が、下流温度計７１の下流接触面７１ａに直接当たる。そのため、他の部材が薬液に与える温度の変化を抑えることができ、ポット３５に供給された薬液の温度を精度よく検出できる。
また本実施形態では、下流温度計７１の下流接触面７１ａが斜めに傾いているので、下流接触面７１ａに供給された薬液は、下流接触面７１ａに沿って斜め下方に流れる。そのため、下流接触面７１ａでの薬液の滞留を抑制または防止できる。さらに、薬液が下流接触面７１ａに沿って流れるので、下流接触面７１ａに対して薬液が接触する面積を広げることができる。これにより、薬液の温度を精度よく検出することができる。
また本実施形態では、処理液吐出口３４からポット３５に供給された薬液が、排出口６６ｃによってポット３５から排出される。下流接触面７１ａに供給された薬液は、斜め下方に傾いた下流接触面７１ａによって、排出口６６ｃの方に案内される。これにより、ポット３５内からの薬液の排出を促進でき、下流接触面７１ａでの薬液の滞留を抑制または防止できる。
また本実施形態では、下流接触面７１ａがシリコンカーバイドで作成されている。シリコンカーバイドは、耐薬品性だけでなく、高い熱伝導率を有している。したがって、シリコンカーバイドを含む材料で下流温度計７１の下流接触面７１ａを作成することにより、薬液の温度の検出に要する時間を短縮できる。さらに、シリコンカーバイドは基板Ｗを汚染する汚染物を薬液中に発生する場合があるが、ポット３５に供給された薬液は、基板Ｗに供給されることなく、ポット３５から排出される。したがって、シリコンカーバイドから析出した汚染物で基板Ｗが汚染されることを防止しながら、薬液の温度を短時間で検出できる。
また本実施形態では、上流温度計６１が吐出バルブ５１の上流に配置されているので、吐出バルブ５１が閉じているときでも、上流温度計６１の上流接触面６１ａは、供給路の一例である上流流路４８にある薬液に接している。そのため、上流温度計６１による温度の検出時間が比較的長いとしても、スループットや薬液の消費量に関して問題を生じることはない。
その一方で、下流温度計７１による温度の検出時間が長いと、処理液吐出口３４から吐出された薬液の温度が安定しているにもかかわらず、薬液の吐出が継続される。下流温度計７１の下流接触面７１ａは、上流温度計６１の上流接触面６１ａよりも熱伝導率の高い材料で作成されている。したがって、下流温度計７１による温度の検出時間を短縮でき、不要な薬液の吐出を減らすことができる。
また本実施形態では、プリディスペンス位置での処理液吐出口３４から下流温度計７１までの距離Ｄａ（図８参照）が、処理位置での処理液吐出口３４から基板Ｗまでの距離Ｄｂ（図８参照）に等しい。基板Ｗに向けて吐出された薬液の温度は、処理液吐出口３４と基板Ｗとの間の空間で僅かながら変化する。２つの距離（距離Ｄａおよび距離Ｄｂ）が等しいので、実際に基板Ｗに供給される薬液の温度を疑似的に検出できる。これにより、基板Ｗの処理条件をより精密に監視できる。
［他の実施形態］
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、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、同じ処理ユニット２に設けられた処理液ノズル２６の数は、１〜３本であってもよいし、５本以上であってもよい。
処理液ノズル２６から吐出される流体は、薬液以外の処理液であってもよいし、処理ガスであってもよいし、液体および気体を含む混合流体であってもよい。たとえば、処理液のミストまたは蒸気が、処理液ノズル２６から吐出されてもよい。
１つのノズルヘッド３３に形成された下流流路５２および処理液吐出口３４の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
ノズルヘッド３３が、第２処理液ノズル２６Ｂ、第３処理液ノズル２６Ｃ、および第４処理液ノズル２６Ｄに加えて、第１処理液ノズル２６Ａに設けられていてもよい。これとは反対に、ノズルヘッド３３が、いずれの処理液ノズル２６にも設けられていなくてもよい。
図１４に示すように、処理液ノズル２６は、液体および気体を衝突させることにより基板Ｗに衝突する複数の液滴を生成する二流体ノズルであってもよい。二流体ノズルは、液体および気体を二流体ノズルの中で衝突させる内部混合ノズルであってもよいし、液体および気体を二流体ノズルの外で衝突させる外部混合ノズルであってもよい。図１４は、処理液ノズル２６が外部混合ノズルである例を示している。処理液ノズル２６は、液体を吐出する液体ノズル８１ａと、気体を吐出する気体ノズル８２ａとを含む。
図１４に示すように、液体ノズル８１ａは、液体バルブ８１ｃが介装された液体配管８１ｂに接続されている。気体ノズル８２ａは、気体バルブ８２ｃが介装された気体配管８２ｂに接続されている。液体の一例である純水は、液体配管８１ｂから液体ノズル８１ａに供給される。気体の一例である窒素ガスは、気体配管８２ｂから気体ノズル８２ａに供給される。純水および窒素ガスの衝突によって生成された複数の液滴は、プリディスペンス位置でポット３５に供給される。これにより、複数の液滴の温度が下流温度計７１によって検出される。
図１５に示すように、ポット３５は、複数の処理液ノズル２６にそれぞれ対応する複数の収容空間ＳＰを形成していてもよい。この場合、下流温度計７１が収容空間ＳＰごとに設けられていてもよい。下流温度計７１は、ポット３５内の薬液の温度ではなく、排出管６７（図８参照）内の薬液の温度を検出してもよい。
処理ユニット２は、ポット３５だけ、または複数の処理液ノズル２６およびポット３５の両方を移動させることにより、複数の処理液ノズル２６およびポット３５の位置関係を変更する位置変更ユニットをさらに備えていてもよい。この場合、プリディスペンス位置は、複数の処理液ノズル２６が平面視で基板Ｗに重なる位置であってもよい。
下流温度計７１の下流接触面７１ａは、シリコンカーバイド以外の材料で作成されていてもよい。たとえば、下流温度計７１の下流接触面７１ａは、上流温度計６１の上流接触面６１ａと同種の材料で作成されていてもよい。つまり、下流温度計７１の下流接触面７１ａは、耐薬品性を有する合成樹脂材料で作成されていてもよい。
下流温度計７１の下流接触面７１ａは、第４処理液ノズル２６Ｄから吐出された処理液が直接当たる位置以外の位置に配置されていてもよい。下流温度計７１の下流接触面７１ａは、水平な平坦面であってもよいし、凹凸面であってもよいし、曲面であってもよい。
プリディスペンス位置での処理液吐出口３４から下流温度計７１の下流接触面７１ａまでの鉛直方向の距離Ｄａは、処理位置での処理液吐出口３４から基板Ｗまでの鉛直方向の距離Ｄｂとは異なっていてもよい。
制御装置３は、下流温度計７１の検出値に基づいて下流ヒータ５３の温度を変更してもよい。この場合、基板Ｗに供給される薬液の温度をより精密に制御できる。
前述の全ての構成の２つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程の２つ以上が組み合わされてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
１ ：基板処理装置
３ ：制御装置
１１ ：スピンチャック（基板保持手段）
２４ ：ノズル移動ユニット（位置変更手段）
２４ａ ：水平駆動ユニット
２４ｂ ：鉛直駆動ユニット
２６ ：処理液ノズル
２６Ａ ：第１処理液ノズル
２６Ｂ ：第２処理液ノズル
２６Ｃ ：第３処理液ノズル
２６Ｄ ：第４処理液ノズル
２７ ：ノズルアーム
３３ ：ノズルヘッド
３４ ：処理液吐出口（吐出口）
３５ ：ポット
４１ ：タンク
４２ ：循環流路
４７ ：供給流路
４８ ：上流流路（供給路）
４８Ａ ：第１上流流路（供給路）
４８Ｂ ：第２上流流路（供給路）
４８Ｃ ：第３上流流路（供給路）
４８Ｄ ：第４上流流路（供給路）
５１ ：吐出バルブ
５２ ：下流流路
５３ ：下流ヒータ
５４ ：個別リターン流路
５５ ：リターンバルブ
５６ ：集合リターン流路
５７ ：タンク回収流路
６１ ：上流温度計（上流温度検出手段）
６１ａ ：上流接触面
６２ ：熱電対素線
６３ ：合成樹脂部
６６ｃ ：排出口
６６ｄ ：検温口
７１ ：下流温度計（下流温度検出手段）
７１ａ ：下流接触面
７２ ：接触部材
７３ ：接触温度計
７４ ：熱電対素線
７５ ：保護管
７６ ：絶縁材
８１ａ ：液体ノズル
８２ａ ：気体ノズル
Ｄａ ：距離
Ｄｂ ：距離
Ｗ ：基板

Claims (9)

  1. 基板を処理する処理流体を吐出する吐出口と、
    前記吐出口に処理流体を導く供給路と、
    前記供給路に介装された吐出バルブと、
    前記吐出口から吐出された処理流体によって処理される基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
    前記吐出口から吐出された処理流体を受け止めるポットと、
    前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される処理位置と、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給されるプリディスペンス位置と、の間で前記吐出口およびポットの位置関係を変更する位置変更手段と、
    前記供給路にある処理流体の温度を前記吐出バルブの上流で検出する上流温度検出手段と、
    前記吐出口から前記ポットに供給された処理流体の温度を検出する下流温度検出手段と、
    前記吐出バルブおよび位置変更手段を制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置は、
    前記上流温度検出手段で検出した処理流体の温度が第１目標温度に達すると、基板を処理する処理流体を吐出する前記吐出口に処理流体を導く前記供給路に介装された前記吐出バルブを開くことにより、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給される前記プリディスペンス位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第１ステップと、
    前記第１ステップと並行して、前記吐出口から吐出された処理流体の温度を前記下流温度検出手段によって検出する第２ステップと、
    前記第２ステップで検出された処理流体の温度が前記第１目標温度よりも低い第２目標温度に達すると、前記吐出口から前記ポットへの処理流体の供給を停止させる第３ステップと、
    前記第３ステップの後に、前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される前記処理位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第４ステップとを実行する、基板処理装置。
  2. 前記下流温度検出手段は、前記吐出口から吐出された処理流体が直接当たる位置に配置された下流接触面を含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記下流温度検出手段は、水平面に対して斜めに傾いた下流接触面を含み、前記下流接触面に接する処理流体の温度を検出する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記ポットは、処理流体を前記ポット内から排出する排出口を含み、
    前記下流接触面は、前記排出口に向かって斜め下方に傾いている、請求項３に記載の基板処理装置。
  5. 前記下流温度検出手段は、シリコンカーバイドを含む材料で作成された下流接触面を含み、前記下流接触面に接する処理流体の温度を検出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記上流温度検出手段は、前記供給路にある処理流体に接する上流接触面を含み、前記上流接触面に接する処理流体の温度を検出し、
    前記下流温度検出手段は、前記上流温度検出手段の前記上流接触面よりも熱伝導率の高い材料で作成された下流接触面を含み、前記下流接触面に接する処理流体の温度を検出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記プリディスペンス位置での前記吐出口から前記下流温度検出手段までの距離は、前記処理位置での前記吐出口から前記基板までの距離に等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. 供給路にある処理流体の温度を吐出バルブの上流で検出する上流温度検出手段で検出した処理流体の温度が第１目標温度に達すると、基板を処理する処理流体を吐出する吐出口に処理流体を導く前記供給路に介装された前記吐出バルブを開くことにより、前記吐出口から吐出された処理流体がポットに受け止められるプリディスペンス位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第１ステップと、
    前記第１ステップと並行して、前記吐出口から吐出された処理流体の温度を下流温度検出手段によって検出する第２ステップと、
    前記第２ステップで検出された処理流体の温度が前記第１目標温度よりも低い第２目標温度に達すると、前記吐出口から前記ポットへの処理流体の供給を停止させる第３ステップと、
    前記第３ステップの後に、前記基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段に保持されている前記基板に前記吐出口から吐出された処理流体が供給される処理位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第４ステップとを含む、基板処理方法。
  9. 基板を処理する処理流体を吐出する吐出口と、
    前記吐出口に処理流体を導く供給路と、
    前記供給路に介装された吐出バルブと、
    前記吐出口から吐出された処理流体によって処理される基板を水平に保持しながら回転させる基板保持手段と、
    前記吐出口から吐出された処理流体を受け止めるポットと、
    前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される処理位置と、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給されるプリディスペンス位置と、の間で前記吐出口およびポットの位置関係を変更する位置変更手段と、
    前記吐出口から前記ポットに供給された処理流体の温度を検出する下流温度検出手段と、
    前記吐出バルブおよび位置変更手段を制御する制御装置とを含み、
    前記制御装置は、
    基板を処理する処理流体を吐出する前記吐出口に処理流体を導く前記供給路に介装された前記吐出バルブを開くことにより、前記吐出口から吐出された処理流体が前記ポットに供給される前記プリディスペンス位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第１ステップと、
    前記第１ステップと並行して、前記吐出口から吐出された処理流体の温度を前記下流温度検出手段によって検出する第２ステップと、
    前記第２ステップで検出された処理流体の温度に基づいて前記吐出口から前記ポットへの処理流体の供給を停止させる第３ステップと、
    前記第３ステップの後に、前記吐出口から吐出された処理流体が前記基板保持手段に保持されている基板に供給される前記処理位置で、前記吐出口に処理流体を吐出させる第４ステップとを実行し、
    前記プリディスペンス位置での前記吐出口から前記下流温度検出手段までの距離は、前記処理位置での前記吐出口から前記基板までの距離に等しい、基板処理装置。
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