JP6865626B2 - 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。処理対象の基板には、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を処理する基板処理装置が用いられる。
特許文献１には、基板を一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。この基板処理装置は、複数の吐出口から吐出される薬液を貯留する薬液タンクと、薬液を加熱することにより薬液タンク内の薬液の温度を調節する上流ヒータと、上流ヒータによって加熱された薬液を複数の吐出口に向けて案内する供給流路とを含む。この基板処理装置は、さらに、供給流路から分岐した複数の上流流路と、複数の上流流路を流れる薬液を加熱する複数の下流ヒータと、複数の下流ヒータによって加熱された薬液を薬液タンクに向けて案内する複数のリターン流路と、複数のリターン流路から供給された薬液を冷却するクーラーとを含む。
特開２０１６−１５７８５２号公報
特許文献１では、上流ヒータによって加熱された薬液が下流ヒータによってさらに加熱され、その後、複数のリターン流路によって薬液タンクの方に案内される。複数のリターン流路によって案内される薬液の温度は、薬液タンク内の薬液の温度よりも高いので、この薬液は、クーラーによって冷却された後、薬液タンクに戻る。しかしながら、基板処理装置にクーラーを設けると、基板処理装置が大型化する。
特許文献１の段落００７７には「リターン流路５４を介して薬液タンク４１に戻る薬液の流量の調整によって、薬液タンク４１内の薬液を設定温度付近に維持できるのであれば、クーラー５６を省略してもよい。つまり、リターン流路５４を流れる薬液をクーラー５６で冷却せずに薬液タンク４１に戻してもよい。」と記載されている。
しかしながら、薬液タンクに戻る薬液は、上流ヒータだけ、または、上流ヒータおよび下流ヒータの両方によって加熱されるので、薬液タンクに戻る薬液の流量をどのように調節したとしても、熱損失が極めて大きくない限り、薬液タンク内の薬液よりも高温の薬液がタンク内に戻る。上流ヒータは薬液を冷却することできないので、タンク内の薬液の温度が設定温度よりも上がると、設定温度まで低下するまで待つしかない。したがって、その間、タンク内の薬液を基板に供給することができず、スループット（単位時間あたりの基板の処理枚数）が低下する。
そこで、本発明の目的の一つは、２段階で温度調節された後にタンクに戻る処理液を冷却せずにタンクに戻すことが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。
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を水平に保持しながら基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口から吐出される処理液を貯留するタンクと、前記タンク内の処理液を循環させる循環流路と、前記タンク内の処理液を前記循環流路に送る送液装置と、前記循環流路を流れる処理液を加熱する上流ヒータと、前記循環流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内する供給流路と、前記供給流路から分岐しており、前記供給流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内する複数の上流流路と、前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を冷却するクーラーまたは前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を加熱および冷却する冷熱ユニットを含み、前記複数の上流流路にそれぞれ設けられており、加熱および冷却の少なくとも一方によって前記複数の上流流路を流れる処理液の温度を変更する複数の温度調節器と、前記複数の上流流路にそれぞれ設けられており、前記複数の温度調節器に送られる処理液の流量を変更する複数の流量調整バルブと、前記複数の温度調節器の下流で前記複数の上流流路にそれぞれ接続されており、前記複数の温度調節器によって温度が変更された処理液を前記タンクに向けて案内する複数のリターン流路と、前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数の吐出口に供給される吐出状態と、前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数のリターン流路に供給される吐出停止状態と、を含む複数の状態の間で切り替わる切替ユニットと、前記タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値になるように、前記上流ヒータを制御するタンク内温度制御部と、前記複数の温度調節器を通過した処理液の温度がそれぞれ複数の配管内温度設定値になり、前記複数の配管内温度設定値の最大値が前記タンク内温度設定値以上になり、前記複数の配管内温度設定値の最小値が前記タンク内温度設定値よりも小さくなるように、前記複数の温度調節器を制御する配管内温度制御部と、前記複数の流量調整バルブを通過した処理液の流量がそれぞれ複数の流量設定値になるように、前記複数の流量調整バルブを制御する流量制御部と、単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の熱量の計算値を前記単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の体積の計算値で割った値である予想リターン温度が、前記タンク内温度設定値以下になるように、前記タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、および複数の流量設定値を設定するリターン温度制御部とを備える、基板処理装置である。
処理液の温度は、基板の処理に大きな影響を及ぼす場合がある。吐出停止中に温度調節器を停止させると、温度調節器の運転を開始または再開したときに、温度調節器によって加熱または冷却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開始または再開することができず、スループットが低下する。したがって、吐出停止中であっても、温度調節器に液体を加熱または冷却させることが好ましい。
この構成によれば、吐出停止中にも、処理液を上流流路に供給し、温度調節器に加熱または冷却させる。したがって、吐出停止中であっても、温度調節器の温度が安定した状態を維持できる。そのため、直ぐに処理液の吐出を再開できる。さらに、吐出停止中は、温度調節器によって加熱または冷却された処理液をリターン流路を介してタンクに戻すので、処理液の消費量を低減できる。しかも、タンク内の処理液の温度以下の温度の処理液がタンクに戻るので、タンクに戻る処理液を冷却するクーラーを設けなくてもよい。これにより、基板処理装置の大型化を防止できる。
単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の熱量の計算値は、複数の上流流路における配管内温度設定値および流量設定値の積の合計値である。前記単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の体積の計算値は、複数の流量設定値の合計値である。したがって、各上流流路における配管内温度設定値および流量設定値が分かれば、予想リターン温度を求めることができる。
請求項２に記載の発明は前記複数の温度調節器は、いずれも、前記冷熱ユニットである、請求項１に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、全ての温度調節器が冷熱ユニットであるので、いずれの上流流路でも処理液を加熱および冷却できる。したがって、複数の温度調節器にヒータが含まれる場合に比べて、複数の吐出口から吐出される処理液の温度をより自由に設定できる。さらに、冷熱ユニットは、処理液を冷却することもできるので、タンクに戻る処理液の温度をタンク内の処理液の温度以下にすることができる。これにより、タンクに戻る処理液を冷却するクーラーを省略できる。
請求項３に記載の発明は前記タンク内温度設定値から前記予想リターン温度を引いた値は、前記複数の配管内温度設定値の間の差の最小値よりも小さい、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
予想リターン温度がタンク内温度設定値に等しくても、熱損失が必ず発生するので、タンク内温度設定値よりもわずかに低い温度の処理液がタンクに戻る。タンクに戻った処理液の実際の温度がタンク内の処理液の実際の温度より低くても、上流ヒータで処理液を加熱すれば、タンク内の処理液の温度をタンク内温度設定値に戻すことができる。しかしながら、タンクに戻った処理液の実際の温度がタンク内の処理液の実際の温度よりも低すぎると、タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値に戻るまでの時間が増加してしまう。
この構成によれば、タンク内温度設定値から予想リターン温度を引いた値が、複数の配管内温度設定値の間の差の最小値よりも小さい。つまり、予想リターン温度がタンク内温度設定値未満の値であったとしても、両者の差は小さい。両者の差が大きいと、タンク内の処理液の実際の温度よりも大幅に低温の処理液がタンクに戻ることになる。したがって、タンク内温度設定値と予想リターン温度との差を小さくすることにより、タンク内の処理液の温度の変動を抑えることができる。
請求項４に記載の発明は前記タンク内温度設定値以下の液温の新しい処理液を前記タンク内に案内する新液流路をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、タンク内の処理液の量が規定量を下回ると、新しい処理液が新液流路からタンクに供給される。これにより、タンク内の処理液の量が規定量以上に維持される。新しい処理液の温度は、タンク内温度設定値以下（たとえば、室温（２０〜３０℃））である。したがって、新しい処理液をタンクに補充したとしても、タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値を超えることはない。これにより、タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値に低下するまで、基板への処理液の供給を停止しなくてもよい。
請求項５に記載の発明は前記複数のリターン流路のそれぞれに接続されており、前記複数のリターン流路から前記タンクに処理液を案内する集合リターン流路をさらに含む、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。
この構成によれば、複数の上流流路から複数のリターン流路に流れた処理液が、集合リターン流路に流れる。集合リターン流路に供給された処理液は、集合リターン流路で混ざり合いながら、タンクに向かって流れる。つまり、温度の異なる処理液が集合リターン流路で混ざり合い、タンク内温度設定値に概ね等しい温度の混合液が形成される。したがって、温度の異なる処理液が別々にタンクに供給される場合に比べて、タンク内の処理液の温度の変動を抑えることができる。
請求項６に記載の発明は前記複数の吐出口は、前記回転軸線からの水平方向の距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている、請求項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、複数の吐出口から吐出された処理液が、基板の上面内の複数の着液位置に着液する。複数の着液位置は、基板の回転軸線からの水平方向の距離が互いに異なっている。したがって、基板の中央部だけに向けて処理液を吐出する場合と比較して、処理の均一性を高めることができる。さらに、複数の吐出口から吐出されたときの処理液の温度は、複数の温度調節器によって変更される。したがって、基板の上面に着液した時点での処理液の温度を意図的に不均一にすることができ、処理品質をコントロールすることができる。
請求項７に記載の発明は基板保持手段に基板を水平に保持させながら、基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、前記基板保持手段に保持されている基板に向けて複数の吐出口に処理液を吐出させる処理液吐出工程と、前記複数の吐出口から吐出される処理液をタンクに貯留させる処理液貯留工程と、前記タンク内の処理液を循環流路に循環させる循環工程と、前記タンクから前記循環流路に処理液を送液装置に送らせる送液工程と、前記循環流路を流れる処理液を上流ヒータに加熱させる上流温度調節工程と、供給流路に前記循環流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内させる供給工程と、前記供給流路から分岐した複数の上流流路に前記供給流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内させる上流案内工程と、前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を冷却するクーラーまたは前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を加熱および冷却する冷熱ユニットを含み、前記複数の上流流路にそれぞれ設けられた複数の温度調節器に、加熱および冷却の少なくとも一方によって前記複数の上流流路を流れる処理液の温度を変更させる下流温度調節工程と、前記複数の上流流路にそれぞれ設けられた複数の流量調整バルブに前記複数の温度調節器に送られる処理液の流量を変更させる流量変更工程と、前記複数の温度調節器の下流で前記複数の上流流路にそれぞれ接続された複数のリターン流路に、前記複数の温度調節器によって温度が変更された処理液を前記タンクに向けて案内させるリターン工程と、前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数の吐出口に供給される吐出状態と、前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数のリターン流路に供給される吐出停止状態と、を含む複数の状態の間で切替ユニットを切り替える吐出切替工程と、前記タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値になるように、タンク内温度制御部に前記上流ヒータを制御させるタンク内温度制御工程と、前記複数の温度調節器を通過した処理液の温度がそれぞれ複数の配管内温度設定値になり、前記複数の配管内温度設定値の最大値が前記タンク内温度設定値以上になり、前記複数の配管内温度設定値の最小値が前記タンク内温度設定値よりも小さくなるように、配管内温度制御部に前記複数の温度調節器を制御させる配管内温度制御工程と、前記複数の流量調整バルブを通過した処理液の流量がそれぞれ複数の流量設定値になるように、流量制御部に前記複数の流量調整バルブを制御させる流量制御工程と、単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の熱量の計算値を前記単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の体積の計算値で割った値である予想リターン温度が、前記タンク内温度設定値以下になるように、リターン温度制御部に前記タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、および複数の流量設定値を設定させるリターン温度制御工程とを含む、基板処理方法である。この構成によれば、請求項１の効果と同様な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の処理液供給システムを示す模式図であり、吐出状態の処理液供給システムを示している。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置の処理液供給システムを示す模式図であり、吐出停止状態の処理液供給システムを示している。 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。 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平面図である。 複数のノズルを示す模式的な正面図である。 複数のノズルを示す模式的な平面図である。 基板処理装置によって実行される基板の処理の一例を説明するための工程図である。 制御装置の機能ブロックを示すブロック図である。 タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、複数の流量設定値、および予想リターン温度の具体例を示す表である。
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および図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の処理液供給システムを示す模式図である。図１は、吐出状態の処理液供給システムを示しており、図２は、吐出停止状態の処理液供給システムを示している。
基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液で基板Ｗを処理する処理ユニット２と、処理ユニット２に基板Ｗを搬送する搬送ロボット（図示せず）と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。制御装置３は、プログラム等の情報を記憶する記憶部３ｂと、記憶部３ｂに記憶された情報にしたがって基板処理装置１を制御する演算部３ａと、を含むコンピュータである。
基板処理装置１は、処理ユニット２に対する処理液の供給および供給停止を制御するバルブ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に供給される処理液を貯留するタンク４１を収容する貯留ボックス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３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４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３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４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４に示す位置）との間で、隔壁８に対して移動可能である。図示しない搬送ロボットは、搬入搬出口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３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。
図３に示すように、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３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。
図３に示すように、処理ユニット２は、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。
図４に示すように、処理ユニット２は、薬液を下方に吐出する複数のノズル２６（第１ノズル２６Ａ、第２ノズル２６Ｂ、第３ノズル２６Ｃ、および第４ノズル２６Ｄ）と、複数のノズル２６のそれぞれを保持するホルダ２５と、ホルダ２５を移動させることにより、処理位置（図４で二点鎖線で示す位置）と待機位置（図４で実線で示す位置）との間で複数のノズル２６を移動させるノズル移動ユニット２４とを含む。
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。
図３に示すように、各ノズル２６は、ホルダ２５によって片持ち支持されたノズル本体２７を含む。ノズル本体２７は、ホルダ２５から水平な長手方向Ｄ１に延びるアーム部２８と、アーム部２８の先端２８ａから下方に延びる先端部２９とを含む。アーム部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４に示すように、複数のアーム部２８は、第１ノズル２６Ａ〜第４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。複数のアーム部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つのアーム部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４は、複数のアーム部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への複数のアーム部２８の長さは、第１ノズル２６Ａ〜第４ノズル２６Ｄの順番で短くなっている。複数のノズル２６の先端（複数のアーム部２８の先端２８ａ）は、長手方向Ｄ１に関して第１ノズル２６Ａ〜第４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、カップ１５のまわりで鉛直に延びるノズル回動軸線Ａ２まわりにホルダ２５を回動させることにより、平面視で基板Ｗを通る円弧状の経路に沿って複数のノズル２６を移動させる。これにより、処理位置と待機位置との間で複数のノズル２６が水平に移動する。処理ユニット２は、複数のノズル２６の待機位置の下方に配置された有底筒状の待機ポット３５を含む。待機ポット３５は、平面視でカップ１５のまわりに配置されている。
処理位置は、複数のノズル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、複数のノズル２６と基板Ｗとが平面視で重なり、複数のノズル２６の先端が、平面視において、回転軸線Ａ１側から第１ノズル２６Ａ〜第４ノズル２６Ｄの順番で径方向Ｄｒに並ぶ。このとき、第１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ノズル２６Ｄの先端は、平面視で基板Ｗの周縁部に重なる。
待機位置は、複数のノズル２６と基板Ｗとが平面視で重ならないように、複数のノズル２６が退避した位置である。待機位置では、複数のノズル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ノズル２６Ａ〜第４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。複数のノズル２６は、第１ノズル２６Ａ〜第４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。
次に、図５および図６を参照して、複数のノズル２６について説明する。その後、処理液供給システムについて説明する。
以下の説明では、第１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ノズル２６Ｂ〜第４ノズル２６Ｄに対応する構成についても同様である。たとえば、第２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。
また、以下の説明では、上流ヒータ４３の設定温度を上流温度といい、温度調節器５３の設定温度を下流温度という場合がある。第１温度調節器５３〜第４温度調節器５３の設定温度を、それぞれ、第１下流温度〜第４下流温度という場合もある。
図５に示すように、ノズル本体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ノズル２６Ａ以外の各ノズル２６は、さらに、ノズル本体２７の先端部２９に取り付けられたノズルヘッド３３を含む。
ノズル本体２７は、ノズル本体２７に沿って延びる１つの流路を形成している。ノズルヘッド３３は、ノズル本体２７から供給された処理液を案内する複数の流路を形成している。ノズル本体２７の流路は、ノズル本体２７の外面で開口する吐出口３４を形成している。ノズルヘッド３３の複数の流路は、ノズルヘッド３３の外面で開口する複数の吐出口３４を形成している。ノズル本体２７の流路は、後述する上流流路４８の一部に相当する。ノズルヘッド３３の各流路は、後述する下流流路５２に相当する。第１上流流路４８Ａ〜第４上流流路４８Ｄの下流端は、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている。
図５および図６は、複数のノズル２６に設けられた吐出口３４の総数が、１０個である例を示している。第１ノズル２６Ａは、ノズル本体２７に設けられた１つの吐出口３４を含む。第１ノズル２６Ａ以外の各ノズル２６は、ノズルヘッド３３に設けられた３つの吐出口３４を含む。同一のノズルヘッド３３に設けられた３つの吐出口３４は、３つの吐出口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６に示すように、複数の吐出口３４は、平面視で直線状に並んでいる。両端の２つの吐出口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。
複数のノズル２６が処理位置に配置されると、複数の吐出口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吐出口３４Ａ）は、基板Ｗの中央部の上方に配置され、複数の吐出口３４のうちで回転軸線Ａ１から最も遠い最外吐出口（第４吐出口３４Ｄ）は、基板Ｗの周縁部の上方に配置される。複数の吐出口３４は、平面視で径方向Ｄｒに並ぶ。
第１ノズル２６Ａに設けられた第１吐出口３４Ａは、基板Ｗの上面中央部に向けて処理液を吐出する主吐出口である。第１ノズル２６Ａ以外の各ノズル２６に設けられた第２吐出口３４Ｂ〜第４吐出口３４Ｄは、中央部以外の基板Ｗの上面の一部に向けて処理液を吐出する複数の副吐出口である。第１吐出口３４Ａに接続された第１上流流路４８Ａは、主上流流路であり、第２吐出口３４Ｂ〜第４吐出口３４Ｄに接続された第２上流流路４８Ｂ〜第４上流流路４８Ｄは、複数の副上流流路である。
図５に示すように、各吐出口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。複数の吐出口３４は、基板Ｗの上面内の複数の着液位置に向けて薬液を吐出する。複数の着液位置は、回転軸線Ａ１からの距離が異なる別々の位置である。複数の着液位置のうちで回転軸線Ａ１に最も近い着液位置を第１着液位置といい、複数の着液位置のうちで２番目に回転軸線Ａ１に近い着液位置を第２着液位置というと、第１吐出口３４Ａから吐出された薬液は、第１着液位置に着液し、第２吐出口３４Ｂから吐出された薬液は、第２着液位置に着液する。
次に、図１および図２を参照して、処理液供給システムについて詳細に説明する。
処理液供給システムは、薬液を貯留する薬液タンク４１と、薬液タンク４１の薬液を循環させる循環流路４２と、循環流路４２内を流れる薬液を室温よりも高い上流温度で加熱することにより薬液タンク４１内の薬液の温度を調整する上流ヒータ４３と、薬液タンク４１内の薬液を循環流路４２に送るポンプ４４とを含む。処理液供給システムは、さらに、循環流路４２に接続された供給流路４７と、供給流路４７を開閉する供給バルブ４５と、循環流路４０を開閉する循環バルブ４６とを含む。
処理液供給システムは、供給流路４７から供給された液体を複数の吐出口３４に向けて案内する複数の上流流路４８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。
処理液供給システムは、上流流路４８から供給された液体を複数の吐出口３４に向けて案内する複数の下流流路５２を含む。第１上流流路４８Ａ以外の各上流流路４８の下流端は、複数の下流流路５２に分岐している。つまり、第１上流流路４８Ａ以外の各上流流路４８は、複数の下流流路５２に分岐した分岐上流流路である。
図１および図２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５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。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ノズル２６Ａに設けられた第１吐出口３４Ａ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または冷却する複数の温度調節器５３を含む。各温度調節器５３は、液体を加熱するだけでなく、冷却する冷熱ユニット（heating-cooling unit）である。処理液供給システムは、さらに、複数の温度調節器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リターン流路５４と、複数のリターン流路５４をそれぞれ開閉する複数のリターンバルブ５５と、各リターン流路５４から薬液タンク４１に延びる集合リターン流路５６とを含む。切替ユニットは、複数の吐出バルブ５１と、複数のリターンバルブ５５とを含む。
処理液供給システムは、薬液タンク４１内の薬液の量を検出する液量センサー５７と、薬液タンク４１内に新しい薬液を案内する新液流路５８と、新液流路５８を開閉する新液バルブ５９とを含む。薬液タンク４１内の薬液の量が規定量を下回ると、制御装置３は、新液バルブ５９を開き、新しい薬液を薬液タンク４１に補充する。これにより、薬液タンク４１内の薬液の量が規定量以上に維持される。新しい薬液は、たとえば室温の未使用の薬液である。
次に、図１を参照して、複数の吐出口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。図１では、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
薬液タンク４１内の薬液は、ポンプ４４によって循環流路４２に送られる。ポンプ４４によって送られた薬液は、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。複数の上流流路４８に供給された薬液は、複数の温度調節器５３によって加熱または冷却される。
第１上流流路４８Ａ内の薬液は、第１ノズル２６Ａに設けられた１つの第１吐出口３４Ａに供給される。第２上流流路４８Ｂ内の薬液は、複数の下流流路５２を介して、第２ノズル２６Ｂに設けられた複数の第２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、全ての吐出口３４から薬液が吐出される。
第１〜第４下流温度Ｔ１〜Ｔ４は、第１〜第４下流温度Ｔ１〜Ｔ４の順番で高くなっている。第１吐出口３４Ａは、第１下流温度Ｔ１の薬液を吐出する。各第２吐出口３４Ｂは、第２下流温度Ｔ２の薬液を吐出する。各第３吐出口３４Ｃは、第３下流温度Ｔ３の薬液を吐出し、各第４吐出口３４Ｄは、第４下流温度Ｔ４の薬液を吐出する。したがって、複数の吐出口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。
第１〜第４下流温度Ｔ１〜Ｔ４は、それぞれ、第１〜第４配管内温度設定値に相当する。上流ヒータ４３の設定温度Ｔtankは、タンク内温度設定値に相当する。第１下流温度Ｔ１は、上流ヒータ４３の設定温度Ｔtankよりも低い。第４下流温度Ｔ４は、上流ヒータ４３の設定温度Ｔtankと等しくてもよいし、上流ヒータ４３の設定温度Ｔtank未満であってもよい。第４下流温度Ｔ４が上流ヒータ４３の設定温度Ｔtankと等しい場合、第４温度調節器５３は、冷熱ユニットではなく、ヒータであってもよい。
次に、図２を参照して、複数の吐出口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。図２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。
薬液タンク４１内の薬液は、ポンプ４４によって循環流路４２に送られる。ポンプ４４によって送られた薬液の一部は、上流ヒータ４３によって加熱された後、循環流路４０を介して薬液タンク４１に戻る。ポンプ４４によって送られた残りの薬液は、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。
第１上流流路４８Ａ内の薬液は、第１上流流路４８Ａに対応する温度調節器５３によって加熱または冷却された後、リターン流路５４に流れる。第２上流流路４８Ｂ、第３上流流路４８Ｃ、および第４上流流路４８Ｄについても、第１上流流路４８Ａと同様である。温度が互いに異なる薬液は、複数のリターン流路５４から集合リターン流路５６に流れ、集合リターン流路５６で混ざり合う。その後、混ざり合った薬液が集合リターン流路５６から薬液タンク４１に戻る。これにより、ポンプ４４によって循環流路４２に送られた全ての薬液が、薬液タンク４１に戻る。
図７は、基板処理装置１によって実行される基板Ｗの処理の一例を説明するための工程図である。以下の各動作は、制御装置３が基板処理装置１を制御することにより実行される。言い換えると、制御装置３は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。以下では図３および図４を参照する。図７については適宜参照する。
処理ユニット２によって基板Ｗが処理されるときには、複数のノズル２６がスピンチャック１１の上方から退避しており、スプラッシュガード１７が下位置に位置している状態で、搬送ロボットのハンド（図示せず）によって、基板Ｗがチャンバー７内に搬入される。これにより、表面が上に向けられた状態で基板Ｗが複数のチャックピン１３の上に置かれる。その後、搬送ロボットのハンドがチャンバー７の内部から退避し、チャンバー７の搬入搬出口８ａがシャッター９で閉じられる。
基板Ｗが複数のチャックピン１３の上に置かれた後は、複数のチャックピン１３が基板Ｗの周縁部に押し付けられ、基板Ｗが複数のチャックピン１３によって把持される。また、ガード昇降ユニット１８が、スプラッシュガード１７を下位置から上位置に移動させる。これにより、スプラッシュガード１７の上端が基板Ｗよりも上方に配置される。その後、スピンモータ１４が駆動され、基板Ｗの回転が開始される。これにより、基板Ｗが所定の液処理速度（たとえば数百ｒｐｍ）で回転する。
次に、ノズル移動ユニット２４が、複数のノズル２６を待機位置から処理位置に移動させる。これにより、複数の吐出口３４が平面視で基板Ｗに重なる。その後、複数の吐出バルブ５１等が制御され、薬液が複数のノズル２６から同時に吐出される（図７のステップＳ１）。複数のノズル２６は、ノズル移動ユニット２４が複数のノズル２６を静止させている状態で薬液を吐出する。複数の吐出バルブ５１が開かれてから所定時間が経過すると、複数のノズル２６からの薬液の吐出が同時に停止される（図７のステップＳ２）。その後、ノズル移動ユニット２４が、複数のノズル２６を処理位置から待機位置に移動させる。
複数のノズル２６から吐出された薬液は、回転している基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に流れる。基板Ｗの上面周縁部に達した薬液は、基板Ｗの周囲に飛散し、スプラッシュガード１７の内周面に受け止められる。このようにして、薬液が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆う薬液の液膜が基板Ｗ上に形成される。これにより、基板Ｗの上面全域が薬液で処理される。
複数のノズル２６からの薬液の吐出が停止された後は、リンス液バルブ２３が開かれ、リンス液ノズル２１からのリンス液（純水）の吐出が開始される（図７のステップＳ３）。これにより、基板Ｗ上の薬液がリンス液によって洗い流され、基板Ｗの上面全域を覆うリンス液の液膜が形成される。リンス液バルブ２３が開かれてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ２３が閉じられ、リンス液ノズル２１からのリンス液の吐出が停止される（図７のステップＳ４）。
リンス液ノズル２１からのリンス液の吐出が停止された後は、基板Ｗがスピンモータ１４によって回転方向に加速され、液処理速度よりも大きい乾燥速度（たとえば数千ｒｐｍ）で基板Ｗが回転する（図７のステップＳ５）。これにより、基板Ｗに付着しているリンス液が基板Ｗの周囲に振り切られ、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ１４および基板Ｗの回転が停止される。
基板Ｗの回転が停止された後は、ガード昇降ユニット１８が、スプラッシュガード１７を上位置から下位置に移動させる。さらに、複数のチャックピン１３による基板Ｗの保持が解除される。搬送ロボットは、複数のノズル２６がスピンチャック１１の上方から退避しており、スプラッシュガード１７が下位置に位置している状態で、ハンドをチャンバー７の内部に進入させる。その後、搬送ロボットは、ハンドによってスピンチャック１１上の基板Ｗを取り、この基板Ｗをチャンバー７から搬出する。
図８は、制御装置３の機能ブロックを示すブロック図である。制御装置３は、タンク内温度制御部６１と、配管内温度制御部６２と、流量制御部６３と、リターン温度制御部６４とを含む。これらは、制御装置３にインストールされたプログラムをＣＰＵなどの演算部３ａ（図１参照）が実行することにより実現される機能ブロックである。
タンク内温度制御部６１は、薬液タンク４１内の薬液の温度がタンク内温度設定値になるように上流ヒータ４３を制御する。配管内温度制御部６２は、複数の温度調節器５３を通過した薬液の温度がそれぞれ複数の配管内温度設定値になるように複数の温度調節器５３を制御する。複数の配管内温度設定値の最大値は、タンク内温度設定値以上であり、複数の配管内温度設定値の最小値は、タンク内温度設定値未満である。流量制御部６３は、複数の流量調整バルブ５０を通過した薬液の流量がそれぞれ複数の流量設定値になるように複数の流量調整バルブ５０を制御する。各流量設定値は、同一の値であってもよいし、少なくとも一つの他の流量設定値とは異なる値であってもよい。
リターン温度制御部６４は、予想リターン温度がタンク内温度設定値以下になるように、タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、および複数の流量設定値を設定する。予想リターン温度は、単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の熱量の計算値を単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の体積の計算値で割った値である。
単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の熱量の計算値は、複数の上流流路４８における配管内温度設定値および流量設定値の積の合計値である。単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の体積の計算値は、複数の流量設定値の合計値である。したがって、各上流流路４８における配管内温度設定値および流量設定値が分かれば、予想リターン温度を求めることができる。
図９は、タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、複数の流量設定値、および予想リターン温度の具体例を示す表である。以下では、図２および図９を参照する。
制御装置３は、複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る薬液の温度が薬液タンク４１内の薬液の温度以下になるように、タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、および複数の流量設定値を設定する。図９は、予想リターン温度がタンク内温度設定値と等しいときの、タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、複数の流量設定値、および予想リターン温度の具体例を示している。
図９に示すように、第１上流流路４８Ａに対応する温度調節器５３の設定温度、つまり、第１下流温度Ｔ１は、６０℃である。第２下流温度Ｔ２は６５℃であり、第３下流温度Ｔ３は７５℃であり、第４下流温度Ｔ４は８０℃である。上流ヒータ４３の設定温度である上流温度Ｔtankは７０℃である。したがって、第１下流温度Ｔ１および第２下流温度Ｔ２は、上流温度Ｔtankよりも低く、第３下流温度Ｔ３および第４下流温度Ｔ４は、上流温度Ｔtankよりも高い。
第１上流流路４８Ａに対応する流量調整バルブ５０を通過する薬液の流量の設定値、つまり、第１流量設定値Ｖ１はｘ（ｍＬ／ｍｉｎ）である。第２上流流路４８Ｂに対応する流量調整バルブ５０を通過する薬液の流量の設定値（第２流量設定値Ｖ２）もｘである。同様に、第３上流流路４８Ｃに対応する流量調整バルブ５０を通過する薬液の流量の設定値（第３流量設定値Ｖ３）はｘであり、第４上流流路４８Ｄに対応する流量調整バルブ５０を通過する薬液の流量の設定値（第４流量設定値Ｖ４）はｘである。つまり、この例では、第１流量設定値Ｖ１、第２流量設定値Ｖ２、第３流量設定値Ｖ３、および第４流量設定値Ｖ４が互いに等しい。
単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の熱量は、第１〜第４下流温度Ｔ１〜Ｔ４と第１〜第４流量設定値Ｖ１〜Ｖ４から求められる。図９に示す例では、単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の熱量は、２８０ｘ（＝６０ｘ＋６５ｘ＋７５ｘ＋８０ｘ）である。単位時間において複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る全ての薬液の体積は、４ｘである。したがって、複数のリターン流路５４から薬液タンク４１に戻る薬液の温度は、７０℃（＝２８０ｘ／４ｘ）であり、上流ヒータ４３の設定温度である上流温度Ｔtankと等しい。
薬液の温度は、基板Ｗの処理に大きな影響を及ぼす場合がある。吐出停止中に温度調節器５３を停止させると、温度調節器５３の運転を開始または再開したときに、温度調節器５３によって加熱または冷却された薬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、直ぐに薬液の吐出を開始または再開することができず、スループットが低下する。したがって、吐出停止中であっても、温度調節器５３に液体を加熱または冷却させることが好ましい。
本実施形態では、吐出停止中にも、薬液を上流流路４８に供給し、温度調節器５３に加熱または冷却させる。したがって、吐出停止中であっても、温度調節器５３の温度が安定した状態を維持できる。そのため、直ぐに薬液の吐出を再開できる。さらに、吐出停止中は、温度調節器５３によって加熱または冷却された薬液をリターン流路５４を介して薬液タンク４１に戻すので、薬液の消費量を低減できる。しかも、薬液タンク４１内の薬液の温度以下の温度の薬液が薬液タンク４１に戻るので、薬液タンク４１に戻る薬液を冷却するクーラーを設けなくてもよい。これにより、基板処理装置１の大型化を防止できる。
本実施形態では、全ての温度調節器５３が冷熱ユニットであるので、いずれの上流流路４８でも薬液を加熱および冷却できる。したがって、複数の温度調節器５３にヒータが含まれる場合に比べて、複数の吐出口３４から吐出される薬液の温度をより自由に設定できる。さらに、冷熱ユニットは、薬液を冷却することもできるので、薬液タンク４１に戻る薬液の温度を薬液タンク４１内の薬液の温度以下にすることができる。これにより、薬液タンク４１に戻る薬液を冷却するクーラーを省略できる。
本実施形態では、薬液タンク４１内の薬液の量が規定量を下回ると、新しい薬液が新液流路５８から薬液タンク４１に供給される。これにより、薬液タンク４１内の薬液の量が規定量以上に維持される。新しい薬液の温度は、タンク内温度設定値以下（たとえば、室温）である。したがって、新しい薬液を薬液タンク４１に補充したとしても、薬液タンク４１内の薬液の温度がタンク内温度設定値を超えることはない。これにより、薬液タンク４１内の薬液の温度がタンク内温度設定値に低下するまで、基板Ｗへの薬液の供給を停止しなくてもよい。
本実施形態では、複数の上流流路４８から複数のリターン流路５４に流れた薬液が、集合リターン流路５４に流れる。集合リターン流路５４に供給された薬液は、集合リターン流路５４で混ざり合いながら、薬液タンク４１に向かって流れる。つまり、温度の異なる薬液が集合リターン流路５４で混ざり合い、タンク内温度設定値に概ね等しい温度の混合液が形成される。したがって、温度の異なる薬液が別々に薬液タンク４１に供給される場合に比べて、薬液タンク４１内の薬液の温度の変動を抑えることができる。
本実施形態では、複数の吐出口３４から吐出された薬液が、基板Ｗの上面内の複数の着液位置に着液する。複数の着液位置は、基板Ｗの回転軸線Ａ１からの水平方向の距離が互いに異なっている。したがって、基板Ｗの中央部だけに向けて薬液を吐出する場合と比較して、処理の均一性を高めることができる。さらに、複数の吐出口３４から吐出されたときの薬液の温度は、複数の温度調節器５３によって変更される。したがって、基板Ｗの上面に着液した時点での薬液の温度を意図的に不均一にすることができ、処理品質をコントロールすることができる。
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、種々の変更が可能である。
たとえば、ノズル２６の数は、２または３本であってもよいし、５本以上であってもよい。
第１ノズル２６Ａを含む全てのノズル２６にノズルヘッド３３が設けられていてもよい。これとは反対に、全てのノズル２６にノズルヘッド３３が設けられていなくてもよい。
１つのノズルヘッド３３に形成されている下流流路５２および吐出口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。
分岐上流流路（第１上流流路４８Ａ以外の上流流路４８）は、チャンバー７の外で分岐していてもよい。
複数の吐出口３４が、回転軸線Ａ１からの距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されるのであれば、複数の吐出口３４は、平面視で径方向Ｄｒに並んでいなくてもよい。
複数の吐出口３４は、基板Ｗの上面に近づくにしたがって回転軸線Ａ１に近づくように、基板Ｗの上面に対して傾いた吐出方向に処理液を吐出する斜め吐出口を含んでいてもよい。
複数のノズル２６をノズル回動軸線Ａ２まわりに回動させながら、複数のノズル２６に薬液を吐出させてもよい。
前記実施形態では、全ての吐出バルブ５１が同時に開かれ、全ての吐出バルブ５１が同時に閉じられる場合について説明したが、制御装置３は、外側の吐出口３４が処理液を吐出している時間が、内側の吐出口３４が処理液を吐出している時間よりも長くなるように、複数の吐出バルブ５１を制御してもよい。
予想リターン温度は、タンク内温度設定値未満の値であってもよい。この場合、タンク内温度設定値から予想リターン温度を引いた値は、第１〜第４下流温度Ｔ１〜Ｔ４の間の差の最小値よりも小さいことが好ましい。図９に示す例では、第１〜第４下流温度Ｔ１〜Ｔ４の間の差の最小値が５℃であるので、タンク内温度設定値から予想リターン温度を引いた値は、５℃よりも小さいことが好ましい。
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。
１ ：基板処理装置
２ ：処理ユニット
３ ：制御装置
１１ ：スピンチャック（基板保持手段）
２６Ａ ：第１ノズル
２６Ｂ ：第２ノズル
２６Ｃ ：第３ノズル
２６Ｄ ：第４ノズル
３４Ａ ：第１吐出口
３４Ｂ ：第２吐出口
３４Ｃ ：第３吐出口
３４Ｄ ：第４吐出口
４１ ：薬液タンク（タンク）
４２ ：循環流路
４３ ：上流ヒータ
４４ ：ポンプ（送液装置）
４５ ：供給バルブ
４６ ：循環バルブ
４７ ：供給流路
４８ ：上流流路
４８Ａ ：第１上流流路
４８Ｂ ：第２上流流路
４８Ｃ ：第３上流流路
４８Ｄ ：第４上流流路
４９ ：流量計
５０ ：流量調整バルブ
５１ ：吐出バルブ（切替ユニット）
５２ ：下流流路
５３ ：下流ヒータ
５４ ：リターン流路
５５ ：リターンバルブ（切替ユニット）
５７ ：液量センサー
５８ ：新液流路
５９ ：新液バルブ
６１ ：タンク内温度制御部
６２ ：配管内温度制御部
６３ ：流量制御部
６４ ：リターン温度制御部
Ａ１ ：回転軸線
Ｗ ：基板

Claims (7)

  1. 基板を水平に保持しながら基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板保持手段と、
    前記基板保持手段に保持されている基板に向けて処理液を吐出する複数の吐出口と、
    前記複数の吐出口から吐出される処理液を貯留するタンクと、
    前記タンク内の処理液を循環させる循環流路と、
    前記タンク内の処理液を前記循環流路に送る送液装置と、
    前記循環流路を流れる処理液を加熱する上流ヒータと、
    前記循環流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内する供給流路と、
    前記供給流路から分岐しており、前記供給流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内する複数の上流流路と、
    前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を冷却するクーラーまたは前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を加熱および冷却する冷熱ユニットを含み、前記複数の上流流路にそれぞれ設けられており、加熱および冷却の少なくとも一方によって前記複数の上流流路を流れる処理液の温度を変更する複数の温度調節器と、
    前記複数の上流流路にそれぞれ設けられており、前記複数の温度調節器に送られる処理液の流量を変更する複数の流量調整バルブと、
    前記複数の温度調節器の下流で前記複数の上流流路にそれぞれ接続されており、前記複数の温度調節器によって温度が変更された処理液を前記タンクに向けて案内する複数のリターン流路と、
    前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数の吐出口に供給される吐出状態と、前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数のリターン流路に供給される吐出停止状態と、を含む複数の状態の間で切り替わる切替ユニットと、
    前記タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値になるように、前記上流ヒータを制御するタンク内温度制御部と、
    前記複数の温度調節器を通過した処理液の温度がそれぞれ複数の配管内温度設定値になり、前記複数の配管内温度設定値の最大値が前記タンク内温度設定値以上になり、前記複数の配管内温度設定値の最小値が前記タンク内温度設定値よりも小さくなるように、前記複数の温度調節器を制御する配管内温度制御部と、
    前記複数の流量調整バルブを通過した処理液の流量がそれぞれ複数の流量設定値になるように、前記複数の流量調整バルブを制御する流量制御部と、
    単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の熱量の計算値を前記単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の体積の計算値で割った値である予想リターン温度が、前記タンク内温度設定値以下になるように、前記タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、および複数の流量設定値を設定するリターン温度制御部とを備える、基板処理装置。
  2. 前記複数の温度調節器は、いずれも、前記冷熱ユニットである、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記タンク内温度設定値から前記予想リターン温度を引いた値は、前記複数の配管内温度設定値の間の差の最小値よりも小さい、請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記タンク内温度設定値以下の液温の新しい処理液を前記タンク内に案内する新液流路をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記複数のリターン流路のそれぞれに接続されており、前記複数のリターン流路から前記タンクに処理液を案内する集合リターン流路をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記複数の吐出口は、前記回転軸線からの水平方向の距離が異なる複数の位置にそれぞれ配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 基板保持手段に基板を水平に保持させながら、基板の中央部を通る鉛直な回転軸線まわりに回転させる基板回転工程と、
    前記基板保持手段に保持されている基板に向けて複数の吐出口に処理液を吐出させる処理液吐出工程と、
    前記複数の吐出口から吐出される処理液をタンクに貯留させる処理液貯留工程と、
    前記タンク内の処理液を循環流路に循環させる循環工程と、
    前記タンクから前記循環流路に処理液を送液装置に送らせる送液工程と、
    前記循環流路を流れる処理液を上流ヒータに加熱させる上流温度調節工程と、
    供給流路に前記循環流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内させる供給工程と、
    前記供給流路から分岐した複数の上流流路に前記供給流路内の処理液を前記複数の吐出口に向けて案内させる上流案内工程と、
    前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を冷却するクーラーまたは前記複数の上流流路のいずれかを流れる処理液を加熱および冷却する冷熱ユニットを含み、前記複数の上流流路にそれぞれ設けられた複数の温度調節器に、加熱および冷却の少なくとも一方によって前記複数の上流流路を流れる処理液の温度を変更させる下流温度調節工程と、
    前記複数の上流流路にそれぞれ設けられた複数の流量調整バルブに前記複数の温度調節器に送られる処理液の流量を変更させる流量変更工程と、
    前記複数の温度調節器の下流で前記複数の上流流路にそれぞれ接続された複数のリターン流路に、前記複数の温度調節器によって温度が変更された処理液を前記タンクに向けて案内させるリターン工程と、
    前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数の吐出口に供給される吐出状態と、前記供給流路から前記複数の上流流路に供給された処理液が前記複数のリターン流路に供給される吐出停止状態と、を含む複数の状態の間で切替ユニットを切り替える吐出切替工程と、
    前記タンク内の処理液の温度がタンク内温度設定値になるように、タンク内温度制御部に前記上流ヒータを制御させるタンク内温度制御工程と、
    前記複数の温度調節器を通過した処理液の温度がそれぞれ複数の配管内温度設定値になり、前記複数の配管内温度設定値の最大値が前記タンク内温度設定値以上になり、前記複数の配管内温度設定値の最小値が前記タンク内温度設定値よりも小さくなるように、配管内温度制御部に前記複数の温度調節器を制御させる配管内温度制御工程と、
    前記複数の流量調整バルブを通過した処理液の流量がそれぞれ複数の流量設定値になるように、流量制御部に前記複数の流量調整バルブを制御させる流量制御工程と、
    単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の熱量の計算値を前記単位時間において前記複数のリターン流路から前記タンクに戻る全ての処理液の体積の計算値で割った値である予想リターン温度が、前記タンク内温度設定値以下になるように、リターン温度制御部に前記タンク内温度設定値、複数の配管内温度設定値、および複数の流量設定値を設定させるリターン温度制御工程とを含む、基板処理方法。
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